1957—2016年阳春市降水与气温的变化特征

陈时东，郭泽勇，陈丹彤，成仕凡，敖健君，楚赛文

（1.阳春市气象局，广东阳春 529600；2.阳江市气象局，广东阳江 529500）

广东省内降水主要由前汛期锋面降水与后汛期台风降水构成，时空分布不均匀［1］，分析其变化特征对地方经济和农业生产有积极意义。近年，省内有许多气象工作者都研究了不同地区的降水、气温变化特征［2-6］。前汛期短时强降水出现得最多的是阳江东部和江门西部沿海一带，后汛期热带系统影响下的短时强降水最常出现地区较前汛期有点分散［2］。非汛期的日降水量较小，而汛期降水日数多且日降水量大，大雨日、暴雨日、大暴雨日的大值中心主要集中在广东省的3大暴雨中心地区，暴雨和大暴雨对年降水的贡献率由粤北向沿海递增［1］。吴晓绚等［4］分析发现，1961—2012年华南地区年平均气温以0.014℃/年的速率显著上升。阳春市地处广东省3大暴雨中心的“阳江-恩平-珠海”降雨带上［1］，研究其降水与气温的时间变化特征，有助于人们更好认识本地降水、气温变化规律，以便在生产生活中趋利避害。本研究根据1957—2016年阳春国家气象观测站观测资料，采用线性倾向估计、累积距平、M-K、MTT突变检验、小波分析等统计方法［7-8］，对阳春市的降水与气温变化特征进行分析，以期了解近60年来阳春市降水与气温有关变化趋势和规律。

1 年降水量与年平均气温的变化特征

1.1 降水

由图1a可知，1957—2016年阳春市降水年际变化总体呈波动变化，无明显的变化趋势。近60年的年平均降水量为2 338.3 mm，年极端最大降水量为3 376.9 mm（1998年），年极端最小降水量为1 049 mm（1977年），年降水量极差高达2 327.9 mm，降水在年际与年代际时间尺度的时域中分布不均匀。1957—1969年降水处于偏少阶段，1970—1976年处于偏多阶段，1977—1980年处于偏少阶段，1981—1985年处于偏多阶段，1986—1991年处于偏少阶段，1992—1998年处于偏多阶段，2002—2007年处于偏少阶段，其余基本在均值附近交替波动变化。由降水累积距平变化可知，逐年降水量在1969、1976、1980、1985、1991、1998、2007年发生了较明显转折。

1.2 气温

近60年阳春市平均气温为22.4℃，年均气温总体呈增高趋势，增长幅度为0.02℃/年，通过了α=0.01的显著性水平检验（图1b）。陈新光等［5］分析认为，广东气候变暖除了受全球变暖影响外，副热带高压、南海海温以及人类活动等均是较有特色的影响因素。由气温累计距平曲线（图1d）可知，气温年际变化则以1987年为主要转折年，1987年之前年均气温基本低于近60年的平均水平，1987年之后的则高于平均水平。

图1 1957—2016年阳春逐年降水量和降水累计距平（a）、平均气温和累计距平（b）变化

2 降水与气温年变化

由图2可知，近60年阳春市降水量逐月分布总体呈单峰型，即以6月份降水量最大，为445.7 mm，约占全汛期23%，12月份为最小，仅为34.5 mm。月降水量极端最大值出现在1998年6月，高达1 416.4 mm；极端最小值为0 mm，10—12月均有出现。降水主要集中在汛期（4—9月），降水量为1 936.7 mm，占全年降水量83%，其中前汛期（4—6月）降水量1 025.4 mm，后汛期（7—9月）降水量911.3 mm，分别占全年降水量的44%、39%。近60年月均降水量为194.9 mm，汛期（4—9月）降水量在平均线以上，10月至次年3月的月均降水量则在平均线以下。

