陳泳峰,鄭瑤娜,林錦冰,謝澤嘉,萬(wàn)永建,林巧美
(1.揭陽(yáng)市氣象局,廣東揭陽(yáng) 515500;2.普寧市氣象局,廣東普寧 515300)
業(yè)務(wù)上把農(nóng)歷五月初五端午節(jié)前后的較大降水過(guò)程稱(chēng)為“龍舟水”,在這期間南方暖濕氣流活躍,與從北方南下的冷空氣在華南地區(qū)交匯,會(huì)出現(xiàn)持續(xù)大范圍的強(qiáng)降水[1]。而隨著全球氣候的變化,華南地區(qū)“龍舟水”年降水量波動(dòng)振幅加大,更容易出現(xiàn)強(qiáng)降水。而“龍舟水”期間,恰好是揭陽(yáng)早稻孕穗、開(kāi)花、灌漿時(shí)期,“龍舟水”所帶來(lái)的洪澇災(zāi)害或陰雨寡照會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)較嚴(yán)重危害,2008年6月12—17日,揭陽(yáng)全市出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水,給當(dāng)?shù)卦斐芍苯咏?jīng)濟(jì)損失達(dá)1億多元。目前,有關(guān)學(xué)者對(duì)華南地區(qū)“龍舟水”的氣候特征、類(lèi)型及異常原因都開(kāi)展了相應(yīng)的研究[2-3],胡婭敏等[4]研究華南“龍舟水”降水分布類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)環(huán)流形勢(shì),發(fā)現(xiàn)華南“龍舟水”主要分為3種類(lèi)型:東南沿海型、北部型和西南沿海型;李曉娟等[5]則認(rèn)為廣東前汛期大到暴雨頻數(shù)與同期雨量的空間分布有很好的一致性,并且存在2~3、6~10年的年際變化周期。針對(duì)2008年廣東罕見(jiàn)“龍舟水”,林良勛等[6]分析了該次“龍舟水”過(guò)程特點(diǎn)及成因,發(fā)現(xiàn)該次過(guò)程的強(qiáng)降水期均與西風(fēng)槽影響相聯(lián)系,東亞地區(qū)存在兩個(gè)局地經(jīng)向環(huán)流,其低層在20°N—25°N的輻合抬升為該次強(qiáng)降雨過(guò)程的持續(xù)產(chǎn)生提供了穩(wěn)定的上升運(yùn)動(dòng)背景;郝全成等[7]對(duì)廣東龍舟水研究表明其變化呈空間分布不均的特征;林巧美[8]對(duì)揭陽(yáng)地區(qū)降水研究表明前汛期降水具有兩個(gè)震蕩周期,分別為準(zhǔn)8和1.7年。本研究利用揭陽(yáng)市1989—2018年年降水量從揭陽(yáng)地區(qū)4個(gè)國(guó)家站近30年資料入手,分析揭陽(yáng)地區(qū)近30年“龍舟水”特征,為以后揭陽(yáng)“龍舟水”預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
統(tǒng)計(jì)表明,近30年來(lái)揭陽(yáng)市“龍舟水”平均降水量為326.9 mm,但年際差異較大,其中最大降水量出現(xiàn)在2008年為782.9 mm,最小降水量出現(xiàn)在2004年為96.0 mm。近30年揭陽(yáng)市“龍舟水”年際變化較大,存在7個(gè)峰值和7個(gè)谷值,峰值期分別為1990、1993、2000、2006—2008、2010、2013、2017年;尤其在2006—2008年,“龍舟水”雨量超30年平均降水量的1.03倍。
對(duì)30年來(lái)揭陽(yáng)市各年“龍舟水”降雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)其存在較為明顯的正態(tài)分布(圖1),最大分布區(qū)間在134~400 mm,占比達(dá)73.3%。
圖1 1989—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”正態(tài)分布
極端“龍舟水”事件出現(xiàn)的概率較小,超出平均數(shù)正負(fù)70%的僅有4年,分別為1993、2006、2008(偏多年)和2004年(偏少年)。
