1960－2016年廣東冬季降水變化特征及成因

盧澤彬，張 宇，徐建軍，楊金藝

1960－2016年廣東冬季降水變化特征及成因

盧澤彬1,2，張 宇1,2，徐建軍2,3，楊金藝1,2

（1. 廣東海洋大學海洋與氣象學院 // 2. 廣東海洋大學南海海洋氣象研究院，廣東 湛江 524088 ；3. 廣東海洋大學深圳研究院，廣東 深圳 518120）

【】探究大氣環(huán)流與熱帶太平洋海溫異常（尤其是ENSO事件）對廣東省冬季降水的影響，揭示降水變化的物理機制。利用1960年12月－2017年2月廣東省地面常規(guī)觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料，運用相關分析和合成分析方法，探討廣東省冬季降水時空變化特征，分析降水變化的原因。1）廣東冬季降水自南向北遞增，高值中心在粵北地區(qū)，近57 a降水總量呈不顯著的增加趨勢（4.25 mm/10a，= 0.58），降水強度顯著增加（0.48 (mm/d)/10a，< 0.01），降雨日數(shù)在顯著減少（-1.19 d/10a，< 0.05）。2）廣東冬季降水偏多時，我國大部分地區(qū)氣壓偏高，近地面冷高壓活動頻繁；500 hPa位勢高度場上，中高緯度亞歐大陸自東向西出現(xiàn)“+ - +”型相關分布，烏拉爾山附近阻塞高壓偏弱，冷空氣易南下影響我國，南支槽偏強，西太平洋副熱帶高壓偏強，有利于向廣東地區(qū)輸送水汽。3）廣東冬季降水與熱帶太平洋海溫異常也存在密切聯(lián)系，冬季降水與同期海表溫差（SSTA）相關場呈類似厄爾尼諾年的SSTA分布。而厄爾尼諾年廣東恰處于西太平洋副熱帶高壓西北角，受西南氣流控制，且850 hPa來自南海與孟加拉灣的水汽在廣東上空輻合，造成降水偏多。而拉尼娜年副熱帶高壓強度偏弱，位置偏東，南海上空受氣旋性環(huán)流控制，廣東地區(qū)以干冷東北偏東風為主，較難形成降雨。

冬季降水；降水總量；降水強度；降水日數(shù)；海溫異常；廣東省

廣東地區(qū)地處華南沿海，南嶺以南，南臨南海，包含多個氣候帶[1]，受東亞季風與南亞季風共同影響，降水條件復雜，降水變化明顯，研究該區(qū)域降水的氣候特征及其影響因素有重要意義。關于華南沿海降水已有大量研究[2-18]，但多針對汛期降水進行探討。閆桂霞等[11]給出了廣東近60 a夏季降水量和降水強度的變化特征，梁巧倩等[12]和周芯玉等[13]分析了廣東前汛期暴雨過程及其影響因素，鄧明等[14]探討了MJO活動對廣東前汛期降水的影響。王馨陸[15]統(tǒng)計華南地面氣象站降水數(shù)據，發(fā)現(xiàn)全球暖化背景下華南地區(qū)全年日降水強度均增大，李麗平等[16]發(fā)現(xiàn)，20世紀90年代初以來，華南前汛期總降水量呈顯著增加趨勢，與降雨日數(shù)減少、日降水強度增大密切相關。冬季總降水量較其他季節(jié)偏少，但降水變率較大，其異常產生的影響也較嚴重。如2008年我國南方的低溫雨雪冰凍災害和2015/2016年的冬季暴雨均對人民的生命和財產安全造成嚴重威脅[17-18]。全球變暖背景下，極端降水事件頻發(fā)，因此開展廣東冬季降水特征的研究對防災減災有重要意義。同時，降水總量、降水日數(shù)、降水強度等均為降水特征的物理量，綜合引入這些參量進行深入分析，可較全面獲得廣東地區(qū)冬季降水特征。

