1991—2020 年韶關(guān)市“龍舟水”特征分析

郭永婷，陳浩偉

（韶關(guān)市氣象局，廣東 韶關(guān) 512028）

“龍舟水”，又稱端午水，是華南地區(qū)端午節(jié)前后的一種奇特自然現(xiàn)象.氣象業(yè)務(wù)上把“龍舟水”定義為5 月21 日—6 月20 日期間的總降水量［1］.在這期間南方暖濕氣流活躍，與從北方南下的冷空氣在華南地區(qū)交匯，會(huì)出現(xiàn)持續(xù)大范圍的強(qiáng)降水［1］.影響華南“龍舟水”降水過程的因子繁多，它不但會(huì)受到大氣環(huán)流因子的作用，如低頻振蕩、熱帶對(duì)流、西太平洋副熱帶高壓、南海季風(fēng)、南支槽和阻塞高壓等；還受到很多外強(qiáng)迫因子的作用，如海溫、海冰、積雪，這些外強(qiáng)迫因子通過對(duì)大氣活動(dòng)的遙相關(guān)，以不同形式影響廣東“龍舟水”［2-3］.目前，有關(guān)學(xué)者對(duì)華南地區(qū)“龍舟水”的氣候特征、異常原因都開展了相應(yīng)的研究，王婷等認(rèn)為2008 年廣東“史上最強(qiáng)龍舟水”的氣候成因?yàn)槟虾＜撅L(fēng)爆發(fā)偏早、偏強(qiáng)，為強(qiáng)降水提供了豐沛的水汽條件［4］；郝全成等研究表明1981—2010 年“龍舟水”期間廣東平均降水量增多15.5 mm，且變化呈空間分布不均的特征［5］；范伶俐認(rèn)為，廣東下墊面狀況（陸面）對(duì)“龍舟水”期間對(duì)流事件的啟動(dòng)和發(fā)展有影響［6］；李曉娟等研究發(fā)現(xiàn)，1990 年后廣東大部分地區(qū)大到暴雨日數(shù)和雨量均有較明顯的上升趨勢(shì)，且振動(dòng)幅度加大［7］.由此可見，不同地區(qū)、不同氣候背景下的“龍舟水”降水特異性顯著.因此，開展韶關(guān)“龍舟水”期間強(qiáng)降水特征及預(yù)測(cè)研究，可以為政府決策部門提供前期指導(dǎo)，減少“龍舟水”災(zāi)害帶來的損失，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，為防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)［8-9］.

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

韶關(guān)地處廣東省北部，南嶺山脈南麓，位于東經(jīng) 112°50′至114°45′、北緯 23°5′至25°31′之間.韶關(guān)地形以山地丘陵為主，河谷盆地分布其中，平原、臺(tái)地面積約占20%.全市境內(nèi)山巒起伏，高峰聳立，中低山廣布.韶關(guān)山區(qū)地型復(fù)雜，自北向南排列成三列孤行山系排列成向南突出的弧形構(gòu)成基本格局：北列為蔚嶺、大庾嶺山地，中列為大東山、瑤嶺山地，南列為起微山、青云山山地，其間分布兩行河谷盆地［9］.

1.2 資料與方法

筆者選用的資料是1991—2020 年韶關(guān)全市8 個(gè)國家站的逐日降水?dāng)?shù)據(jù)、226 個(gè)自動(dòng)站建站以來的逐日降水?dāng)?shù)據(jù)和NCEP/NCAR 逐日再分析資料（2.5°×2.5°）.“龍舟水”統(tǒng)計(jì)時(shí)段為5 月21 日—6 月20 日，該時(shí)間段內(nèi)逐日雨量之和為“龍舟水”雨量，雨量≥0.1 mm 的日數(shù)之和為“龍舟水”雨日，“龍舟水”雨量與雨日的比為降水雨強(qiáng).

2 結(jié)果分析

2.1 韶關(guān)市“龍舟水”時(shí)間分布特征

2.1.1 年際變化

1991—2020 年韶關(guān)市“龍舟水”平均降雨量為283.4 mm，雨日為19.2 d，雨強(qiáng)為9.1 mm/d，“龍舟水”年際差異較大，其中最大降雨量現(xiàn)在1994 年508.6 mm，約為常年的2 倍，最小降雨量出現(xiàn)在2011 年96.2 mm，不足常年的1/2.

