恩平市暴雨氣候特征及成因分析

譚文春，李錦洪，韋莉菊，林雪儀

（1.廣東省恩平市氣象局，廣東 恩平 529400；2.廣西柳城縣氣象局，廣西 柳城 545200）

1 引言

恩平市位于廣東省西南部，是全國的暴雨中心之一，年降水量達2575.2mm，暴雨災害頻繁。1962～2010年期間，恩平市境內共發生暴雨、冰雹、干旱、臺風、寒潮等各類氣象災害92次，成災44次，其中由暴雨引發的洪澇、山體滑坡等災害達到成災次數的39%，所造成的損失位于各類氣象災害之首。例如，1993年6月16～18日的特大暴雨，全市多個鄉鎮受洪水淹浸，8萬多人被洪水圍困，直接經濟損失5000萬元；1998年6月20～26日的持續性暴雨，過程總雨量達1186mm，引致全市2／3地區受淹，受災人口38萬人，占當時全市人口的3／4，死亡65人，直接經濟損失7.9億元，是恩平有記錄以來最嚴重的自然災害。本文重點對恩平市暴雨的年、月、日分布和特征進行分析，總結出它們的氣候特征，并淺析恩平暴雨天氣的成因，對提高暴雨預報、氣候評價、氣象決策服務及防災減災有實質性的意義。

文中所用氣象資料均來自于恩平國家一般氣象站（該站位于22°11′N，112°18′E），暴雨樣本從1971～2010年的月報表和年報表中挑取；歷史自然災害資料來自于恩平市三防辦。

按照廣東省降水強度等級劃分標準[1]，把暴雨按24h（20時～20時）雨量（R）分為3個量級，即暴雨、大暴雨、特大暴雨。具體為：50mm≤R＜100mm為暴雨，100mm≤R＜250mm為大暴雨，R≥250mm為特大暴雨。將20時～20時降水量≥50mm的降雨日稱為一個暴雨日。

2 暴雨日的特征分析

2.1 暴雨日的年際變化特征

在1971～2010年的40年間，恩平市出現暴雨（含大暴雨、特大暴雨）521次，年平均13.0次；其中，出現暴雨的次數為348次，占出現暴雨以上頻數的66.8%，年平均8.7次；出現大暴雨的次數為163次，占出現暴雨以上次數的31.3%，年平均4.1次；出現特大暴雨10次，占出現暴雨以上次數的1.9%，年平均0.25次。暴雨日的最大降雨量為391.6mm，出現在1981年9月30日，次大降水量為345.0mm。分別計算1971～2010年恩平市的逐年暴雨（含大暴雨、特大暴雨）日數及各量級暴雨的日數，結果見圖1、圖2。

圖1 恩平市暴雨日數年際變化曲線及趨勢

圖2 恩平市各量級暴雨日數年際變化

由圖1可以看出，恩平市暴雨日數隨年代波動變化很大，最多的年份有19d（1973年），其次為18d（1975年、1976年、1993年、1997年、2001年），最少的年份僅有5d（1977年），但總體趨勢是略有減少的，其線性增長率為－0.0474d／年（線性回歸方程為y＝0.0474x＋13.996，通過α＝0.1的F檢驗）。70年代前期，暴雨日數一直維持在較高水平，但至1977年，突然降至谷底；70年代后期至80年中期，暴雨日數呈現逐漸上升趨勢，至1983年達到峰值；80年中后期，暴雨日數呈現波動下降趨勢，1989年達到谷值；隨后幾年暴雨日數呈明顯上升趨勢，至90年代中期一直維持在較高水平；90年代后期至2000年代暴雨日數又呈現波動下降趨勢。暴雨日多的年份，一般是洪澇嚴重的年份，暴雨日少的年份常是比較干旱的年份。

由圖2可見，各量級暴雨的日數隨年代的變化趨勢與暴雨（含大暴雨、特大暴雨）日數的變化趨勢大致相同，暴雨（50mm≤R＜100mm）日數40年間總體呈現出在波動中緩慢減少的趨勢；大暴雨日數總體趨勢不明顯；特大暴雨每隔數年會出現1～2次，70年代至80年代中期出現頻率較大，而80年代中期起至2000年代出現頻率有所減小，其中1985～1991年、1999～2005年分別連續7年沒有出現過特大暴雨。