對冬季降水變化的歸因研究中，學界從動力學角度出發(fā)，考慮季風、大尺度環(huán)流及海溫對降水的影響，例如：袁良等[19]探討了不同厄爾尼諾事件及西太暖池與華南降水異常的聯(lián)系，袁媛等[20]揭示了中國南方冬季降水異常所對應的環(huán)流形勢，何溪澄等[21]借助大氣環(huán)流與水汽輸送的異常分析，闡明ENSO事件對我國南方冬季降水的影響。對于廣東地區(qū)的冬季降雨特征以及各特征值變化的規(guī)律，以往研究仍未給出詳細解釋，有必要對廣東冬季降雨時空特征及其異常機制進行詳細分析。本研究就近57 a廣東冬季降水的變化特征，從大氣環(huán)流異常和海氣響應角度，探討冬季降水變化的原因，為廣東省防災減災工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料

1）臺站觀測資料：以1960年12月－2017年2月共57 a的廣東省86個站點冬季（12－2月）地面降水資料為基本資料，剔除建站時間晚于1960年或缺測數(shù)較多的站點，并對個別站點缺、錯記錄進行插補，最終篩選出用于本研究的65個地面氣象觀測站（圖1）。臺站資料取自廣東省氣候中心。

圖1 廣東省65個氣象站點

2）再分析格點資料：使用NCEP/NCAR提供的1960年12月－2017年2月逐月再分析資料，垂直方向從1 000 hPa到10 hPa共計17層，包含溫度（）、位勢高度（）、比濕（）、相對濕度（RH）以及海平面氣壓場（SLP）等，水平分辨率均為2.5°×2.5°。

3）環(huán)流指數(shù)集：副熱帶高壓強度指數(shù)與西脊線指數(shù)來源于中國國家氣候中心（National Climate Center）計算的74項氣候指數(shù)集。

1.2 方法

有相關分析、趨勢分析、滑動檢驗等。某年冬季定義為當年12月至次年2月。在分析降水特征時，使用冬季降水總量、降水日數(shù)、降水強度等特征量，其中冬季降水總量為當年冬季累計降水量，冬季降水日數(shù)為當年冬季降雨（≥0.1 mm）天數(shù)量（d），冬季降水強度為當年冬季降水總量/冬季降水日數(shù)。降雨等級根據國家氣象局頒布的降水強度等級標準劃分，包括小雨（0.1 ～ 9.9 mm/d）、中雨（10.0 ～ 24.9 mm/d）、（大雨25.0 ～ 49.9 mm/d）、暴雨（50.0 ～ 99.9 mm/d）共四級。根據中國氣象局發(fā)布的氣象行業(yè)標準QX/T 370-2017，NINO3.4指數(shù)的3個月滑動平均絕對值達到或超過0.5℃，且持續(xù)至少5個月，判定為一次厄爾尼諾事件。1960－2016年間，1965/1966、1968/1969、1972/1973、1976/1977、1977/1978、1982/1983、1986/1988、1991/1992、1994/1995、1997/1998、2002/2003、2009/2010、2014/2016，共計13個厄爾尼諾事件發(fā)生，其中厄爾尼諾事件發(fā)生期為冬季的年份有15個。NINO3.4指數(shù)的3個月滑動平均絕對值達到或低于-0.5℃，且持續(xù)至少5個月，判定為一次拉尼娜事件發(fā)生。1960－2016年間，1970/1972、1973/1974、1975/1976、1984/1985、1988/1989、1995/1996、1998/2000、2000/2001、2007/2008、2010/2011、2011/2012，共計11個拉尼娜事件發(fā)生，其中拉尼娜事件發(fā)生期為冬季的年份有12個。

2 廣東省冬季降水的時空特征

2.1 廣東省冬季降水總量的時空特征

由圖2(a)可知，廣東冬季年降水總量總體呈南少北多的分布特征。已有研究表明[22-25]，冬季東亞大槽對粵北地區(qū)的影響較全省其他地區(qū)明顯。加之全省降水對東亞冬季風的響應由南向北逐漸增強[23]，且粵北山區(qū)易受地形抬升影響，降水較其他區(qū)域偏多。最大降水中心在粵北地區(qū)（陽山、連州、韶關一帶），其值大于200 mm，最大值213.5 mm在陽山站。57 a中陽山站降水總量為100 ～ 400 mm的年份有47 a，最大值627 mm出現(xiàn)在1982年，為全省之最。雷州半島地區(qū)冬季降水總量最小，小于100 mm，其余大部地區(qū)為100～200 mm。冬季廣東大部分地區(qū)降水較長江以南地區(qū)偏少，較中國西部、西南部、北部地區(qū)偏多[26]。

