澄邁降雨量和降雨日數變化特征分析①

李文韜

(1海南省氣象探測中心 海南海口570203;2海南省南海氣象防災減災重點實驗室 海南海口570203)

近百年來，在全球變暖的背景下，氣候異常和極端天氣事件頻發成為關注熱點［1-4］，極端降水事件趨多且趨強，導致暴雨洪澇災害加劇［5-6］，嚴重影響農業生產和社會經濟發展的可持續性。對不同等級降水量和降水日數的研究已較多［7-9］，王穎等［10］通過現代統計診斷方法，研究了中國年、季、月雨日的時空特征和氣候變化，指出中國年雨日已經明顯減少，而且雨日的減少比降水量的減少更為明顯，全國平均每10年減少雨日3.8 d；吳巖峻［11］研究發現，在過去的40年里，海南島的年總降水日數呈減少趨勢，其中秋季減少最為明顯，年降水量有微弱的增加趨勢；張天圣等［12］通過小波分析方法研究了海南島1970～2013年夏季降水的時空演變特征，發現北部地區的特征時間尺度是2年、5年、11～12年時間尺度上降水將開始逐漸增加；張明潔等［13］發現，海南年平均和四季降雨量呈微弱的線性增加趨勢；孫瑞等［14］發現：過去55年，海南大雨強度波動減弱趨勢微弱，暴雨強度增強趨勢顯著；大雨和暴雨日數自21世紀以來增多趨勢明顯；大雨日數呈增多趨勢的區域主要分布在海南島東北部和南部，大雨強度于中部山區以北區域呈減弱趨勢。但是針對澄邁降雨量和降雨日數分析，未見文獻。本文通過對澄邁降雨量和降雨日數的年際、年、季和月的變化規律分析，充分認識近58年來澄邁地區的降雨變化規律，以期為掌握該地區氣候變化和應對旱澇災害提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

澄邁縣位于海南省北部，屬熱帶季風氣候，年平均氣溫23.8℃，年平均日照時數2 059 h，年均降雨量1 786.1 mm，氣候溫和，日照充足，資源豐富，且熱雨同季，終年基本無霜。較之全省東部市縣，處于靜風環境區，臺風影響較弱［6］。

研究資料由海南省氣象信息中心提供澄邁縣氣象站（E 110°，N 19.733°）資料。

1.2 方法

選取1961～2018年日降雨量，按各月、3～5月為春季、6～8月為夏季、9～11月為秋季、12月至翌年2月為冬季生成逐月、逐季、逐年不同時間段序列，分析其變化趨勢和氣候特征。降雨事件定義為日降雨量大于0 mm，降水量等級按照中國氣象局頒布的《降水強度等級劃分標準（內陸部分）》的24小時降水量范圍為分類依據，去除過渡等級，本文劃分為小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨5個等級。氣候變化傾向率采用線性方程擬合［15］。

2 結果與分析

2.1 降雨量和降雨日數年代際變化

圖1為1961～2018年澄邁各年代際平均降雨量和不同級別雨量降雨日數變化圖。由圖1可知，（1）澄邁年代際平均降雨量呈上升趨勢，1961～1970年降雨量最少，2011～2018年降雨量最多，為2 133.7 mm，比60年代多373.4 mm；（2）年代際降雨日數呈減少狀態，1961～1970年最多，為226.5 d，2011～2018年最少，兩者相差25.4 d；日降水量≥0.1 mm的累計年降雨日數年代際變化趨勢不明顯，在153.1～164.0 d；日降水量＜0.1 mm（毛毛雨）的累計年降雨日數年代際呈減少狀態，1961～1970年最多，為62.9 d，2011～2018年最少，兩者相差21.9 d，由此可得，年代際降雨日數呈減少狀態，主要是因為毛毛雨日數出現減少態勢。

2.2 年降雨量和年降雨日數變化

圖2為1961～2018年澄邁不同級別年降雨量變化圖。由圖2可見：（1）澄邁年降雨量為1 136.4～2 684.2 mm，其中最大值出現在2013年，最小值出現在1977年，兩者相差1 547.8 mm；年降雨量超過2 500 mm均出現在2010～2018年，年降雨量低于1 200 mm分別為1966、1977和2004年。（2）近58年澄邁年平均降雨量為1 848.1 mm，呈上升變化趨勢，沒有通過0.05顯著性水平檢驗，說明年降雨量增加趨勢不顯著。

