引言

华南地处低纬，属热带、亚热带季风气候区，由于其北面是欧亚大陆，南面临太平洋，因而季风气候特征极其显著。在适当的大气流场和特定的地形地势配合下，华南形成暴雨的水汽、热力及动力条件皆强于我国大陆其他区域，故华南暴雨发生频数之多、强度之大、季节之长皆居全国前列^[1]，并且前、后汛期降水非常突出^[2-6]，暴雨是导致华南洪涝灾害的主要原因。

气象学者对我国或区域的暴雨气候特征和成因的研究，取得很有意义的成果。如鲍名等^[7]利用1961—2000年全国610个测站逐日降水资料，分析我国近40年暴雨发生频率的年代际时空变化特征，指出我国夏季暴雨多发生在长江中下游、华南、四川中东部、黄淮地区和华北东部，夏季暴雨发生频率具有明显的年代际变化，且各地区暴雨的年代际变化有一定差异。彭丽英等^[2]利用华南26个站1958—2000年逐日降水资料，分析了华南前汛期暴雨降水的气候特征，指出华南前汛期暴雨降水量和频次的变化趋势都呈略减少的特征，华南的暴雨近50 %集中发生在前汛期，其中又以福建与广东的西北部为甚，华南的西南部较小。刘海文等^[8]分析了华北暴雨的气候特征及变化，指出华北汛期降水量以及小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨的频率及其贡献率都有一定的下降趋势，华北汛期降水量下降趋势最明显，而暴雨频率和大暴雨频率的下降趋势并不显著。迟竹萍^[9]分析了山东暴雨的气候特征及变化，指出山东夏季降水大部分地区为减少趋势，暴雨日降雨强度的变化与夏季降水量的减少关系更为密切。针对华南的不同地区，如邱军等、杨馥祯等、肖达承等、钟平威等、叶海平、蔡赛缄等^[10-15]分别分析了广东、海南、平远、海丰、肇庆、潮州等地区不同时间段暴雨的气候特征以及成因。欧艺^[16]分析广西汛期暴雨日数的变化与南海夏季风建立期的关系。由于暴雨受地理位置因素等影响，地域差异很大，近年来，随着全球气候变暖，极端气候事件频发。2008年华南平均暴雨日数为9.3 d，为近48年来最多的一年；2004年的华南平均暴雨日数仅为4.6 d，为1961年以来第2少，仅低于最少的1963年(3.5 d)。

对于华南暴雨日数、强度、贡献率等的总体气候特征及演变趋势等问题，目前还难从已有的研究中找到详细的答案，气象学者主要是对暴雨成因和机理进行研究^[17-21]。有必要把华南作为独立区域，利用华南均一化的110个站1961—2008年的逐日降水资料，研究华南年和前、后汛期的暴雨日数、强度、贡献率等的气候特征及其变化，进一步了解华南暴雨的特征。

1 资料与方法

本文所用资料是华南区域气候中心整编、通过均一性检验的华南110个站点逐日降水量资料。代表站点采用三步筛选：一是各站建站年代参差不齐，本着使所建时间序列尽可能长、入选站点尽可能多的原则，选取1961年及以前建站的站点，排除1962年及更晚建站的测站。二是均一化检验，没有通过检验的，予以剔除；三是剔除48年中站点变动较大的测站(迁站超过2次的予以剔除)。共剔除82个，剩余110个气象站。资料的时段为1961年1月至2008年12月。文中华南包括广东、广西、海南三省区。

暴雨日数定义为日降水量≥50.0 mm的日数，大暴雨日数定义为日降水量≥100.0 mm的日数。平均暴雨强度定义为暴雨以上的降水量之和与暴雨日数之比，暴雨贡献率为暴雨以上降水量之和与同期降水总量之比。暴雨日数、暴雨强度、暴雨贡献率、暴雨以上降水量都分别形成年、前汛期、后汛期三个序列。华南前汛期为4—6月，后汛期为7—9月。

