巢清塵 巢紀(jì)平

1 國家氣候中心，北京100081

2 國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京100081

1 引言

近年來，在熱帶氣旋（TC）風(fēng)雨影響及氣候變化趨勢(shì)方面國內(nèi)外學(xué)者開展了較多的研究工作。如，Emanuel（2005）定義TC中心附近最大風(fēng)速3次方的時(shí)間和空間積分為TC潛在破壞力指數(shù)（PDI），研究發(fā)現(xiàn)1949年至2003年北大西洋和西太平洋 TC的 PDI有明顯增大。盡管 Emanuel（2005）的結(jié)論還存在許多爭(zhēng)論，但其研究表明TC過程中近中心最大風(fēng)速和氣候變化（特別是海洋表面溫度的變化）密切相關(guān)。張慶紅等（2010）結(jié)合Emanuel（2005）的定義方式，綜合考慮中國大陸TC的大風(fēng)和強(qiáng)降水災(zāi)害，定義了TC尺度的總破壞力指數(shù) TDI和水汽總量指數(shù) TVI。研究發(fā)現(xiàn)，TC造成的經(jīng)濟(jì)損失與TDI、TVI的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.59和 0.751，考慮水汽特征比單純考慮傳統(tǒng)意義上的強(qiáng)度更能表征TC影響力，說明TC降水的影響是TC產(chǎn)生破壞力的一個(gè)不可忽視的因子。韋青等（2010）利用 GPCP（Global Precipitation Climatology Project）逐日衛(wèi)星降水資料和上海臺(tái)風(fēng)研究所西北太平洋TC最佳路徑資料，分析了近10年的西北太平洋TC降水分布，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域多年平均TC降水為175 mm，TC降水占總降水的比例為12%。王詠梅等（2008）分析了中國 TC的降水特征，發(fā)現(xiàn)TC降水自東南沿海至西北內(nèi)陸逐漸減少，從時(shí)間上看，一般出現(xiàn)在4～12月，峰值出現(xiàn)在8月，但自1957～2004年期間，TC降水呈下降趨勢(shì)。

從區(qū)域影響方面來看，樂群等（2000）通過對(duì)1884～1996年TC資料的分析，認(rèn)為華南沿海登陸TC主要集中在6～11月，華東沿海主要集中在7～9月，且華南沿海登陸臺(tái)風(fēng)有明顯的30、15、5年的變化周期，而華東有 15、3～4年的變化周期，兩者具有明顯的區(qū)別。田輝等（1999）通過研究也得出相似的結(jié)論，同時(shí)他們指出副高脊線位置與華南沿海6～7月登陸TC數(shù)有顯著的相關(guān)。鈕學(xué)新等（2005）對(duì)1956～2000年間影響華東地區(qū)的TC降水進(jìn)行了分類，指出華東登陸和華南登陸北上轉(zhuǎn)向的TC會(huì)給華東帶來強(qiáng)降水，近海北上的TC也會(huì)給局部地區(qū)造成大暴雨。賀海晏等（2003）分析了1949～2000年以來登陸廣東TC的氣候特征，指出TC對(duì)廣東省 7～9月份的降水有重要貢獻(xiàn)，同時(shí)1970年代中期是廣東登陸TC數(shù)的氣候躍變期。雖然前述的研究工作也側(cè)重于區(qū)域分析，但是目前針對(duì)影響我國關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)域，如長江三角洲和珠江三角洲（簡(jiǎn)稱長三角、珠三角）的TC降水分析，特別是針對(duì)這些區(qū)域的TC降水極端性的氣候分析工作并不多見。

由于華南及華東沿海地區(qū)城市群的不斷發(fā)展，珠三角和長三角地區(qū)成為中國的主要經(jīng)濟(jì)區(qū)，而東南沿海也是我國最易遭受 TC影響的區(qū)域，該地區(qū)每年因 TC造成的經(jīng)濟(jì)損失極為嚴(yán)重。不僅如此，隨著全球變暖，極端天氣氣候事件有增多的趨勢(shì)，TC造成降水如何變化也是非常需要進(jìn)一步深入研究的問題。本文利用 1949～2010年以來共 60年間影響中國及長三角、珠三角地區(qū)TC降水資料，分析我國關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)TC降水的變化趨勢(shì)及其極端性變化的規(guī)律。

