引言

华南地区位于我国最南部, 处于对气候变化敏感的南海季风区和全球气候变化趋势南北位相相反的交界带。由于下垫面类型复杂多样，海陆气交换强烈，降水量的年际和月际变化都很大，是我国汛期时间最长、降水最多的地区, 时有暴雨洪涝发生，衍生灾害频率高、危害重^[1-3]。随着华南地区社会经济的高速发展以及气候变化不稳定性的日益加剧，暴雨灾害造成的影响与危害越来越大。因此，对华南地区的暴雨情况进行统计分析和研究，对提高灾害性天气的预报预警能力，指导防灾减灾策略，降低人民生命财产损失具有很大的帮助。

华南地区暴雨个例的分析研究已有很多^[4-7]，而想要得到该地区暴雨时空分布特征等结果，诸多研究人员通过分布较为稀疏的基本基准气象站对不同长度的降水数据进行统计分析^[8-10]，得到了相应的降水年际变化特征^[11-13]以及强降水的区域分布特征^[14-17]。其中余功梅^[15]通过15个气象站月值降水数据得出90年代之前华南地区降水量变化。张维等^[16]和翟志宏等^[17]分别利用华南地区110个站点的逐日降水资料，对40余年时长的暴雨频数变化及变化趋势进行了分析。由于降水的空间代表性不高，地区间降水可能存在差异，因此利用更大密度站点的降水数据对华南地区的暴雨情况进行统计分析，有利于获得更为精确的时空分布特征。

综上所述，本文基于华南地区较密集的地面气象站1961—2014年连续观测的日降水量数据为基础，统计华南地区的暴雨、雨涝的地域分布以及年际变化情况，给出华南地区的暴雨时空分布特征。结合暴雨实际情况，给出该区域典型暴雨事件并进行相关统计分析，以能够为华南地区的气候分析、暴雨历史记录以及暴雨灾害性天气的预报等提供客观准确的参考依据。

1 研究区域及资料介绍

文中所指华南地区包括广东、广西、海南三省(区)。降水数据采用国家气象信息中心发布的中国地面基本气象要素日值数据集(V3.0)中日降水量数据，统计分析时间段为1961年1月—2014年12月。作为暴雨多发的地区，我国在三省（区）布设的基本、基准及一般观测站共196个，统计时要求在规定日期范围内日降水数据连续无缺测，最终选定了145个站点（图 1）。其中南部沿海站点指广西南部、广东南部及海南岛沿海站点共26个。

文中涉及如下定义：

(1) 暴雨：根据《暴雨年鉴》给出的定义，本文暴雨为日降水量大于或等于50 mm的降水^[18]。

(2) 雨涝：华南地区10 d降水总量300 mm以上或20 d降水总量400 mm以上统计为一个雨涝过程。某站某年出现一次及以上雨涝过程，则为一个雨涝年^[19]。

(3) 针对华南地区典型暴雨事件的挑选原则：1)当日发生降水的台站比例大于等于1/2，且出现一般暴雨及以上级别降水的台站数量大于当日发生降水台站数量的1/5，则该日为典型暴雨日；2)一个或连续典型暴雨日形成一个典型暴雨事件。

本文以1961—2014年华南地区145个气象站达到暴雨标准的日降水数据，对近54 a华南地区的暴雨、雨涝日数进行统计，对暴雨日数、暴雨量占比及日数变化趋势进行分析，并找出其中的典型暴雨事件，进而讨论其时空分布特征和演变趋势。