使用方法有：线性趋势分析、计算趋势系数等，方法见参考文献[22-23]，Mann-Kendall检验、小波分析方法见参考文献[24]。

2 结果分析 2.1 多年平均的华南暴雨日数的空间分布

图 1a为华南110站1961—2008年平均年暴雨日数空间分布，从气候分布上，华南年暴雨日数存在明显差异，总体呈从沿海向内陆递减的趋势。多暴雨区出现在华南沿海和海南东部，年暴雨日数在7.0~15.0 d，有三个中心，分别位于广西沿海的东兴(14.9 d)和钦州(11.0 d)，广东沿海的海丰(13.6 d)、上川岛(12.4 d)以及海南琼中(10.8 d)；华南西部和北部边缘为少暴雨区，年暴雨日数在3.0~4.0 d，最少在广西隆林(3.2 d)，其次广东乐昌(3.5 d)，最多与最少相差达11.7 d；其余大部分地区年暴雨日数在5.0~7.0 d。

华南48年平均大暴雨日数空间分布(图 1b)和图 1a相似，大暴雨日数在华南沿海和海南是大值区，年平均大暴雨日数2.0~5.0 d，前三位是广西东兴(5.3 d)，广东海丰(4.0 d)和上川岛(3.9 d)；中部偏南和广西北部部分地区为次多区，大暴雨日数1.0~2.0 d；其余地区0.2~1.0 d，低值出现在华南的西北部，最少是广西隆林(0.2 d)。

图 1c是华南前汛期各站多年平均暴雨日数空间分布。可看出，前汛期暴雨日数从沿海到内陆，从东到西逐渐减少，大值区位于华南沿海和广东中南部和广西东北部地区，达到5.0~6.7 d，其中广东中南部的海丰(6.7 d)、佛冈(6.1 d)、阳春(5.4 d)为暴雨日数前三名。小值区位于广西上思(1.2 d)、海南三亚(1.4 d)，华南前汛期最多暴雨日数和最少暴雨日数相差5.5 d。

图 1d是华南后汛期各站多年平均暴雨日数空间分布。可见，后汛期暴雨日数同样由沿海向内陆递减，最多位于华南沿海，达到3.0~5.2 d，其中最大暴雨日数中心在广西东兴(5.2 d)，其他大于3 d降水的站点有6站，分别位于华南沿海和海南：广西钦州(3.4 d)、广东上川岛(3.4 d)、海丰(3.3 d)、普宁(3.2 d)、海南万宁(3.2 d)和琼中(3.1 d)。最小暴雨日数中心在广西平乐和荔浦，只有0.5 d。

2.2 华南区域平均暴雨日数变化特征 2.2.1 年际、年代际变化及其突变分析

图 2a是华南110个站空间平均后的年暴雨日数时间演变。可见，华南48年平均暴雨日数为6.4 d，2008年最多(9.3 d)，1963年最少(3.5 d)。48年来，年暴雨日数以0.18 d/10 a的速率增加(趋势系数为0.24)，没有通过0.05的显著性水平检验，增加趋势不明显，这与徐桂玉等^[1]指出的：南方暴雨日数年际变化的趋势不明显，38年来略有增加，但暴雨日数增幅很小的结论相一致。从多项式曲线看，华南平均年暴雨日数存在明显的年代际波动变化特征，20世纪60年代前中期、80年代以及2000—2004年处于少暴雨时段，20世纪70年代、90年代、2005年以来处于多暴雨阶段，这与华南平均年降水量的年代波动(图 2b)很相似。从图 2b可见，华南平均年降水量呈微弱的增加趋势，变化趋势不明显，这与任国玉等^[25]指出的1951年以来全国平均年降水量变化趋势不明显的结论相一致。

图 2c和2d分别为华南110个站平均的前、后汛期暴雨日数的时间演变，可见，前、后汛期暴雨日数都为增加的趋势，其中前汛期平均暴雨日数为2.9 d，占年平均暴雨日数的45.3%，说明华南的暴雨近45 %集中发生在前汛期，48年来以0.05 d/10 a的速率增加(趋势系数为0.11)，但增加幅度很小。后汛期平均暴雨日数为1.7 d，占年平均暴雨日数的26.6%，以0.09 d/10 a的速率增加(趋势系数为0.26)，较前汛期暴雨日数增加幅度要大，但前、后汛期暴雨增加速率均未通过0.05显著性水平检验，增加趋势均不明显。从多项式曲线看，华南前、后汛期暴雨日数存在明显的年代际变化特征，前汛期，在20世纪60年代中期到20世纪70年代末处于多暴雨时段，2005年以来暴雨增多明显，2008年出现最多，其余处于少暴雨时段。后汛期，暴雨日数呈波动上升，20世纪70年代、90年代处于多暴雨日数阶段，1994年最高(2.7 d)；2000年后年际波动非常明显，2001和2002年为1961年以来次高为2.6 d，2005和2007年为1961年以来最少，仅为1 d。

