1981—2020年吳川市暴雨氣候特征分析

摘 要：利用統計學方法、M-K檢驗法和小波分析，對1981—2020年吳川市暴雨氣候特征進行分析。結果表明：（1）1981—2020年吳川市的暴雨日數呈現出減少的趨勢，但趨勢變化不明顯；（2）吳川市各月都有暴雨發生。暴雨月際分布呈雙峰型，主峰和次峰分別出現在6、8月；大暴雨月際分布亦呈雙峰型，主峰與次峰分別出現在7、8月；（3）1981—2020年吳川市出現45次持續性暴雨，集中發生在汛期，占總次數的95.5%；（4）相關性分析表明，1981—2020年吳川市暴雨日數與暴雨降水量、年降水量的相關系數分別為0.97和0.90，且經過0.01顯著性水平檢驗；（5）吳川市暴雨日數在1983、1985年存在突變。但總體趨勢并不十分明顯；（6）小波分析顯示吳川市暴雨頻次存在著31年的大周期和21年的周期性。

關鍵詞：暴雨；氣候特征；小波分析；暴雨日數

中圖分類號：P426.62 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

隨著全球變暖加劇，極端事件頻發，暴雨事件的頻率和強度均呈現增加的趨勢[1-2]。當前，許多氣象工作者已經對暴雨的氣候特征變化規律展開了相關研究，并取得了一定研究成果[3-7]。然而，暴雨時間在不同地域表現出明顯的差異，因此，對氣候變化的響應也各不相同。基于此，以廣東省吳川市為研究對象，選取1981—2020年歷史暴雨的相關數據資料，分析吳川市暴雨氣候特征，全面了解暴雨事件的規律性和氣候特征，為吳川市暴雨事件的預測預警和防災減災提供科學依據和技術支持。

1 吳川市概況

吳川市位于廣東省西南部的鑒江平原上，東接茂名市茂南區，北接化州，西接湛江市坡頭區，南瀕南海。吳川市屬亞熱帶性季風氣候，日照充足，熱量豐富，高溫多雨。近年來，隨著氣候變化和城鎮化進程的加劇，吳川市暴雨事件的頻率和強度呈現出增加的趨勢，給當地居民的生活、交通、生產等方面帶來了嚴重的影響，對城市基礎設施和生態環境也造成了一定程度的沖擊。

2 資料與方法

選取吳川市國家氣象觀測站1981—2020年逐日降水資料，采用統計學、M-K（Mann-Kendall）檢驗法、小波分析等數理統計方法分析1981—2020年吳川市暴雨日數的氣候特征。

規定日降水量20：00—翌日20：00（北京時，下同）≥50 mm為1個暴雨日，日降水量≥100 mm為1個大暴雨日，日降水量≥250 mm為1個特大暴雨日。同時，定義連續≥2 d的暴雨為連續暴雨。

3 結果與分析

3.1 暴雨日數的年際變化

1981—2020年，吳川市暴雨日數共計293 d，平均每年暴雨日數7.3 d。其中，大暴雨日數66 d，占總暴雨日數的22.5%，平均每年出現1.7 d。統計數據顯示，盡管吳川市每年都會出現暴雨，但暴雨頻率存在顯著的年際變化。

2022年的暴雨日數達到了17 d，是1981—2020年間最多的一年。而在1984、1985、1994、1997、2001和2008年，暴雨日數平均為13.2 d，比歷年平均值多出5.9 d，是暴雨頻繁出現的時期；相反，在2003、2004年，暴雨日數最少，僅為2 d。最多的大暴雨日數出現在1981年，為5 d（圖1）。

通過最小二乘法對暴雨總日數與年份進行擬合分析發現，1981—2020年吳川市的暴雨日數呈現出減少的趨勢，其減少趨勢為0.2 d/10年。但這一趨勢變化并不明顯，未能通過α=0.05的顯著水平檢驗。

3.2 暴雨的月分布

如圖2所示，1981—2020年吳川市全年各月均出現暴雨。暴雨的月際分布呈雙峰型，主峰出現在6月，暴雨日數占全年總暴雨日數的21.8% ；次峰出現在8月，占全年總暴雨日數的19.1%。

大暴雨的月際分布亦呈雙峰型，主峰與次峰分別出現在7、8月。此外，吳川市每年的2、3月均無大暴雨出現。

3.3 暴雨的持續性

定義持續時間≥2 d的暴雨事件為持續性暴雨。1981—2020年，吳川市共發生了45次持續性暴雨，總計持續時間為101 d，占所有暴雨日總數的34.5%。其中，持續2 d的暴雨發生了37次，持續3 d的暴雨發生了6次，持續4 d的暴雨發生了1次，持續5 d的暴雨發生了1次，未出現持續時間≥6 d的持續性暴雨事件。