2 資料及方法

本文研究所用的降水資料來自中國氣象局最佳路徑數(shù)據(jù)集（1951～2010年），包括 TC位置、強(qiáng)度、中心最大風(fēng)速、風(fēng)雨記錄等，其中包括每一次TC影響我國過程中各測(cè)站的站名、影響時(shí)間、過程降水量、日最大值、降雨日數(shù)、暴雨日數(shù)、一小時(shí)降水最大值。

中國氣象局《熱帶氣旋年鑒》設(shè)定的影響標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)，分別是：過程雨量≥50 mm；或平均風(fēng)速≥7級(jí)或陣風(fēng)≥8級(jí)；或過程雨量≥30 mm且平均風(fēng)速≥6級(jí)或陣風(fēng)≥7級(jí)。確定一個(gè)TC是否影響全國或某一特定的區(qū)域，是根據(jù)這些區(qū)域內(nèi)測(cè)站是否達(dá)到以上影響條件。為了保證研究資料的一致性和連續(xù)性，本文選取全國范圍內(nèi)所挑選的358個(gè)測(cè)站。這些測(cè)站的數(shù)據(jù)資料在所研究的時(shí)間范圍內(nèi)均保持完好的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

而影響我國關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)與影響全國臺(tái)風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)一致，所不同的是所選測(cè)站不一樣，即從358個(gè)測(cè)站中選出若干屬于關(guān)鍵區(qū)域的站點(diǎn)。因此，篩選影響長三角TC的指定判據(jù)測(cè)站為358個(gè)測(cè)站中分布在浙江、上海、江蘇兩省一市的測(cè)站共 32個(gè)，包括：杭州、定海、嵊泗、鄞縣、石浦、寧海、慈溪、臨海、洪家、玉環(huán)、大陳島、北幾、洞頭、紹興、嵊縣、諸暨、平湖、安吉、淳安、龍華、南匯、青浦、崇明、引水船、南京、東臺(tái)、南通、呂泗、蘇州、江陰、揚(yáng)州、溧陽測(cè)站；篩選影響珠三角TC的指定判據(jù)測(cè)站有8個(gè)，包括：廣州、深圳、珠海、中山、東莞、惠來、惠陽、高要測(cè)站。

3 影響全國及關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)TC降水的一般特征

將每年TC影響的測(cè)站記錄的過程降雨量累加可以得到年總降雨量。全國范圍內(nèi)（圖1a、b），TC年總降水量以 1951年最小為 10978 mm，最大為1994年的67738 mm，降水最多年份和最少年份差異特別大，接近6倍，由此可見TC降水的年變化有非常大的差異，因此，TC降水對(duì)我國年降水量影響較大，特別是TC影響較大的華南、華東地區(qū)的夏秋季干旱與影響該地區(qū)的 TC的關(guān)系極為密切。但從年代際演變趨勢(shì)上看，年總降水有下降的趨勢(shì)，這與王詠梅等（2008）的結(jié)論基本一致。長三角地區(qū)（圖1c、d），影響TC年總降水最多為1990年，達(dá)到11587 mm，年總降水量除1990年外還有兩個(gè)明顯的峰值，分別是1962年的11087 mm和2005年的10665 mm，而1970年代平均年總降水量最小，不足4000 mm。從年變化趨勢(shì)看，呈現(xiàn)明顯的波動(dòng)變化。而珠三角地區(qū)（圖1e、f），影響 TC年總降水量1964年最大為8049 mm，1956年最小僅為167 mm。從年代際變化來看，1950年代至1970年代有上升趨勢(shì)，1980年代突然減少至年總降水量不足3000 mm，1990年代有所增加，而從1970年代到1980年代，TC年降水量經(jīng)歷了一次明顯的變化過程，1980年代以后 TC降水總量變化幅度明顯增大，無論是對(duì)于影響全國以及我國關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)，都存在明顯的大幅度變化，因此，TC降水對(duì)我國的旱澇產(chǎn)生有較大影響，這也是值得研究的話題，但是超出了本文的研究范圍。