华南前、后汛期暴雨日数占全年总暴雨日数的71.9%，其中前汛期平均暴雨日数比后汛期多1.2 d。华南年、前、后汛期暴雨日数都呈增加趋势，但都不明显。

对近48年华南区域平均的年和前、后汛期暴雨日数进行Mann-Kendall突变分析(图略)。李红梅等^[26]指出，由于目前突变检验方法的局限性，对于存在多年尺度波动序列的检测尚存在一些困难，检验结果中对应两序列的交叉点不一定能说明存在跃变。因此，本文从更严格的条件出发，认为检验结果中只出现一个交叉点，而且该交叉点又位于Mann-Kendall检验显著水平范围内，才认为该交叉点对应的时间是该时间序列的跃变时间。华南年、前、后汛期暴雨日数在Mann-Kendall统计曲线中多次出现交叉点，所以华南年和前、后汛期暴雨日数没有发生年代际突变，从其暴雨日数的长期变化来看，它们的增加趋势更多地表现出明显的渐变特征，而不是突变特征，与杨馥祯等^[11]分析海南岛1966—2004年暴雨日数的变化后指出：海南暴雨日数变化不明显，未发生突变这一结论相一致。

2.2.2 区域平均暴雨日数的周期分析

小波变换方法是一种时频分析方法，运用小波变换的方法既可以了解时间序列不同时间的频率(周期)特征，又可以了解不同频率的时间分布特征。对1961—2008年华南暴雨日数的年、前、后汛期系列运用Marlet小波分析方法进行分析(图 3)，得到不同时间尺度上的变化特征。

从图 3a可以看出，华南年暴雨日数存在明显的年际变化和年代际变化特征。年暴雨日数的年际变化周期在20世纪60年代前中期、20世纪70年代前期以及2000年以来，具有3~4 a的准周期变化，最强信号出现在20世纪70年代前期。年代际变化的周期是8~9 a的准周期变化，最强信号出现在2000年代中期。从图 3b可以看出，华南前汛期暴雨日数在20世纪60年代前中期具有3~4 a准周期，20世纪80年代中后期、2000年以来2~3 a的准周期最显著。年代际变化的周期是14 a左右的准周期变化，最强信号出现在20世纪90年代中后期。由图 3c可见，华南后汛期暴雨日数在20世纪70年代前中期具有3~4 a准周期变化，2000年以来2~3 a准周期最显著。可看出，2000年以来，华南年、前、后汛期暴雨日数的周期振荡很相似，都具有2~3 a准周期振荡。从上面的分析可知，华南暴雨日数在年、前、后汛期均存在明显的年际变化和年代际变化特征。

2.3 华南区域平均暴雨强度的变化特征

图 4a为华南110站平均的年暴雨强度距平的逐年变化。可见，1961—2008年，华南年平均暴雨强度为78.9 mm·d^-1，最大暴雨强度出现在2008年，距平达7.8 mm·d^-1；最小暴雨强度发生在1975年，距平为-5.4 mm·d^-1。48年来，年平均暴雨强度距平以0.19 mm·(10 a·d)^-1的速率增加(趋势系数为0.11)，没有通过0.05显著性水平检验，增加趋势不明显。从多项式曲线看，20世纪60、90年以来强度偏强，高于多年平均值，特别是2005年以来，暴雨强度增加明显，而20世纪70、80年代强度偏弱，低于多年平均值。

图 4b为华南前汛期暴雨强度距平的逐年变化。可见，华南前汛期平均暴雨强度为78.0 mm·d^-1，前汛期暴雨主要是锋面降水和夏季风降水，降水最大强度出现在2008年，距平达7.1 mm·d^-1，这与2008年广东的“龙舟水”为有气象记录以来最强相对应。最小暴雨强度发生在1963年，距平达-10.5 mm·d^-1。48年来，前汛期平均暴雨强度距平以0.12 mm·(10 a·d)^-1的速率增加(趋势系数为0.11)，但未通过0.05显著性水平检验，说明增加趋势不明显。从多项式曲线看，前汛期暴雨强度年际波动明显，2005年以来，暴雨强度增加明显。