2.2 暴雨日的月變化特征

分別統計40年間各月各量級暴雨日數及暴雨（含大暴雨、特大暴雨）日數，結果見表1。由表1可知，恩平市在全年各月均有可能出現暴雨，而大暴雨則出現在3～11月，最早出現在2002年3月24日，最晚結束在1993年11月5日；特大暴雨只出現在4～7月和9月，最早出現在1998年4月27日，最晚結束在1981年9月30日，值得注意的是，8月份的暴雨（含大暴雨、特大暴雨）日數均比4月、7月、9月多，但并無特大暴雨出現。各量級暴雨都主要出現在汛期（4～9月），其中前汛期（4～6月）又比后汛期（7～9月）多，整個汛期的暴雨（含大暴雨、特大暴雨）日數占全年的89.9%，其中前汛期占51.8%，后汛期占37.5%；6月的暴雨（含大暴雨、特大暴雨）日數最多，占全年的21.7%，5月次之，占全年的19.8%。4～9月是恩平市暴雨日集中出現的時段，5～6月更是大暴雨和特大暴雨的多發期，例如1993年和1998年恩平市的兩次大洪災，均發生在6月，給國民經濟造成嚴重損失。

表1 恩平市各月各級暴雨日數及暴雨頻率分布表

2.3 降水強度的年際變化

降水強度又稱降水率，指單位時間或某一時段內的降水量。分別統計逐年的1h和10min的最大雨強，結果見圖3。恩平暴雨1h最大雨強為125.9mm，出現在1993年5月9日15時35分至16時35分，次大雨強110.7mm，出現在1984年5月14日9時48分至10時48分；10min最大雨強為33.6mm，出現在1984年5月14日10時10分至10時20分，次大雨強為33.3mm，出現在1974年7月13日1時42分至1時52分。降水強度隨年代波動幅度很大，但從線性趨勢線可見，總體而言，40年間1h和10min的最大雨強都呈現逐漸減小的趨勢，但減小的趨勢較微弱。這與年暴雨日數的變化趨勢一致。從70年代至90年代中期，降水強度的波動幅度較大，但自90年代末期起，波動幅度明顯減小，降水強度維持在較低水平。

圖3 恩平市1h和10min的最大雨強年際變化

2.4 暴雨對降水量的影響

2.4.1 年暴雨日對年降水量的影響

恩平市的年降雨量為在1272.4～3657.6mm之間，多年平均降水量為2554.7mm，年暴雨日數在5～19次之間。分析圖4可知，恩平市年暴雨日數與年降水量的走勢基本相同，兩者表現出很好的相關性，年降水量最多的幾年，如1973年、1975年、1993年，同時也是年暴雨日數最多的幾年；年降水量最少的3年（1977年、1999年、2007年），同時也是年暴雨日數最少的3年，其中1977年降水量為1272.4mm，為歷年最少，這一年僅有5個暴雨日。

圖4 恩平年降水量與年暴雨日數時間分布圖

2.4.2 暴雨對月降水量的影響

通過計算各月暴雨雨量占各月降水量的比例發現（圖5），4～11月的暴雨雨量對月降水的貢獻較大，均在40%以上，其中又以前汛期的4～6月最大，5月貢獻率更達61%；1～3月和12月對月降水的貢獻較小，均在20%以下。值得注意的是，10月、11月的月降水量較少，分別僅為110.2mm和51.7mm，但暴雨雨量對這兩個月的降水貢獻卻相當大。

圖5 暴雨日雨量占各月降水量的比例

3 暴雨發生的主要天氣形勢特征分析

恩平市的暴雨發生呈現明顯的季節性，暴雨主要集中在汛期。究其原因，是由于季風的進退造成的。3月冬季風開始減弱，但未完全退出，而此時夏季風開始活躍，但還尚未盤踞廣東地區，冷暖氣流常在華南一帶交匯，鋒面和高空槽影響了降水分布與強度，在冷空氣到達華南地區之前，一般會造成西南和江南地區低壓槽的發展和低空西南風加大，出現切變線，但南海地區大多數情況下仍然是一個高壓脊，越過南嶺后多數切變線會逐漸消失，故3月一般不發生強降水。進入4月，冷空氣勢力減弱，西南暖濕氣流增強，暴雨增多。5～6月建立南海季風，靜止鋒低槽位置常在江南南部到廣東一帶擺動[2，3]，恩平市直接受南海季風影響，暖濕不穩定度增加，雨勢增強，造成暴雨日數突增；7～9月，副熱帶高壓北推至長江一帶，由于恩平市地處華南沿海，容易受臺風、熱帶輻合帶等熱帶天氣系統北上影響，故也容易出現強降水；而10月起，干冷的冬季風逐漸南下，受北方冷空氣影響，氣溫逐漸下降，降水也逐漸減少，降水強度也一般較小，難以達到暴雨降水標準[4]。

