1991—2020年新兴县暴雨的气候特征

伍小红，苏超群，彭瑞燕

（1.新兴县气象局，广东新兴 527400；2.郁南县气象局，广东郁南 527100）

暴雨天气是我国南方地区汛期频繁出现的气象灾害。在国内暴雨强降水一直是气象学者研究的重点内容，如杨慧燕等［1］、陈炯等［2］、段鹤等［3］、陈元昭等［4］、黄垭飞等［5］研究了国内部分区域暴雨等短时强降水的时空分布特征，研究表明华南是暴雨发生频率最高的区域。新兴县位于广东省中部偏西地区，云浮市东南面，地处北回归线以南，属亚热带季风气候，离沿海地区较接近，一般从珠江口西侧移来的季风云带和台风［6］，对新兴县城可造成正面袭击。新兴县年雨量位居云浮市首位，强降水以汛期4—9月份为主，占全年降水量79%。每年因暴雨引发的洪涝灾害，对新兴县工农业、交通以及群众的生产生活等方面均造成了较为严重的影响。如何更科学组织防御暴雨洪涝、抗旱防汛、防灾减灾，保障经济可持续发展，意义重大。

本研究采用新兴县国家气象观站1991—2020年逐日降水数据，参照广东省降水强度等级划分标准［7］，挑取24 h日雨量≥50 mm时，计为1个暴雨日、≥100 mm时，计为1个大暴雨日（统计时间段为每天20：00—20：00（北京时，下同））。建立新兴县逐年逐月暴雨日数序列，统计分析近30年来新兴县暴雨变化特征，并提出防御措施，为防御暴雨灾害提供参考。

1 暴雨变化特征

1.1 暴雨日数月变化

统计表明，新兴县1991—2020年1—12月均有暴雨发生。暴雨集中在汛期4—9月，为156 d，占全年暴雨日数86%，前汛期和后汛期占比分别为39%和47%。从图1新兴县30年逐月暴雨日数分布可以看出，4—8月暴雨日数呈阶梯式增长，8月份出现暴雨次数最多，其余月份出现次数则较平均。

图1 1991—2020年新兴县逐月暴雨日数

分析主要原因是，冬季风在每年3月份逐渐开始减弱，冷暖气流在华南一带交汇，加上高空槽和锋面的持续活动，在冷空气到达华南之前，切变线越过南岭后会逐渐消失，故3月份降水不是很明显。而当进入4月份以后，冷空气势力明显下降和减弱，西南暖湿气流显著增强，南海季风开始逐渐建立，静止锋和低槽的位置往往延伸至广东省一带摆动，受南海季风影响，暖湿不稳定程度增加，雨势明显增强，造成暴雨天数突增；7—9月是广东台风活动鼎盛期，受到热带气旋等系统影响，暴雨天气较前汛期有所增加［8-10］。

另外，由图1还可以看出，新兴县暴雨和大暴雨日数的月际分布均呈单峰型特征，暴雨峰值发生在8月份（29 d），大暴雨发生在6月份（5 d）。前后汛期中的暴雨、大暴雨总日数之比分别为0.86、0.63；后汛期暴雨、大暴雨日数比前汛期多14%、36%；汛期中除4月份没有出现大暴雨外，其它各月均有出现；非汛期期间，只有1和10月出现了大暴雨（1、2 d）。

1.2 暴雨日数的年变化

统计可得，新兴县1991—2020年累计共出现182 d暴雨日，平均每年有6.1 d；暴雨天气的年际变化相对较大，2001年为最多年（12 d），2004年为最少年（0 d）；运用Excel最小二乘法工具建立起的年暴雨总日数与年份序列拟合，其线性倾向值为-0.119 2，表明新兴县年暴雨日数是以每10年1.19 d的平均线性倾向趋势减少（图2）。从年代暴雨分布（图略）可见，暴雨年出现天数在1991—2000年为最多（7.3 d），2001—2010年略有下降（6.1 d），2011—2020年为最少出现时期（4.8 d）。

图2 1991—2020年新兴县年暴雨总日数

1.3 暴雨的持续性

由表1可以看出，新兴县近30年来出现连续性暴雨共14次，年平均0.37次，其中暴雨连续2 d的有11次，持续3 d的有3次（分别出现在1995年8月5—7日、1998年6月24—26日、2019年8月1—3日），持续性暴雨发生频率以20世纪90年代居多。持续性暴雨普遍集中出现在5—8月，占比82%，1993年8月21—22日是持续性暴雨出现最早时间，2000年10月21—22日为最晚出现时间；持续性暴雨最大过程雨量达323.8 mm，出现在1995年8月5—7日。

