1989—2018年揭陽市“龍舟水”特征分析

陳泳峰，鄭瑤娜，林錦冰，謝澤嘉，萬永建，林巧美

（1.揭陽市氣象局，廣東揭陽 515500；2.普寧市氣象局，廣東普寧 515300）

業(yè)務(wù)上把農(nóng)歷五月初五端午節(jié)前后的較大降水過程稱為“龍舟水”，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，會出現(xiàn)持續(xù)大范圍的強降水［1］。而隨著全球氣候的變化，華南地區(qū)“龍舟水”年降水量波動振幅加大，更容易出現(xiàn)強降水。而“龍舟水”期間，恰好是揭陽早稻孕穗、開花、灌漿時期，“龍舟水”所帶來的洪澇災(zāi)害或陰雨寡照會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較嚴(yán)重危害，2008年6月12—17日，揭陽全市出現(xiàn)持續(xù)性強降水，給當(dāng)?shù)卦斐芍苯咏?jīng)濟損失達1億多元。目前，有關(guān)學(xué)者對華南地區(qū)“龍舟水”的氣候特征、類型及異常原因都開展了相應(yīng)的研究［2-3］，胡婭敏等［4］研究華南“龍舟水”降水分布類型及其對應(yīng)環(huán)流形勢，發(fā)現(xiàn)華南“龍舟水”主要分為3種類型：東南沿海型、北部型和西南沿海型；李曉娟等［5］則認(rèn)為廣東前汛期大到暴雨頻數(shù)與同期雨量的空間分布有很好的一致性，并且存在2～3、6～10年的年際變化周期。針對2008年廣東罕見“龍舟水”，林良勛等［6］分析了該次“龍舟水”過程特點及成因，發(fā)現(xiàn)該次過程的強降水期均與西風(fēng)槽影響相聯(lián)系，東亞地區(qū)存在兩個局地經(jīng)向環(huán)流，其低層在20°N—25°N的輻合抬升為該次強降雨過程的持續(xù)產(chǎn)生提供了穩(wěn)定的上升運動背景；郝全成等［7］對廣東龍舟水研究表明其變化呈空間分布不均的特征；林巧美［8］對揭陽地區(qū)降水研究表明前汛期降水具有兩個震蕩周期，分別為準(zhǔn)8和1.7年。本研究利用揭陽市1989—2018年年降水量從揭陽地區(qū)4個國家站近30年資料入手，分析揭陽地區(qū)近30年“龍舟水”特征，為以后揭陽“龍舟水”預(yù)報預(yù)測和防災(zāi)減災(zāi)提供堅實的基礎(chǔ)。

1 揭陽市“龍舟水”的特征

1.1 “龍舟水”概況

統(tǒng)計表明，近30年來揭陽市“龍舟水”平均降水量為326.9 mm，但年際差異較大，其中最大降水量出現(xiàn)在2008年為782.9 mm，最小降水量出現(xiàn)在2004年為96.0 mm。近30年揭陽市“龍舟水”年際變化較大，存在7個峰值和7個谷值，峰值期分別為1990、1993、2000、2006—2008、2010、2013、2017年；尤其在2006—2008年，“龍舟水”雨量超30年平均降水量的1.03倍。

對30年來揭陽市各年“龍舟水”降雨量進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)其存在較為明顯的正態(tài)分布（圖1），最大分布區(qū)間在134～400 mm，占比達73.3%。

圖1 1989—2018年揭陽市“龍舟水”正態(tài)分布

極端“龍舟水”事件出現(xiàn)的概率較小，超出平均數(shù)正負(fù)70%的僅有4年，分別為1993、2006、2008（偏多年）和2004年（偏少年）。