1981—2020年，最早發生持續性暴雨的日期為2002年5月9—10日，最晚發生持續性暴雨的日期為2001年12月17—18日。一般而言，持續性暴雨集中在汛期，占總次數的95.5%。6、8月是持續性暴雨的高發月份，而1—4月及11月則未發生持續性暴雨。

3.4 年暴雨日數與年降水量的相關性

1981—2020年，吳川市年平均降水量為1 565.0 mm，其中，年平均暴雨降水量為629.2 mm，占年降水總量的40.2%。

相關性分析表明，暴雨日數與暴雨降水量、年降水量的相關系數分別為0.97和0.90。而且經過0.01顯著性水平檢驗，顯示相關性非常顯著。這進一步說明，在暴雨日數多（少）的年份，暴雨降水量和年降水量均會相應增加（減少）。

3.5 暴雨的突變檢驗

利用M-K檢驗法對吳川市1981—2020年暴雨日數進行了突變分析。從圖3可知，在1983—1988年及2000—2002年，暴雨日數呈現上升趨勢，其余年份呈下降趨勢。

同時，UF曲線未能通過顯著性水平α=0.05的臨界線水平，而UB曲線卻通過了該水平。UF和UB曲線在置信水平區間[-1.96，1.96]內相交，交點分別為1983年和1985年，表明這兩年存在突變。然而，總體趨勢并不十分明顯。

3.6 暴雨的周期分析

利用小波分析方法深入研究吳川市暴雨日數在不同時間尺度上的變化周期。如圖4所示，1981—2020年暴雨日數存在著31年的大周期，同時呈現出21年的周期性。1992—2004年，為準12年周期的震蕩階段。而在1997—2005年，則顯現出明顯的準8年周期震蕩。

4 暴雨變化對吳川市的影響

暴雨變化對吳川市的自然環境造成了顯著的沖擊。強降水導致河流水位迅速上漲，容易引發洪澇災害。洪水泛濫不僅破壞了河岸的植被，還導致土壤侵蝕和水土流失問題日益嚴重[8-10]。此外，暴雨還可能引發山體滑坡、泥石流等地質災害，對吳川市的地形地貌產生長期的影響。

在社會經濟方面，暴雨變化給吳川市帶來了不小的挑戰。暴雨導致的洪澇災害常常造成農作物受損、交通受阻、基礎設施破壞等問題。這不僅影響了農業生產的穩定性，而且使得市民的生活受到嚴重干擾。同時，暴雨災害還可能導致工廠停產、商業活動減少，進而對吳川市的經濟增長產生負面影響。

對于居民生活而言，暴雨變化同樣帶來了諸多不便。暴雨天氣可能導致居民出行困難，甚至對生命和財產造成損失。此外，暴雨還可能引發城市內澇，導致居民生活環境惡化，增加疾病傳播的風險。因此，暴雨變化對吳川市居民的生活質量和健康安全構成了嚴重威脅。

為了應對這一挑戰，吳川市需要在自然環境保護、社會經濟發展、居民生活保障及城市規劃管理等方面進行全面的考慮和調整。通過制定科學合理防災措施，以減少暴雨變化帶來的負面影響，從而促進當地經濟社會高質量、可持續發展。

5 結論

（1）吳川市年平均暴雨日數為7.3 d，年平均大暴雨日數為1.7 d，暴雨頻率存在顯著的年際變化。最多年份的暴雨日數達17 d，暴雨日數最少的只有2 d。1981—2020年吳川市暴雨日數呈現出減少的趨勢，其減少趨勢為0.2 d/10 年，但這一趨勢變化并不明顯，未能通過α=0.05的顯著水平檢驗。

（2）吳川市各月都有暴雨發生。暴雨的月際分布呈雙峰型，主峰出現在6月，次峰出現在8月；大暴雨的月際分布亦呈雙峰型，主峰與次峰分別出現在7月和8月。

（3）1981—2020年吳川市共出現45次持續性暴雨，總計持續時間為101 d，占所有暴雨日總數的34.5%。持續性暴雨集中在汛期，占總次數的95.5%。6、8月是持續性暴雨的高發月份，而1—4月及11月則未發生持續性暴雨。

（4）1981—2020年吳川市年平均降水量為1 565.0 mm，其中，年平均暴雨降水量為629.2 mm，占年降水總量的40.2%。相關性分析表明，暴雨日數與暴雨降水量、年降水量的相關系數分別為0.97和0.90，且通過0.01顯著性水平檢驗。

（5）吳川市暴雨日數在1983、1985年中存在突變。然而，總體趨勢并不十分明顯。

（6）通過小波分析方法顯示吳川市暴雨頻次存在31年的大周期和21年的周期性。1992—2004年，為準12年周期的震蕩階段。而在1997—2005年，則顯現出明顯的準8年周期震蕩。

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收稿日期：2024-06-11

作者簡介：陳曉珠（1994—），女，廣東茂名人，助理工程師，研究方向為天氣預報、氣象觀測。