圖1 影響TC年總過程降雨量（左列）及年代際平均（右列）：（a、b）全國；（c、d）長三角；（e、f）珠三角Fig. 1 Annual total precipitation (left) and its decadal average (right) of affecting Tropical Cyclone (TC): (a, b) Over China; (c, d) over Yangtze River Delta;(e, f) over Pearl River Delta

經(jīng)過小波分析，對(duì)影響全國及關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)的年降水總量的演變周期分析表明（圖略），影響全國的TC年總降水量存在15年左右變化周期，以1950年代至 1990年代最為明顯。1980年代中期以后還存在 4～6年的年際變化。影響長三角的 TC年總降水量也存在 15年的變化周期，且該周期在 1990年代以前比較明顯。影響珠三角地區(qū) TC年總降水量1950年代至1990年代期間年際變化周期為15年左右，1990年代之后存在明顯的年際變化周期為6～8年。

4 TC降水的極端性及演變趨勢(shì)

4.1 過程雨量年極值

根據(jù)1951年至2010年所有影響TC的臺(tái)站記錄，統(tǒng)計(jì)出每一TC過程的最大過程雨量，得到年極值并做年平均。圖2a為影響全國的TC過程雨量年極值的演變。過程雨量年極值平均為512 mm，其中最大年極值是2001年863 mm，為海南東方站記錄的14號(hào)臺(tái)風(fēng)“Fitow”。年代際平均1970年代最大為559 mm。自1980年代開始，過程雨量極值有上升趨勢(shì)。影響長三角（圖2c、d）的 TC過程雨量平均約為 250 mm，其中最大為 1951年臺(tái)風(fēng)“Marge”，浙江定海站記錄過程雨量極值達(dá)到525 mm。從年代際變化來看（圖2b），自1950年代至1980年代末，過程降雨量極值不斷下降，自 1990年代開始有上升趨勢(shì)。珠三角地區(qū)（圖3e、f）最大過程降雨量略大于長三角，平均約為300 mm，最大1993年18號(hào)臺(tái)風(fēng)“Dot”過程降雨極值達(dá)到520 mm，為廣東深圳站測(cè)得。自1950年代至1970年代末有明顯的上升趨勢(shì)，1980年代突然下降，1980年代之后有緩慢上升的趨勢(shì)。這表明TC引起的極端性降水可能在增加，但是并不明顯。

圖2 同圖1，但為過程雨量極值Fig. 2 Same as Fig.1, but for maximum of total precipitation

圖3 影響TC過程雨量年極值周期分析：（a）影響全國；（b）影響長三角；（c）影響珠三角Fig. 3 Periodic analysis on annual maximum of total precipitation of affecting TC: (a) Over China; (b) over Yangtze River Delta; (c) over Pearl River Delta

對(duì)影響全國的TC過程降雨量年極值做小波分析，可以看出過程雨量極值在 1951～2005年之間主要變化周期（圖3a）為2～4年，1951～1980年間存在10～15年的周期，而1980年代之后則沒有明顯的年代際震蕩，取而代之的是 4～8年周期。影響長三角（圖3b）的TC過程雨量年極值雖然在1960年代至1990年代存在12～15年的年代變化，但是仍然以 2～4年的變化周期為主。而影響珠三角地區(qū)（圖3c）過程雨量年極值在1960年代至1990年代之間有明顯的年代振蕩，周期約為15年左右。但是，1960年代至1970年代、1980年代以后存在2～6年的變化周期。因此，過程雨量的極值的主要變化周期是2～4年，但也存在較長周期（15年左右）的變化，這些變化與大氣環(huán)流的長期變化是否有關(guān)聯(lián)，需要進(jìn)一步研究。