图 4c为华南后汛期暴雨强度的逐年变化。可见，华南后汛期平均暴雨强度为82.8 mm·d^-1，强度比年和前汛期降水强度大，华南后汛期降水主要由于热带气旋所导致。最大强度出现在1964年，距平达25.8 mm·d^-1；最小强度发生在1997年，距平达-13.2 mm·d^-1。从多项式曲线看，20世纪60、80年代、2000年以来，后汛期暴雨强度偏强；20世纪70、90年代偏弱。48年来，后汛期平均暴雨强度以-0.60 mm·(10 a·d)^-1的速率减少(趋势系数为-0.24)，没通过0.05显著性水平检验，暴雨强度减少不明显。

以上分析说明华南区域平均年和前汛期的暴雨强度有增加趋势，但不明显，而后汛期暴雨强度呈不明显减少趋势。对近48年华南平均年、前、后汛期暴雨强度距平进行Mann-Kendall突变分析(图略)，在近48年均没有突变发生。

2.4 华南区域平均暴雨贡献率的变化特征

为了研究暴雨在降水中的作用，分别计算了华南年、前、后汛期暴雨贡献率。图 5a为华南110站平均年暴雨贡献率(华南年暴雨贡献率为年暴雨以上降水量之和与年总降水量之比)的逐年变化。可见，1961—2008年，华南多年平均暴雨贡献率为30.1%，即华南年降水中有3成是由暴雨产生。最大暴雨贡献率出现在2008年，达40.4%，最小暴雨贡献率发生在1963年，为21.5%。48年来，年暴雨贡献率以0.74 %/10 a的速率显著增加(趋势系数为0.34)，通过0.05显著性水平检验，增加趋势很明显，说明暴雨对降水的贡献呈明显增多的趋势。从多项式曲线看，20世纪60、90年代高于多年平均值；20世纪80年代、2000年以来低于多年平均值，2006和2008年暴雨贡献率增加明显。

计算华南区域平均年暴雨以上降水量系列与年降水系列的相关系数，为0.89，说明华南年暴雨以上降水量的变化与年总降水量的变化很相似，且暴雨日数与降水存在明显的正相关关系，多雨的年份一般暴雨也较多；反之，少雨的年份一般暴雨也较少。计算华南区域平均前、后汛期暴雨以上降水量系列与同期降水总量序列的相关系数分别为0.91和0.65，进一步说明汛期暴雨以上降水的多少也决定汛期降水总量的多少，特别是前汛期暴雨影响最明显。刘海文等^[8]指出华北大雨的贡献率最大，几乎接近降水总量的1/3。可见对华南、华北的最大降水贡献率是不一样的，华南是暴雨，华北是大雨。

图 5b为华南前汛期暴雨贡献率(华南前汛期暴雨贡献率为前汛期暴雨以上降水量之和与前汛期降水总量之比)的逐年变化。可见，华南前汛期平均暴雨贡献率为31.5%，即华南前汛期降水中有3成也是由暴雨产生。最大出现在2008年，贡献率达41.4%。最小暴雨贡献率发生在1963年，为16.8%，这与1963年降水为1961年以来降水最少相一致。进一步说明华南年降水多少与前汛期暴雨降水多少密切相关。48年来，前汛期暴雨贡献率以0.49 %/10 a的速率增加(趋势系数为0.22)，未通过0.05显著性水平检验，增加趋势不明显。从多项式曲线看，前汛期暴雨贡献率年际波动明显，2005年以来，暴雨贡献率增加明显。

图 5c为华南后汛期暴雨贡献率(华南后汛期暴雨贡献率为后汛期暴雨以上降水量之和与后汛期降水总量之比)的逐年变化。可见，华南后汛期平均暴雨贡献率为19.7%，即华南后汛期降水中有近2成是由暴雨产生。最大贡献率出现在1981年，贡献率达29.4%。最小贡献率发生在1978年，为10.2%。48年来，后汛期平均暴雨贡献率趋势系数为0.20，未通过0.05显著性水平检验，变化趋势不明显，但2000年以来，后汛期暴雨贡献率年际波动变化非常明显。

以上分析说明华南区域平均年暴雨贡献率增加明显，而前、后汛期的暴雨贡献率增加并不显著。年暴雨贡献率的明显增加与年暴雨日数、暴雨强度的变化趋势明显大于年降水量的变化趋势有关。对近48年华南平均年、前、后汛期暴雨贡献率进行Mann-Kendall突变分析(图略)，在近48年均未有突变发生。

