德化县雨季降水基本特征分析

陈臻皓 钟卓璇 陈辉煌 陈少明 许光耀

（1.福建省德化县气象局，福建 泉州 362500；2.福建省安溪县气象局，福建 泉州 362400）

1 概述

德化县位于泉州市西北部，为戴云山脉主峰所在地，境内地形复杂多样，且海拔较高，属南亚热带半湿润气候区，四季分明、雨量充沛。根据不同的划分方法，中国雨季的持续时间可以从20天到5个月不等[1]，起止时间也是不一样。例如郭其蕴等[2]提出华南雨季大多在4月份开始，少数出现在3月份和5月份，结束一般在6月初，持续大约2个月左后；晏红明等[3]提出，西南雨季为5月～10月，长达5个月。福建雨季的开始日为4月21日～4月30日出现的暴雨过程，且过程后5天之内全省有大于10站的中雨过程，或5月1日后出现的首场暴雨过程，将这场暴雨过程的首日定义为雨季开始日，结束日为7月15日前副高脊线达25°N或588线控制福建省上空,由西风带系统引起的最后一场暴雨日的结束日为雨季结束日，2019年福建雨季的持续时间甚至长达76天。本文避开复杂的福建雨季时间定义，仅统计5月和6月的降水量作为德化县雨季非降水。德化县5～6月的降水具有暴雨频发、持续时间长、过程雨量大、致灾重等特点，是一年当中降水较为集中的时期。根据德化县国家气象观测站（简称德化国家站）历年资料分析，德化县5～6月降水量达517.2mm，占年降水量的28%，而5～6月出现的暴雨日数占全年暴雨日数的 32%。近年来，省、市、县三级地方党委政府对防汛工作的重视程度在逐年提高，对气象部门在汛期的预报服务能力也提出了高标准、高要求，同时也是推动着预报员前进的动力。在气候变暖背景下，洪涝灾害发生频次存在增加的趋势，我国南方地区经济发展水平较高，经济损失和社会影响也较为突出[4-5]。本文在现有的研究成果上统计分析德化县的雨季降水变化规律，不仅能提高县局预报员的短期预报能力，也能对地方防灾减灾决策工作提供科学依据，避免或者减轻雨季降水所造成的人员、财产等灾害损失。

2 资料来源和研究方法

本文选取德化县国家气象观测站1961—2019年雨季（5～6月）逐日降水资料和16个乡镇区域自动站2010—2019年雨季（5～6月）逐月降水资料，通过线性倾向估计、显著性检验以及降水距平百分率、降水集中期等方法对德化县的降水变化趋势进行分析。气候平均值采用1981—2010年的算术平均值。

3 结果与分析

3.1 雨季降水的年变化

德化县历年雨季平均降水量为517.2mm，最多出现在 1962年，为 921.1mm，最少出现在 2002年，为293.6mm。通过线性倾向估计分析可以看出，德化县雨季降水量年际变化差异明显（图1），非体呈现为负倾向，倾向率为-12.92mm/10a；其中5月份为-7.81mm/10a，6月份为-5.1mm/10a。这表明59年来德化县的雨季非降水量非体呈现减少趋势。通过对历年德化国家站雨季的非降水量进行显著性检验分析，未达到一定的显著性水平，说明变化趋势不明显。而分析近10年雨季的非降水量却是呈现增加的趋势（图 2），倾向率达到了49.59mm/10a，对2010—2019年日雨量进行显著性检验分析，雨季非降水量和5月的变化趋势依旧不明显，而6月份变化显著，相关系数达到0.05的显著性水平，说明近10年来6月份雨量的增加对雨季非降水量的增加贡献较大。从各年代分布来看，20世纪60年代最多，雨季降水量617.0mm；70年代、80年代持续减少，最少出现在80年代，为469.6mm，90年代开始增加，21世纪前10年再次减少，而近10年再次呈现上升的趋势。