2 华南地区1961—2014年暴雨及雨涝时空分布统计 2.1 暴雨时空分布

《暴雨年鉴》中将暴雨按照日雨量大小细分为暴雨、大暴雨和特大暴雨三种^[18]，文中为了描述方便，将“暴雨”级别称为“一般暴雨”。

图 2分别给出了华南地区地面气象站在1961— 2014年共观测到的三种级别暴雨日数以及各台站暴雨及以上量级降水占总降水量百分比的空间分布情况。从图中可以看出，近54 a来，华南地区暴雨整体情况南部沿海地区偏多，三种级别暴雨的站点观测总日数西北部明显少于东南部。其中图 2c中特大暴雨日数最多的站点出现在广东阳江站，共观测到21 d。图 2a及图 2b中一般暴雨和大暴雨日数最多的均为广西东兴站，分别为258 d和515 d。而北部内陆地区尤其是西北部观测到的各级别暴雨日数明显少于东部沿海地区，一般暴雨和大暴雨估测日数最少的站点均为广西隆林站，分别为161 d和11 d。广西西北部大部分站点未观测到特大暴雨。从图 2d的暴雨降水量占降水总量百分比情况来看，南部沿海的台站近54 a的暴雨降水量可达到总降水量的39%以上，其中广东上川岛站百分比最高，达到53.6%。西北内陆地区的暴雨降水量占总降水量百分比较低，基本在30%以下。华南地区一般暴雨和大暴雨日数最大值都出现在广西东兴站，而最低值也出现在广西省。结合华南地区的历史气候分析，气候变暖使水汽输送受到影响，广西西部和东南部易发生春旱^[20]，而南部沿海地区不同季节受夏季风、热带低压以及台风的影响，降水量大，易发生洪涝灾害。

对145个站点在近54 a内逐年观测到一般暴雨及以上级别降水的日数、暴雨降水量占总降水量的百分比分别统计，并对每个站点1961—2014年的变化趋势进行了显著性分析（显著性水平α=0.1）。如图 3所示，图 3a中102个站点年暴雨日数变化趋势为正值，43个站点的变化趋势为负值，这其中有9个站点通过了变化趋势的显著性检验（显著性水平α=0.1），说明该9个站点在近54 a来观测到暴雨的日数减少趋势较为明显。其余的站点由于未通过显著性检验，说明近54 a观测的年暴雨日数上并未有明显变化。图 3b对于145个地面站的一般暴雨及以上级别的年降水量占年总降水量的百分比情况进行了变化趋势分析，有103个站点年暴雨量占比变化趋势为正值，42个站点为负值。趋势为正的站点中有14个站点通过了显著性检验，说明该14个站点年暴雨量占年总降水量的百分比在近54年增加的趋势较为明显。有88个站点在暴雨日数和暴雨量占比的变化趋势均为正，是增加的趋势，主要分布在海南省，广西省中部，以及广东省中部及北部地区。有28个站点暴雨日数和暴雨量占比的变化趋势均为负，是减少的趋势，主要分布在广东省东部及广西省东南部。

结合表 1给出的两种统计变化趋势中通过显著性检验（α=0.1）的站点名称，可以看出，年暴雨日数变化趋势递减的9个站点主要分布在广西西部以及东南部。这与张维等^[16]的研究结果中1981—2008年两广地区的东南和西部、海南暴雨频数呈增加趋势的结论有一定差异。从图 3可以看出，虽然两广西部和东南部的大部分站点呈增加趋势，但广东省东部沿海部分站点在暴雨日数和暴雨降水量占比上均呈现下降趋势，广西西部的部分站点也通过了显著性检验（α= 0.1），呈明显下降趋势。经过对这9个站点分月统计，近54 a来该9个站点暴雨日数在4月和5月的变化趋势最大，并且呈减少的趋势。结合站点所在地区的气候特征分析，判断广西省的春旱影响了降水，造成暴雨日数减少。

暴雨降水量占总降水量百分比中，占比显著增加的站点在三个省份均有分布，海南为北部沿海区域两站，广东、广西则分别集中在中部地区。此结果与翟志宏等^[17]的研究结果基本符合，但在图 3b中可以清晰地看到广东省西部沿海站点的暴雨降水量占比呈下降趋势。因此相比较稀疏站点得到的结果，站点数量的增加使得在分析华南地区暴雨变化趋势时，能得到更为细致的结果。

表 2中统计了华南地区145个地面站平均在1961—2014年的三种级别暴雨的年平均日数及出现最多、最少年份等。从54 a间平均结果来看，一般暴雨观测日数较多，年平均5.3 d，特大暴雨日数明显偏少，年均观测日数仅为0.05 d，说明在统计的年份中，华南地区暴雨级别以日降水50~100 mm的情况居多，占三种暴雨类型总日数的80%。2008年台站平均观测三种级别暴雨日数最多，1963年台站平均观测到的一般暴雨日数和大暴雨日数最少，而台站平均观测的特大暴雨日数最少的年份出现在1984年和2007年，仅有约0.01 d。