4.2 TC不同等級(jí)過程雨量出現(xiàn)頻數(shù)及變化趨勢(shì)

參考天氣學(xué)上暴雨、大暴雨和特大暴雨標(biāo)準(zhǔn)，將影響TC過程雨量等級(jí)劃分閾值也定為50 mm、100 mm及250 mm，統(tǒng)計(jì)出不同降水等級(jí)TC的頻數(shù)。由圖4a可以看出，過程降水量極值小于50 mm的TC頻數(shù)在11至27個(gè)之間，1990年代最少而1980年代最多。過程降水量極值（圖4b）在50 mm至99.9 mm之間的TC年代頻數(shù)1960年代最少為12個(gè)，1950年代最多為19個(gè)，自1980年代以來年代頻數(shù)保持在15個(gè)。過程降水量極值為100 mm至249.9 mm之間的 TC年代頻數(shù)最多，平均比例在35%以上。其中1970年代最多，為55個(gè)，2000年以來較少，年代頻數(shù)只有35個(gè)，并且自1970年代以來有明顯的下降趨勢(shì)。過程雨量極值大于250 mm的TC年代頻數(shù)在45個(gè)左右（圖4d），自1960年代至1980年代有下降趨勢(shì)，1980年代、1990年代頻數(shù)最小，為41個(gè)，1990年代之后明顯上升，近10年來達(dá)到最多52個(gè)。因此，雖然達(dá)到大暴雨（100 mm以上）的TC頻數(shù)沒有明顯變化，但是，降水超過250 mm以上TC頻數(shù)卻有明顯增加的趨勢(shì)，也就是說，TC降水的極端性存在明顯增加的趨勢(shì)。

表1給出了長三角地區(qū)不同等級(jí)過程雨量的TC頻數(shù)，由表可以看出影響長三角的TC影響期間過程雨量極值小于50 mm的頻數(shù)在11至28個(gè)之間，1950年代最少，2000年以來最多。過程雨量極值在50 mm至99.9 mm之間的TC年代頻數(shù)最多為1990年代，達(dá)到15個(gè)，最少為1960年代，為6個(gè)。并且呈明顯的年代際變化，表現(xiàn)為間隔 10年的“多”、“少”演變。另外，如果僅考慮小于100 mm降水的TC頻數(shù)，其年代變化非常小，但略有增多的趨勢(shì)。100 mm至249.9 mm之間的TC年代頻數(shù)較多，1950年代最多，達(dá)到20個(gè)，1990年代最少，有14個(gè)。過程雨量大于250 mm的TC較少，長三角地區(qū)年代頻數(shù)均不超過10個(gè)，其中，影響TC年代頻數(shù)最多為1960年代及2000年代，達(dá)到9個(gè)，最少為1970年代僅有5個(gè)。因此，從大量級(jí)降水（超過100 mm）的TC頻數(shù)在本世紀(jì)前十年均有明顯的增加（達(dá)到26個(gè)，比上世紀(jì)末十年18個(gè)，多出8個(gè)），但是并沒有超過1950年代和1980年代，仍然呈現(xiàn)周期性現(xiàn)象看，影響長三角TC過程降水量極值并不呈現(xiàn)明顯的增多或者減少趨勢(shì)。

圖4 影響全國的過程降雨量極值達(dá)到不同等級(jí)TC年代頻數(shù)：（a）小于50 mm；（b）50～99.9 mm；（c）100～249.9 mm；（d）大于或等于250 mmFig. 4 Decadal frequencies of affecting TC over China with maximum total precipitation at different levels: (a) ＜50 mm; (b) 50–99.9 mm; (c) 100–249.9 mm; (d) ≥250 mm

表1 長三角地區(qū)不同等級(jí)過程降雨量影響TC年代頻數(shù)Table 1 Decadal frequencies of affecting TC over Yangtze River Delta with maximum total precipitation for different levels (unit: mm) and its frequency

