黃麗娜 ^1,2 高建芸 ³ 蔣玉雲 ⁴ 李雙錦 ⁴ 陳艶真 ² 趙惠芳 ⁵

1 福建省氣象科學研究所 2 福建省莆田市氣象臺
3 福建省氣候中心 4 福建省氣象臺 5 福建省泉州市氣象局
(2017 年 12 月 11 日收稿,2018 年 11 月 14 日定稿)

摘 要

　　本文利用福建省 43 個國家級地面氣象觀測站 1981-2011 年地面氣象記錄年報表之 15 段年最大降雨量數據,探討福建省 5-1440 分鐘不同短歷時年最大雨強的時空分佈特徵;探討太陽輻射、夜間雲輻射、地理位置及地形因素與年最大雨強發生頻次之日、月變化的關聯;利用 NCEP/NCAR 再分析高度場和風場資料,通過對內陸站 2001-2011 年 45 分鐘年最大雨強個案的天氣形勢普查,探討內陸站 5-60 分鐘年最大雨強月累計頻次與月平均降水量不相稱現象的可能原因;通過天氣圖抽樣普查並結合相關文獻,探討雨強年代際變化的可能原因;探討地形與天氣系統的不同配置對年最大雨強空間分佈的影響。最後,結合已有研究成果,歸納不同區域雨強記錄刷新的可能天氣背景。主要結論如下:
　　1.年最大雨強事件具有明顯的多時間尺度特徵。(1)日變化方面,5 分鐘至 90 分鐘年最大雨強有明顯的日變化,高發時段在 13 至 18 時。日變化峰點時間沿海站最早,中部站居中,內陸站最遲。峰點時間地域差異與太陽輻射日變化地域差異密切相關,年最大雨強發生頻次日變化的峰點較氣溫日變化峰點滯後 1.5-2 小時。同類站最大雨強日變化存在季節差異,內陸站和沿海站日變化峰點夏季較梅雨季早 30 分鐘至 1 小時,中部站夏季較梅雨季遲 30 分鐘;午後到傍晚的累計發生頻次,三類測站都是夏季比梅雨季多,這是由夏季午後熱力有利條件引起;下半夜至早晨(0-8 時)的累計發生頻次,內陸站和中部站梅雨季比夏季多,這是由梅雨季雲輻射和弱冷空氣優勢引起,沿海站夏季比梅雨季多,這是由夏季颱風過程較多、夏季夜間陸風鋒輻合線對已有暴雨的增幅作用所致。(2)月分佈方面,5-1440 分鐘年最大雨強主要出現在 5-9 月份。沿海站各歷時呈 8 月份主峰、6 月份次峰的雙峰型分佈;內陸站 60 分鐘及以內歷時呈 6 月和 8 月雙峰型,60 分鐘以上歷時呈 6 月單峰型;中部站 180 分鐘及以內爲 8 月單峰型,180 分鐘以上爲 6 月和 8 月雙峰型。6 月份華南滯留鋒活躍、8 月份熱帶系統活躍造成沿海地區月頻次呈雙峰型分佈;6 月華南滯留鋒活躍及 8 月份混合積雲、冷積雲和深厚暖雲層引起的高降水效率是內陸站 60 分鐘以內歷時年最大雨強事件呈雙峰型分佈的主要原因;360 分鐘及以上的 4 個歷時, 沿海站 9 月份出現的頻次與 6 月份相當,明顯比 5 月份多,內陸測站 5 月份出現的頻次明顯多於 7-9 月份;(3)年代際分佈方面,年代際變化主要有增強型、減弱型、趨緩型和兩極型等 4 種特徵。閩中大山帶以東、閩江以南地區和閩江上游支流大部分測站 45 分鐘以上歷時爲增強型;減弱型、趨緩型和兩極型的比例較少,主要出現在內陸和中部地區,沿海地區較少。澳大利亞高壓和馬斯克林高壓強度年代際變化、索馬裏越赤道氣流垂直結構的年代際變化可能是 20 分鐘以上歷時雨強最大值自上世紀 90 年代起增強的氣候背景。
　　2.年最大雨強有明顯的空間分佈。(1)平均值空間分佈特徵方面,5 分鐘雨強大值區主要分佈在閩江以北;10 分鐘以上至 1440 分鐘呈東高西低分佈,即沿海高,內陸低,近海岸站高、遠海岸站低。(2)極大值空間分佈特徵方面,5 分鐘極大值的大值區大部分分佈在閩江以北;30-240 分鐘的高值區主要分佈在閩中大山帶以東和閩江上游以南測站,低值區分佈在閩西北;360-1440 分鐘極值大致呈東西高、中間低的准南北向分佈,最高值出現在地勢呈三面環山向南或東南開口處。(3)年最大雨強空間分佈的影響因素包括:影響暴雨的天氣系統性質、地形及地形與天氣系統的匹配,其中閩中大山帶是地形因素的重點,山帶以東地區重點考慮颱風環流天氣形勢下 500-700 百帕乾線、850 百帕以下偏東風急流、邊界層弱冷空氣和海陸風輻合線等 5 個因素共同作用可能造成的雨強記錄刷新現象;山帶以西地區重點考慮華南滯留鋒天氣形勢下邊界層至地面西南暖濕氣流受武夷山脈阻擋形成的背風低壓擾動可能造成的雨強記錄刷新現象。

關鍵字:不同短歷時,年最大雨強,頻次,華南滯留鋒, 閩中大山帶