图 4a给出了1961—2014年华南地区站点平均逐年暴雨日数及每5 a的滑动平均暴雨日数分布情况。经统计，华南地区近54 a站点平均年暴雨日数平均约为6.5 d。年暴雨日数最多的为2008年，145个站点平均观测约有9个暴雨日。年暴雨日数最少的为1963年，站点平均约为4 d。从5 a的滑动平均年暴雨日数分布来看，1965—1967年以及1988—1992年之间的滑动平均年暴雨日偏少，而其他年份的5 a滑动平均年暴雨日数也有所波动。可以看到约隔10 a华南地区的滑动平均暴雨日数会出现一次峰值。从1994年开始，5 a滑动平均暴雨日数呈明显上升趋势。经计算，近54 a的逐年暴雨日数变化趋势为0.3 d·(10 a)^-1，由此可知站点平均年暴雨日数整体是一个增加的趋势。图 4b为近54 a站点平均在每个月累计观测到的暴雨日数分布，从图中可以看出，华南地区5—9月为暴雨多发月份，其中6月份站点累计暴雨日最多，达到约74 d。1月、2月及12月平均区域性暴雨日不足3 d。近54 a华南地区前汛期(4、5、6月份)暴雨日数总和高于后汛期(7、8、9月份)的。

2.2 雨涝的时空分布

雨涝主要由暴雨和持续降水引起，下面对华南地区的雨涝情况进行统计分析。图 5a将每一年台站发生雨涝次数进行累加，给出1961—2014年雨涝次数逐年变化。由图可见，近54 a中华南地区台站雨涝次数总和最少的年份为2004年，只有17次。而2008年台站发生雨涝次数最多，有106次，共有68个站点发生了雨涝，主要分布在华南西南部沿海区域，其中广东海丰、上川岛和广西钦州在2008年分别发生了4次雨涝过程。海南万宁站在2010年发生了华南地区近54 a降水量最大的雨涝过程，连续降水日期长达25日，降水总量1 840.9 mm。

对2008年雨涝发生次数最多的广东海丰、上川岛和广西钦州等3个台站受灾情况进行统计，结果见表 3。从中可见，2008年4—9月，华南地区受台风多发和季风的影响，3个站点所在区域均发生多次洪涝灾害，该结果与雨涝统计结果基本相吻合，说明雨涝的统计结果基本反映了该站点所在地区的洪涝灾害情况。

图 5b给出了1961—2014年华南地区台站雨涝年数占总统计年数的百分比，即雨涝频率分布情况。其中，雨涝频率最高的站点依旧为广西东兴站，近54 a的雨涝频率约为91%。华南西部台站雨涝频率明显少于东南部，广西龙州站、田东站、百色站、田林站以及隆林站未发生过雨涝，其频率为0。结合图 2中不同级别暴雨分布统计情况，华南东部沿海地区不仅易发生暴雨，同时也多雨涝发生。而西北内陆地区由于水汽输送影响，暴雨日数少，同时雨涝次数也远少于沿海地区。

3 华南地区1961—2014年典型暴雨事件统计

典型暴雨事件需要记录强度大，降水范围广的降水过程，对此类降水进行统计并结合天气过程分析，对该地区的暴雨成因分析以及灾害预警等工作都有很大帮助。区别于暴雨日仅是对日降水超过50 mm站点的统计，在典型暴雨事件的挑选规则中，不仅规定了日降水达到暴雨级别台站的数量，还规定了当日发生降水的台站数量，既可以满足降水强度大，也可以满足降水范围广这一要求。

根据上述定义，1961—2014年共挑选出华南地区典型暴雨事件312个。篇幅原因，典型暴雨事件表并未在文中展示。这其中，1966年6月11—13日，1974年10月18—20日，1985年8月26—28日，1986年7月11—13日，2005年6月21—23日，2006年7月15—17日，2007年6月8—10日，2013年8月15—17日，以上八个时段的典型暴雨事件持续时间较长。1970年10月17—18日的典型暴雨事件中观测到特大暴雨的站点最多，有7个站点。2006年7月15—17日的典型暴雨事件降水过程中观测到暴雨以上级别的站点数最多，达到121个站点。

