邓汉虞 孙丽颖

摘 要：基于1961—2011年广东25个测站的逐日降水资料，采用百分位法定义极端降水事件的阈值，分析了不同持续时间的极端降水事件的时空分布特征。结果表明：极端降水的阈值从南到北逐渐增加，大值主要分布在沿海地区，最大阈值为70mm;持续性极端降水类型以1d为主，占到总频数的80%以上，主要分布在粤北地区;持续1d极端降水的高贡献率地区主要位于南部沿海地区，占年降水量的20%以上，部分地区可达30%;极端降水平均强度也是南部沿海大于北部内陆地区;季节分布上，极端降水事件主要集中在汛期4—9月，且以低持续性事件为主;持续时间越长的事件，降雨强度往往越强;趋势分析表明，全省极端降水事件频数和平均强度均有增加趋势。

关键词：极端降水;频数;强度;变化趋势

受人类活动和全球气候变暖的共同影响，各地区域降水结构发生了显著变化，极端降水事件更加频繁，其引发次生灾害的几率非常高，造成了日益增多的破坏性后果，给社会、经济和人民生活造成了严重影响[1-6]。广东地处热带和亚热带，濒临南海，临近孟加拉湾和太平洋，水汽来源丰富，多锋面暴雨和热带气旋暴雨，洪涝灾害频繁发生。加强对广东极端降水事件的研究，可以为洪涝灾害的预防提供一定的参考依据和指导，从而减少该地区的经济损失。

在广东极端降水事件研究领域，黄茂栋等[7]认为太平洋SSTA变化与广东前汛期极端降水事件的变化有着显著的相关关系;赵一飞等[8]发现珠江流域极端降水变化存在空间差异;刘占明等[9]利用Copula函数对北江流域极端降水指标概率分布特征进行了研究;陈芳丽等[10]、田付友等[11]应用极端降水个例资料对其触发条件和维持机制进行了分析。这些研究成果可以帮助我们了解广东极端降水的特征，但以往的研究对广东持续性极端降水的时空分布特征及其变化趋势研究甚少，因此这个方面的研究也有必要进行补充和完善。

本文分析了广东不同持续时间的极端降水事件的时空分布和趋势变化特征，以提高对广东气候变化特征及气象災害演变规律的认识，也为该地区灾害预警及防御重点提供科学参考。

1  资料和方法

本文利用1961—2011年广东25个测站的逐日降水资料，通过百分比法确定单站降水极端事件阈值。具体方法为：对单站1951—2011年共61年的日降水资料进行按升序排列，取非零日降水序列的第95个百分位的日降水量，作为气候平均极端降水阈值，当该站某日降水量超过阈值时，就统计为一次降水极端事件。若从某日开始连续n天降水量都大于阈值，则认为出现一次持续时间为n天的极端降水事件，以出现降水的第1天作为持续极端降水的时间，由于持续4d以上的事件相对较少，因此将极端降水事件分为持续1d、2d、3d和4d及以上四类事件进行讨论。在此基础上定义以下几个极端降水特征指数：每个测站出现各类极端降水事件的次数为极端降水频数，各持续事件的降水总量为极端降水量，极端降水量与年降水总量的百分比为极端降水贡献率，极端降水量与极端降水日数的比值为极端降水平均强度。

2  极端降水事件的空间分布

2.1  阈值与平均雨日分布

从平均极端降水日数空间分布（图1（a））可看出，极端降水事件多发于粤西北，平均雨日可达8d;广东中部为次大值区域，平均雨日达7d;而粤东和粤西沿海地区极端雨日最少，只有6d。而阈值的分布（图1（b））与平均极端雨日不同，大值分布在广东沿海地区，可达50mm以上，最大值为上川岛，达到70.1mm;而北部内陆地区则普遍低于40mm。这种空间分布与年降水总量分布（图略）非常相似。结合阈值和平均雨日分析，广东南部极端雨日较少而阈值较大表明该地区降雨日数少而降水强度大;而广东北部地区极端雨日较多而阈值较小，表明该地区雨日较多但降水强度不大。

2.2  极端降水事件的空间分布

2.2.1  频数分布

图2给出了4类极端降水事件频数的空间分布，可以看出，持续1d的极端降水频数的分布（图2（a））与平均极端雨日的分布（图1（a））极为相似，表明极端降水事件以持续1d的事件为主。粤北地区的频数最大，几乎都在380次以上，其中连州频数最大达392次，频数自北向南逐渐减小，低值区集中在南部沿海地区，最小值在惠来，仅为239次。持续2d的极端降水频数则大大减少（图2（b）），大值主要集中在南部沿海地区，其中上川岛频数最大，达51次。持续2d频数的空间分布呈现出与持续1d事件相反的分布规律，东南沿海地区明显比北部地区多。持续3d的极端降水事件频数分布与持续2d事件相似，呈现出的是从西北到东南递增的规律，大值区分布在粤东（图2（c））。而4d及以上的事件发生较偶然，没有表现出明显的规律（图2（d））。

