肖建军，单雪珂，蓝法强，李浩然，聂小波

（1.河源市气象局，广东河源 517000；2.博罗县气象局，广东博罗 516100）

在全球气候变暖背景下，各地气候特征也发生了变化，不少专家学者对此做了研究［1-6］。陈特固等［3］指出，广东重旱、重涝事件频率的增加与气候变暖有关；艾卉等［4］指出，广州市年、前汛期、后汛期暴雨日数均呈增加趋势，且暴雨对广州的降水贡献率最大；曾钦文等［6］研究了河源地区暴雨日数的气候变化特征，为地方防灾减灾工作提供了有价值的参考依据；李明华等［7］、吴蔚等［8］、陈芳丽等［9］对惠州市强降水和暴雨的气候特征做了大量研究，对本地强降水预报预测工作起到很好的指导作用；聂晓婷［10］分析了博罗县雷暴气候变化特征，对博罗县雷暴的预报预警和风险评估工作提供了参考。

目前为止，针对博罗县暴雨的气候特征研究尚有欠缺，因此，在已有研究成果基础上，本研究利用博罗国家气象站和自动监测站逐日降水资料，针对博罗县暴雨气候变化特征进行分析，研究成果可为博罗县防灾减灾事业提供参考，有利于本地气象部门更好地履行职能和开展决策气象服务工作。

1 资料和方法

本研究利用博罗国家气象观测站1960—2019年逐日降水资料，基于Oringin软件进行数理统计、线性趋势分析、7阶多项式拟合以及Morlet小波功率谱分析等方法，研究博罗县近60年来暴雨时间变化特征。截至2013年，博罗县已建成区域气象监测站24站，覆盖了全县所有18个乡镇和重要山脉、水库等，且其逐日降水观测资料的完整性较好（2013—2019年日资料缺测率仅为1.5%，5.5 d／年），因此选用2013—2019年博罗国家气象观测站和乡镇区域气象自动监测站逐日降水资料，分析博罗县暴雨空间分布特征。

2 博罗县暴雨的时间分布特征

2.1 年变化

图1a、b分别为博罗县2013—2019年暴雨总日数和暴雨量时序图。由图1a可知，博罗县2013—2019年共出现暴雨488 d，平均8.1 d／年，其中大暴雨95 d，特大暴雨3 d（1983年6月17日289.3 mm、2000年6月12日303.8 mm、2006年7月15日407.6 mm），可见博罗县发生特大暴雨的频率较低，但日雨量最大值较大；暴雨日数年际差异较大，最少年份仅为2 d（1963年），而最多年份可达17 d（2006年）；从多项式拟合来看，年暴雨日数呈波动增加趋势；从线性趋势变化来看，暴雨日数以每10年0.4 d的速率增长（未通过显著性检验），表明暴雨日数增加趋势不明显。

由图1b可知，近60年博罗县暴雨日雨量年际变化明显，年平均暴雨量为676.6 mm，暴雨量最少年份为1963年（121.3 mm），而最多年份可达1 924.9 mm（2006年）；从多项式拟合来看，暴雨日雨量也呈现波动增加趋势，2020年为增加趋势年；从线性趋势变化来看，暴雨日雨量以3.76 mm／年的速率增长（未通过显著性检验），表明暴雨雨量增加趋势不明显。将年暴雨日雨量与年降雨量做Pearson相关系数检验，其相关系数为0.841，在0.01水平（双侧）上显著相关，说明年降雨量的增加与年暴雨量的增加有密切关系。

图1 博罗县2013—2019年暴雨总日数（a）和暴雨日雨量（b）逐年变化

2.2 月变化

图2为博罗县1960—2019年暴雨总日数的月际变化。

图2 博罗县1960—2019年暴雨总日数逐月变化

由图2可知，博罗县各月均可能出现暴雨，但主要集中在汛期（4—9月），汛期暴雨日数占总暴雨日数的91.6%；暴雨总日数的月际变化呈双峰型，主峰位于6月，暴雨日数为111 d，占总暴雨日数的22.7%，次峰位于8月，暴雨日数为80 d，占总暴雨日数的16.4%，其中5月暴雨日数高于次峰8月，暴雨日数为88 d，占暴雨总日数的18.0%。

2.3 暴雨日数周期分析

为进一步研究暴雨日数的年际周期变化特征，对博罗县1960—2019年暴雨日数做Morlet小波分析。结合小波功率谱（图3a）和方差（图3b）可以看出，近60年内博罗县年暴雨日数有两个明显的变化周期，即1994—2014年期间存在5～12年的显著周期，以及1963—1974年期间存在2～3年的较显著周期。

