摘 要：對連江縣氣象局建站以來58年（1959—2016年）降水資料進行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)近60年來連江的暴雨日數(shù)共有290個，每年平均暴雨日數(shù)為5.0個，平均年降雨量為1 576.7 mm，通過滑動平均分析，表明近60年來連江出現(xiàn)暴雨日數(shù)總體呈增加趨勢，年暴雨日數(shù)有8～10年的周期。另外，20世紀80年代之后有準5年的周期。1959—1966、1988—1990、2004—2008年具有暴雨日數(shù)明顯偏多年份。每個月份都有暴雨日數(shù)出現(xiàn)，尤以8月份出現(xiàn)率最高，共出現(xiàn)了68 d，占23.4%，9月份其次，占18.6%；6月份居三，占18.3%，影響連江暴雨發(fā)生的主要天氣系統(tǒng)為西南低壓、切變線、低空急流、高空槽、熱帶氣旋，其中西南低壓、低空急流和熱帶氣旋是連江暴雨暴發(fā)的主要原因。

關鍵詞：氣象學；暴雨；滑動平均；汛期；影響系統(tǒng)；防御措施及決策

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

連江縣位于福建省東部沿海，東瀕東海，與我國的臺灣省、馬祖列島一衣帶水，西傍省會福州，南扼閩江入?？?，控閩浙通道，地形屬鷲峰山余脈，山體由兩組并列的山嶺構成，從西北部延伸入境，逐漸向東南傾斜，直逼海濱，走向基本同海岸線平行。全縣襟江抱海，擁野負山，綿延起伏的山巒逶迤于敖江、閩江兩水之間，氣候屬亞熱帶海洋性季風氣候，具有溫潤潮濕、四季分明、夏長冬短、臺風頻繁和雨量充沛的特點，易受西南低渦、切變線、低空急流、高空槽、熱帶氣旋等天氣系統(tǒng)影響，有利于強降水的發(fā)生。每年因暴雨引發(fā)的洪澇災害都會給連江造成較嚴重的經濟損失和人員傷亡。

暴雨是連江縣最主要的氣象災害之一。引發(fā)暴雨災害主要是在雨季和臺風季影響帶來的暴雨和強降水。暴雨，尤其是大暴雨和連續(xù)性暴雨常引起山洪暴發(fā)、江河泛濫形成流域性洪澇災害，不僅會沖毀農舍，破壞工農業(yè)設施，還會引發(fā)山體崩塌、泥石流、滑坡等次生地質災害，嚴重危及農田、工業(yè)、通信及交通運輸安全，給連江縣造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。例如，2005年的13號“泰利”臺風引發(fā)了全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)普降大暴雨，造成的直接經濟損失達6億多元。近60年來連江年降雨量整體上呈增加的趨勢，1959—1962、1969—1975、1988—1992、2012—2016年相對偏多

期，1974—1987和1993—1998年相對偏少期。因此，研究暴雨的發(fā)生發(fā)展對連江的氣象防災減災工作具有重要的意義。對58年（1959—2016年）來連江暴雨日數(shù)進行統(tǒng)計分析和暴雨的天氣形勢分析，探討近60年來連江暴雨發(fā)生的規(guī)律和特點，為暴雨的預報提供依據(jù)。

1 氣候學特征

1.1 天氣氣候概況及降雨要素特征

根據(jù)連江的地理位置和天氣氣候的演變規(guī)律，連江自然天氣季節(jié)一般劃分為早春季（3—4月）、雨季（5—6月）、夏季（7—9月）、秋季（10—11月）和冬季（12月—翌年2月）。春季主要受冷空氣和低層切變影響，常出現(xiàn)低溫連陰雨天氣；雨季常因北方冷空氣與南方暖濕氣流交匯而形成多雨天氣，雨勢較強，暴雨頻繁；夏季受副熱帶高壓影響，天氣炎熱，同時也是臺風活動最活躍的季節(jié)；秋季是夏季風向冬季風轉換的過渡季節(jié)，氣溫下降、降水減少、日照充足，冬季降水量少，氣溫低，但無嚴寒。

連江平均年降水量1 000～1 800 mm之間，分布趨勢自沿海半島向西部和北部山區(qū)遞增，降水量隨海拔升高而增大。西至北部山區(qū)的東南坡是連江的降雨集中區(qū)。城關年平均雨量為1 576.7 mm，1973年最多，為2 131.1 mm，2003年最少，僅928.3 mm，月最大降雨量564.4 mm，出現(xiàn)在1990年9月，年平均降雨日數(shù)163 d。

1.2 連江年出現(xiàn)暴雨日數(shù)

根據(jù)連江縣氣象局1967—2016年的氣象資料，統(tǒng)計出近60年來連江的暴雨日數(shù)共有290個，年均5.0個。圖1中藍色線表示年暴雨日數(shù)，可以看出暴雨日數(shù)出現(xiàn)最多的年份為1962和1990年，共有12 d；1999、2006和2008年均出現(xiàn)10 d，為次多年。多數(shù)年份為4到7 d之間，僅有1967、1982和1998年出現(xiàn)1 d。近60年來連江的暴雨日數(shù)總體呈上升趨勢。

