苏超群,伍小红,谢澍宜,区永光
(新兴县气象局,广东新兴 527400)
汛期是一年之中的降水集中期,并且是强对流、强降水等灾害性天气的爆发高峰时期,极易导致洪涝灾害的发生,汛期降水量的多少通常决定了该地区的旱涝情况。不同地区汛期的降水量会因地形、地理环境的不同而有所不同。张健等[1]研究指出黑龙江省汛期降水占全年降水量的65%;张焱等[2]指出华南前汛期降水在空间上可以分为5个旱涝异常气候区,每年4—9月为广东地区多雨的汛期,分为“前汛期”(4—6月)和“后汛期”(7—9月);黄茂栋等[3]研究指出广东汛期降水量自南向北逐渐减少,并存在5个分区,即北部区、西南部区、中部区、西部区和东部区等;徐碧裕等[4]研究指出广东汛期降水可分为粤东沿海型、粤西至雷州半岛型、粤北内陆型、珠江三角洲型、粤东内陆型共5种类型,降水的主要周期和周期变化特征也各不相同;陈特固等[5]分析得出广东前汛期降水具有明显的阶段性特征,后汛期降水变化地区差异明显;罗律等[6]研究指出北江流域汛期降雨量年代际变化的整体波动较明显;凌良新等[7]研究指出潮州前汛期降水量总体呈减少趋势,后汛期降水量则呈明显的增加趋势;郭志萍等[8]研究指出紫金县前、后汛期降水量都具有年代际特征;吴志纯等[9]研究指出佛冈县前汛期极端降水存在5~8年的年际周期振荡;陈时东等[10]研究指出阳春市前汛期、后汛期降水量分别占全年降水量的44%、39%。可见,广东各地区汛期降水气候都会存在较大差异。新兴县地处广东的中西部地区,关于新兴县汛期降水气候特征的研究文献资料还比较少,为了解新兴县汛期、前汛期、后汛期降水量的特征,本研究对新兴县汛期降水气候变化特征进行初步的研究,为更好地做好新兴县汛期气象服务工作提供参考。
本研究资料选自新兴县气象局档案室1958—2019年共62年的逐月降水量资料;气候平均值为1981—2010年的30年平均值。
采用相关和线性回归系数分析方法[11]对新兴县近62年汛期、前汛期、后汛期降水量气候变化趋势和变化率进行分析,通过一元线性回归分析,得拟合方程,并分析其线性变化趋势,对相关系数检验,检验回归方程显著性。统计新兴县近62年汛期、前汛期、后汛期降水量与气候平均值的距平并统计异常年份情况。
新兴县1958—2019年各月平均降水量(图1)变化曲线图呈双峰型,6月为主峰期,8月份为次峰期,可见,新兴县全年的两个降水高峰时期都在汛期(4—9月)期间,且前汛期、后汛期各有一高峰时期,汛期各月平均降水量都超过150mm,6、8月降水量都超过250 mm。
图1 1958—2019年新兴县各月平均降水量变化
统计新兴县近62年汛期各月平均降水量情况(表1),可知6月份是汛期降水量最多的月份,占汛期降水量的19.5%,其次是8和5月,分别占汛期降水量的19.2%和18.2%,7月份占16.5%,9月份占14.2%,4月份最少,只占12.3%。前汛期、后汛期平均降水量各占汛期降水量的50%,按年代统计,20世纪90年代前汛期平均降水量最多,50年代后汛期平均降水量最多。
表1 1958—2019年新兴县汛期各月平均降水量 mm
新兴县1958—2019年的近62年汛期(4—9月)平均总降水量为1 315.1 mm,比气候平均值1 341.6l mm略少,汛期降水量最多1 814.2 mm(1994年),最少565.1 mm(2015年)。新兴县1958—2019年历年年降水量和汛期降水量变化如图2所示,从图2可以看出,汛期降水量的变化曲线与年降水量的变化曲线峰谷值变化基本相同,仅1983和1988年不同,年降水量在逐年变化曲线中显示为峰值,而汛期降水量则都表现为变化曲线的谷值,主要是1983年1至3月降水异常偏多和1988年10至12月降水异常偏多,1983年后汛期降水量偏少,1988年前汛期降水量偏少。可见,新兴县汛期降水量的多少很大程度上决定了年降水量的多少。
图2 新兴县1958—2019年汛期降水量和年降水量变化
统计新兴县1958—2019年汛期降水量占年降水量的百分率情况(图3),最高年份达到91.4%(1984年汛期降水量为1 325.2 mm,年降水量为1 449.8 mm),最少为54.8%(2015年汛期降水量为565.1 mm,年降水量为1 032.1 mm),汛期降水量占年降水量的60.0%以上的年份有58年,占年降水量的70.0%以上的年份有57年,占年降水量的80.0%以上的年份有36年,近62年汛期降水量占年降水量的平均百分率为79.7%,与气候平均值(1981—2010年)80.2%接近,汛期总降水量最多为1994年1 814.2 mm,年降水量为2 088.3 mm,汛期降水量占年降水量的百分比为86.9%,可见,新兴县常年的降水量有80.0%集中在汛期。
图3 新兴县1958—2019年汛期降水量占年降水量的百分率
另外,从图3可见,新兴县1958—2019年汛期降水量占当年降水量百分比小于70.0%的仅有5年(1983年占57.3%、1990年占58.9%、1988年占64.7%、2015年占54.8%、2016年55.7%),近62年新兴县有91.9%的年份汛期降水量占年降水量的70%以上。
