近30年石島降水氣候特征分析

林修棟　宋佳穎　程志攀等

摘要基于1981～2010年石島逐日降水資料，統計分析了該區域降水的氣候特點和變化規律。結果表明，近30年石島年均降水量為756.5 mm，季節性變化明顯，降水主要集中汛期5～9月；年降水量氣候傾向率為33.4 mm/10a，且存在1992和2002年為界限的氣候突變，近30年降水量呈波峰-波谷-波峰式波動，并推斷這種突變周期可能與ENSO暖事件有關；副高進退和臺風北上是造成暴雨的重要因子；暴雨日數變化與降水量變化趨勢類似，均呈上升趨勢。

關鍵詞石島；降水；暴雨；氣候特征；變化規律

中圖分類號S161.6文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）16-196-02

石島（122°20′～122°30′E、30°31′～36°35′N）位于膠東半島東南端，瀕臨黃海，因“背山靠海，遍地皆石”而得名。海岸線長88.5 km，與日、韓隔海相望，擁有我國北方最大的漁港石島漁港、國家一類開放口岸石島港。石島三面環海，風景秀麗，氣候宜人。地勢西高東低，為山地丘陵，西有土步山，海拔411.9 m，山峰陡峭，溝谷交錯；北有煙臺頭子山，主峰海拔339 m，巖石林立；東臨石島灣，灣內水面寬闊；南臨王家灣，灣內風平浪靜。系建設漁、商、軍港的優良基地。石島屬溫帶季風性濕潤氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，空氣溫潤，四季宜人。區內擁有國家AAAA級風景名勝區——石島赤山和石島灣省級旅游度假區。崔晶等對威海的春季及歷年的降水進行了分析[1-2]，但目前仍無針對石島的降水分析。盡管年均降水量接近760 mm，石島仍是淡水資源缺乏的地區，且雨季集中，降水量的年際變化很大，容易出現暴雨洪澇等災害。因此，加強對石島降水氣候特征的分析，對進一步加深對石島氣候特點和變化規律、掌握石島氣候資源、保持石島的社會經濟和諧發展有重要意義。筆者利用1981～2010年石島逐日降水資料，采用統計分析方法對近30年石島降水的氣候特點和變化規律進行了分析。

1資料和方法

所使用降水資料均來自于石島國家氣象觀測站實地測量，時間為1981年1月1日～2010年12月31日。按照慣例，季節劃分為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12月～次年2月）。為方便計算，在此采用降水距平百分率來表征一段時間內降水量的多寡[3-5]。

2結果與分析

2.1石島降水量變化特征

2.1.1年際變化。近30年降水資料顯示，石島年平均降水量756.5 mm，年平均降水日數80 d，最大降水量出現在1990年，年降水量達1 300.0 mm，年降水距平百分率為71.8%；最小降水量是1999年，年降水量僅439.1 mm，年總降水距平百分率為-42.0%。年降水量最多的1990年降水量是年降水量最少年份1999年降水量的2.5倍。由圖1可知，石島降水在20世紀80年代整體呈增多趨勢；初期偏少，中期～末期偏多，并在1990年達近30年降水量的最大值；90年代降水呈下降趨勢，但比較平緩；在90年代初期～中期降水偏少，經歷短暫偏多后，末期又開始偏少；進入21世紀，除了2002和2006年降水偏少外，其余年份均偏多。

圖11981～2010年石島年均降水距平百分率

石島年降水量變率明顯，近30年年均降水距平呈增加趨勢，對應的降水量變率約為33.4 mm/10a，對于年降水量來說，這一增加趨勢還是非常明顯的。降水量在1981～1992年增加明顯，年均降水量氣候斜率為207.5 mm/10a，降水偏多年和偏少年交替出現；1993～2002年呈下降趨勢，氣候斜率為-121.9 mm/10a，以降水偏少年為主；進入2003年，又出現增加的趨勢，氣候斜率為26.8 mm/10a，以偏多年為主。可見，石島降水量年際變化振幅較大，在1992和2002年發生了顯著的氣候突變。通過與ENSO事件進行時間對照，發現1992和2002年均發生了較強的ENSO暖事件[6]，這也說明了石島的降水量年際變化具有明顯的階段性和群發性特征。

2.1.2年內變化。

由圖2可知，石島降水主要出現在5～9月份，這5個月的平均降水量達119.1 mm，占全年降水量的79%，這與華北地區汛期的結果吻合較好[7]；12月～次年2月月均降水量在15 mm以下。降水最多的8月份可達181.6 mm，次多的7月份也有177.2 mm，占全年降水的近50%，這也是山東的主汛期。