（1）高空槽、冷空氣。恩平市前汛期暴雨大多數是冷空氣與暖濕空氣共同作用的結果，也就是與鋒面、切變線、高空槽一類具有斜壓性的天氣系統有關。1980年4月22日，恩平普降大暴雨到特大暴雨，在暴雨期間的500hPa位勢高度平均圖上，烏拉爾山上空是個很強的阻塞高壓，從遠東地區沿50°N到咸海是一條橫槽，在30°N以南地區，100°E附近是明顯低槽，槽底到達180°N附近，恩平市處于槽前西南氣流。可見，在阻塞高壓和橫槽的穩定形勢下，不斷有小股冷空氣南下，同時高空南支槽活躍，粵西地區上空有源源不斷的熱量和水汽輸送，上升運動的天氣尺度條件很有利，使得恩平市出現了暴雨到大暴雨的降水過程。

（2）鋒面。主要指冷鋒和靜止鋒，是恩平市暴雨最重要的地面系統。靜止鋒或移速緩慢的冷鋒容易造成冷暖氣流在廣東境內較長時間對峙，有利于暴雨的產生，降水時間持續也長；如果冷空氣勢力較強，冷鋒會長驅直下，自北向南移過廣東省到達南海，這樣的情況往往導致暖濕氣流快速抬升，暴雨強度較大，但由于鋒面移動迅速，降水時間一般較短，出現大范圍暴雨的機會較小。

（3）低空急流、切變線。低空急流不僅為暴雨形成提供了充足的水汽，而且還會促進大氣層的對流不穩定[5]。恩平市低空急流一般為西南或偏南氣流，其形成主要有兩類：一是副熱帶高壓加強及其西側低值系統發展，在鋒前暖區之中，氣壓梯度加大，風速加大，從而形成低空急流。二是西南夏季風加強。由于西南季風加強而形成低空急流，低空急流的強弱常與夏季風的變化有關。2008年6月29日，恩平市普降大暴雨到特大暴雨，就是南海季風暴發，西南季風穿越中南半島到達南海，同時明顯加強，造成低空急流增強的過程。

（4）熱帶氣旋。1971～2010年，影響恩平市的熱帶氣旋平均每年有2.5個，1999年最多年達6個，最少年為0個。恩平市的后汛期暴雨最主要由熱帶氣旋影響所致。后汛期（7～9月）共有暴雨195次，由熱帶氣旋引起的占70%左右。當熱帶氣旋在恩平市以東的珠江口至粵東沿海一帶登陸時，雨量一般不大，這是由于此時恩平市處于臺風西側的偏北氣流區，從北邊內陸吹來的風一般水汽含量不多，難以形成大雨量的降水。但當熱帶氣旋在粵西地區登陸時，恩平市處于臺風東側的偏南氣流區，降水則往往較明顯；在夏末秋初（8～9月），臺風西移后往往有臺風槽滯留在華南沿海，這往往造成持續性強降水過程。

4 結語

（1）恩平市年暴雨日數隨年份波動很大，但總體上呈現減少趨勢，其線性增長率為－0.0474d／年；大暴雨日數變化趨勢不明顯，特大暴雨日數總體上也呈減少趨勢。恩平市平均每年出現暴雨（含大暴雨、特大暴雨）13.0次，出現大暴雨4.1次，出現特大暴雨0.25次。日最大雨量為391.6mm。

（2）全年各月均有暴雨日出現，大暴雨只出現在3～11月，暴雨發生的季節性明顯，主要集中在汛期（4～9月），5～6月是大暴雨和特大暴雨的多發期。恩平暴雨1h最大雨強為125.9mm，10min最大雨強為33.6mm，降水強度隨年代波動幅度很大，但總體上呈現逐漸輕微減小的趨勢，波動幅度也呈減小趨勢。暴雨對年降水量的貢獻較為明顯，4～11月的暴雨降水對月降水量的貢獻較大，其中4～6月最為顯著。

（3）季風的進退是造成恩平市暴雨季節性分布明顯的原因。恩平暴雨的主要天氣系統，前汛期為鋒面（冷鋒、靜止鋒）、西南倒槽、低渦、急流、高空槽、切變線等；后汛期為熱帶氣旋、熱帶輻合帶、東風波等，其中熱帶氣旋是造成后汛期暴雨的主要天氣系統。

[1]林良勛.廣東省天氣預報技術手冊[M].北京：氣象出版社，2006.

[2]曾 琮.廣東前汛期大暴雨天氣氣候分析[J].中山大學學報：自然科學版，2002（增刊）：180～183.

[3]陳創買，薛紀善，林應河.廣東災害新氣候的分析和預測研究[M].廣州：中山大學出版社，1999.

[4]王 輝，鄭細華，李勇增，等.龍川縣近50年來暴雨的變化特征[J].廣東氣象，2009，31（5）：28～29.

[5]黃茂棟，廖仕湘，楊立洪.廣東汛期降水的時空分布特征[J].廣東氣象，2008，30（6）：33～36.