新兴县1958—2019年前汛期(4—6月)降水量62年平均值为657.9 mm,占汛期平均降水量的50%,比气候平均值682.6 mm略少,前汛期降水量最多的是1965年1 116.7 mm,占当年年降水量的50.5%;最少的是2002年224.4 mm,占当年年降水量的13.5%;前汛期降水量占当年降水量百分比最高的63.7%,出现在1998年;最低的是13.5%,出现在2002年。
新兴县1958—2019年前汛期降水量10年滑动平均曲线显示,1992—2001年的10年平均降水量达峰值为750.2 mm,2001年之前新兴县前汛期降水量呈上升趋势变化,而2001年之后新兴县前汛期降水量呈下降趋势变化。新兴县前汛期降水量30年滑动平均曲线显示,1999年之前呈上升趋势变化,1999年之后呈下降趋势变化(图4)。
图4 1958—2019年新兴县前汛期降水量变化
新兴县1958—2019年后汛期(7—9月)降水量62年平均值为657.1 mm,与气候平均值659.0 mm相接近,后汛期降水量最多的一年是1994年1 184.7 mm,占当年年降水量的56.7%,最少的一年是1990年280.2 mm,占当年年降水量的18.8%。后汛期降水量占当年降水量百份比最高为60.7%,出现在1963年,最低的是18.8%,出现在1990年。
新兴县1958—2019年后汛期降水量10年滑动平均变化曲线(图5)呈波状变化趋势,后汛期降水量10年滑动平均变化曲线存在2个明显的峰值:第1个峰值为1972—1981年的10年平均降水量为752.5 mm;第2个峰值为1994—2003年的10年平均降水量为789.1 mm。新兴县后汛期降水量10年滑动平均变化曲线3个谷值分别是1971年589.9 mm、1992年555.7 mm、2016年592.3 mm,3个谷值分别相间21和24年。30年滑动平均曲线变化也呈波状变化趋势,也存在2个明显的峰值:第1个峰值为1958—1987年的30年平均降水量为653.5 mm,之后再呈下降趋势,到1992年达谷值为614.9 mm,之后又呈上升趋势;第2个峰值出现在2002年,即1973—2002年的30年平均降水量为688.2 mm,峰值相间15年,可见新兴县后汛期降水具有明显的阶段性特征。
图5 1958—2019年新兴县后汛期降水量变化
根据一元线性回归分析法分别对新兴县近62年汛期、前汛期、后汛期降雨量变化曲线的拟合方程,并对回归方程的显著性进行检验(见表2)。
表2 新兴县近62年汛期、前汛期、后汛期降雨量一元线性回归分析结果
检验结果表明,新兴县1958—2019年汛期、前汛期、后汛期降雨量的线性回归方程是不显著的,线性变化趋势不明显。
统计新兴县近62年汛期、前汛期、后汛期降水量与气候平均值的距平情况,根据本局中长期预报的业务规定,定义降水量的距平百分比>10%为偏多年、>25%为异常偏多年、<-10%为偏少年、<-25%为异常偏少年[12]。统计结果(表略)显示,新兴县汛期降水量异常偏多有2年(1973、1994年),异常偏少有12年(1958、
1963、1966、1967、1968、1969、1977、1990、2004、2007、2011、2015年);前汛期降水量异常偏多有2年(1965、1998年),异常偏少有18年(1958、1960、1963、1964、1966、1967、1968、1977、1979、1995、2002、2003、2004、2007、2011、2015、2016、2017年);后汛期降水量异常偏多有10年(1960、1973、1976、1994、1995、1996、2001、2002、2010、2018年),异常偏少有17年(1966、1967、1968、1969、1971、1974、1986、1989、1990、1992、1997、1998、2000、2004、2007、2011、2015年)。
1)新兴县汛期各月平均降水量都超过150 mm,6和8月是新兴县汛期两个降水高峰时期,月降水量都超过250 mm。新兴县汛期平均降水量为1 315.1 mm,降水量最多为1 814.2 mm(1994年),最少为565.1 mm(2015年)。汛期降水量对年降水量的平均贡献率为79.7%,最高为91.4%,最低为54.8%;有91.9%的年份汛期降水量占年降水量的70%以上。
2)新兴县前汛期、后汛期平均降水量相接近。前汛期平均降水量为657.9 mm,最多为1 116.7 mm(1965年),占当年年降水量的50.5%;前汛期降水量对年降水量的贡献率最高为63.7%,最少为13.5%;后汛期平均降水量为657.1 mm,最多为1 184.7 mm(1994年),占当年年降水量的56.7%,最少为280.2 mm(1990年);后汛期降水量对年降水量的贡献率最高为60.7%(1963年),最低的为18.8%(1990年)。20世纪90年代前汛期平均降水量最多,50年代后汛期平均降水量最多,其次是70年代。
3)新兴县汛期、前汛期、后汛期降水量线性回归方程未通过显著性检验,变化趋势不明显;新兴县后汛期降水量具有阶段性变化特征;新兴县汛期、前汛期、后汛期降水量出现异常偏少的年份都比出现异常偏多的年份多。