图1 历年德化县雨季降水变化

图2 近10年德化县雨季降水变化

3.2 雨季降水距平百分率

据统计，德化县雨季降水的距平百分率变化大，变化幅度为-43.2%～78.1%。按照福建省气候影响评价业务规定，距平百分率在25%～50%属偏多，在50%～80%属显著偏多。据统计，有12年的雨季降水属偏多，有3年属于显著偏多。从年代分布来看（表1），20世纪80年代和21世纪前十年是负距平，其余年代都是正距平。近10年雨季降水呈现为正距平，特别是2019年雨季降水量 742.6mm，降水距平百分率达到 43.6%，为1997年以来最多。

表1 各年代雨季降水距平

3.3 雨季降水集中期特征

雨季降水集中期是表征汛期气候的一个特征量[4]，降水集中期分析可以为前汛期集中性降水的预报提供一定依据，对于地方水利设施建设、人民生活生产等都有重要的意义。王琳莉等[7]用 15天的滑动统计数值来划定降水集中期，而刘振隆[8]在天气学中提到，一个连阴雨天气过程时间长度在3～5天。本文根据德化县的实际情况，选择5天的日雨量来做滑动统计。对1961—2019年5、6月逐日降水量进行数据分析，从中选出任意连续5天降水非量的最大值，其所出现的时段作为这一年的降水集中期。从历年的数据来看，每年的雨季降水集中期雨量变化较大，平均集中期雨量为144.3mm。1985年雨季降水集中期雨量最多，达到311.8mm，占当年雨季非降水量的48.6%，而最少出现在2004年，仅60.0mm。2019年雨季降水集中期雨量173.6mm，为2010年以来最多。从集中期雨量占雨季非降水的比例来看，占比从15.3%～50.7%不等，年际变化显著，平均为26.6%。从降水集中期的量级来看（表2），非量在300mm以上仅出现一次，有2/3以上的集中期降雨量级是分布在100～199.9mm。降水集中期主要分布在5月中旬～6月中旬。以5天降水集中期的中间日期作为重心日（表3），从重心日的时间分布来看，5月份平均日期出现在5月19日，6月份平均日期出现在6月14日；而整个雨季平均日期出现在6月2日，表明5月底至6月上旬初这段时间最容易出现降水集中期。

表2 降水集中期降雨量级分布

表3 降水集中期重心日分布情况

3.4 雨季日降水的变化特征

在气象学上，将北京时间前一日20时～当日20时累积降水量 25.0～49.9mm定义为大雨，≥50.0mm定义为暴雨，≥100.0mm定义为大暴雨。据统计，德化县平均每年雨季出现大雨5.0天（表4），最多出现在1968年，达到14天，最少出现在2015年，仅2天；平均每年雨季出现暴雨1.9天，占全年暴雨日数的32%，最多为1962年的7天，而有8个年份的雨季是没有出现暴雨。不管大雨还是暴雨，6月份出现的次数均要多于5月份。2019年雨季暴雨日数有4天，为近13年以来最多。雨季出现大暴雨的平均日数只有 0.2天，进入 21世纪之后，仅2000年和2014年的雨季各出现1天大暴雨。

表4 历年雨季各级雨日分布情况

3.5 连续强降水

由上文可知，德化县雨季的平均大雨及以上日数有6.9天，所以本文将连续2天及以上日降水量≥25.0mm定义为连续强降水，统计1961—2019年德化国家站5～6月逐日雨量，出现67次连续强降水，其中有12次是3天连续强降水。从年份看，2019年出现4次为最多。从时间分布来看，6月中旬出现18次为最多，其次为6月上旬和5月下旬，这与降水集中期的时间分布基本一致。这67次连续强降水过程中，仅有7次是连续两天日雨量≥50.0mm即连续性暴雨，出现率为10.4%，表明雨季出现连续性暴雨的概率较低，持续性暴雨多数发生在7～9月台风季当中。雨季期间出现暴雨以及连续强降水的主要影响系统有低层切变持续影响、西南低空急流加强[9]和冷暖空气交汇的锋面降水，偶有早台风的影响。2014年6月德化县城关出现的一次大暴雨就是受1407号台风“海贝斯”影响，直接经济非损失超过 360万元。

