汕头12月历史天气气候特点

董少柔，董彦彤，饶方成

（1.广东省气候中心，广东广州 510640；2.广东海洋大学海洋与气象学院，广东湛江 524088）

原定于2022年12月20—28日在中国广东汕头举行的第3届亚青赛受新冠疫情影响取消。广东省气象局2021—2022年持续为相关部门提供了必要的天气气候背景分析及短期气候预测，并及时更新会商结论意见，为活动的举办事宜提供建议。本研究的分析基于汕头12月的历史天气气候特点，为今后汕头冬季赛事等活动的开展提出建议。汕头地处粤东，濒临南海，是北回归线经过城市，同时也是“大珠三角”和“泛珠三角”经济圈的重要节点［1-3］，属于亚热带季风气候［4］，冬季偏北风主导，夏季则为偏南风或东南风主导，秋季凉爽干燥，晴天居多，气温下降明显，虽然冬无严寒，但仍受冷空气影响［4-6］。近60年来，汕头12月的月平均气温为15.9℃，相对湿度为73.5%，体感舒适，能见度较好，适合体育活动的开展［7］。

本研究对汕头12月及原定亚青会期间的天气气候特征进行分析，可为汕头冬季时段的气候变化规律及气候预测提供参考。

1 资料和方法

本研究采用1961—2021年逐日、逐小时汕头地面气象观测资料。其中，考虑不同时段小时数据的缺测样本数占比对结果年份的影响，在保证样本数目的前提下，对时段进行统一调整：降水、气温及10 min平均风速风向的小时数据选取1991—2021年时段，最高、最低气温，最大风速、风向以及极大风速、风向的小时数据则选取2008—2021年时段。日数据缺测数极少，因此直接选取1961—2021年时段。本研究采用频次占比、均值及标准差、相关、线性倾向估计等常规统计方法进行分析。其中，寒潮的定义为日平均气温在冷空气到达后1 d内急剧下降8℃或以上，或2 d内下降10℃或以上，同时过程最低气温降至5℃或以下；强冷空气的定义为日平均气温1 d内下降8℃或以上，或2 d内下降10℃或以上，但过程最低气温未能降到5℃或以下；或者，日平均气温1 d内下降6～7.9℃，或2 d内下降8～9.9℃，且过程最低气温降至7℃或以下；中等强度冷空气的定义为日平均气温1 d内下降4～5.9℃。

2 日变化

12月汕头的气温及降水逐小时变化如图1所示。对比1991—2021年及2008—2021年平均气温曲线可以看出，平均气温呈明显增长趋势且增长幅度较大的位于夜间，主要分布时段为22：00—10：00（北京时，下同）。同时，08：00—12：00的最高气温近似于平均气温，而16：00—07：00的最低气温近似于平均气温，20：00—07：00的最高、最低气温差异明显小于日间时段，均进一步体现了夜间增温强于日间增温的特点［8-9］。对比两个时段平均逐小时降水的差异可以看出，近13年降水量有所增加，且12月汕头日降水有两个相对高峰时段，分别集中于早上06：00及20：00左右。

图1 汕头不同时段多年平均的12月月平均降水及气温逐小时分布

由图2可以看出，汕头12月夜间时段风向由偏东风转东南风，而日间则以偏东风为主。日变化过程中，夜间相对风速小而日间风速大［10］，风速峰值落在午间（14：00—15：00），次峰值落在夜间（21：00—22：00）。

图2 汕头2008—2021年多年平均的12月风向风速逐小时分布

图3进一步说明日间关键时次风向风速占比情况，08：00以东北风为主、东风次之，主导风速为2～3 m／s；11：00转东风为主，风速增大，3～5 m／s的占比增加；14：00东风进一步加强，占比逼近60%，东南风频次接近东北风；17：00东风占比依旧较大，风速相对午间有所减弱，东南风显著加强且频次占比显然超过东北风而成为第二主导风向。总体上，汕头12月月内日间上午以东风、东北风为主，而下午转东风、东南风为主；日间风速约为2～3 m／s，上午风速相对小，午后风速加大而傍晚减弱。