2.2.2  极端降水量对年降水量的贡献

极端降水量对年降水量的贡献从一定意义上反映极端降水事件对洪涝的贡献率[近40 年我国暴雨的年代际变化特征]。从图3可以看出，持续1d极端降水贡献率均能达到20%以上，而大值区普遍位于沿海地区，徐闻地区附近能达到30%以上，低值区域位于广东东北部，但也能达22.26%～24.04%，这说明广东地区洪涝灾害主要是由于1d的极端降水造成的。持续2d极端降水贡献率在空间分布上体现出南多北少的规律，南部沿海地区贡献率达到9%以上，粤北地区有3.66%～5.23%。持续3d极端降水贡献率与持续2d相似。而持续4d以上的极端降水贡献率较少，全省均在1%以下，发生的站点数减少，范围也减少，主要分布在广东南部沿海地区。总体而言，广东属于极端降水事件多发区，预防洪涝灾害显得尤为重要。

2.2.3  极端降水的平均强度

强度是衡量极端降水的另一重要标准，图4给出了是极端降水事件平均强度的空间分布。持续1d、2d和3d的降水强度都是从北到南逐渐加强，南部沿海地区均是强度最大区，其中上川岛的强度在3类事件中分布达到了118.07mm/d、134.4mm/d和145.09mm/d，对比强度分布和极值的情况可以发现，持续3d的极端降水事件强度最大，危害性极强。而4d及以上事件发生频率较低，少数地方发生，也主要分布在广东沿海地区，个别发生在广东中部地区。

3  极端降水事件的时间特征

3.1  季节分布

1961-2011年广东地区共发生极端降水事件9250站次，以持续1d的极端降水事件为主，4类降水事件分别占87.61%、10.37%、1.36%和0.14%。从季节分布上看（图5），极端降水事件主要集中在4—9月爆发，正好是广东前、后汛期。这个时段的发生频数高达8042次，占发生总频数的比例高达86.94%;且以夏季三个月最为集中，达到4389次，占比47.44%。进一步分析可知，持续时间越长的极端降水事件，其发生的频次越少，且以持续1d的极端降水事件为主，同时平均强度越强。持续3d以上的极端降雨事件平均强度能达到50mm/d以上。不同持续时间的极端降水事件特征基本相似都是冬春季少发，雨季多发，特别是持续时间较长的极端降水事件。各个持续时间的极端降水事件的平均强度，都是冬春季偏弱而夏秋季明显较强。

3.2  趋势分析

计算得到1961—2011年极端降水事件频数和平均强度的历年变化和5年滑动平均曲线（图6）。从图中可以看出，发生频数有增加趋势，振幅在100次-250次之间;80年代中期到90年代中期变化较为明显， 70年代到80年代中期和90年代到21世纪处于相对偏多的阶段，80年代末相对偏少。平均强度也有增加的趋势，这种增加趋势的原因是极端降水事件频数增加的同时，该地区总雨量也同步增加。另外，平均强度变化的年代差异也较为明显，在不同的年代有不同的變化趋势，60年代到70年代初年际变化较大，70年代到80年代初年际变化较小，80年代到90年代初年际变化较大，90年代到90年代末年际变化不大，21世纪年际变化大。

4  结论

1）极端降水事件以低持续性事件为主，全省范围内普遍发生，持续1d极端降水事件发生在粤北较多，而沿海地区则相对较少，持续2d和3d极端降水事件发生频数则呈现出南多北少的格局。

2）广东沿海地区阈值大而平均雨日少，内陆地区阈值小而平均雨日多，但强度上沿海地区明显大于内陆地区，说明沿海地区的极端降水事件破坏性更强。

3）极端降水事件具有明显的季节性特征，主要集中在汛期4—9月，但全年平均强度相差不大。趋势分析表明，极端降水事件发生频数和平均强度均有增加趋势。

参考文献：

[1]尤莉，戴新刚，张宇.1961—2008年内蒙古降水极端事件分析[J].气候变化研究进展，2010，6（06）：411-416.

[2]陆虹，陈思蓉，郭媛，何慧，徐圣璇.近50年华南地区极端强降水频次的时空变化特征[J].热带气象学报，2012，28（02）：219-227.

[3]杨志刚，建军，洪建昌.1961—2010年西藏极端降水事件时空分布特征[J].高原气象，2014，33（01）：37-42.

作者简介：

邓汉虞（1992.8.6），男，汉族，广东，本科，中国民用航空中南地区空中交通管理局，助理工程师，从事工作：气象观测。