袁晨韻,劉嘉勁,黃柔兵,劉金亮,劉炳鋒
(1.陸豐市氣象局,廣東陸豐 516500;2.汕尾市氣象局,廣東汕尾 516600)
陸豐市是廣東省東部沿海汕尾市下轄的一個縣級市,受季風(fēng)和地形等各種因素影響,經(jīng)常出現(xiàn)強(qiáng)降水,屬于廣東省3大暴雨中心之一[1]。強(qiáng)降水尤其是短時強(qiáng)降水(小時雨量≥20 mm)是廣東最為多發(fā)的災(zāi)害性天氣之一,蔡晶等[2]統(tǒng)計(jì)了廣東省2010—2014年國家站和區(qū)域氣象站的小時雨量數(shù)據(jù),指出廣東的短時強(qiáng)降水多發(fā)區(qū)集中在3大暴雨中心;陳芳麗等[3]、李嬌嬌等[4]對粵東暴雨中心降水的研究指出汕尾全市內(nèi)易出現(xiàn)極端強(qiáng)降水,有明顯的月和季節(jié)變化特征,并且強(qiáng)降水自21世紀(jì)開始年際變化幅度明顯增大。汕尾市暴雨地域分布不均勻,黃海燕等[5-6]對汕尾市前汛期暴雨進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)汕尾前汛期局部性暴雨占了80%以上,因此業(yè)務(wù)人員須重點(diǎn)關(guān)注局部性暴雨的預(yù)報和預(yù)警。
了解熟悉本地強(qiáng)降水氣候特征,對提高預(yù)報員預(yù)報水平、加強(qiáng)強(qiáng)降水預(yù)報預(yù)警服務(wù)等都具有十分重要的意義。本研究利用陸豐市2010—2019年近10年10個氣象站的降水資料對強(qiáng)降水的氣候特征進(jìn)行分析。針對陸豐市地形較復(fù)雜特點(diǎn),參考胡瓊文等[7]采用降雨量和地形相結(jié)合的分區(qū)方法,將本研究區(qū)域劃分為東、南、西、北、中5個片區(qū),并選取片區(qū)內(nèi)具有10年以上觀測資料的站點(diǎn)作為代表站,若代表站觀測資料不足10年,則用離該站點(diǎn)最近且有10年觀測資料的自動站代替。
本研究所用資料為陸豐市國家站和9個區(qū)域自動站(碣石、華僑區(qū)、大安、甲東、上英、西南、八萬、湖東、陂洋)2010—2019年逐時降水資料。
定義1 h降水量≥20 mm為短時強(qiáng)降水;定義08:00—08:00(北京時,下同)日降水量R≥50 mm為1個強(qiáng)降水日,其中,50 mm≤R≤100 mm為暴雨量級、100 mm<R≤249 mm為大暴雨量級、R≥250 mm為特大暴雨量級,統(tǒng)計(jì)資料為10年10個站的小時雨量數(shù)據(jù)。
統(tǒng)計(jì)陸豐市2010—2019年強(qiáng)降水日的氣候特征值(表略),可知全市年平均強(qiáng)降水日為7.2 d,其中八萬站年平均10.7 d,為全市最多,大安站最少為4.6 d。強(qiáng)降水中暴雨量級出現(xiàn)最多,約占74.4%,各站暴雨日年平均出現(xiàn)日數(shù)都在4 d以上,處于西北部和中北部山區(qū)的西南站和八萬站暴雨日數(shù)明顯多于其他地區(qū);大暴雨量級約占24.2%,出現(xiàn)日數(shù)累計(jì)都在6 d以上;特大暴雨陸豐國家站、大安站、西南站各出現(xiàn)1 d,陂洋站出現(xiàn)2 d,八萬最多為5 d,碣石、華僑、上英以及湖東未出現(xiàn)過特大暴雨;10個站點(diǎn)中,1 d最大降水量為409.8 mm,2010年6月24日出現(xiàn)在八萬站。
圖1給出了10年中10個站的年平均降水量和年平均強(qiáng)降水量,可以看出八萬站年降水量最大為2 120.8 mm,湖東站最小為1 180.9 mm,兩者相差939.9 mm。年均強(qiáng)降水量中八萬站最大為1 021.7 mm,大安站最小為385.3 mm。10個站中年強(qiáng)降水量對年降水量貢獻(xiàn)均在30%以上,其中八萬站最大為48%。
圖1 陸豐市10個站點(diǎn)10年平均年降水量和年強(qiáng)降水量
1)頻次分布。
