近55年云浮地区暴雨特征分析

张柳红，张志坤，史丽，郑璟

（1.广东省气候中心，广东广州 510641；2.罗定市气象局，广东罗定 527200）

暴雨是我国常见的一种灾害性天气，由其引发的江河洪水泛滥、山洪暴发、山体滑坡、泥石流、城乡内涝等灾害突出，严重影响人民的生产生活和经济社会的高质量发展［1-2］。云浮市位于广东中西部、北回归线以南，地势西南高、东北低，易受到高空槽、切变线、弱冷空气、热带气旋、热带辐合带、季风低压等各类天气系统的影响，再加上地形作用，一年四季均有可能出现暴雨天气，尤其是在4—9月的汛期期间由冷暖交汇、季风爆发、台风、热对流等引起的暴雨频发，由此造成局地洪涝、城市水浸、地质灾害等十分明显［3-4］，但以往云浮地区的相关研究集中在降水气候特征［5-6］、灾害性天气［3］、个例或近 10年暴雨天气过程［7-9］的分析，尚未见有云浮地区暴雨气候特征分析的相关报道。因此，本研究对云浮地区暴雨的空间分布特征和年代际、年际、季节、月际等多时间尺度变化特征进行统计分析，这对地方防灾减灾、科学利用水资源等工作都有重要意义，亦可为当地气象部门的暴雨预报、气象灾害风险区划等业务提供科学参考。

1 资料与方法

本研究数据来源于广东省气象局，包括云浮地区云浮、罗定、新兴和郁南4个国家气象站1965—2019年逐日 20：00—20：00（北京时，下同）降水资料，其中，4个国家气象站暴雨观测记录平均值进行云浮地区暴雨特征分析。根据云浮地区国家气象站资料，罗定站（站号：59462）和新兴站（站号：59470）于1957年建站，郁南站（站号：59268）和云浮站（站号：59471）分别建站于1962年和1965年。为保证数据的可比性，对1970—2019年逐日降水量进行云浮地区暴雨的年代际特征分析，其余则采用1965—2019年数据。

本研究以20：00—20：00日降水量≥50 mm为一个暴雨日［5］，以 20：00—20：00日降水量≥50 mm的累计降水量为暴雨量，暴雨以上量级降水划分以日降水量在［50 mm，100 mm）为暴雨、［100 mm，250 mm）为大暴雨、［250 mm，∞）为特大暴雨。季节划分以3—5月为春季、6—8月为夏季、9—11月为秋季、12月—次年2月为冬季。采用1981—2010年30年雨量资料计算得到气候平均值（常年）。采用线性倾向估计方法［10］分析暴雨量和暴雨日数的年际变化趋势。

2 云浮地区暴雨特征

2.1 空间分布

根据云浮地区1965—2019年平均暴雨量（图1a）和暴雨日数空间分布图（图1b），云浮地区暴雨空间变化较为明显，年均暴雨量和暴雨日数均呈自南向北递减的纬向地带性变化趋势，其中新兴县暴雨最多，暴雨量和暴雨日数高值区基本分布在该县；暴雨中高值区主要分布在云安区南部和罗定市南部地区；云城区、云安区中部和北部、罗定市中部为暴雨中低值区；郁南县和罗定市北部暴雨量和暴雨日数则为最低值；分析结果与钟珑等［4］关于云浮暴雨致灾因子分布的研究结果基本一致。