表2給出了珠三角地區(qū)不同等級(jí)過程降雨量影響TC年代頻數(shù)，由表可以看出，珠三角地區(qū)影響臺(tái)風(fēng)過程雨量極值小于50 mm的年代頻數(shù)最大為6個(gè)，最少為1個(gè)。50～99.9 mm區(qū)間的年代頻數(shù)最大為1970年代19個(gè)，最小為1980年代12個(gè)。自80年代開始有上升趨勢(shì)。過程雨量極值為100 mm至299.9 mm的年代頻數(shù)最大為1970年代，達(dá)到31個(gè)，最小為1980年代，僅有15個(gè)。自1950年代至1970年代不斷上升，至1980年代突然減少至15個(gè)，而之后年代頻數(shù)又開始上升。過程雨量極值超過250 mm的影響TC年代頻數(shù)最大為12個(gè)，分別為1960年代及1990年代，1970年代及2000年代最少為9個(gè)。整體來看，珠三角地區(qū)影響TC造成的極端性降水頻數(shù)自上世紀(jì) 1980年代開始有增加的趨勢(shì)。

表2 珠三角地區(qū)不同等級(jí)過程降雨量影響TC年代頻數(shù)Table 2 The same as Table 1，But for Pearl River Delta

4.3 日雨強(qiáng)年極值演變

圖5為影響TC日雨強(qiáng)極值年變化圖。其中影響全國（圖5a）TC日雨強(qiáng)年極值平均為353 mm，最大極值為634 mm，為西沙島測(cè)站記錄的11號(hào)臺(tái)風(fēng)“Nina”，其次為1954年海南省屯昌站記錄的臺(tái)風(fēng)“Nancy”，日降雨量極值達(dá)到611 mm。最小極值為2000年，僅有189 mm，1985年影響TC平均日降雨量年極值也較小，只有196 mm（圖5a）。從年代平均來看（圖5b），整體上沒有明顯的變化趨勢(shì)，最大為1970年代，日降雨量年極值達(dá)392 mm，1980年代迅速下降至312 mm，同時(shí)1980年代之后日降水極值年代際平均明顯小于1980年代之前。

圖5 同圖1，但為日降雨量極值Fig. 5 Same as Fig. 1, but for the maximum of daily precipitation

對(duì)于長三角（圖5c），TC影響期間日降水量極值平均為177 mm，最大為1963年420 mm，為南匯站記錄的12號(hào)臺(tái)風(fēng)“Gloria”，其次為1999年洪家站記錄307 mm，為14號(hào)臺(tái)風(fēng)“DAN”。1967年、1970年、1983年、1996年、2003年影響臺(tái)風(fēng)日降水量平均極值不足80 mm，其中1983年最小，僅有 53 mm。年代際變化較小，1950年代均值超過200 mm，達(dá)到206 mm，其他年代均值基本在160 mm至190 mm之間，沒有明顯的增多或減少的變化趨勢(shì)（圖5d）。

珠三角地區(qū)TC影響日降雨量極值在71 mm至338 mm之間。其中最大值出現(xiàn)在1968年，達(dá)到338 mm，為珠海站記錄的8號(hào)臺(tái)風(fēng)“Shirley”，日降雨極值超過300 mm的年份還有：1969、1974、1979、1981、1994和1999年。最小年極值出現(xiàn)在1987、2004年，為71 mm，其次為1956年僅有73 mm（圖5e）。年代際變化上看，1950年代、1980年代、2000年代日雨強(qiáng)極值較小，均在200 mm以下，最小為2000年代，年代平均僅有169 mm，而1960年代、1970年代較大，最大為1970年代達(dá)到227 mm（圖5f）。

影響全國的TC日雨量年極值沒有明顯的年代際變化周期，主要的年際變化周期約為6～8年（圖6a）。影響長三角地區(qū)TC日雨量年極值1950～1970年代存在約15年的變化周期（圖6b），1980年代以后存在8～10年的變化周期。此外，1950～1970年、1980年之后還存在2～4年的變化。影響珠三角TC日雨量年極值1950年至1975年間存在16年左右的年代變化（圖6c），1975年之后沒有明顯的年代變化周期。自1965年后存在6～8年的年際變化。