图3 汕头1991—2021年12月不同时刻10 min平均风玫瑰图

3 月内变化

由图4汕头1961—2021年12月逐日变量分布可以看出，原定亚青会时段气候态平均气温为15.2℃，最低气温为11.9℃。多年平均来看，亚青会时段内逐日最低气温均超过11℃，为月内相对低值，体感舒适；平均日照约5.2 h，接近月内平均水平（5.4 h）；日降水约为0.9 mm，略低于月平均水平（1.1 mm），且降水分布于时段前期的概率大。12月1—31日气温整体随日期增长而下降，降水高值则主要分布在日照时长偏低时段即上旬后期、中旬中后期、下旬中期及末期。

图4 汕头1961—2021年12月逐日变量分布

日照时长与降水、气温分别呈现弱的负相关关系和强的正相关关系，且日照时长与最高气温相关系数超过0.7。此外，从月内变化来看，降水与气温呈显著负相关关系，而秋末11月则负相关系数未通过信度检验，这说明12月汕头降水和冷空气活动的联系更为密切。

图5统计了12月逐候风向、风速特征，从月内情况来看，东风始终占据主导，风速主要为5～10 m／s，月内变化不明显。下半月与上半月相比，东风频次稍有减弱。12月汕头第二、三主导风向分别为东北风、北风，第四主导风向则为东南风。其中，上半月北风频次明显低于东北风，而下半月则北风频次与东北风相当。下半月东南风频次有所增加而风速反而稍有减弱。冷空气活动与偏北风息息相关，而下半月北风频次的增加以及东北风风速的加大均说明12月下半月汕头冷空气活动的增强，因此汕头冬季运动会等活动的选取若选择12月下半月则需尤其注意北方冷空气南下造成的低温影响。

图5 汕头1961—2021年12月逐候最大风速风向风玫瑰图

4 天气事件概率分布

统计了1961—2021年及1991—2021年12月和原定亚青会时段两个时段内的日降水不同等级频次及占比（表略）。对比可知，近30年与近60年相比，汕头12月雨天明显减少，中雨、大雨天数减少，而暴雨天数增多，这主要和低空增温、相对湿度减弱有关［11］。近60年原定亚青会时段同期雨天的概率为23.0%，但大雨的比例小且历史同期未出现暴雨及大暴雨记录。此外，近30年12月20—28日中雨的概率相较近60年总体水平而言有所提高。值得提出的是，从日降水情况来看，该时段降水发生概率、中雨发生概率均超过12月整个月平均水平，而结合第3章分析，下旬中期容易出现降水过程，因此汕头冬季赛事活动若选择原定亚青会时段则需注意小到中雨、中雨及大雨降水对活动的影响。同时，该时段历史同期小时雨量超过5 mm的样本数少，因此极端小时雨量严重影响赛事的概率较低。

本研究还统计了1961—2021年及1991—2021年12月和原定亚青会两个时段内的不同级别冷空气次数。近60年汕头12月累计发生40次中等强度冷空气、8次强冷空气、2次寒潮过程，其中原定亚青会时段历史同期共计出现9次中等强度冷空气、4次强冷空气、1次寒潮过程，因此若汕头冬季赛事活动选择12月下旬开展则受强冷空气影响的可能性大，需留意大幅降温对参会人员的影响。而全球变暖趋势下，近30年汕头12月各级别冷空气过程频次不仅没有按比例减少反而有所增加，近60年12月汕头2次寒潮均出现于1991—2021年时段，近60年12月汕头8次强冷空气中有6次出现于1991—2021年时段，因此，若汕头冬季赛事活动选择12月下半月开展则受偏强冷空气影响的可能性高，需格外留意临近预报滚动更新结果做好应对强冷空气南袭的准备。另外，亚青会期间强风及以上级别大风出现的概率不高。

5 结论

1）汕头12月夜间增暖强于日间，近13年降水量增多，降水日变化峰值为早上和傍晚，夜间风速小且风向于傍晚偏东风主导转凌晨东南风主导，日间风速大且风向上午以东风、东北风为主而下午转东风、东南风为主。

2）汕头12月气温体感舒适，降水高值则主要分布在日照时长偏低时段即上旬后期、中旬中后期以及下旬中期，降水过程与冷空气活动联系密切。下半月北风频次增加且东北风风速加大，需注意亚青会期间北方冷空气加强南下导致的降温降水过程影响，原定亚青会期间出现中雨量级降水的可能性较大，而出现暴雨及以上级别降水的可能性小。