華南前汛期不同等級降水特征及其影響

詹國偉，黎堅，譚論嬋，梁冰

（1.茂名市氣象局，廣東茂名 525000；2.信宜市氣象局，廣東信宜 525300）

華南地處東亞季風區(qū)，夏季溫暖潮濕，雨量充沛，年總降水量可達1 000 mm以上，其中華南前汛期降水（4—6月）占全年降水的40%～50%，甚至更多，同時也是大范圍洪澇災害發(fā)生的主要時段［1-4］。

關(guān)于華南前汛期的研究，國內(nèi)外學者進行了大量的工作，池艷珍等［5］和鄭彬等［6］對華南前汛期不同降水時段的特征分析表明，鋒面降水時段主要集中在4月，為典型的由冬到夏過渡的環(huán)流形勢，夏季風降水盛期主要集中在5—6月。由此可以看出，華南前汛期初期降水和后期降水具有完全不同的性質(zhì)，應該將它們區(qū)分開來。許多研究表明華南前汛期降水量時空分布不均勻，并且有明顯的年際和年代際特征［7-9］，徐碧裕等［8］指出各個空間降水型突變時間及特征不同，降水的主要周期和周期變化特征也各不相同；馬慧等［9］認為華南前汛期降水偏多現(xiàn)象易發(fā)生在華南東部地區(qū)，偏少現(xiàn)象易發(fā)生在華南北部地區(qū)。進一步研究表明華南前汛期降水存在兩個明顯的年代際變化，4和5月降水在1970年代初發(fā)生年代際增加，在1990年代初又轉(zhuǎn)為年代際減少，而夏季降水則在1990年代之后年代際增加且降水年際變率強度也增強［10-11］。

已有的研究在一定程度上揭示了華南地區(qū)汛期降水的年代際和年際變化的特征。然而，以往的研究主要都是按整個前汛期降水或者分月來分析的，而不同等級的華南前汛期降水特征如何，其長期趨勢及年際變化特征又如何？這些目前并不清晰。本研究從此著手，主要分析1979—2010年的數(shù)據(jù)，以期得出一些對華南前汛期降水的新認識，為提高對前汛期降水預報提供參考。

1 資料和方法

本研究用到的資料主要是國家氣候中心提供的1979—2010年這一氣候態(tài)的中國160個站的逐月降水觀測資料和中國756個站的逐日降水觀測資料。前汛期指4—6月，即第19至36候。選?。?06°E—120°E，20°N—26°N）范圍內(nèi)分布較為均勻的59個站點代表華南地區(qū)。

本研究根據(jù)日降水量（R）把降水等級分為4個：小雨（R＜10 mm／d）、中雨（10 mm／d≤R＜25 mm／d）、大雨（25 mm／d≤R＜50 mm／d）、暴雨（R≥50 mm／d），Sum為各等級雨量之和。

2 華南前汛期降水的氣候態(tài)特征

首先從降水逐日的變化分析華南全區(qū)降水是否具有一致性？為此，計算了前汛期全國各個站點的逐日降水標準差，在此基礎(chǔ)上選取了標準差最大值的站點（陽江）來做其與全國各站點降水量的單點相關(guān)圖（圖1a）。從圖1a可以看出，華南地區(qū)是4—6月全國降水量標準差的極大值區(qū)域，標準差最大值位于廣東沿岸陽江附近，從單點相關(guān)系數(shù)來看華南整片區(qū)域內(nèi)都通過了99%的信度檢驗，表明華南整個區(qū)域前汛期降水具有很好的同步性，且從圖1b可以看出，長江中下游為負相關(guān)，泛華南都是正相關(guān)，選定區(qū)域?qū)τ谌A南地區(qū)降水具有良好的代表性。

圖1 東南部4—6月降水量的標準差逐日降水量與陽江降水量單點相關(guān)圖（a）和區(qū)域降水系數(shù)相關(guān)圖（b）

要了解一個變量的變異特征，首先要看該變量的氣候態(tài)情況，為此分別統(tǒng)計了氣候態(tài)多年平均的華南逐月、逐候的降水量變化（圖2）。從圖2a中可以看出，全年降水有一個峰值，出現(xiàn)在6月，達到281.9 mm；降水的主要時段為4—9月，從4月開始降水有明顯的增加，表明華南開始進入汛期。從候變化（圖2b）來看，降水從3月的下半月（第16候）開始有明顯的增加，表明華南開始進入前汛期。圖2b表明華南地區(qū)降水具有明顯的“雙峰”特征，一個最大的降水量峰值出現(xiàn)在6月份，達到10.4 mm／d，另一個出現(xiàn)在8月份的第45候，降水約8.2 mm／d。