圖1 1961～2018年澄邁年代際平均降雨量和降雨日數

圖2 1961～2018年澄邁年降雨量變化

圖3（A～F）為1961～2018年澄邁不同級別年降雨日數變化圖，可見，（1）澄邁年降雨日數在164～254 d，其中最大值出現在1972年，最小值出現在2004年，兩者相差90 d；年小雨日數在74～141 d，最大值出現在2012年，最小值出現在1991年；年中雨日在13～38 d，最大值出現在1997年，最小值出現在1971年；年大雨日數4～26 d，最大值出現在2013年，最小值出現在1996年；年暴雨日數在1～15 d，最大值出現在1980年，最小值出現在1966年。（2）近58年澄邁年平均降雨日數為211.5 d，呈波動下降變化趨勢，氣候傾向率為-6.348 d/10a，并通過0.01顯著性水平檢驗，說明年降雨日數減少的趨勢顯著；日降雨量＜0.1 mm（毛毛雨）的累計年降雨日數50.6 d，出現極為顯著性下降，每10年下降5.58 d，通過0.01顯著性水平檢驗；年小雨日數和年大雨日數也呈現下降趨勢，但差異不顯著；年中雨日數和年暴雨日數呈現上升趨勢，其中年暴雨日數差異顯著，每10年增加0.52 d。

2.3 四季降雨特征的變化

圖3 1961～2018年澄邁不同級別年降雨日變化圖

澄邁屬典型的季風性氣候，各季節降雨特征明顯不同。因氣候變化而導致的季風特征改變引起澄邁各季節的降雨也隨之發生變化。通過計算58年間各季節降雨量和降雨日數的變化趨勢后發現（表1）：（1）四季降雨量分別是夏季＞秋季＞春季＞冬季，其中，春、夏、秋、冬季占全年平均降雨量的20.8%、43.8%、31.0%、4.4%；春、秋季節降雨量趨于減少，夏、冬季節趨于增加，但沒有通過顯著性檢驗。（2）四個季節平均降雨日數分別在41.9～65.1 d，分布情況為秋季＞夏季＞冬季＞春季，其中，春、夏、秋、冬季占全年平均降雨日數的25.2%、30.8%、24.2%、19.8%；四季降雨日數均趨于減少趨勢，秋季減少更顯著，氣候傾向率為-2.63d/10a，通過0.01顯著性水平檢驗。（3）各個季節、不同等級降雨日數變化趨勢不盡相同。季降雨日數在41.9～61.9 d，秋季降雨日數呈極為顯著減少趨勢，氣候傾向率為-2.63 d/10a，差異極顯著；毛毛雨日數在11.3～13.8 d，冬季最多，秋季最少，均呈明顯減少趨勢，氣候傾向率分別為-1.52 d/10a、-1.33 d/10a、-1.28 d/10a、-1.15 d/10a，差異極顯著；秋季小雨日數在26.3～31.8 d，也呈明顯減少趨勢，差異顯著；中雨日數在1.3～11.3 d，大雨日數在0.5～6.6 d，暴雨日數在0.1～3.3 d，均為冬季最少，夏季最多，時間序列變化趨勢均未過顯著性檢驗，認為增加或減少趨勢不明顯。但值得關注的是暴雨日數，夏、秋、冬季均為上升態勢。

2.4 月降雨量和月降雨日數變化

圖4為澄邁1961～2018年月降雨量和不同級別月降雨日數分布圖。可見，（1）澄邁月降雨量在20.2～317.2 mm，8月最多，其次為9月，1月最少；5～10月月降雨量超過200 mm，12月至次年3月不足50 mm。（2）澄邁月降雨日數在13.0～22.5 d，其中，降雨日數最多的是5～9月，超過20 d。（3）月小雨日數在7.9～11.3 d，占每月降雨日數比例的47.5%～64.7%，集中在12月至翌年3月；月中雨日數在0.2～3.9 d，占月雨日的1.5%～18.8%，6月和9月分別占18.8%和18.1%；月大雨日數在0.1～2.5 d，占月雨日的0.4%～11.3%，8～9月為最；月暴雨日數在0～1.1 d，占月雨日0～6.0%。毛毛雨日數為3.3～4.9 d，占每月降雨日數比例的16.3%～35.0%，12月～次年3月占30%以上，8～9月均為16.3%。

表1 1961～2018年澄邁四季不同等級降雨日數變化特征

可見，澄邁月降雨量8～9月最多，暴雨日數也最多；而月降雨量較少的月份、毛毛雨數和小雨級別月降雨日數占比例最高的月份集中在12月至翌年3月。因此，澄邁居民生活和農業生產需要重點關注8～9月的暴雨洪澇和12月至翌年3月的連陰雨災害影響。

圖4澄邁1961～2018年月降雨量和月降雨日數分布圖

3 結語

眾所周知，暴雨尤其是大范圍持續性暴雨和集中的特大暴雨，會影響工業、農業生產，危害人民的生命，造成嚴重的經濟損失。而冬春季節的連續低溫陰雨，也會對人們出行、農業生產造成很大的影響。因此，澄邁居民生活和農業生產需要重點防范8～9月的暴雨洪澇和12月～次年3月的連陰雨災害影響。

本文僅對澄邁降雨日數和降雨等級進行統計和分析，對控制澄邁異常降雨天氣的天氣系統及其天氣動力學原理都未有進行分析，而且也未對澄邁縣用水、用電和農業等方面進行相關性分析。在下一步工作中，將對海南降雨天氣的形成過程、預報預測［16-17］、災害預警等方面工作進行深入研究。