由圖2(b)可知，1960－2016年冬季廣東省降水總量變化趨勢分布各地不一致，大部分地區(qū)年降水量出現(xiàn)增加趨勢，但變化并不顯著（> 0.05），粵北山區(qū)冬季降水增幅全省最高，其增加速率介于6.0～8.0 mm/10a，最大值出現(xiàn)在連州站，為8.91 mm/10a，其次是粵東地區(qū)，降水增加速率介于5.0～7.0 mm/10a。廣東中西部地區(qū)增幅最小，陽江站出現(xiàn)減少趨勢（-2.59 mm/10a）。

從圖3可見，1960－2016年廣東省冬季降水總量的氣候平均值為140.4 mm，2015年出現(xiàn)最大值503.6 mm（距平363.2 mm），2008年出現(xiàn)最小值31.1 mm（距平-109.3 mm）。廣東冬季降水多雨期與少雨期交替出現(xiàn)，高于平均值的年份有21 a，低于平均值的年份有36 a，降水偏多年份較少，但其偏差程度大（偏多年份均值為229.8 mm）。

2.2 廣東省冬季降水強度的時空特征

圖4(a)可見，全省冬季降水強度呈東北強西南弱的分布特征，高值區(qū)（大于6.2 mm/d）位于粵東北地區(qū)河源、平遠一帶，最大值為河源站，為6.47 mm/d。河源測站降水最大強度為16.87 mm/d，出現(xiàn)在2013年，其他年份多為4 ～ 16 mm/d。冬季降水強度低值區(qū)（小于4 mm/d）位于粵西雷州半島地區(qū)。

所有站點均未通過0.05顯著性檢驗No station has passed the significance test at level of 0.05

圖3 1960－2016年廣東省冬季降水量的時間序列

如圖4(b)所示，1960－2016年廣東省冬季降水強度趨勢均為正值，總體呈增加趨勢，趨勢分布大體由沿海向內陸遞減。全省近一半的測站（31/65）降水強度增加趨勢通過顯著性檢驗，存在幾個顯著的高值區(qū)，包括以汕頭、潮陽、紫金、惠陽為中心的廣東省中東部地區(qū)，以連州、廣寧、德慶、開平為中心的廣東省中北部地區(qū)，高州、電白、雷州為中心的粵西部分地區(qū)。

白線包絡的區(qū)域為通過0.05顯著性檢驗區(qū)域；實心圓點為通過0.05顯著性檢驗的測站

圖5可見，廣東省冬季降水強度年際平均降水強度為5.12 mm/d，最大降水強度11.78 mm/d出現(xiàn)在2015年，最小降水強度1.72 mm/d出現(xiàn)在1962年。降水強度為3.0～7.95 mm/d的居多（46/57），超過8.0 mm/d和低于3.0 mm/d分別有5 a和6 a。1960－2016年冬季降水強度以0.48 (mm·d-1)/10a (< 0.01) 的趨勢顯著增加。對冬季降水強度做11 a滑動平均后發(fā)現(xiàn)，在年代際方面，降水強度在20世紀60－80年代偏小，20世紀80年代中期至2000年開始增加，2000－2010年偏小，2010年以后又開始增加，這與全年降水強度變化趨勢一致[27]。

2.3 廣東省冬季降水日數(shù)的時空特征

冬季降雨日數(shù)氣候平均空間分布總體呈北多南少的分布特征（圖6(a)），冬季最大雨日中心位于粵北（連州、陽山一帶），其值大于35 d，最大值為37.8 d，出現(xiàn)在粵北連州站。57 a中連州站冬季平均雨日為25 ～ 47 d的年份為47 a，最大雨日52 d出現(xiàn)在1997年。冬季雨日最小的區(qū)域是粵東沿海地區(qū)，其值小于22 d，其次是粵西地區(qū)。