1991—2020 年韶關(guān)市“龍舟水”具有雨量、雨日偏多、雨強(qiáng)偏強(qiáng)的趨勢(shì)（見圖1），每10 年分別上升了14.9 mm、0.3 d、0.6 mm/d，相關(guān)系數(shù)分別為0.12、0.08、0.16，未通過信度0.05 的顯著性水平檢驗(yàn).有3 個(gè)明顯偏多的階段，分別為1992—1993 年、2005—2010 年、2015—2020 年，其余年份以偏少到正常為主.其中2005—2010 年雨量為371.2 mm，較常年偏多31%，雨強(qiáng)為15.3 mm/d；2015—2020 年“龍舟水”又處于偏多階段，平均每年330.1 mm，較常年偏多16%，但雨強(qiáng)16.3 mm/d 比最強(qiáng)時(shí)期的2005—2010 年強(qiáng)度更強(qiáng)，說明近幾年“龍舟水”具有更猛烈的特點(diǎn).

2.1.2 日降水量變化

進(jìn)一步分析1991—2020 年韶關(guān)區(qū)域平均降雨量在5 月21 日—6 月20 日的逐日變化發(fā)現(xiàn)，整個(gè)“龍舟水”時(shí)期的日雨量具有“前少后多”的特點(diǎn)（見圖2）. 5 月21日—6 月20 日日平均雨量為9.2 mm，且存在幾個(gè)降水集中期：5 月21—22 日、6 月8—11 日、13 日、16—17 日，其中日降水最多出現(xiàn)在6 月9 日（18.1 mm）.另外，“龍舟水”后期還具有“突升突降”的特點(diǎn)，6月7 日8.7 mm，8 日突升為12.8 mm，9 日再次突升為18.1 mm，有明顯的突升特征；13 日雨量14.9 mm，14 日突降到9.5 mm，15 日繼續(xù)降到8.9 mm，有明顯的突降特征，也說明了“龍舟水”是一場(chǎng)一場(chǎng)出現(xiàn)的，有明顯的開始、結(jié)束時(shí)期，間歇性強(qiáng)，與連續(xù)性暴雨有本質(zhì)的區(qū)別.

圖1 1991—2020 年韶關(guān)市“龍舟水”年際變化及趨勢(shì)

圖2 1991—2020 年平均韶關(guān)5 月21 日—6 月20 日逐日降雨量

2.2 韶關(guān)市“龍舟水”空間分布特征

分析1991—2020 年韶關(guān)8 個(gè)國家站平均“龍舟水”空間分布（見圖3（a））可知，其分布具有“南多北少”的特點(diǎn)，空間分布不均勻，其中新豐最多，南雄最少.利用自動(dòng)站資料分析結(jié)果（見圖3（b））顯示，韶關(guān)市“龍舟水”有6 個(gè)雨窩點(diǎn)，分別在新豐豐城云髻山（455.6 mm、23.5 d）、新豐梅坑鎮(zhèn)（427.9 mm、23.3 d）、翁源翁城鎮(zhèn)（789.5 mm、25.0 d）、翁源鐵龍林場(chǎng)（694.7 mm、20.4 d）、曲江沙溪鎮(zhèn)（776.7 mm、21.5 d）、曲江樟市鎮(zhèn)（568 mm、22.6 d）、乳源洛陽鎮(zhèn)（464.7 mm、20.4 d）.主要的原因有：“龍舟水”主要為西南季風(fēng)上岸所造成，越靠近海洋越有利降水，所以出現(xiàn)自南向北遞減的特點(diǎn)；強(qiáng)勁的西南氣流遇上高海拔的云髻山、大寶山、天景山等山峰，地形抬升作用，使得靠近山區(qū)南側(cè)的地區(qū)，也就是暖濕氣流的迎風(fēng)坡，降雨最明顯，造就了這幾個(gè)雨窩點(diǎn).而韶關(guān)“龍舟水”較少的區(qū)域位于樂昌西部、市區(qū)中部、仁化南部、始興中部，平均“龍舟水”雨量為100～180 mm.

圖3 1991—2020 年韶關(guān)市“龍舟水”空間分布

2.3 “龍舟水”的周期分析

韶關(guān)市近30 年“龍舟水”降雨周期變化特征見圖4.“龍舟水”降雨存在多重時(shí)間周期尺度上嵌套結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，存在準(zhǔn)10 年和準(zhǔn)7 年的周期震蕩.與7 年尺度相對(duì)應(yīng)，30 年里面有4 個(gè)偏多中心和5 個(gè)偏少中心，組成了4 個(gè)準(zhǔn)7 年周期震蕩，分 別 是1994—1997 年、2002—2004 年、2008—2011 年、2015—2017 年的偏多期.在準(zhǔn)10 年的年際時(shí)間變化尺度上，經(jīng)歷了1997—2002 年和2007—2012 年的偏多期，且2018—2020 年的震蕩周期遠(yuǎn)未閉合，可以預(yù)測(cè)韶關(guān)未來幾年“龍舟水”仍處于偏多期.