降水类型影响了降水量的时空分布，前汛期降水主要因子为锋面降水，而后汛期降水主要由台风降水造成［1］。李江南等［10］发现广东近海站与内陆站的前汛期降水与同期副高脊线位置变化周期很一致，后汛期台风降水对近海站的降水影响则很大。另外，地形影响对阳江强降水有十分重要的作用［11-12］。

图2 阳春市多年平均降水量的逐月分布

阳春市气温年变化也大致呈单峰型（图略），最高月平均气温出现在7月份，为28.3℃，最低月平均气温出现在1月份，为14.5℃，高温天气集中出现在夏季（6—8月），低温天气主要出现在冬季（12月—次年1月）。阳春极端最高气温为38.4℃，出现在1990年8月23日与2005年7月19日，极端最低气温为-1.8℃，出现在1963年1月16日。近60年月均气温为22.4℃，5—10月的月均气温在平均线以上，11月至次年4月的月均气温则在平均线以下。

3 年降水量与平均气温的突变分析

由图3a可知，近60年阳春市降水在1964、1989—1991、1999、2003、2007、2013年前后可能发生了转折，而UF线和UB线均在信度线内，说明近60年阳春年降水量总体上增加或减少的幅度不大。采用滑动T检验法（MTT法）对其突变结果进行进一步检验，发现当滑动步长为3～7时，1991年突变点均通过了α=0.01的显著性水平检验（MTT统计值依次为-6.96、-6.8、-5.33、4.62、-3.57），可判定1991年是明显突变点，其余可能的突变点滑动T检验效果则不如1991年明显。

气温在整个研究时间尺度内UF＞0（1971年与1976年除外），气温总体呈上升趋势，在1989年前后可能发生了突变，且1990年后，气温M-K检验中UF线超出了信度线。通过滑动T检验进一步验证，发现当滑动步长仅为7、8、9时，1989年通过α=0.05的显著性水平检验，其他步长检验效果不明显。但当滑动步长为4～9时，1986—1989年期间，1986年对应的T检验统计值的绝对值最大，几乎都通过了α=0.01的显著性检验，且1986年开始，UF值总体呈升高趋势，可以确定1986年为突变点（图3b）。

图3 1957—2016年年降水量（a）与平均气温（b）M-K突变检验

4 降水与气温的周期特征

阳春降水与气温年际及年代际时间尺度在时域中分布不均匀，具有较明显的局部化特征。为了解近60年阳春降水与气温变化的主要周期和强度变化，对其进行墨西哥小帽小波分析。由图4可知，近60年阳春市年降水变化主要周期为15年（通过α=0.1的显著性检验）。另外统计可知，年降水量在20世纪70年代到80年代存在准3年左右的周期振荡，在1995—2016年存在准4年左右的周期振荡。近60年年均气温变化则不存在明显周期变化（图略），总体呈增高趋势。

图4 1957—2016年阳春市降水墨西哥小帽小波分析

5 结论

1）近60年阳春市降水年际变化总体呈波动变化，无明显的变化趋势。年平均降水量为2 338.3 mm，极端最大降水量为3 376.9 mm（1998年），极端最小降水量为1 049.0 mm（1977年），年降水量极差高达2 327.9 mm。而近60年阳春市年平均气温总体呈增高趋势，增长幅度为0.02℃/年。

2）近60年阳春市降水量逐月分布总体呈单峰型，即以6月份降水量最大，为445.7 mm，12月份降水最小，降水量仅为34.5 mm。降水主要集中在汛期（4—9月），降水量为1 936.7 mm，占全年降水量83%。气温年变化也大致呈单峰型，最高月平均气温出现在7月份，为28.3℃，最低月平均气温出现在1月份，为14.5℃，高温天气集中出现在夏季（6—8月），低温天气主要出现在冬季（12月—次年1月）。

3）阳春年降水突变主要出现在1991年，气温突变主要出现在1986年。

4）近60年阳春市年降水存在15年左右尺度的主振荡周期，年平均气温则不存在明显周期变化。