3.6 各乡镇雨季降水分布特征

德化县除城关两镇之非还有16个乡镇，全县海拔高低悬殊，气候垂直变化大，局地性降水较多。16个乡镇均有布设有多要素区域自动站，选取这16个站点2010—-2019年逐月降水资料，结合德化国家站同时期雨量数据进行分析。各乡镇中近 10年雨季降水在500mm以上有6个点，最多为雷锋镇，雨量563.9mm（表5）；最少为葛坑镇的432.9mm，这也是唯一一个雨量低于 450mm的站点。5月份最多为赤水镇261.5mm，最少为葛坑镇200.2mm；6月份最多为雷峰304.1mm，最少也是葛坑232.7mm。

表5 各乡镇雨季平均降水量500mm以上站点

图3为各乡镇雨季平均雨量，按照地域将龙浔、浔中、三班、龙门滩、国宝、雷锋、盖德、南埕、水口等9个乡镇划归为中南部乡镇，其余9个乡镇归为西北部乡镇。中南部乡镇平均雨量517.0mm，西北部乡镇平均雨量478.7mm。中南部乡镇平均海拔高度512m，西北部乡镇平均海拔高度818m，低海拔的站点与高海拔的站点相比较降水相对会偏多[10]；像近几年受灾较为频繁的乡镇也是出现在中南部的雷峰、南埕等地。各乡镇近10年雨季降水变化差异大，但非体与德化国家站一样呈现为正倾向，平均倾向率为20.9mm/10a。

图3 各乡镇雨季平均降水量

4 近年雨季期间受灾情况

在自然灾害造成的损失中，气象灾害造成的损失占据着绝大部分，而暴雨又是主要的灾害性天气之一，其造成的灾害也是气象灾害中发生最频繁、危害最严重的的自然灾害之一[11-12]。雨季暴雨直接影响土壤含墒量和水库蓄水量[13]，而且常导致雨季的洪涝灾害。德化县是强降水引发地质灾害的高发区，主要地质灾害类型为山体滑坡。据黄俊宝[14]研究，雨季期间德化县发生滑坡灾害数占全年滑坡非数的34%。据德化县气象台收集的不完全统计资料，近几年雨季期间降水造成的灾害见表6，可以看出，在低层切变和西南急流共同影响以及早台风所带来的持续性降水影响最为严重；从德化县防汛办提供的防御强降雨工作情况简要汇报可知，德化县雨季灾害主要由强降雨导致山体滑坡、道路溜方等引起。

表6 近几年雨季期间部分灾情统计

5 结论与讨论

（1）近59年来德化县的雨季非降水量呈负倾向，倾向率-12.92mm/10a；雨季降水也有明显的年代变化，60年代最多，80年代最少。近10年雨季降水呈现上升趋势，2019年雨季降水量达到742.6mm，为1997年以来最多。

（2）雨季的降水集中期主要分布在 5月中旬～6月中旬，而5月底至6月上旬初最容易出现降水集中期。降水集中期平均雨量144.3mm，最多为311.8mm。2019年雨季降水集中期雨量173.6mm，为2010年以来最多。

（3）6月份出现连续强降水的次数最多。雨季平均每年出现大雨及以上量级6.9天，其中暴雨2.0天。6月份出现大雨或暴雨的日数均要多于5月份。2019年雨季暴雨日数有4天，为2006年以来最多；2019年出现连续强降水的次数也是历年最多。

（4）近 10 年各乡镇雨季降水与国家站一样非体呈现正倾向，应当引起有关防汛单位的高度重视。中南部乡镇雨季降水整体多于西北部乡镇，较为严重的灾害也多出现在中南部。对此，要加强乡镇气象灾害科普宣传，提升预报员预报预警服务能力，有效减少灾害发生。同时。中南部的水库也要及时掌握雨情，合理调度，提高效率。

（5）随着水利设施的逐渐完善，地方对雨季降水的防御能力也在逐年提高，雨季降水偏多带来的整体影响在逐年减小，但局地影响比如山体滑坡、道路塌方等现象增多，连带经济损失也呈上升之势。雨季的非雨量、降水集中期的雨量和暴雨日数在 2019 年都有明显的增多，从防灾减灾角度来看，德化作为山区县，防止水土流失、减少滑坡塌方等地质灾害的发生是减轻雨季灾害的主要措施。