圖1中紅色線表示5年滑動平均數(shù)，可以看出近60年來5年滑動平均數(shù)最大值為8.0，出現(xiàn)在1963年；1978年為3.0，是最小值。自1963年后呈現(xiàn)10年左右的周期變化，1963、1973、1981、1990、2000、2008年均是5年滑動平均的峰點，1963年達到峰點后呈逐級下降趨勢，1971年達到低谷后緩慢上升，1973年出現(xiàn)了1個峰點后，又小幅度下降，直至重復運行。從暴雨日數(shù)上看，近60年來自1965年后呈現(xiàn)8年左右的周期變化，1965、1973、1979、1986、1990、1995、1999、2006和2012年均是年暴雨日數(shù)的峰點。

圖2中藍色線表示年降雨量，可以看出1973年降雨量最多，為2 131.1 mm，2003年最少，僅928.3 mm。圖2中紅色線表示5年年降水量滑動平均數(shù)，從圖中可看出，自1963年后呈現(xiàn)10年左右的周期變化，1963、1973、1982、1992、2001和2009年均是5年滑動平均的峰點；從年降雨量上講，自1962年后呈現(xiàn)8年左右的周期變化規(guī)律，1962、1967、1973、1981、1990、2000、2006和2012年均是年降雨量的峰值點。

1.3 小波分析

小波分析或小波轉換是指用有限長或快速衰減的，稱為母小波的振蕩波形來表示信號[1]。該波形被縮放和平移以匹配輸入的信號。小波分析是當前應用數(shù)學和工程學科中一個迅速發(fā)展的新領域，經過近10年的探索研究，重要的數(shù)學形式化體系已經建立，理論基礎更加扎實，是一個新的數(shù)學分支，它是泛函分析、Fourier分析、樣調分析、數(shù)值分析的完美結晶。

小波分析的應用領域十分廣泛，包括數(shù)學領域的許多學科、軍事電子對抗與武器的智能化、地震勘探數(shù)據(jù)處理等。在氣象中也涉及較廣，用基小波的能量來處理，常用的有墨西哥帽小波和Morlet小波。

本文用墨西哥帽（Mexican Hat）函數(shù)作小波母函數(shù)，其表達式為：

ψ=（x）=（1-x2）e-x2/2

取廣大因子為1～30年，計算其Mexican Hat小波系數(shù)。從圖3可以看出，連江縣暴雨日數(shù)在1967年之前呈正距平，20世紀60年代末至80年代末呈負距平，

90年代起又呈正距平。年暴雨日數(shù)有8～10年的周期。另外，80年代后有準5年的周期。

1.4 連江暴雨日數(shù)的月際分布

表1為連江暴雨日數(shù)的月際分布。由表1可見5—9月是連江暴雨最集中的時段，占暴雨日數(shù)總數(shù)的83.8%，8月份最多，占23.9%；9月份其次，占18.6%；6月份居第三，占18.3%。連江暴雨出現(xiàn)最早的日期是1月27日，為1975年；出現(xiàn)最遲的日期是12月9日，為2015年。因此可以認為連江一年中幾乎都有暴雨產生。

暴雨主要由鋒面系統(tǒng)和臺風等熱帶系統(tǒng)帶來的[2]，

形成雨季（5—6月）和臺風季（7—9月）2個不同時間段的洪汛期。從3月份起暴雨日數(shù)逐漸增多，至6月出現(xiàn)高峰期，8月前后再次出現(xiàn)暴雨多發(fā)期（多為臺風暴雨）之后暴雨次數(shù)逐漸減少。

2 連江暴雨發(fā)生的主要天氣形勢特征分析

2.1 前汛期暴雨的天氣形勢

前汛期（5—6月）是連江縣明顯的多雨期，該時期的暴雨是中緯度天氣系統(tǒng)和低緯度天氣系統(tǒng)互相作用的結果，其有利的大尺度500 hPa環(huán)流形勢是西風帶阻塞高壓，西太平洋副熱帶高壓和孟加拉灣低槽的有機配合和穩(wěn)定維持。阻塞高壓制約北方冷空氣活動的頻率、路徑和強度，副高與孟加拉灣低槽提供低緯暖濕氣流。由于高低緯諸系統(tǒng)的相互配合，使2種不同的冷、暖氣團不斷地交匯，形成穩(wěn)定的鋒區(qū)，這就是產生暴雨的流場條件。從5月下旬開始，水汽除來自孟加拉灣和南海以外，由西南季風從赤道附近海面帶來更加濕熱的水汽，因此，從5月下旬開始，水汽來源更充沛，暴雨強度更大。前汛期有以下幾種常見的暴雨環(huán)流形勢。