圖6(b) 表明，近57 a來廣東全省降雨日數(shù)呈減少趨勢，降雨日數(shù)減少趨勢通過顯著性檢驗的測站有21個，主要集中于肇慶、江門、佛山、中山等地區(qū)。其中以德慶為中心的粵西北地區(qū)減少趨勢為-4 d/10a（< 0.05），以紫金為中心的粵東減少趨勢為-3.5 d/10a（< 0.05），以高州為中心的粵西地區(qū)減少趨勢為-3 d/10a（< 0.05）。而粵東北區(qū)域雨日減少趨勢不明顯，其值為-2～0 d/10a。

圖5 廣東省1960－2016年冬季降水強度及其變化趨勢

白線包絡的區(qū)域為通過0.05顯著性檢驗區(qū)域；實心圓點：通過0.05顯著性檢驗的測站

廣東冬季降雨日數(shù)長期變化如圖7所示，多年平均雨日為26 d，大部分年份（43/57）為20～40 d之間，40 d以上和20 d以下的分別有2 a和12 a，降雨日數(shù)最多年份出現(xiàn)在1982年（44 d），最少出現(xiàn)在2008年（12 d）。對冬季降雨日數(shù)做11 a滑動平均后發(fā)現(xiàn)，冬季降雨日數(shù)存在明顯的年際變化及年代際波動，20世紀60年代中期至70年代中期雨日偏多，70年代后期至90年代后期雨日緩慢減少，進入2000年后雨日開始明顯減少，2010年后冬季雨日又開始回升。1960－2016年總體趨勢方面，冬季雨日以1.19 d/10a (< 0.05) 的速率顯著減小。

圖7 1960 – 2016年廣東冬季降水日數(shù)及其變化趨勢

不同等級降雨日數(shù)變化及趨勢見圖8。圖8表明，廣東冬季小雨日數(shù)近57a線性傾向趨勢為-1.42 d/10a (< 0.01)，呈顯著減少趨勢，冬季中雨、大雨、暴雨降水日數(shù)線性傾向趨勢分別為0.092、0.081、0.054 d/10a，均呈不顯著的增加趨勢 (值分別為0.49、0.23、0.11)。

各類降水特征量趨勢見表1。表1可見，廣東冬季降水總量呈不顯著的增加趨勢（4.25 mm/10a，= 0.58），降水強度顯著增加 [0.48 (mm/d)/10a，< 0.01]，降水日數(shù)顯著減少（-1.19 d/10a，< 0.05）。不同等級降雨日數(shù)趨勢分析顯示，冬季中雨、大雨、暴雨降水日數(shù)增加趨勢不顯著，而小雨降水日數(shù)呈顯著減少趨勢（-1.42 d/10a，< 0.01），且小雨降水日數(shù)占冬季降雨日數(shù)的70%以上；因此，小雨降水日數(shù)顯著減少是冬季總降水日數(shù)減少的主要原因。

表2是各等級降雨貢獻情況。1960－2016年廣東省冬季降水總量的氣候平均值為140.7 mm，小雨降水量為47.6 mm，占總降水量的34%，中雨46.8 mm，占總降水量33%，大雨30.7 mm，占總降水量的22%，暴雨15.6 mm，占總降水量11%。冬季降水由主要為小雨和中雨，二者占總降水量67%。

3 降水變化成因分析

3.1 冬季降水異常對應的大氣環(huán)流與水汽輸送特征

對廣東冬季每月平均降水量之和進行標準化，將標準化后的廣東冬季降水序列定義為冬季降雨指數(shù)。利用冬季降雨指數(shù)及同時期的大氣環(huán)流背景資料分析廣東冬季降水異常的機制。

表1 冬季各類降水特征量趨勢

注：**表示通過了0.01的顯著性檢驗，*表示通過了0.05的顯著性檢驗。

Notes: **, the data passed the significance test at level of 0.01; * , the data passed the significance test at level of 0.05.