從圖3可以發現，汛期（5～9月）降水量對年降水量貢獻最少的年份出現在1982年，汛期降水量占年降水量的61%，當年汛期降水量是322.7 mm，年降水量是527.4 mm；貢獻最多的年份出現在1988年，為91%，當年汛期降水量為619.8 mm，年降水量是678.0 mm。可見近30年來石島汛期降水量占年降水量的比例均在61%以上，曲線較穩定地在79%的平均值附近上下震蕩。從圖4可以清楚看出石島的汛期降水量與年均降水量擬合度非常高，2條曲線的走向非常一致，氣候斜率分別為27.0和33.4 mm/10a，汛期降水的多寡基本決定了全年降水量的多寡。

2.1.3季節變化。

石島降水量季節分配不均勻，春季平均降水量為125.2 mm，占全年降水量的17%；夏季平均降水量為441.3 mm，占全年的58%；秋季平均降水量為152.1 mm，占全年的20%；冬季平均降水量為37.9 mm，占全年的5%，可見汛期降水是石島降水的最主要貢獻因子。

圖21981～2010年石島月均降水量年內變化

圖31981～2010年石島歷年汛期（5～9月）降水占全年降水的比例

圖41981～2010年石島汛期（5～9月）降水量和年均降水量變化

2.2石島暴雨氣候特征與變化規律研究一個地區的降水，必須要研究暴雨。有研究表明，我國華北地區的暴雨與當地的旱澇形勢密切相關[8]。下文對石島暴雨的氣候特征進行描述。

2.2.1暴雨氣候特征。近30年石島暴雨日數為92 d，年均3 d，其中春季發生5 d，夏季為71 d，占全年暴雨日數的77%；秋季為16 d，占年平均降水量的17%；冬季為0 d。與降水量年內變化相對應，石島暴雨出現在4～9和11月，10月和12月～次年3月沒有出現過暴雨，即石島暴雨出現的時間最早在4月，最晚出現在11月。而30年石島11月份的暴雨日數僅為1 d，因此石島暴雨年主要出現在4～9月。其中，7、8月份暴雨日數占全年的60%以上。這與石島所處的地理位置和高空環流形勢是相關的。

6～7月，西太平洋副熱帶高壓開始北躍，石島處于副高的西北部邊緣地帶，西南氣流日漸強盛，并帶來充分水汽，石島降水日數和降雨量開始增多。進入8月，副高再次北躍，脊線越過30°N；此時的臺風活動頻繁，由于副高位置偏西偏北，臺風容易受其引導氣流影響，接近東海和黃海南部；副高西北邊緣也常處于黃海南部沿海，容易形成強對流天氣，這都可能引起暴雨的發生，這是7～8月份石島出現暴雨的主要原因。到9月中旬以后，副高脊線東撤南退至華南一帶，石島降水量開始急劇下降。

2.2.2暴雨變化規律。

從石島暴雨日數年際變化（圖5）可以看出，近30年暴雨日數年際變化較大，總體呈波峰-波谷-波峰變化。有3年的暴雨日數為6 d，分別是1984、1985和1990年；有4年暴雨日數超過了5 d，分別是1996、2003、2009和2010年；2002年沒有出現暴雨。20世紀80年代總體暴雨日數偏多，暴雨日數最高值均出現在此時期；進入90年代，暴雨日數明顯下降，除1996年外，其余年份均在平均值以下；進入21世紀，暴雨日數明顯增多。

3結論

（1）近30年石島最大降水量出現在1990年，最小降水量出現在1999年，1990年降水量是1999年的2.5倍。石島年降水量變率明顯，降水的氣候斜率約為33.4 mm/10a，對于年降水量來說，這一增加趨勢非常明顯。降水量年際變化振幅較大，在1981～1992年增加明顯，1993～2002年呈下降趨勢，進入2003年，又出現增加的趨勢。1992和2002發生了顯著的氣候突變，這一變化可能與ENSO暖事件有關。

（2）近30年石島年均降水量為756.5 mm。汛期降水占全年降水量的79%。近30年來石島汛期降水量占年降水量的比例均在61%以上，年際變化比較平緩。汛期降水的多寡

基本決定了全年降水量的多寡。

（3）石島7、8月份暴雨日數占全年的60%以上。這與石島所處的地理位置和高空環流形勢有關，副高的進退和臺風的北上是造成暴雨的主要因子。

圖51981～2010年石島逐年暴雨日數

（4）近30年石島暴雨日數呈總體增加趨勢，其中20世紀80年代總體暴雨日數偏多，暴雨日數最高值均出現在此時期；進入90年代，暴雨日數明顯下降，除1996年外，其余年份均在平均值以下；進入21世紀，暴雨日數明顯增多。

參考文獻

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