圖6 同圖3，但為日雨量Fig. 6 Same as Fig. 3, but for daily precipitation

圖7給出了不同日雨強(qiáng)等級(jí)TC發(fā)生的頻數(shù)分布，由圖可以看出，全國范圍內(nèi)影響TC日降水極值小于50 mm、50～99.9 mm之間、100～249.9 mm以及超過250 mm的年代頻數(shù)平均在21、20、60及20個(gè)左右，日雨強(qiáng)在100～250 mm之間TC頻數(shù)最多，自 1980年代后，其發(fā)生頻率沒有發(fā)生變化。而日降水量超過250 mm的TC頻數(shù)，本世紀(jì)初有明顯的增加。

對(duì)于長三角地區(qū)而言，如圖8所示，長三角地區(qū)影響TC日降水量極值小于50 mm的TC年代頻數(shù)平均為24個(gè)，其中1960年代至1990年代略有下降趨勢(shì)，2000年以后迅速增長至29個(gè)。長三角地區(qū)日雨強(qiáng)極值達(dá)50～99.9 mm的TC年代頻數(shù)平均為13個(gè)，1970年代最多達(dá)到16個(gè)，自1970年代之后不斷下降，本世紀(jì)初共有9個(gè)發(fā)生。日降雨量為100～249.9 mm的TC年代頻數(shù)長三角地區(qū)約為16個(gè)，自1970年代后有明顯的周期性變化，而且變化幅度較大。日降雨量大于250 mm的TC頻數(shù)較小，長三角地區(qū)年代頻數(shù)不超過5個(gè)，主要發(fā)生在1950年代和最近20年內(nèi)，特別是近10年有增多的趨勢(shì)。

圖9顯示了珠三角地區(qū)日降雨量不同等級(jí)TC頻數(shù)的年代變化。珠三角日降水量極值小于50 mm的臺(tái)風(fēng)年代頻數(shù)平均為 12個(gè)，比長三角地區(qū)明顯偏少。同時(shí)，不同于長三角地區(qū)，珠三角地區(qū)日降水量在50～250 mm之間的TC頻數(shù)明顯偏多。其中日雨強(qiáng)極值達(dá)50～99.9 mm的TC年代頻數(shù)平均約有18個(gè)，最少為1980年代14個(gè)，自1980年后有明顯的上升趨勢(shì)，2001～2010年間最多有22個(gè)。日降雨量為100～249.9 mm的TC年代頻數(shù)珠三角地區(qū)約為20個(gè)，其變化仍以1970年代和1980年代為分界，分別為兩個(gè)上升階段，其中 1970年代達(dá)到最大，為25個(gè)，1980年代減少為17個(gè)，1980年代之后有所增加但變化不大。日降雨量大于 250 mm的TC頻數(shù)較少，年代頻數(shù)平均不超過5個(gè)，但仍然多于長三角區(qū)域。因此，近三十年來，珠三角地區(qū)因TC造成的暴雨日數(shù)有增多的趨勢(shì)，但總體來說仍然少于1960至1970年代。而日降水量達(dá)特大暴雨的日數(shù)并沒有明顯增加。

4.4 小時(shí)雨強(qiáng)的演變趨勢(shì)

