澄迈降雨量和降雨日数变化特征分析①

2020-09-25李文韬

热带农业科学 2020年8期

李文韬

(1海南省气象探测中心海南海口570203;2海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203)

近百年来，在全球变暖的背景下，气候异常和极端天气事件频发成为关注热点［1-4］，极端降水事件趋多且趋强，导致暴雨洪涝灾害加剧［5-6］，严重影响农业生产和社会经济发展的可持续性。对不同等级降水量和降水日数的研究已较多［7-9］，王颖等［10］通过现代统计诊断方法，研究了中国年、季、月雨日的时空特征和气候变化，指出中国年雨日已经明显减少，而且雨日的减少比降水量的减少更为明显，全国平均每10年减少雨日3.8 d；吴岩峻［11］研究发现，在过去的40年里，海南岛的年总降水日数呈减少趋势，其中秋季减少最为明显，年降水量有微弱的增加趋势；张天圣等［12］通过小波分析方法研究了海南岛1970～2013年夏季降水的时空演变特征，发现北部地区的特征时间尺度是2年、5年、11～12年时间尺度上降水将开始逐渐增加；张明洁等［13］发现，海南年平均和四季降雨量呈微弱的线性增加趋势；孙瑞等［14］发现：过去55年，海南大雨强度波动减弱趋势微弱，暴雨强度增强趋势显著；大雨和暴雨日数自21世纪以来增多趋势明显；大雨日数呈增多趋势的区域主要分布在海南岛东北部和南部，大雨强度于中部山区以北区域呈减弱趋势。但是针对澄迈降雨量和降雨日数分析，未见文献。本文通过对澄迈降雨量和降雨日数的年际、年、季和月的变化规律分析，充分认识近58年来澄迈地区的降雨变化规律，以期为掌握该地区气候变化和应对旱涝灾害提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

澄迈县位于海南省北部，属热带季风气候，年平均气温23.8℃，年平均日照时数2 059 h，年均降雨量1 786.1 mm，气候温和，日照充足，资源丰富，且热雨同季，终年基本无霜。较之全省东部市县，处于静风环境区，台风影响较弱［6］。

研究资料由海南省气象信息中心提供澄迈县气象站（E 110°，N 19.733°）资料。

1.2 方法

选取1961～2018年日降雨量，按各月、3～5月为春季、6～8月为夏季、9～11月为秋季、12月至翌年2月为冬季生成逐月、逐季、逐年不同时间段序列，分析其变化趋势和气候特征。降雨事件定义为日降雨量大于0 mm，降水量等级按照中国气象局颁布的《降水强度等级划分标准（内陆部分）》的24小时降水量范围为分类依据，去除过渡等级，本文划分为小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨5个等级。气候变化倾向率采用线性方程拟合［15］。

2 结果与分析

2.1 降雨量和降雨日数年代际变化

图1为1961～2018年澄迈各年代际平均降雨量和不同级别雨量降雨日数变化图。由图1可知，（1）澄迈年代际平均降雨量呈上升趋势，1961～1970年降雨量最少，2011～2018年降雨量最多，为2 133.7 mm，比60年代多373.4 mm；（2）年代际降雨日数呈减少状态，1961～1970年最多，为226.5 d，2011～2018年最少，两者相差25.4 d；日降水量≥0.1 mm的累计年降雨日数年代际变化趋势不明显，在153.1～164.0 d；日降水量＜0.1 mm（毛毛雨）的累计年降雨日数年代际呈减少状态，1961～1970年最多，为62.9 d，2011～2018年最少，两者相差21.9 d，由此可得，年代际降雨日数呈减少状态，主要是因为毛毛雨日数出现减少态势。

2.2 年降雨量和年降雨日数变化

图2为1961～2018年澄迈不同级别年降雨量变化图。由图2可见：（1）澄迈年降雨量为1 136.4～2 684.2 mm，其中最大值出现在2013年，最小值出现在1977年，两者相差1 547.8 mm；年降雨量超过2 500 mm均出现在2010～2018年，年降雨量低于1 200 mm分别为1966、1977和2004年。（2）近58年澄迈年平均降雨量为1 848.1 mm，呈上升变化趋势，没有通过0.05显著性水平检验，说明年降雨量增加趋势不显著。