圖4 1991—2020 年韶關(guān)市“龍舟水”的Morlet 小波分析的時(shí)頻分布

3 韶關(guān)“龍舟水”的氣候影響

3.1 韶關(guān)“龍舟水”異常年的氣候背景

分別選取1994 年和2011 年代表“龍舟水”異常偏多年、異常偏少年，分析異常年份的500 hPa 高度場(chǎng)和850 hPa 距平風(fēng)場(chǎng)，結(jié)果表明：異常偏多年（見圖5（a）），極渦明顯偏強(qiáng)，北半球高緯度地區(qū)呈現(xiàn)兩脊一槽形勢(shì)，其中巴爾喀什湖和鄂霍次克海附近各存在一高壓脊，貝加爾湖以東有一低槽；東亞大槽強(qiáng)度正常略強(qiáng)且北段強(qiáng)、南段弱，槽后引導(dǎo)冷空氣南下到達(dá)華南地區(qū)，廣東大部高度場(chǎng)偏低；西太平洋副熱帶高壓偏弱偏東，586 dagpm 線維持在廣東沿海，這與林良勛等分析的廣東2008 年罕見“龍舟水”期間西太平洋副熱帶高壓較弱位置較東結(jié)論一致［10］；同時(shí)低緯度地區(qū)位勢(shì)偏低，有利于南支槽發(fā)展，對(duì)“龍舟水”發(fā)生發(fā)展有利.異常偏少年（圖5（b）），極渦偏弱，北半球高緯度地區(qū)呈現(xiàn)兩槽一脊形勢(shì)，巴爾喀什湖和鄂霍次克海附近各存在一地低槽，貝加爾湖以西附近位置有一高壓脊；東亞大槽北段弱、南段強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng)偏北，限制東亞大槽往南發(fā)展，廣東大部高度場(chǎng)偏高，均不利廣東降水發(fā)生.

圖5 500 hPa 高度場(chǎng)/dagpm

分析1994 年和2011 年的850 hPa 距平風(fēng)場(chǎng)可得，異常偏多年（見圖6（a）），低緯度西太平洋有一反氣旋環(huán)流，南海至廣東有氣旋環(huán)流，廣東偏南風(fēng)強(qiáng)盛，廣東北部正好處于氣旋性彎曲的第二象限，即東南和東北的氣旋性輻合區(qū)；來自孟加拉灣和南海的西南氣流順暢卷入南海氣旋中，將暖濕水汽源源不斷地向廣東北側(cè)輸送，有利于韶關(guān)“龍舟水”偏多.異常偏少年（見圖6（b）），菲律賓群島附近有一氣旋控制，廣東沿海被偏東風(fēng)控制，來自孟加拉灣和南海的水汽無法往廣東方向輸送，不利于降水形成，導(dǎo)致“龍舟水”偏少.

圖6 850 hPa 距平風(fēng)場(chǎng)

3.2 “龍舟水”對(duì)氣候的影響

“龍舟水”處于華南汛期期間，也處于全年的中間時(shí)段，研究“龍舟水”對(duì)全年氣候的影響十分有必要.韶關(guān)“龍舟水”雨量與前汛期雨量呈較高的正相關(guān)（r=0.58），與全年雨量正相關(guān)（r=0.44），說明“龍舟水”偏重的年份，前汛期降水偏多，全年降雨量也偏多，可能形成韶關(guān)“澇年”；而前汛期雨量與后汛期雨量呈負(fù)相關(guān)，則“龍舟水”偏重年后汛期偏少的可能性大，可能造成韶關(guān)秋冬干旱天氣.對(duì)氣溫影響為，“龍舟水”降水與同期氣溫呈負(fù)相關(guān)（r=-0.41），與同年冬季氣溫呈正相關(guān)（r=0.38），說明“龍舟水”降水偏多會(huì)導(dǎo)致同期的氣溫偏低，而“龍舟水”偏多有利于同年暖冬.

4 結(jié)論

（1）1991—2020 年韶關(guān)“龍舟水”整體呈現(xiàn)出雨量、雨日增多、雨強(qiáng)增強(qiáng)的特點(diǎn)；日雨量具有“前少后多”的特點(diǎn)，且后期有明顯的突升突降特質(zhì).（2）“龍舟水”常年平均雨量的空間分布具有南多北少的特點(diǎn)，且突顯出6 個(gè)“雨窩點(diǎn)”.（3）異常偏多年500 hPa 北半球高緯度地區(qū)呈現(xiàn)兩脊一槽形勢(shì)，東亞大槽北段強(qiáng)、南段弱，副高偏弱偏東，850 hPa 低緯度南支槽活躍，粵北地區(qū)風(fēng)向氣旋性彎曲、風(fēng)場(chǎng)輻合；異常偏少年則相反. （4）“龍舟水”降雨存在多重時(shí)間周期尺度上嵌套結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，存在準(zhǔn)7 年和準(zhǔn)10 年的周期震蕩.