图1 云浮地区1965—2019年平均暴雨量（单位：mm）（a）和暴雨日数（单位：d）（b）空间分布

2.2 时间变化

1）年际变化。

近55年云浮地区年均暴雨量为376.9 mm，与常年（377.8 mm）基本持平，年暴雨量变化（图2）显示云浮地区年暴雨量以0.73 mm/年的速率呈上升趋势，相关系数｜r｜=0.089＜r0.05=0.261，表明这种上升趋势在α=0.05显著性水平上并不显著。云浮地区年暴雨量波动变化明显，最多为712.4 mm（1983年），比常年偏多近1倍；最少为140.0 mm（1977年），较常年偏少50%以上；极差为572.4 mm，是多年平均暴雨量的1.5倍，振幅非常大［6］。从年暴雨量距平百分率曲线（图2）来看，正负距平百分率的变化与年暴雨量变化趋势基本一致，其中年际变化幅度最大达134.7%（从1983年的88.6%变为1984年的-46.1%），其次是 129.4%（从 1976年的66.5%变成1977年的-62.9%），这与年暴雨量最多和最少年份相吻合。

图2 云浮地区1965—2019年平均暴雨量及其距平百分率年际变化

从暴雨量年代际变化（图略）来看，云浮地区暴雨量最多的年代是21世纪10年代，平均年暴雨量为406.7 mm，其次是20世纪80年代（396.4 mm），最少是20世纪90年代，年均暴雨量为348.1 mm。

2）季节变化。

对近55年云浮地区各季节暴雨量进行统计分析（表1）发现，不管是常年值还是1965—2019年的平均值，云浮地区暴雨量季节分布都是夏季＞春季＞秋季＞冬季，其中夏季暴雨在年暴雨量所占比例高达43.9%，说明夏季暴雨对年暴雨量的贡献率最大，春季暴雨贡献率（29.0%）次之，冬季最小，仅为4.2%，这与云浮处于南亚热带季风气候区，降水集中在夏季有关［3，11］。此外，1965—2019年间，云浮地区春、夏、秋、冬季暴雨量最大值分别为 229.3、384.0、334.3、200.2 mm，出现在1989、2006、1976和1983年，4年的年暴雨量分别为 383.3、520.6、629.0和712.4 mm，除1989年外，其余3年暴雨量都排进前10，1983年暴雨量甚至为近55年最多，说明年暴雨量高值在季节暴雨中也有所反映。

表1 云浮地区1965—2019年各季节平均暴雨量和占比

3）月际变化。

云浮地区近55年各月平均暴雨量呈双峰型分布，其中5月为1个高峰期，平均暴雨量为58.1 mm；8月为另1个高峰期，平均暴雨量为68.5 mm（图略）。云浮地区全年暴雨量主要集中在汛期（4—9月），其中前汛期（4—6月）暴雨量占年暴雨量的40.6%，后汛期（7—9月）占42.9%，即汛期暴雨总量（314.7 mm）占年暴雨量的83.5%，且期间各月的平均暴雨量均占年暴雨量的10%以上，尤其5、6和8月均在15%以上；非汛期各月平均暴雨量较少，其中12月最少，只有2.9mm，仅占年暴雨量的0.8%。此外，云浮地区10月至次年1、4、8月的月均暴雨量均比常年多，其中12月暴雨量显著偏多1倍以上；其余月份少于常年。

从历年各月极端暴雨情况（表略）来看，云浮地区各个月份都有可能出现暴雨，其中12月份暴雨出现年数最少，近55年中仅有4年12月份出现了暴雨天气，出现年份分别为1975、1988、1994和2013年；6月份暴雨出现年数最多，仅有2年未出现，暴雨的概率达96.4%；近55年中有50年的5月份均出现了暴雨，暴雨出现概率为90.9%，因此要加强5、6月份的暴雨预报预警和防御工作。在月暴雨量最大值方面，6、8和9月暴雨量最多均超过200 mm，其中9月份暴雨量最多为314.9 mm，出现在1976年，居各月暴雨量最大值的首位。

4）各暴雨量级特征。

云浮地区近55年共录得1 138次日雨量≥50 mm的暴雨，其中50～100 mm暴雨量级共1 014次，占比89.1%，年均出现4.6次，各月均有出现；介于100～250 mm的大暴雨出现122次，占比10.7%，年均0.6次，除2月外其余各月均有出现；≥250 mm的特大暴雨共出现2次，出现日期（暴雨量）分别为1976年9月20日（255.3 mm）和2009年9月16日（331.3 mm）。