表2 1960－2016年各等級降雨貢獻

由圖9可見，當廣東冬季降水異常偏多時，在近地面氣壓場上，烏拉爾山附近SLP異常偏低，非洲北部到歐洲南部SLP異常偏高，澳大利亞北部到太平洋西北部與太平洋中東部SLP呈現(xiàn)“+ -”型的相關分布，我國大部分地區(qū)氣壓處于偏高狀態(tài)；在500 hPa位勢高度場上，中高緯度亞歐大陸，自東向西呈現(xiàn)“+ - +”型相關分布，大值中心大致位于日本群島、烏拉爾山、地中海沿岸，此外北美大陸東西部分呈“+ -”型相關分布，低緯印度洋和西北太平洋附近位勢高度出現(xiàn)異常偏高；在850 hPa風場上，西北太平洋附近出現(xiàn)一個異常的反氣旋，其中心大致位于菲律賓東南部沿岸，廣東處于該反氣旋西北部，受到來自南海的偏南風顯著異常區(qū)與來自孟加拉灣東部經中南半島的西南氣流顯著異常帶的影響；在850 hPa溫度場上，我國大部分地區(qū)處于溫度異常偏低狀態(tài)，說明北方冷空氣活動活躍，異常偏低狀況在青藏高原東部最明顯。

a. 海平面氣壓場；b. 500 hPa氣壓場；c. 850 hPa溫度場；d. 850 hPa風場，箭頭表示水平、垂直方向分別為與分量的相關系數(shù)。等值線為相關系數(shù)大小，彩色區(qū)域為通過0.05顯著性檢驗的區(qū)域，藍框為廣東地區(qū)。

a. sea level pressure; b. 500 hPa pressure; c. 850 hPa temperature; d. 850 hPa wind, arrow horizontal and vertical directions respectively are the correlation coefficients withandcomponents.Contour lines indicate the value of the correlation coefficient, and the colored area is the area that passed the 0.05 significance test, and the blue box is the Guangdong area.

圖9 廣東冬季降雨指數(shù)與同期氣象要素場的相關分布

Fig. 9 Correlation distribution of Guangdong winter rainy index and meteorological element field over the same period

綜合來看，廣東冬季降水偏多時，我國大部分地區(qū)氣壓偏高（低），近地面冷高壓活動頻繁（少）；500 hPa位勢高度場上，中高緯度亞歐大陸，自東向西出現(xiàn)“+ - +”（“- + -”）型相關分布，烏拉爾山附近阻塞高壓偏弱（強），冷空氣易（不易）南下影響我國，南支槽偏強（弱），西太平洋副熱帶高壓偏強（弱），有（不）利于向廣東地區(qū)輸送水汽；廣東冬季降水偏多時，在850 hPa溫度場和風場上，廣東地區(qū)處于反氣旋西北側，風場表現(xiàn)為西南風異常偏強，北方冷空氣活動活躍，有利于冷暖氣流交匯形成降水。

結合冬季降雨指數(shù)與850 hPa水汽輸送通量相關場和850 hPa水汽通量散度場（圖10），分析廣東冬季降水水汽來源與水汽輻合情況，可知廣東冬季降水來源地主要位于孟加拉灣和南海，孟加拉灣地區(qū)水汽主要通過南支槽向廣東地區(qū)輸送，南海地區(qū)水汽通過副高西北側的西南氣流向廣東地區(qū)輸送。同時廣東大部分地區(qū)處于水汽輻合區(qū)，有利于降雨形成。

箭頭，冬季降雨指數(shù)與850 hPa水汽輸送通量相關，水平、垂直方向分別為u與v分量的相關系數(shù)；等值線為水汽通量散度[10-5g/(s·hPa·cm)]；彩色區(qū)域為通過0.05顯著性檢驗的區(qū)域；藍框為廣東地區(qū)。