图3 博罗县2013—2019年暴雨总日数小波功率谱（a）和小波方差（b）

2.4 暴雨持续时间统计分析

定义国家站连续2 d及以上出现暴雨为连续性暴雨。1960—2019年博罗县共出现连续暴雨52次共116 d，占暴雨总日数的23.8%；连续2 d的暴雨42次、连续3 d的暴雨9次、连续5 d的暴雨1次（2007年6月6—10日，累计雨量358.3 mm），未出现超过5 d的连续暴雨；连续暴雨集中出现在汛期，共49次，仅1987年3月15—17日、2008年10月5—6日、2018年1月28—29日出现在非汛期；2006年出现了最多的5次连续暴雨，其中3次连续2 d、2次连续3 d，且2次3 d和1次2 d的连续暴雨均出现在5月末至6月初，暴雨期集中。

2.5 暴雨初终日统计分析

定义博罗国家气象站年度首次出现暴雨及以上量级降水日期为暴雨初日，该年度最后一次出现暴雨及以上量级降水日期为暴雨终日。近60年博罗县暴雨初日最早出现在1月7日（2018年），最晚出现在8月2日（1995年），暴雨初日集中出现在4月，占总数的46.7%；暴雨终日最早出现在7月5日（1982年），最晚出现在12月30日（1988年），暴雨终日集中出现在9月，占总数的41.7%。采用经验频率公式Pm＝m／（n+1）×100%做暴雨初终日保证率分析，其中n为样本数60，m为暴雨初（终）日由前（后）往后（前）排列的序号。由表1可知，博罗县暴雨初、终日在20%和80%保证率之间的日期较为接近，小于20%或大于80%保证率时日期相差较远，说明博罗县暴雨初、终日在20% ～80%保证率日期内出现的概率较大，即博罗县暴雨初日多在3月30日—5月13日出现，暴雨终日多在8月11日—10月15日出现。

表1 博罗县暴雨不同保证率的初终日

3 博罗县暴雨的空间分布特征

按照某一天有任意观测站达到暴雨时视为当天出现暴雨天气，2013年以来观测站覆盖了全县所有18个乡镇和重要山脉、水库等，当超过18个监测站出现暴雨时，可视为全县范围暴雨天气过程；定义暴雨强度为暴雨日总雨量除以暴雨总日数。博罗县25个观测站2013—2019年共出现236 d、1 529站次暴雨天气，其中仅有1个站出现暴雨的天数为58 d，同时有2～5个站出现暴雨的天数为88 d、同时有6～10个站出现暴雨的天数为35 d、同时有11～18个站出现暴雨的天数为37 d、同时有19～25个站出现暴雨的天数为18 d；2019年4月19日，25个观测站均录得暴雨。说明博罗县暴雨天气过程的空间覆盖范围广，而且局地性也很强，针对乡镇开展气象服务和分镇预警是很有必要的。

从暴雨日数的空间分布（图4a）可以看出，博罗县暴雨主要分布在中西部地区，3个暴雨日数大值区分别位于罗浮山北侧和西南侧乡镇、象头山南侧乡镇、象头山东北侧乡镇，中北部地区的柏塘、公庄暴雨日数相对较少。由图4b可以看出，2个暴雨强度大值区主要分布在罗浮山东北侧乡镇和象头山周边乡镇，东北部地区的观音阁、麻陂、石坝等乡镇暴雨强度相对较弱。表明罗浮山西侧、以及罗浮山东北侧至象头山西南侧暴雨频次相当，但罗浮山东北侧暴雨总降水量更大，即该区域出现暴雨量级以上强降水频次最多，因此应重点关注罗浮山周边和象头山南侧乡镇的暴雨预报预测和预警服务。

图4 博罗县2013—2019年暴雨总日数（单位：d）（a）和暴雨强度（单位：mm／d）（b）空间分布

4 结论

1）近60年博罗县暴雨日数和暴雨雨量均呈波动增加趋势，年平均暴雨日数和暴雨雨量分别为8.1 d和676.6 mm，暴雨主要出现在4—9月；暴雨日数在1994—2014年存在5～12年的显著周期，在1963—1974年存在2～3年的较显著周期。

2）连续性暴雨日数占暴雨总日数的23.8%，连续性暴雨集中出现在汛期，2007年6月6—10日出现了最长的连续5 d暴雨，2006年出现了最多的5次连续暴雨；暴雨初日多在3月30日—5月13日出现，暴雨终日多在8月11日—10月15日出现。

3）博罗县暴雨天气过程具有空间覆盖范围广、局地性强的特点。暴雨集中出现在中西部乡镇，尤其是罗浮山西侧、以及罗浮山东北侧至象头山西南侧一带，其中罗浮山东北侧出现暴雨量级以上强降水频次最多。