中高緯地區(qū)500 hPa環(huán)流形勢，連江前汛期暴雨一般發(fā)生在亞洲地區(qū)從緯向環(huán)流向經向環(huán)流調整期，或在穩(wěn)定的多波動的緯向環(huán)流下。暴雨發(fā)生前中高緯地區(qū)大范圍環(huán)流形勢基本可分為6種，即兩槽一脊型、一脊一槽型、兩脊一槽型、一槽一脊型、兩脊兩槽型和寬槽型（圖5）。

在前汛期暴雨前24 h和暴雨過程中，以兩槽一脊、一脊一槽和兩脊一槽3種類型最為多見，其余3型較為少見。

中低緯度地區(qū)主要天氣系統(tǒng)特征，西北太平洋副熱帶高壓是對連江前汛期天氣影響最大的一個大型天氣系統(tǒng)。它的位置、強度的變化，對連江前汛期暴雨的強度、次數(shù)和臺風的活動等都有很大的影響，當副熱帶高壓位置適中且穩(wěn)定，脊線穩(wěn)定在25°N左右，西脊點西伸到東經110°～120°W這使副高北側的西南暖濕氣流正好影響到整個華南—江南地區(qū)，從低槽槽后南下的冷空氣長時間與副高北側的西南暖濕氣流在福建中北部地區(qū)交匯對峙，形成了產生連續(xù)性暴雨的穩(wěn)定環(huán)流背景。孟加拉灣低槽槽前的西南氣流和副高脊線西北側的西南氣流是華南地區(qū)上空水汽的主要輸送者，850 hPa槽線、江淮切變線和西南急流是形成福建降水的重要天氣系統(tǒng)。低緯度地區(qū)形勢基本一致。

2.2 后汛期暴雨的天氣形勢

連江后汛期主要是熱帶氣旋暴雨，時間為7—9月。在釀成大暴雨和特大暴雨的過程中，熱帶氣旋暴雨占了主要地位，約占后汛期暴雨的90%以上。隨著6月下旬西太平副熱帶高壓加強北跳控制連江境后，冷空氣被阻留于武夷山脈以北，連江縣后汛期開始，東南信風逐漸占領優(yōu)勢，西南季風對連江影響基本結束。7—9月副熱帶高壓活動最為頻繁，副熱帶高壓脊線可達中緯度地區(qū)，活躍的熱帶輻合帶南側不斷有西南氣流輸入，使熱帶氣旋的能量不斷得到補充，常沿著副熱帶高壓南緣向偏西方向移動，在閩江口以西及我國的臺灣海峽登陸并深入到內陸。產生強降水過程主要由熱帶氣旋、熱帶輻合帶、東風波、熱帶云團等天氣系統(tǒng)所形成。這些系統(tǒng)不但帶來了海洋豐沛的水汽，更由于其本身就是強烈的輻合系統(tǒng)，上升運動激烈，所以可以直接造成大暴雨[3]。

由于連江縣季風氣候和地理環(huán)境的特殊性，降水成因比較復雜，經常出現(xiàn)特大暴雨，全年都有可能發(fā)生暴雨，局部洪澇隨時可能出現(xiàn)，以前汛期鋒面暴雨，后汛期熱帶氣旋暴雨影響范圍廣，危害程度大。在大型鋒面系統(tǒng)活動時，雨區(qū)隨鋒面向南移動或南北擺動，往往使閩江流域上、下游之間降水過程接踵而至，有時上、下游同處于雨區(qū)內，因此暴雨發(fā)生面積很大，低洼地帶發(fā)生洪澇地質災害概率也較高[4]。

3 結論

近60年來連江縣暴雨日數(shù)共有290個，年均5.0個。一年最多出現(xiàn)12日，每年至少有1日。5年滑動平均分析表明：近60年來連江暴雨數(shù)總體呈增加趨勢，年暴雨日數(shù)有7～10年的周期。另外，20世紀80年代之后有準5年的周期。連江暴雨數(shù)以8月份最多，9月份其次，6月份居第三，出現(xiàn)最早的日期是1月27日，出現(xiàn)最遲的日期是12月9日。連江暴雨前汛期降水天氣系統(tǒng)主要為西南低壓、切變線、低空急流、高空槽；后汛期主要是熱帶氣旋引起的。

參考文獻

[1] 丁亞磊，姬興杰，劉美，等.小時和日值降水數(shù)據(jù)對河南省暴雨日數(shù)和暴雨日變化特征的影響[J].氣象科學，2023，43 （1）：69-79.

[2] 張尾蘭，嵇夏蘭，鄭世文，等.1956—2020年泰寧縣暴雨氣候特征分析[J].農業(yè)災害研究，2022，12（1）：103-105.

[3] 李鳳秀，姬興杰.1961—2018年河南省暴雨初終日和暴雨日數(shù)的時空變化規(guī)律分析[J].長江流域資源與環(huán)境，2019， 28（10）：2527-2538.

[4] 鄭穎青，吳啟樹，林笑茹，等.近106 a來登陸福建臺風的統(tǒng)計分析[J].臺灣海峽，2006（4）：541-547.