表1 新兴县1991—2020年暴雨和持续性暴雨的年代分布及频次

1.4 暴雨强度的极值及分布

统计可知，新兴县近30年24 h暴雨量最大值为206.4 mm，出现在2010年9月21日；30年暴雨日平均雨量76.5 mm，其中暴雨、大暴雨、特大暴雨日数所占总暴雨日数的比例分别是89.6%、9.3%、1.1%。由表1还可以看出，新兴县近20年暴雨日数分别以13%、18%的速度递减率减少；大暴雨日数10年递减幅度基本上都是在3～5 d之间波动，也呈随年代递减的趋势分布；而特大暴雨级别降水在最近20年仅出现过1次。

1.5 暴雨量对年降水量的贡献

统计可知，新兴县暴雨年平均降水量为447.5 mm，历年平均降水量1 656.3 mm，暴雨降水量对年降水量的贡献率约为30%。分析表明，暴雨量、暴雨日数和年降水量之间的相关系数分别为0.62、0.61，通过0.001显著性水平检验，说明暴雨少或多的年份，暴雨所占年降水量的比率一般较小或较大。

2 降水强度的时空分布

2.1 小时强降水年变化

图3是每年雨强≥20 mm／h量级频次特征分布图［9-10］。统计方法：挑取1991—2020年汛期（4—9月），每天某一时次出现的小时雨强≥20 mm／h降水频次进行累加，计算出逐年小时强降水的总次数，其他量级的小时强降水也用类似方法统计。由图3可见，汛期平均小时强降水频次为7.7次／年，其中1994年出现年频次最多（17次），其次是1996年（15次），1998年最少（4次）。运用Excel最小二乘法工具建立起的年平均小时强降水与年份序列直线拟合，其线性倾向值为-0.105 9，表明年平均小时强降水频次是以每10年1.06次的平均线性趋势减少。从年代上统计，年平均小时强降水在1991—2000年出现频率最多（9.5次），2001—2010年有明显下降趋势（6.5次），2011—2020年接近平均值（7.0次）。进入20世纪后，由于厄尔尼诺和拉尼娜影响频繁，整个广东开汛都偏晚、汛期降水和影响偏小或登陆的热带气旋偏少，导致小时强降水出现的次数也明显减少［11］。

图3 1991—2020年逐年小时强降水频次变化

另外，假设X是在某一年发生的总频率，Xa为多年平均频次值（Xa＝7.7次），用公式Y＝（XXa）×100／Xa计算出该年的总频次偏离平均值（偏离率）［11］。通过统计发现，有16年量级小时强降水≥20 mm／h年频次偏离率在10%以内，有14年在10%之外，由此可见，总体波动的幅度并不是很大。

2.2 小时强降水月分布

根据表2汛期内各量级小时强降水月平均出现频次可知，小时强降水量级是以20～40 mm居多，没有出现过小时雨强在80 mm以上量级的小时强降水，仅5、8、9月出现过小时雨强量级达60 mm（0.1次）。汛期小时强降水出现次数普遍在3.3～3.7次之间，5、7月为全年出现次数最多（3.7次），占汛期小时强降水出现总次数37.8%，4月出现强降水频率最低（2.5次）。5、7月出现频率较高，因为5月份是西南季风盛行期，水汽充足，在有利的触发因子作用下，极强小时降水也易出现［9，11］，而7月份出现强降水频繁，是与台风频繁影响带来的强降水有密切关系。

表2 1991—2020年各月不同量级小时强降水频次

3 结论

1）新兴县近30年1—12月均有暴雨出现，全年共计182 d，平均每年6.1 d，暴雨主要发生在汛期4—9月。暴雨和大暴雨日数均呈现单峰型特点

2）近30年出现持续性暴雨有14次，最早发生于1993年8月21—22日，最晚发生于2000年10月21—22日。

3）近30年出现日最大雨量206.4 mm，暴雨日平均降水量76.5 mm，年平均降水量447.5 mm／年，暴雨日、暴雨降水量与年降水量之间存正相关关系，暴雨日呈逐年减少趋势。

4）小时强降水主要出现在5月，其次是7月，降水量级普遍是以20～40 mm居多，无80 mm以上量级小时强降水。

本研究只采用了新兴县国家气象观测站逐日降水数据，从时间变化上来统计分析暴雨变化特征，具有一定的局限性。为了更全面反映新兴县全区暴雨的变化特征，今后需尽可能扩大使用该区域内自动气象观测站的降水数据来研究，同时对产生暴雨的成因作进一步研究，以便更好的为做好防灾减灾提供科学的决策依据。