揭陽(yáng)地處華南沿海,整體為丘陵地貌,其西部和北部高山較多,南部瀕臨南海,從4個(gè)國(guó)家站地理位置分析,30年“龍舟水”平均值中普寧站最多,惠來(lái)次之,揭陽(yáng)站最少。利用2009—2018年揭陽(yáng)境內(nèi)自動(dòng)站資料分析(圖2),可知揭陽(yáng)市“龍舟水”有1個(gè)主中心,位于西南部山區(qū);有2個(gè)副中心,一個(gè)在惠來(lái)臨海地區(qū),一個(gè)位于揭西北部山區(qū)。“龍舟水”整體呈自西南往東北逐漸減少的分布特點(diǎn)。其主要原因有2個(gè):(1)“龍舟水”基本為較強(qiáng)勁西南氣流上岸所造成的降水,越靠近海洋對(duì)降水越有利,由于蓮花峰山脈為西南-東北走向,基本與西南氣流平行,在“龍舟水”期間,因?yàn)樯徎ǚ宓匦翁饔?,靠近山區(qū)的地區(qū)降雨也較為有利;(2)由于蓮花峰山脈和南陽(yáng)山脈的共同作用,在普寧西南地區(qū)形成一喇叭口狀的地形,造成一較為明顯的降雨中心,如西南氣流較為強(qiáng)盛,穿越喇叭口地形,將會(huì)沿著峽谷進(jìn)入揭西境內(nèi),在揭西西部和北部地區(qū)受蓮花山脈阻擋,形成另一降雨中心??梢哉f(shuō),從海陸分布上,越靠近海岸線(xiàn)的地區(qū)“龍舟水”越多;從地形分布特征分析,越靠近西部蓮花峰山脈的地區(qū)降水越多。
圖2 2009—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”空間分布(單位:mm)
從1989—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”趨勢(shì)(圖3)的趨勢(shì)線(xiàn)可知,近30年來(lái)揭陽(yáng)市“龍舟水”是呈增多的態(tài)勢(shì),尤其是自2004年進(jìn)入谷底之后,2006—2008年明顯增加,到2009年進(jìn)入另一低谷之后,到2018年呈現(xiàn)一個(gè)3~4年的波動(dòng)震蕩,并且有緩慢增多的趨勢(shì)。從2009—2011、2012—2014、2015—2018年這3個(gè)周期的平均值對(duì)比可知,其處于一個(gè)正增長(zhǎng)的趨勢(shì),尤其在2015—2018年期間超出30年平均降水量,達(dá)到365.0 mm。
圖3 1989—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”趨勢(shì)變化
從揭陽(yáng)市近30年“龍舟水”小波變換圖(圖4)可知,1989—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”存在3個(gè)較為主要的周期,分別為1~4、4~9和9~14年。在1~4年的時(shí)間尺度上有11個(gè)周期震蕩,偏少的時(shí)段為1991、1995—2000、2002—2005、2010、2013和2016年;在4~9年的時(shí)間尺度上有5次的震蕩周期;9~14年的時(shí)間尺度上有3~4個(gè)周期存在。從小波系數(shù)(圖4)可看出1~4和4~9年的匹配度較高,存在2個(gè)小尺度的偏少周期對(duì)應(yīng)一個(gè)較大尺度的偏少周期、存在2個(gè)小尺度的偏多周期對(duì)應(yīng)一個(gè)大尺度的偏多周期。而在近15年,小的時(shí)間尺度周期震蕩的規(guī)律更加明顯,基本為3~4年周期,這也與圖5小波方差的分析匹配。
圖4 1989—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”小波分析
圖5 1989—2018年揭陽(yáng)市“龍舟水”小波方差
1)揭陽(yáng)近30年“龍舟水”呈正態(tài)分布并存在7個(gè)峰值,出現(xiàn)極端“龍舟水”的概率較低。
2)揭陽(yáng)近30年“龍舟水”空間分布呈西南往東北逐漸減少的變化規(guī)律,從海陸分布分析越靠近海洋降水越多,地形對(duì)其作用也較為明顯,越靠近蓮花峰山脈降水越多。
3)近30年揭陽(yáng)“龍舟水”存在一個(gè)3~4年的震蕩周期,在近3個(gè)周期中有在震蕩中逐漸增多的趨勢(shì)。
從近年觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,極端短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的概率有逐漸增多的趨勢(shì),這可能是“龍舟水”近幾個(gè)周期震蕩中增長(zhǎng)的一個(gè)原因。在極端短時(shí)強(qiáng)降水增多的背景下,城市內(nèi)澇、山洪等極端氣象災(zāi)害出現(xiàn)的頻率也將呈現(xiàn)幾何增長(zhǎng)。因此如何提高對(duì)各種潛在極端天氣不利影響的應(yīng)變、應(yīng)對(duì)能力,讓公眾適應(yīng)氣候變化將是未來(lái)氣象工作的重點(diǎn)。