由10個站10年平均逐月短時強(qiáng)降水頻次分布(圖略)可知,除2月未發(fā)生短時強(qiáng)降水外,其他月份均有短時強(qiáng)降水出現(xiàn),其中4月開始短時強(qiáng)降水頻次明顯增加,到10月則明顯減少,6月為高峰值,8月次之。
2)小時雨量極值和短時強(qiáng)降水年均時數(shù)。
由圖2可以看出,10個站中最大的小時雨量極值為八萬站101.7 mm,最小為碣石站52.4 mm。短時強(qiáng)降水年均時數(shù)八萬站最高為20.2 h,大安站最低為6.5 h。雨強(qiáng)極值排前5位的4站(八萬、大安、陂洋和華僑)均地處山區(qū),說明地形強(qiáng)迫抬升對強(qiáng)降水的增幅作用明顯,其中八萬站為“喇叭口”地形更容易產(chǎn)生輻合,導(dǎo)致其強(qiáng)度及時數(shù)均最大。
圖2 陸豐市10個站小時雨量極大值和短時強(qiáng)降水年均時數(shù)
3)短時強(qiáng)降水高發(fā)時段。
圖3為國家站、八萬站和西南站的短時強(qiáng)降水逐時發(fā)生概率圖,此3站年平均降雨量和小時雨量年均時數(shù)均在前3位。由圖3可以看出,陸豐國家站(圖3a)短時強(qiáng)降水主要集中在前汛期的凌晨至上午08:00以及午后時段;后汛期副中心值為13:00—14:00。八萬自動站(圖3b)前汛期短時強(qiáng)降水主要集中在下半夜至早晨08:00和中午至傍晚時段;后汛期短時強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在凌晨05:00—06:00和中午至下午時段。西南自動站(圖3c)前汛期主要出現(xiàn)在午夜至上午07:00及下午和傍晚;后汛期短時強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在午夜以及下午至傍晚時段。
圖3 短時強(qiáng)降水(≥20 mm/h)概率
綜合分析可知,陸豐市短時強(qiáng)降水高發(fā)時段集中在午夜至上午08:00和中午到傍晚兩個時段,其中前汛期都集中于午夜至上午08:00及午后到傍晚;后汛期陸豐國家站、西南站、八萬站、大安站、陂洋站在午后都有一個明顯的強(qiáng)降水中心值,碣石站、上英鎮(zhèn)、甲東站主要集中在凌晨或早上。前汛期,南海季風(fēng)爆發(fā),暖濕氣流大量輸送到華南沿海,午后熱力條件加強(qiáng),對降水有明顯觸發(fā)及增強(qiáng)作用,導(dǎo)致中午到傍晚強(qiáng)降水多發(fā);另一方面,由于季風(fēng)存在日變化,午夜至凌晨加強(qiáng),再加上海陸風(fēng)轉(zhuǎn)換容易形成中尺度輻合線,導(dǎo)致夜間強(qiáng)降水多發(fā)。后汛期,午后易出現(xiàn)短時強(qiáng)降水是由于受副高影響午后易出現(xiàn)熱對流,高層位于南壓高壓東南側(cè)輻散區(qū),對午后熱對流有觸發(fā)和加強(qiáng)作用,凌晨出現(xiàn)短時強(qiáng)降水可能與環(huán)流形勢具有季風(fēng)特征有關(guān)。
1)全市年平均強(qiáng)降水日為7.2 d,其中八萬站年平均10.7 d,為全市最多,大安站年平均4.6 d,為最少;特大暴雨10年中共出現(xiàn)10 d,陸豐國家站、大安站、西南站各出現(xiàn)1 d,陂洋站出現(xiàn)2 d,八萬最多為5 d;10年中,1 d最大降水量為409.8 mm,2010年6月24日出現(xiàn)在八萬站。
2)10個站中最大的小時雨量極值為八萬站101.7 mm,最小為碣石站52.4 mm;短時強(qiáng)降水年均時數(shù)最多的為八萬站20.2 h,最少為大安站6.5 h。
3)短時強(qiáng)降水出現(xiàn)概率前汛期大于后汛期,6月最大,8月次之。前汛期都集中于午夜至上午08:00及午后到傍晚。后汛期陸豐國家站、西南站、八萬站、大安站、陂洋站在午后都有一個明顯的強(qiáng)降水中心值,碣石站、上英鎮(zhèn)站、甲東站主要集中在凌晨或早上。