2.3 暴雨日数时间变化特征

1）年际和年代际变化。

根据云浮地区历年平均暴雨日数及其距平变化（图3）可以看出，近55年云浮地区的4个国家气象站共出现了1 138 d暴雨日，平均每年有5.2 d，与常年平均暴雨日数（5.2 d）相同；最多1年为10.0 d，较常年偏多4.8 d，出现在年暴雨量异常偏多的1983年；最少1年为2.0 d，较常年偏少3.0 d，出现在1966和1977年，这两年都是年暴雨量异常偏少的年份。

图3 云浮地区1965—2019年平均暴雨日数及其距平年际变化

云浮地区年均暴雨日数总体呈上升趋势，相关系数｜r｜=0.098＜r0.05=0.261，说明在 α=0.05显著性水平上年均暴雨日数变化趋势不明显。各年代际的平均暴雨日数呈“增加（20世纪70年代→80年代）—降低（20世纪80年代→90年代）—增加（20世纪90年代→21世纪10年代）”趋势，其中20世纪80年代和21世纪10年代最多为5.5 d，20世纪70年代和21世纪00年代相同为5.2 d，20世纪90年代最少为4.9 d。近55年的年均暴雨日数正负距平个数基本相当，但21世纪10年代正距平（8个）明显多于负距平（2个），表明近10年来云浮地区的暴雨频次趋于增加，这与平均暴雨日数自20世纪90年代开始增多的趋势相符。

2）月际变化。

云浮地区各月均有可能出现暴雨天气，月均暴雨日数呈双峰型分布，2个峰值分别出现在5和8月，与平均暴雨量的月际分布情况相似。云浮地区有83.3%的暴雨出现在汛期，汛期各月平均暴雨日数在年均暴雨日数的占比均超过10%；平均暴雨日数最多出现在8月，为0.91 d，占比17.7%；5和6月次之，分别为0.83和0.81 d，占比分别为16.1%和15.7%；最少是12月，仅0.04 d，占比低于1%，说明8、5和6月更容易出现暴雨天气，而12月出现暴雨的概率很低，这与前人研究结果一致［8］。

3 结论

1）云浮地区暴雨大体呈南多北少的纬向地带性分布，暴雨高值区为新兴县、云城区南部、罗定市南部，其次是云城区、云安区中部和北部、罗定市中部，郁南县和罗定市北部暴雨最少。

2）1965—2019年云浮地区暴雨量和暴雨日数年际波动变化较大，总体呈上升趋势，但上升趋势不显著；暴雨量极大值和极小值分别出现在1983年（712.4 mm）和 1977年（140.0 mm）；暴雨日数最多年为1983年（10.0 d），最少年在1966和1977年（2.0 d）。

3）云浮地区近55年各季暴雨量由多到少为夏季、春季、秋季和冬季；夏季暴雨量对年暴雨量的贡献率最大，达43.9%；冬季贡献率最小，为4.2%；各季暴雨极值与年极值出现年份较为吻合。

4）云浮地区各月均有可能出现暴雨天气，但主要集中在4—9月的汛期，期间暴雨量和暴雨日数的占比分别高达83.5%和83.3%；暴雨量和暴雨日数的月际分布呈双峰型，2个极值均出现在5和8月；近55年中6月出现暴雨几率最大为96.4%，5月次之为90.9%，12月最小为7.3%。

5）云浮地区近55年暴雨日共有1138 d，日雨量在［50 mm，100 mm）的暴雨、［100 mm，250 mm）的大暴雨和［250 mm，∞）的特大暴雨分别出现1 014、122和2次；各月均有出现暴雨量级降水，除2月外的其余月份均有大暴雨量级降水，而特大暴雨量级降水只出现在9月。