圖10顯示了影響我國及關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)的TC1小時(shí)雨量極值年變化和年代際變化。其中影響全國的TC1小時(shí)降雨量年極值（圖10a、b）最小為35 mm（1954年，為廣西北海站記錄），最大為 143 mm（2005年“龍王”臺(tái)風(fēng)，福建長樂站記錄），全國范圍內(nèi)，TC造成的小時(shí)雨量極值有略微增加的趨勢(shì)。小時(shí)降雨量極值的年代際平均為 1950年代最小，平均為35 mm h-1，1960年代最大，為80 mm h-1，變化幅度較大。影響長三角地區(qū)的TC小時(shí)降雨量極值最大為103 mm（圖10c、d），由溧陽站記錄的1965年13號(hào)臺(tái)風(fēng)“Mary”，最小為1983年15 mm（1993年長三角地區(qū)沒有 TC影響），從年代際變化來看，1950年代最小，自1960年代開始，小時(shí)降雨量極值略有下降。影響珠三角TC（圖10e、f）的小時(shí)降雨量極值平均約為 55 mm，最大為 1955年99 mm，為中山站記錄的臺(tái)風(fēng)“Billie”。年代際均值自1960年代至1980年代不斷下降，1980年代后略有上升。因此，TC造成的小時(shí)雨強(qiáng)在全國范圍內(nèi)來看，其年代際變化不明顯，但年變化差異比較顯著。

圖7 同圖4，但為日降雨量Fig. 7 Same as Fig. 4, but for daily precipitation

圖8 同圖4，但為長三角日降雨量Fig. 8 Same as Fig. 4, but for daily precipitation in Yangtze River Delta

圖11為影響TC小時(shí)降雨量不同等級(jí)（分大于50 mm和小于50 mm）TC頻數(shù)的年代變化。其中全國范圍小時(shí)降水量小于50 mm的影響TC年代頻數(shù)平均為72個(gè)，自1960年代至1980年代為上升趨勢(shì)，1980年代頻數(shù)達(dá)到最大為87個(gè)，1980年代之后為下降趨勢(shì)。小時(shí)降水量超過50 mm的TC年代頻數(shù)平均為51個(gè)，1960年代頻數(shù)最多，達(dá)到66個(gè)，1960年代至1990年代為下降趨勢(shì)，1990年代之后頻數(shù)增長至 58個(gè)。長三角地區(qū)小時(shí)降水量小于50 mm的影響TC年代頻數(shù)最小為46個(gè)，最多為54個(gè)。自1960年代至1980年代為上升趨勢(shì)，1990年代突然減小至48個(gè)，之后又快速增加。長三角地區(qū)影響TC小時(shí)降水量大于等于50 mm的年代頻數(shù)較小，平均僅有6個(gè)。其中1970年代僅有3個(gè)，2001～2010年間有8個(gè)。珠三角地區(qū)小時(shí)降水量小于50 mm的影響TC年代頻數(shù)最少為1980年代35個(gè)，最多為1970年代，達(dá)到54個(gè)。自1950年代至1970年代為上升趨勢(shì)，1980年代突然減少，而后緩慢升高。小時(shí)降水量超過50 mm的年代頻數(shù)較小，最大為1990年代13個(gè)，最小為1950年代7個(gè)，且變化趨勢(shì)不明顯

圖10 影響TC小時(shí)降雨量極值變化：（a）影響全國；（b）影響全國年代平均；（c）影響長三角；（d）影響長三角年代平均；（e）影響珠三角；（f）影響珠三角年代平均Fig. 10 The maximum hourly precipitation of affecting TC: (a) Over China; (b) decadal average in China;(c) over Yangtze River Delta; (d) decadal average in Yangtze River Delta; (e) over Pearl River Delta; (f) decadal average in Pearl River Delta

圖11 影響TC小時(shí)降雨量頻數(shù)變化：（a）影響全國（小于50 mm）；（b）影響全國（大于或等于50 mm）；（c）影響長三角（小于50 mm）；（d）影響長三角（大于或等于50 mm）；（e）影響珠三角（小于50 mm）；（f）影響珠三角（大于或等于50 mm）Fig. 11 Frequencies of affecting TC with maximum hourly precipitation at different levels: (a) Over China (＜50 mm); (b) over China (≥50 mm);(c) over Yangtze River Delta (＜50 mm); (d) over Yangtze River Delta (≥50 mm); (e) over Pearl River Delta (＜50 mm); (f) over Pearl River Delta (≥50 mm)