3.2 冬季降水異常與熱帶太平洋海表溫度異常的關系

由上述環(huán)流異常分析可知，冬季降水與海平面氣壓場在澳大利亞北部到太平洋西北部與太平洋東部呈現(xiàn)“- +”型反位相的異常。南方濤動（SO）是太平洋與印度洋間的一種大尺度氣壓升降振蕩，當太平洋上氣壓變高（低）時，印度洋上從非洲到澳大利亞氣壓變低（高），即兩地氣壓的距平有反向變化[28]。厄爾尼諾/南方濤動（ENSO現(xiàn)象）是引起全球氣候異常的強信號。已有較多針對ENSO與氣候異常關系的研究，李天然等[29]研究了不同ENSO位相對南方冬季降水不對稱響應，彭京備等[30]從東印度洋海溫角度研究了海溫與南方降水關系，胡婭敏[31]分別分析了不同ENSO事件廣東氣候異常情況。

為進一步探究冬季降水異常與熱帶太平洋海表溫度異常的關系，首先分析冬季降水序列與同期海溫差值（SSTA）的相關分布情況，找到影響冬季降水異常的關鍵海溫異常海區(qū)；再利用合成分析，分別研究厄爾尼諾年與拉尼娜年廣東冬季的降水距平分布、850 hPa風場異常以及相應的水汽通量輸送與水汽通量散度異常情況，從海溫、大氣環(huán)流異常情況分析不同ENSO事件發(fā)生時廣東冬季降水異常變化可能的原因。

從圖11可見，廣東冬季降水與中東太平洋、東印度洋海溫呈正相關分布，正相關超過0.05的顯著性水平，部分地區(qū)達到0.01的顯著性水平；在太平洋西部則出現(xiàn)南北兩個海溫負異常的相關區(qū)域，顯著性超過0.05的顯著性水平。說明廣東冬季降水偏多時，中東太平洋與東印度洋海溫易出現(xiàn)顯著偏高的狀態(tài)，而太平洋西部則出現(xiàn)海溫顯著偏低的狀態(tài)。此外，圖11的相關海域分布與ENSO發(fā)生時海溫異常區(qū)域基本一致，這說明ENSO暖事件發(fā)生時，中東太平洋與東印度洋海溫偏高，廣東降水容易偏多；ENSO冷事件發(fā)生時，中東太平洋與東印度洋海溫偏低，廣東降水容易偏少。

等值線表示相關系數(shù)；彩色區(qū)域為通過0.05顯著性水平檢驗的區(qū)域

對廣東冬季降水進行合成分析，圖12為不同ENSO事件發(fā)生時廣東冬季降水距平，當厄爾尼諾事件發(fā)生（圖13(a)）時，廣東冬季降水呈全省一致的正距平，正距平通過0.05的顯著性水平的有47個測站（47/65），大值中心位于粵北一帶，冬季降水最大正距平中心超過120 mm。當拉尼娜事件發(fā)生時，廣東冬季降水表現(xiàn)為全省負距平，大值中心位置與正距平大值中心大致相同，冬季降水最大負距平小于-25 mm，且沒有測站的負距平值通過0.05的顯著性檢驗。

白線包絡的區(qū)域為通過0.05顯著性檢驗區(qū)域，打點處為通過0.05顯著性檢驗的測站

3.3 不同ENSO事件對應的大氣環(huán)流與水汽輸送特征分析

進一步考察不同ENSO事件下冬季的大氣環(huán)流的異常情況與廣東降水的關系，首先分析西太平洋副熱帶高壓在冬季不同ENSO事件下強度、西脊點位置（圖13），發(fā)現(xiàn)在厄爾尼諾年西太平洋副熱帶高壓強度明顯偏強，15個厄爾尼諾年份中有12個強度偏強，有13個西脊線位置偏西（平均位置在102.2°E）；而拉尼娜年西太平洋副熱帶高壓強度偏弱，12個拉尼娜年份中有11個年份強度偏弱，同樣有11個西脊線位置偏東（平均位置在140.3°E）。上述副熱帶高壓強度變化與位置變化基本一致，強度加強的年份對應脊線也偏西，反之亦然?？傮w來說，西太平洋副熱帶高壓在厄爾尼諾年明顯加強西伸，拉尼娜年減弱東退，而降水一般出現(xiàn)在副熱帶高壓邊緣西北部西南暖濕氣流與北方干冷氣流的匯合處。平均而言，厄爾尼諾年廣東恰處于西太平洋副熱帶高壓西北角降水偏多區(qū)域；而拉尼娜年隨著副熱帶高壓偏弱位置偏東，廣東地區(qū)便遠離降水偏多區(qū)域。

