1990—2019年连城县二十四节气降水分析

陈群声 曾裕龙 陈世炜 曹镇鸿 林金勇

(1.福建省连城县气象局，福建 龙岩 366200；2.福建省永定区气象局，福建 龙岩 364100)

1 概述

2016年11月,联合国教科文组织正式将中国申报的“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表名录，这意味着我国古代劳动人民智慧的结晶得到世界的认同。二十四节气反映了气温、降水、物候和农业活动的变化，对我国农业生产活动具有非常重要的指导意义。

近些年来不少学者对二十四节气做过各方面的研究，比如邢开瑜等对四川省3个区域“二十四节气”气候特征分析进行了研究[1]；沈姣姣等对近60年西安市二十四节气气温变化特征及突变分析进行了研究[2]；梁倩敏等对1981—2010年肇庆市二十四节气气温与降水变化进行了研究[3]。然而，目前还没有学者对连城县这种县级区域的“二十四节气”降水分析研究。本文通过对连城县1990—2019年30年日降水量统计分析，寻找二十四节气降水的变化规律，为连城县降水预报尤其在暴雨预报方面提供技术参考。

2 二十四节气分类

二十四节气包含十二个节和十二个气，每个节后面跟着个气，例如立春为一个节，雨水为一个气，依次交替。二十四节气以太阳在黄道上的周年视运动，每隔黄经15度，时间约相差15天，也就是说每个节气的时长约为15天，本文分析中以15天作为每个节或气的时间周期。

二十四节气按时间顺序依次为：立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。

表1为二十四节气时间表，每年各个节气时间会有所不同，误差在一两天内。

表1 二十四节气时间表

3 研究区域与方法

3.1 研究区域

连城县位于武夷山南段东侧，介于北纬25°13′～25°26′，东经116°32′～117°10′。境内中部偏西是一片自北向南的串珠状河谷盆地，东及东南部为玳瑁山脉的梅花山中山区，地势较高；西部为武夷山支脉的松毛岭次中山区。全境多为低山丘陵盘踞。

图1 连城县地图

3.2 研究方法

本文选取连城县国家气象观测站1990—2019年共计30年的每个节或气的总降水量，对这30年期间每个节气的降水进行统计分析。例如2019年立春降水量26.5mm，即为2019年2月4日(当日立春)到2月18日这期间15天的雨量之和。

4 结果与分析

4.1 平均降水量

统计连城县1990—2019年期间二十四节气的平均降水量变化，如图2所示。

从图2可见，连城县二十四节气降水量分布呈单峰型分布的特点。其中，降水量最大的节气为芒种，为157.9mm，其次是小满，为138.2mm，降水量最小的为霜降，只有20.4mm。从春分开始，降水量显著增多，春分到芒种的降水量呈现明显上升过程，芒种过后下降明显，到下半年立秋有个弱明显的反弹，进入白露降水量趋于平缓。

图2 连城县二十四节气平均降水量变化

春分，二十四节气定义为“昼夜均而寒暑平”，也就是说春分那天昼夜等长，北半球进入春分后开始昼长夜短，气象谚语有言：春分前冷，春分后暖；春分前暖，春分后冷。春分节气时间大多为3月20日，此时正值福建春雨季，东亚大槽明显减弱，西风带槽脊活动明显增多，蒙古到东北地区常有低压活动和气旋发展，低压移动引导冷空气南下。当长波槽东移，受冷暖气团交汇影响，会出现连续阴雨和倒春寒天气，也就是雨水开始明显增多。而小满芒种时期一般为五六月份，谚语有“小满江河水满”“芒种南风扬”“大雨满池塘”等说法。从5月开始，福建进入前汛期雨季，西风带的东亚大槽日趋减弱、北缩，副高逐渐加强，500hPa逐渐转为偏南风，源源不断的东南季风带来了不断的降水。芒种之后，连城县在副高控制下转入夏令高温、少雨、晴热天气。而下半年的降水多为台风影响带来降水，近三十年台风统计结果，8月台风平均数最多，为2.0个，这就印证了下半年立秋时节降水明显增多的事实。

二十四节气中，表示雨水增多的节气有雨水、谷雨、芒种，从图2的降水变化图看，连城县以上三个节气都符合雨水增多的指标。

4.2 暴雨场次分布

连城县1990—2019年期间二十四节气出现暴雨场次分布如图3所示。从图3可以看到，连城县1990—2019年二十四节气暴雨次数主要集中在上半年，而且上半年呈现二浪上升态势，在芒种节气达到高峰，该节气暴雨场次多达26场。暴雨频发的节气有春分(13场)、谷雨(11场)、立夏(11场)、小满(18场)、芒种(26场)、立秋(13场)。

图3 各节气暴雨场次

为什么小满(5月21或22日)、芒种(6月5日或6日)的暴雨场次这么多呢？5月、6月是福建前汛期，500hPa环流形势从纬向环流向经向环流调整。中低纬度方面副热带高压位置适中稳定，当副高脊线稳定在18°N～20°N，西脊点西伸至东经110°N～120°N时，副高北侧西南暖湿气流影响华南一带，低槽后南下冷空气与副高北侧西南暖湿气流在福建中部交汇[4]，对连城县形成产生连续性暴雨的稳定环流背景，此外低空西南急流的形成与加强为暴雨的产生提供了不断的水汽输送。

图4为2010年6月15日08时连城上空暴雨环流形势图，由图可见，6月15日08时，500hPa中高纬度为两槽一脊型，西太平洋副高位于东南沿海一带，中低纬度有南支小槽波动。850hPa在江西、湖南、广西一带存在低涡切变且切变略有东移，连城县刚好处于切变南侧西南急流控制下。高空槽东移配合低层切变及西南急流对连城本站(15日)产生了70.9mm的暴雨。

图4 2010年6月15日08时暴雨环流形势

据统计，连城县1990—2019年小满及芒种节气中环流背景为两槽一脊型产生的暴雨占比达91%，且这类型的暴雨几乎伴随着中低层切变与低空急流。这对于连城县5～6月暴雨预报具有重要指导意义，一旦出现此类型环流形势，就要考虑降水量预报为暴雨等级。

从图3不难发现，立秋(8月7或8日-8月22或23日)这个节气也是暴雨多发节气，因为8月为台风平均数最多月份，而连城县东西为山脉，中间为河谷盆地，这一特殊地形为台风暴雨产生提供了有利地形。历史上有名的台风与地形合力作用产生暴雨的为1996年8月8日发生在闽西地区的特大暴雨。

5 结论

①连城县二十四节气中降水量最大的节气在芒种，降水量从清明开始明显增多，到芒种达顶峰，白露后明显减少。

②二十四节气表示雨水增多的节气有雨水、谷雨、芒种，连城县对应的这三个节气与其指示意义相符。

③连城县在芒种节气中暴雨高发，在该时段内一旦出现两槽一脊型环流形势且配合中低层切变与低空急流时，预报员在降水预报中要考虑暴雨等级。下半年降水主要集中在立秋时节，该时节受台风影响最大，因连城县地形环境特殊，在该时节的台风降水预报中，预报员也要积极考虑暴雨的发生。