5 總結(jié)和討論

本文利用中國氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所整編的《熱帶氣旋年鑒》數(shù)據(jù)集，研究了全國、長三角和珠三角關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)TC降水的氣候變化趨勢(shì)。分析了TC降水總量、TC過程降水量、日降水量、小時(shí)降水量變化的氣候變化趨勢(shì)及其極端性。研究表明，全國TC年總降水量年際變化幅度大，最多與最少年份相差6倍，特別是TC影響較大的華南、華東地區(qū)的夏秋季干旱與 TC的影響關(guān)系極為密切，上世紀(jì)1980年代以后TC降水總量變化幅度明顯增大，無論是對(duì)于影響全國以及我國關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)區(qū)，都存在明顯的大幅度震蕩，臺(tái)風(fēng)降水對(duì)我國的旱澇將產(chǎn)生較大的影響。

長三角、珠三角地區(qū)受TC影響的過程雨量年極值自1970年代開始緩慢上升，表明近年來TC引起的降水在增加。全國范圍內(nèi)自 1970年代開始過程平均雨量大于250 mm的TC頻數(shù)也在增加，但長三角、珠三角地區(qū)發(fā)生極端性降水的TC頻數(shù)并沒有明顯的增長。自1950年代至1980年代末，過程降雨量極值不斷下降，自 1990年代開始有上升趨勢(shì)。珠三角地區(qū)最大過程降雨量略大于長三角。對(duì)于不同等級(jí)雨量發(fā)生的頻數(shù)的進(jìn)一步分析表明，過程雨量大于100 mm的TC頻數(shù)，沒有明顯的變化，但是，過程平均降水超過250 mm降水的TC頻數(shù)在明顯增加，而100～250 mm降水的頻數(shù)在減少，其降水多的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)有增多的趨勢(shì)。另一方面，TC降水的測(cè)站數(shù)在減少，而降水范圍在縮小，因此，降水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)在增加。

TC日雨強(qiáng)極值變化趨勢(shì)不明顯，其年變化呈現(xiàn)震蕩的周期變化，其中1980年代全國范圍內(nèi)TC日降水極值存在躍變。長三角、珠三角地區(qū)日極端降水的TC頻數(shù)自1980年代開始有所增加。全國范圍、長三角、珠三角區(qū)域內(nèi)，TC小時(shí)降雨量極值的年變化仍然呈現(xiàn)振蕩的周期性變化，而在年代際尺度上并沒有明顯的變化趨勢(shì)，只是在全國范圍內(nèi)自 1980年代開始有非常緩慢增加趨勢(shì)。周期分析表明，影響全國TC日雨量年極值沒有明顯的年代變化周期，主要的年際變化周期約為 6～8年。影響長三角地區(qū)TC日雨量年極值1950～1970年代存在約15年的變化周期，1980年代以后存在8～10年的變化周期。此外，1950～1970年、1980年之后還存在2～4年的變化。影響珠三角的TC日雨量年極值1950年至1975年間存在16年左右的年代變化，1975年之后沒有明顯的年代變化周期。自1965年后存在6～8年的年際變化。

本文雖然對(duì) TC引起的降水極極值進(jìn)行了分析，得出了一些初步的結(jié)論。但是，由于降水是非連續(xù)變化的，局地性強(qiáng)，受地形影響大，降水資料的代表性存在一定的不確定性，因此，TC降水極值的氣候演變分析有一定的局限性。特別是近年來，由于雨量站的密度越來越大，測(cè)得的TC降水極值越來越大，TC降水的氣候分析應(yīng)該做深入的研究。另外，影響TC降水的因子之一是大氣環(huán)流，一次TC過程降水的強(qiáng)弱還取決于其環(huán)流與其他天氣系統(tǒng)的相互作用，環(huán)流的異常也會(huì)導(dǎo)致降水的變化，這種環(huán)流的異常變化的時(shí)間尺度從天氣尺度到氣候尺度都存在，甚至從幾天的變化周期到ENSO變化周期，因此，臺(tái)風(fēng)降水的氣候演變特征還需要從環(huán)流演變等機(jī)理上進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，這是本文今后要開展的工作。

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