图1 1961～2018年澄迈年代际平均降雨量和降雨日数

图2 1961～2018年澄迈年降雨量变化

图3（A～F）为1961～2018年澄迈不同级别年降雨日数变化图，可见，（1）澄迈年降雨日数在164～254 d，其中最大值出现在1972年，最小值出现在2004年，两者相差90 d；年小雨日数在74～141 d，最大值出现在2012年，最小值出现在1991年；年中雨日在13～38 d，最大值出现在1997年，最小值出现在1971年；年大雨日数4～26 d，最大值出现在2013年，最小值出现在1996年；年暴雨日数在1～15 d，最大值出现在1980年，最小值出现在1966年。（2）近58年澄迈年平均降雨日数为211.5 d，呈波动下降变化趋势，气候倾向率为-6.348 d/10a，并通过0.01显著性水平检验，说明年降雨日数减少的趋势显著；日降雨量＜0.1 mm（毛毛雨）的累计年降雨日数50.6 d，出现极为显著性下降，每10年下降5.58 d，通过0.01显著性水平检验；年小雨日数和年大雨日数也呈现下降趋势，但差异不显著；年中雨日数和年暴雨日数呈现上升趋势，其中年暴雨日数差异显著，每10年增加0.52 d。

2.3 四季降雨特征的变化

图3 1961～2018年澄迈不同级别年降雨日变化图

澄迈属典型的季风性气候，各季节降雨特征明显不同。因气候变化而导致的季风特征改变引起澄迈各季节的降雨也随之发生变化。通过计算58年间各季节降雨量和降雨日数的变化趋势后发现（表1）：（1）四季降雨量分别是夏季＞秋季＞春季＞冬季，其中，春、夏、秋、冬季占全年平均降雨量的20.8%、43.8%、31.0%、4.4%；春、秋季节降雨量趋于减少，夏、冬季节趋于增加，但没有通过显著性检验。（2）四个季节平均降雨日数分别在41.9～65.1 d，分布情况为秋季＞夏季＞冬季＞春季，其中，春、夏、秋、冬季占全年平均降雨日数的25.2%、30.8%、24.2%、19.8%；四季降雨日数均趋于减少趋势，秋季减少更显著，气候倾向率为-2.63d/10a，通过0.01显著性水平检验。（3）各个季节、不同等级降雨日数变化趋势不尽相同。季降雨日数在41.9～61.9 d，秋季降雨日数呈极为显著减少趋势，气候倾向率为-2.63 d/10a，差异极显著；毛毛雨日数在11.3～13.8 d，冬季最多，秋季最少，均呈明显减少趋势，气候倾向率分别为-1.52 d/10a、-1.33 d/10a、-1.28 d/10a、-1.15 d/10a，差异极显著；秋季小雨日数在26.3～31.8 d，也呈明显减少趋势，差异显著；中雨日数在1.3～11.3 d，大雨日数在0.5～6.6 d，暴雨日数在0.1～3.3 d，均为冬季最少，夏季最多，时间序列变化趋势均未过显著性检验，认为增加或减少趋势不明显。但值得关注的是暴雨日数，夏、秋、冬季均为上升态势。

2.4 月降雨量和月降雨日数变化

图4为澄迈1961～2018年月降雨量和不同级别月降雨日数分布图。可见，（1）澄迈月降雨量在20.2～317.2 mm，8月最多，其次为9月，1月最少；5～10月月降雨量超过200 mm，12月至次年3月不足50 mm。（2）澄迈月降雨日数在13.0～22.5 d，其中，降雨日数最多的是5～9月，超过20 d。（3）月小雨日数在7.9～11.3 d，占每月降雨日数比例的47.5%～64.7%，集中在12月至翌年3月；月中雨日数在0.2～3.9 d，占月雨日的1.5%～18.8%，6月和9月分别占18.8%和18.1%；月大雨日数在0.1～2.5 d，占月雨日的0.4%～11.3%，8～9月为最；月暴雨日数在0～1.1 d，占月雨日0～6.0%。毛毛雨日数为3.3～4.9 d，占每月降雨日数比例的16.3%～35.0%，12月～次年3月占30%以上，8～9月均为16.3%。