1.2 空間分布

揭陽地處華南沿海，整體為丘陵地貌，其西部和北部高山較多，南部瀕臨南海，從4個國家站地理位置分析，30年“龍舟水”平均值中普寧站最多，惠來次之，揭陽站最少。利用2009—2018年揭陽境內(nèi)自動站資料分析（圖2），可知揭陽市“龍舟水”有1個主中心，位于西南部山區(qū)；有2個副中心，一個在惠來臨海地區(qū)，一個位于揭西北部山區(qū)?！褒堉鬯闭w呈自西南往東北逐漸減少的分布特點。其主要原因有2個：（1）“龍舟水”基本為較強勁西南氣流上岸所造成的降水，越靠近海洋對降水越有利，由于蓮花峰山脈為西南-東北走向，基本與西南氣流平行，在“龍舟水”期間，因為蓮花峰地形抬升作用，靠近山區(qū)的地區(qū)降雨也較為有利；（2）由于蓮花峰山脈和南陽山脈的共同作用，在普寧西南地區(qū)形成一喇叭口狀的地形，造成一較為明顯的降雨中心，如西南氣流較為強盛，穿越喇叭口地形，將會沿著峽谷進入揭西境內(nèi)，在揭西西部和北部地區(qū)受蓮花山脈阻擋，形成另一降雨中心。可以說，從海陸分布上，越靠近海岸線的地區(qū)“龍舟水”越多；從地形分布特征分析，越靠近西部蓮花峰山脈的地區(qū)降水越多。

圖2 2009—2018年揭陽市“龍舟水”空間分布（單位：mm）

1.3 時間變化

從1989—2018年揭陽市“龍舟水”趨勢（圖3）的趨勢線可知，近30年來揭陽市“龍舟水”是呈增多的態(tài)勢，尤其是自2004年進入谷底之后，2006—2008年明顯增加，到2009年進入另一低谷之后，到2018年呈現(xiàn)一個3～4年的波動震蕩，并且有緩慢增多的趨勢。從2009—2011、2012—2014、2015—2018年這3個周期的平均值對比可知，其處于一個正增長的趨勢，尤其在2015—2018年期間超出30年平均降水量，達到365.0 mm。

圖3 1989—2018年揭陽市“龍舟水”趨勢變化

從揭陽市近30年“龍舟水”小波變換圖（圖4）可知，1989—2018年揭陽市“龍舟水”存在3個較為主要的周期，分別為1～4、4～9和9～14年。在1～4年的時間尺度上有11個周期震蕩，偏少的時段為1991、1995—2000、2002—2005、2010、2013和2016年；在4～9年的時間尺度上有5次的震蕩周期；9～14年的時間尺度上有3～4個周期存在。從小波系數(shù)（圖4）可看出1～4和4～9年的匹配度較高，存在2個小尺度的偏少周期對應(yīng)一個較大尺度的偏少周期、存在2個小尺度的偏多周期對應(yīng)一個大尺度的偏多周期。而在近15年，小的時間尺度周期震蕩的規(guī)律更加明顯，基本為3～4年周期，這也與圖5小波方差的分析匹配。

圖4 1989—2018年揭陽市“龍舟水”小波分析

圖5 1989—2018年揭陽市“龍舟水”小波方差

2 結(jié)論

1）揭陽近30年“龍舟水”呈正態(tài)分布并存在7個峰值，出現(xiàn)極端“龍舟水”的概率較低。

2）揭陽近30年“龍舟水”空間分布呈西南往東北逐漸減少的變化規(guī)律，從海陸分布分析越靠近海洋降水越多，地形對其作用也較為明顯，越靠近蓮花峰山脈降水越多。

3）近30年揭陽“龍舟水”存在一個3～4年的震蕩周期，在近3個周期中有在震蕩中逐漸增多的趨勢。

從近年觀測數(shù)據(jù)分析，極端短時強降水出現(xiàn)的概率有逐漸增多的趨勢，這可能是“龍舟水”近幾個周期震蕩中增長的一個原因。在極端短時強降水增多的背景下，城市內(nèi)澇、山洪等極端氣象災(zāi)害出現(xiàn)的頻率也將呈現(xiàn)幾何增長。因此如何提高對各種潛在極端天氣不利影響的應(yīng)變、應(yīng)對能力，讓公眾適應(yīng)氣候變化將是未來氣象工作的重點。