图 6为典型暴雨事件近54 a年次数分布及累计月次数分布。从图 6a可见1961年、2001年和2008年典型暴雨事件发生次数最多，达到10次。1963年并未发生典型暴雨事件。整体看近54 a的典型暴雨事件次数变化趋势约0.2次·(10 a)^-1，呈增加趋势。图 6b中可知华南地区典型暴雨事件发生的时间集中在5—9月，6月份发生的次数最多，共69次。结合图 4(b)中近54 a累计月暴雨日数分布，典型暴雨事件同样在前汛期(4、5、6月份)的总数略高于后汛期(7、8、9月份)，这与华南地区前汛期降水大多由冷暖空气作用、季风的暴发等所致，常带来大范围持续性强降水^[21]有很大的关系。

4 结论与讨论

本文利用华南地区1961—2014年连续观测的145个地面气象站日降水量数据，按照暴雨不同级别以及雨涝情况对该区域的暴雨时空分布及变化趋势进行了统计分析。同时定义了华南地区的典型暴雨事件，统计了该区域近54 a典型暴雨事件的逐年分布情况。得到以下主要结论：

(1) 1961—2014年华南地区整体以日降水50~ 100 mm的一般暴雨级别情况占多数，约占80%，54 a中2008年台站平均观测暴雨日数最多。1963年一般暴雨和大暴雨日数最少，1984年和2007年特大暴雨日数最少。

(2) 从台站观测不同级别暴雨日数、暴雨降水量百分比和雨涝情况的空间分布看，近54 a华南地区暴雨整体情况南部沿海地区偏多。北部内陆地区尤其是西北部观测到的暴雨次数明显少于东部沿海地区。一般暴雨、大暴雨总日数以及雨涝频率的最大值都出现在广西东兴站，特大暴雨总日数出现在广东阳江站, 暴雨降水量占比最大值出现在广东上川岛站。近54 a单站观测到的年暴雨日数中，102个站点变化趋势为正但并未通过显著性检验，45个站点变化趋势为负并有9个通过显著性检验。暴雨降水量占比的变化趋势统计中，有103个站点呈增加趋势，并且有14个站点通过了显著性检验，说明该部分站点的暴雨降水量占比在近54 a有显著增加。

(3) 华南地区1961—2014年站点平均年暴雨日数最多的为2008年，共约9日。台站发生雨涝次数最多也为2008年，累计共106次。年暴雨日数最少的为1963年，站点平均约4 d。台站发生雨涝次数最少为2004年，累计共17次。5—9月为暴雨多发的月份，近54 a累计6月份的暴雨日数最多，达到74日。从5 a滑动平均暴雨日数统计结果看，年平均暴雨日数是一个波动增加的过程，变化趋势为0.3 d·(10 a)^-1。

(4) 1961—2014年共挑选出的华南地区典型暴雨事件312个。1961年、2001年和2008年典型暴雨事件发生次数最多，1963年并未发生典型暴雨事件。近54 a的典型暴雨事件次数呈增加趋势，变化趋势约0.2次·(10 a)^-1。

本文对华南地区1961—2014年的暴雨及典型暴雨事件的时空分布进行了统计分析，在这其中有一些问题有待进一步研究，如文中得到的结果：1)从5 a滑动平年暴雨日数统计结果看，年暴雨日数是一个波动增加的过程，这样的波动造成的原因需要从气候变化特征角度进行分析。同时9个通过显著性检验(α= 0.1)，年暴雨日数呈递减趋势的站点，其位置与广西春旱发生的地区的相关性也可以进一步分析。2)文中统计出广西东兴站、广东阳江站以及上川岛站分别为华南地区一般暴雨和大暴雨日数最大值以及特大暴雨日数、暴雨降水占比最大值，三个台站所在区域的地形和降水机制也需要进行进一步分析，必要时需在周边建立其他站点，以辅助该地区的降水观测，利于得到更为准确的结果。3)典型暴雨事件的挑选，着重于华南地区的台站日降水记录，而对于主要发生在其他邻近省份的强降水过程，可能由于影响到华南地区台站较少，故没有挑选为典型暴雨事件。