2.5 华南站点年及前、后汛期暴雨以上降水量的气候变化

由于降水量的变化存在着明显的区域特征，下面具体分析华南110个站点暴雨以上降水量的变化趋势系数。由图 6a可得出，110个站中有86个站为正趋势，其中有12个站超过0.29，通过0.05的显著性水平检验，主要位于广西的中部以北地区和海南三亚，最强正趋势为广西宜州(0.40)。说明华南大部分地区暴雨以上降水量在增加，但增加趋势不明显。有24个站为负趋势，主要位于广东西北部和广西东部地区，但趋势系数在-0.003~-0.23，都没有通过0.05的显著性水平检验，减少趋势不明显。近48年来，华南区域110站平均年降水量的变化趋势系数为0.08，说明华南平均年降水量的变化趋势不明显。

由图 6b可看出，华南前汛期暴雨以上降水量的变化趋势系数，110个站中有105个站的趋势系数在-0.27~0.27(正趋势有67站，负趋势有38站)，都没有通过0.05显著性水平检验，说明华南大部分地区变化趋势不明显。有5个站的趋势系数在0.30~0.36，是广西沙塘、武鸣、隆安、马山和广东平远，通过0.05显著性水平检验，增加趋势明显。进一步说明华南前汛期大部分站点暴雨以上降水量变化趋势不明显，在广西中部的部分地区增加趋势明显。

由图 6c可见，华南后汛期暴雨以上降水量的趋势系数，110个站中有74个站为正趋势，说明华南除大部分地区的后汛期暴雨以上降水量有增加的趋势，但只有广西的浦北、隆林、宜州、田阳、灌阳、荔浦、象州这7站的变化趋势系数在0.29~0.46，通过0.05的显著性水平检验，增加趋势明显，最大出现在浦北(0.46)。有36个站的趋势系数在-0.002~-0.35，主要位于华南沿海，其中只有广东的陆丰(-0.35)、雷州(-0.31) 通过0.05的显著性水平检验，减少明显。说明华南后汛期大部分站点暴雨以上降水量变化趋势不明显。

以上分析说明华南大部分地区年、前、后汛期的暴雨以上降水量有增加的趋势，但不明显，其中只有广西中部以北局地增加趋势明显。

3 结论

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料，对华南暴雨日数、强度、贡献率等的变化特征及其突变和周期等进行研究。得到以下结论：

(1) 1961—2008年华南站点平均的年和前、后汛期暴雨日数地域分布存在明显差异，暴雨日数总体上呈由沿海向内陆递减的趋势，大值出现在华南沿海，中心出现在广西东兴(14.9 d)，最少出现在广西隆林(3.2 d)，相差达11.7 d。

(2) 华南48年来平均暴雨日数为6.4 d，其中前汛期2.9 d，后汛期1.7 d，前、后汛期暴雨日数占全年总暴雨日数的71.9%。华南年、前、后汛期暴雨日数都呈增加趋势，但很微弱，并具有明显的年际、年代际变化。20世纪60年代前中期、80年代以及2000—2004年处于少暴雨时段，20世纪70年代、90年代、2005年以来处于多暴雨阶段。2008年出现了1961年以来年和前汛期的最大暴雨日数。华南年和前、后汛期暴雨日数没有发生年代际突变。华南年、前、后汛期暴雨日数都具有2~3年和3~4年两个准周期。

(3) 华南平均年和前汛期的暴雨强度有增加趋势，但不明显，而后汛期暴雨强度呈不明显的减少趋势。华南平均年暴雨强度在20世纪60年代、90年以来强度偏强，特别是2005年以来，暴雨强度增加明显。20世纪70年代、80年代强度偏弱。华南年和前、后汛期暴雨强度在近48年均没有突变发生。

(4) 华南多年平均暴雨贡献率为30.1%。48年来，年暴雨贡献率增加趋势明显，而前、后汛期的暴雨贡献率增加并不明显。华南年、前、后汛期暴雨贡献率没有发生年代际突变。

(5) 华南大部分地区年和前、后汛期的暴雨以上降水量有不明显的增加趋势，只有广西中北部局地增加明显；在后汛期，暴雨以上降水量在华南沿海有减少趋势，但只有陆丰、雷州减少明显。