El，厄爾尼諾El Ni?o；La，拉尼娜La N?a

對厄爾尼諾年與拉尼娜年對流層中低層環(huán)流形勢進行合成分析，結果顯示，冬季，厄爾尼諾發(fā)生時850 hPa高度處，廣東地區(qū)處于反氣旋西北部，受異常西南氣流控制（圖14(a)），且水汽輸送來源于南海、孟加拉灣的暖濕氣流，并在廣東上空形成水汽輻合（圖14(c)），有利于降水形成；當拉尼娜發(fā)生時850 hPa高度處，廣東處于異常氣旋的北部，受東北偏東風控制（圖14(b)），且水汽輸送來源于內陸的干冷氣流，輻合較弱，較難形成降雨（圖14(d)）。

陰影、彩色區(qū)域為通過0.05顯著性水平檢驗；紅框為廣東地區(qū)

The shaded and the colored area is passed the 0.05 significance level test; the red box is the Guangdong area

圖14 厄爾尼諾（a, c）和拉尼娜（b, d）年850 hPa風場距平（a, b）、850 hPa水汽通量與水汽通量散度（c, d）

Fig. 14 850 hPa wind field anomalies (a, b) and 850 hPa water vapor flux and water vapor flux divergence (c, d) during El Ni?o (a, c) and La Ni?a (b, d)

4 結論

總結廣東冬季降水時空特征及降水變化成因分析可得以下結論：

1）廣東冬季降水自南向北遞增，高值中心在粵北地區(qū)，陽山、連州、韶關一帶。近57 a廣東冬季降水以4.25 mm/10a (= 0.58) 的速率不顯著增多，其中，粵北粵東增加速率最多，廣東中西部地區(qū)增幅最小，陽江測站出現(xiàn)減少趨勢。廣東冬季降水總量呈不顯著的增加趨勢（4.25 mm/10a，= 0.58），降水強度顯著增加 [0.48 (mm/d)/10a，< 0.01]，降雨日數(shù)顯著減少（-1.19 d/10a，< 0.05）。

2）冬季降水日數(shù)由小雨和中雨主導，中雨降水日數(shù)的變化趨勢（0.09 d/10a，= 0.49）不顯著，而小雨降水日數(shù)呈顯著減少趨勢（-1.42 d/10a，< 0.01），小雨降水日數(shù)占冬季降水日數(shù)的70%以上，是影響冬季降水日數(shù)的關鍵。

3）廣東冬季降水異常與大氣環(huán)流關系表現(xiàn)為：廣東冬季降水偏多時，我國大部分地區(qū)氣壓偏高（低），近地面冷高壓活動頻繁（少）；500 hPa位勢高度場上，中高緯度亞歐大陸，自東向西出現(xiàn)“+ - + ”（“- + -”）型相關分布，烏拉爾山附近阻塞高壓偏弱（強），冷空氣易（不易）南下影響我國，南支槽偏強（弱），西太平洋副熱帶高壓偏強（弱），有（不）利于向廣東地區(qū)輸送水汽；廣東冬季降水偏多時，850 hPa溫度場和風場上，廣東地區(qū)處于反氣旋西北側，風場表現(xiàn)為西南風異常偏強，北方冷空氣活動活躍。同時孟加拉灣地區(qū)與南海地區(qū)水汽向廣東地區(qū)輸送產生輻合，有利于降水形成。

4）廣東冬季降水與熱帶太平洋海溫異常也存在密切聯(lián)系，冬季降水與同期海溫差相關場呈類似厄爾尼諾年的分布，降水偏多時，赤道中東太平洋的SST異常偏高，而菲律賓以東的西太平洋SST異常偏低。

