泉州市1968—2018年降水气候特征变化初探*

吴兰妹 韦英英 陈 琳 朱 艺 严 韬

(泉州市气象局，福建 泉州 362000)

1 概述

降水是常规观测的要素之一，也是目前预报与服务的重要内容。降水的气候变化特征对局地旱涝的发生发展有重要影响，因降水导致的连阴雨、强降水，干旱的出现，对工农业生产、供水、电力、交通等和人民群众的日常生活均有显著影响。不同区域降水的变化特征及其影响是当前全球气候变化研究的重要内容之一。关于不同区域降水的时空变化特征，国内外已经进行了大量研究，王遵娅等[1]、陈隆勋等[2]、翟盘茂等[3]利用再分析以及极值预测等研究方法，发现我国平均降水强度极端偏高的区域有扩大趋势。王英等[4]则对全球气候变化背景下中国降水空间格局的变化特征进行了研究。杨宏青等[5]通过对我国长江流域1960—2001年降水变化趋势的研究发现，该流域夏、冬季雨量增加趋势显著,春、秋季雨量呈下降趋势，年暴雨日数和暴雨量呈大范围增加趋势。刘可群等[6]分析了湖北省1960—2004年降水气候变化特征，发现在湖北范围内发生的强降水过程，次数和降水强度都有增加趋势。李建平等[7]对黄冈市1961—2005年气温和降水变化进行诊断分析后发现，该市年降水量也呈增多趋势。目前关于泉州地区降水时空特征演变及周期的研究较少。

泉州市地处东南沿海，具有汛期时间长、降水多的特点。本文通过整理泉州市1968—2018年的降水资料，采用线性分析、累积距平、小波分析等方法，对51年来泉州市月雨日数、月等级降水日数、月降水量、月日最大降水量、月最长连续降水日数、降水量月际差异和周期性演变的变化趋势及特征进行分析，通过研究泉州市降水变化趋势及极端降水情况，为指导泉州市农业生产以及合理利用本地区气候资源进行决策提供科学的参考依据。

2 资料与方法

2.1 资料与分析要素

资料选取泉州市1968—2018年的降水观测资料；分析要素：月降水日数、月等级降水日数、月降水量、月日最大降水量、月最长连续降水日数、降水量月际差异和周期性演变。

2.2 分析方法

线性分析、累积距平、小波分析等。

3 结果与分析

3.1 1968—2018年泉州市各月降水日数的变化特征

近51年来，泉州市总降水日数为7742天，平均每年为146.08天，即全年2/5时间有降水。月总降水日数最多出现在3月、4月和5月，这3个月的总降水日数分别为801天、838天和838天。

月降水日数最多为25天，出现在2005年5月。月降水日数最少为0天，出现在1968年1月和1979年10月。3月、4月、5月平均降水日数最多，分别为15.11天、15.81天和15.81天，1月平均降水日数最少，只有8.72天(图1)。

图1 1968—2018年泉州市各月降水日数

由表1可知，近51年泉州仅11月份的降水日数呈下降趋势，趋势系数为-0.03d/a,减弱趋势并不明显，其余各月的降水日数均呈增加趋势，其中7月份雨日增加最多，为0.58 d/a。

表1 1968—2018年泉州市各月降水日数的变化趋势 单位:d/a

3.2 1968—2018年泉州市月等级降水日数占比

从图2可以看出，51年来泉州市降水以小雨量级为主，中雨量级较多，大雨量级居中，暴雨及特大暴雨量级极少。

图2 1968—2018年泉州市月等级降水日数所占百分比统计

统计1968—2018年泉州市月等级降水日数的变化趋势(表2)，可以明显看到，小量级降水呈现逐渐减少趋势，中等量级降水日数基本持平，大量级降水日数则有所增加。由于降水量在100～149.9mm的仅有3天，故未计算其趋势系数。

表2 1968—2018年泉州市月等级降水日数变化趋势 单位:d/a

3.3 1968—2018年泉州市月降水量分布及变化特征

1968—2018年泉州市年平均降水量为1161.4mm。由图3可知，泉州市1～12月平均降水量呈现出先增大、后减小的趋势，其中6月份的月平均降水量最大，为177.4mm，7月次之为161.4mm；12月的月平均降水量最小，为28.2mm。近50年泉州市月降水量最大为521.3mm(2003年8月)，最小为0mm(1973年1月和1979年10月)。

图3 1968—2018年泉州市月平均降水量分布

泉州市1月、2月、4月、6月、7月和8月月降水量呈增加趋势(表3)，其中1月和7月的增加趋势较为明显，趋势系数在0.33及以上。其它各月降水量呈减少趋势，减少趋势最明显的是9月。其次是3月和10月。

表3 1968—2018年泉州市各月降雨量的变化趋势 单位:d/a

3.4 1968—2018年泉州市日最大降水量

近51年泉州市日降水量极大值出现在2003年8月，为338.8mm。极小值为0.0mm ，出现在1968年1月和1979年10月。

图4 1968—2018年泉州市日最大降水量图

3.5 1968—2018年泉州市月最长连续降水日数

近51年泉州市月最长连续降水日数大部分维持在10天左右，最长为15天(1983年7月)，最短为0天(1968年1月，1979年10月)。

从表5可以看出，泉州市6月、8月和12月最长连续降水日数呈下降趋势，1月、5月和11月最长连续降水日数呈增加趋势，并且1月和11月最长连续降水日数增加的趋势比较明显，其它各月基本持平。

表5 1968—2018年泉州市月最长连续降水日数变化趋势 单位:d/a

3.6 1968—2018年泉州市降水量变化周期分析

图5显示了泉州51年来汛期降水量在不同时间尺度上的周期震荡，正值用实线代表降水偏多；负值用虚线代表降水偏少，小波系数为零处则对应降水量突变节点。图5上部20年以上尺度变化的小波变换系数均很小，没有明显的高低值中心，说明该尺度范围的周期性非常弱。

表4 1968—2018年泉州市月最长降水日数平均值、最大值和最小值 单位:天

图5 1968—2018年泉州市降水的交叉谱图

由小波分析结果可得(图6)，泉州市近51年的降水以2年左右周期最为明显，为第1主周期，均匀分布于整个阶段，6～8年为第2主周期。主周期表明，未来几年降水将处于偏多期。从小波变化可以看到，20世纪60年代降水周期是2.5年，20世纪70年代降水周期是3年左右，20世纪70年代到90年代中期降水周期是6～8年，之后的降水周期并不明显。

图6 1968—2018年泉州市降水的小波功率谱图

4 结论

通过整理泉州市1968—2018年的降水资料，采用线性分析、累积距平、小波分析等方法，分析51年来泉州市月雨日数、月等级降水日数、月降水量、月日最大降水量、月最长连续降水日数、降水量月际差异和周期性演变，强降水天气的强度和概率得到如下结论。

①除11月雨日呈减少趋势外，泉州市各月雨日呈增加趋势，月总降水日数最多出现在3月、4月和5月，1月平均雨日最少。小量级降水减少，大量级降水增加。

②1月、5月和11月最长连续降水日数呈增加趋势，其中1月和11月的增加趋势很明显，6月、8月和12月呈减少趋势，其余各月基本持平。

③降水的时间分布不均，6月和7月降水居多，12月份降水最少，近50年来，1月、2月、4月、6月、7月和8月月降水量呈增加趋势，其他各月降水量呈减少趋势。

④不同时间段的降水周期有一定差异，20世纪60年代降水周期是2.5年，20世纪70年代降水周期是3年左右，20世纪70年代到90年代中期降水周期是6～8年，后期周期性不明显。