圖2 1979—2010年氣候態(tài)的華南區(qū)域逐月（a）和逐候（b）降水變化

3 華南前汛期不同等級降水的分布特征

第2章分析了華南前汛期總降水的年代際年際變化，那么華南前汛期不同等級的降水是否也有相應的特征呢？因此，本研究使用逐日站點資料計算了華南（106°E—120°E，20°N—26°N）區(qū)域平均前汛期（4—6月）小雨、中雨、大雨、暴雨和總降水的距平序列（圖3），計算時為了更準確反映降水的特征，求華南區(qū)域平均時，將屬于華南地區(qū)但未降水的站點進行剔除。由圖3可以看出，4月降水呈年代際減少的趨勢（通過90%的信度檢驗）（圖3a），5月沒有明顯的年代際變化（圖3b），6月降水則存在明顯的增多趨勢（圖3c），即1993年之后降水量有明顯增加，且通過95%信度檢驗。另外從不同等級的降水來看，4月的年代際變化主要是由大雨和暴雨貢獻，而6月降水的年代際變化主要是由中雨、大雨和暴雨貢獻，小雨的變化并不明顯。整個前汛期降水為略微增加的趨勢（圖3d），但并不顯著。 為了更直觀的給出華南區(qū)域平均的不同等級降水是否存在明顯的年代際變化，計算不同等級降水與各月降水的比值。從表1可以看出，不同等級降水存在明顯年代際變化的4和6月，大雨對4月年代際變化起主要貢獻作用，占比達到56.9%；而對6月起主要貢獻的則有中雨、大雨和暴雨，其中暴雨的貢獻超過了50%。

表1 1993—2010年與1979—1992年華南區(qū)域平均小、中、大、暴雨和總降水的差值及對總降水最大貢獻的降水等級 mm

圖3 華南區(qū)域平均不同等級降水量的距平序列

表2給出了1979—2010年華南區(qū)域平均各等級降水的降水量。結(jié)合表2和圖3可以看出，暴雨不僅對6月降水的年代際變化起主要貢獻，而且對5月降水和前汛期總降水的影響也是最大，分別占37.2%和36.5%，即除4月外，5—6月和前汛期暴雨所占的貢獻率均超過了35%。另外，從小雨、中雨、大雨和暴雨占各月降水量的百分比來看，小雨、中雨、大雨的占比呈逐月遞減趨勢，而暴雨占比呈逐月遞增趨勢，即暴雨對前汛期總降水量的影響起重要作用，因此，對前汛期降水的研究更應關(guān)注暴雨的變化。

表2 1979—2010年華南區(qū)域平均各等級降水的降水量及占總降水的百分比

4 結(jié)論

1）華南地區(qū)是4—6月全國降水量標準差的極大值區(qū)域，標準差最大值位于廣東沿岸陽江附近；從逐日降水的單點相關(guān)系數(shù)來看華南整個區(qū)域前汛期降水具有很好的同步性。

2）氣候態(tài)上看，不管是用月資料還是候資料，降水的主要時段為4—9月，二者主要的不同是從月變化看，華南全年降水只有一個峰值，出現(xiàn)在6月，而從候變化可以很明顯的看到華南降水獨有的“雙峰”特征，一個最大的降水量峰值出現(xiàn)在6月第2和3候，另一個出現(xiàn)在8月的第3候。

3）華南前汛期逐月降水的年代際變化也有差異。4月降水呈年代際減少的趨勢，對4月份年代際變化起主要貢獻的是大雨，達到56.9%；5月降水年代際變化并不明顯；6月降水年代際變化呈逐漸增加趨勢，其中暴雨的貢獻超過了50%。

4）華南前汛期不同月份具有不同的降水特征。小雨、中雨、大雨占各月降水的百分比逐月遞減，而暴雨占比逐月遞增；從總體上看，暴雨對前汛期總降水量的影響最大。