5）厄爾尼諾年冬季降水顯著偏多，而拉尼娜年則不顯著地減少。其原因是厄爾尼諾年副熱帶高壓加強西伸，廣東則恰處西太平洋副熱帶高壓西北角，受西南氣流控制，且850 hPa來自南海與孟加拉灣的水汽在廣東上空輻合造成降水偏多；而拉尼娜年隨著副熱帶高壓偏弱位置偏東，南海上空受氣旋性環(huán)流控制，廣東以干冷東北偏東風為主，較難形成降雨。

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Characteristics of Winter Precipitation Evolution and Its Causes in Guangdong from 1960 to 2016

LU Ze-bin1,2, ZHANG Yu1,2, XU Jian-jun2,3, YANG Jin-yi1,2

（1.,// 2.,,524088,; 3.518120,）

【】To explore the impact of atmospheric circulation and tropical Pacific sea temperature anomalies (especially ENSO events) on winter precipitation in Guangdong Province, and reveal the physical mechanism of precipitation changes.【】Using conventional ground observation data of Guangdong Province along the coast of South China from 1960 to 2017 and the NCEP/NCAR re-analysis data, the temporal and spatial changes of winter precipitation in south China coastal area were explored and the possible causes of the precipitation changes were analyzed through the use of correlation analysis and synthetic analysis.【】(1) The winter precipitation in Guangdong increases from south to north, and the high value center is in northern Guangdong. The total precipitation in the past 57 years has shown an insignificant increase trend (4.25 mm/10a,= 0.58), and the precipitation intensity has increased significantly [0.48 (mm/d)/10a,< 0.01], the number of rainy days is significantly reduced (-1.19 d/10a,<0.05). (2) When there is more winter precipitation in Guangdong Province, the pressure is higher in most areas in China and the cold high pressure activity near the ground is frequent. The Eurasian continent in the mid-high latitudes shows a “+ - +” type correlation distribution from east to west on the 500 hPa geopotential height field, and the high blockingnear the Ural Mountain is weak, causing the cold airwave move south readily to influence China; the southern branch trough and the subtropical high over the Western Pacific(WPSH) are relatively strong, which was conducive to transporting water vapor to Guangdong Province. (3) The correlation between winter precipitation and SSTA in the same period is similar to the El Ni?o-like SSTA distribution. During El Ni?o years, Guangdong Province was at the northwest corner of the WPSH, controlled by the southwesterly airflow, and the water vapor from the South China Sea and the Bay of Bengal converged over Guangdong Province on the 850 hPa geopotential height field, resulting in more precipitation. However, in La Ni?a years, the intensity of WPSH is weaker to the east, and there is a cyclonic circulation over the South China Sea. Therefore, Guangdong Province is dominated by dry and cold northeast easterly winds, making it difficult to form rainfall.

winter precipitation; total precipitation; precipitation intensity; precipitation days;SST anomalies; Guangdong

P732

A

1673-9159（2021）06-0053-11

10.3969/j.issn.1673-9159.2021.06.007

盧澤彬，張宇，徐建軍，等. 1960－2016年廣東冬季降水變化特征及成因[J]. 廣東海洋大學學報，2021，41（6）：53-63.

2021-06-12

國家自然科學基金重點項目（42130605）；廣東省基礎與應用基礎研究基金（2019B1515120018）；廣東海洋大學“創(chuàng)新強校”資助項目（230419053）；廣東海洋大學“沖一流”學科建設科研項目（平臺）（231419022）

盧澤彬（1995―），男，碩士研究生，研究方向為海洋與氣候變化。E-mail: luzebin1@stu.gdou.edu.cn

徐建軍，男，博士，教授，研究方向為海洋氣象與區(qū)域資料同化研究。E-mail：jxu@gdou.edu.cn

張宇，男，博士，從事海洋氣象與平流層大氣研究。E-mail：zhangyu@gdou.edu.cn

（責任編輯：劉慶穎）