基于IMERG卫星遥感数据的华南地区近20年汛期强降雨气候特征分析

黄菲; 何敏; 詹棠; 李华实; 王世强; 靳春

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2024.026

基于IMERG卫星遥感数据的华南地区近20年汛期强降雨气候特征分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.026

黄菲¹,
何敏^2, ,,
詹棠³,
李华实⁴,
王世强¹,
靳春³

1.
珠海市公共气象服务中心，广东珠海 519000
2.
南方海洋科学与工程广东省实验室，广东珠海 519000
3.
珠海市国家观象台，广东珠海 519000
4.
崇左市气象局，广西崇左 532200

基金项目:

南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）资助项目 SML2021SP102

广东省气象局科学技术研究项目 GRMC2018M41

广西气象科研计划项目桂气科2023M29

详细信息

通讯作者:
何敏，男，湖北省人，博士，主要从事卫星遥感观测应用研究。E-mail: hemin@sml-zhuhai.cn

中图分类号: P405
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出版历程
- 收稿日期: 2022-10-12
- 修回日期: 2023-11-23
- 网络出版日期: 2024-06-07
- 刊出日期: 2024-04-20

Climatological Characteristics of Heavy Rainfall during Rainy Season in South China: An Analysis of IMERG Precipitation Data from 2001 to 2020

1.
Zhuhai Public Meteorology Service Center, Zhuhai, Guangdong 519000, China
2.
Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory, Zhuhai, Guangdong 519000, China
3.
National Climate Observatory of Zhuhai, Zhuhai, Guangdong 519000, China
4.
Chongzuo Meteorological Bureau, Chongzuo, Guangxi 532200, China

摘要

摘要: 利用20年(2001—2020年)多卫星联合反演的IMERG降水资料，分析华南地区强降雨区域气候差异，对比了南海夏季风爆发前的前汛期、夏季风爆发时期和后汛期三个阶段强降雨的时空分布特征和极端强降雨的日变化。结果表明：(1) 华南地区多雨中心由不同时期的天气系统造成，前后汛期占全年雨量比值呈反相分布，两广沿岸暴雨占比明显高于其他区域，强降雨是华南地区多雨中心雨量的主要贡献。(2) 广东近海强降雨有6月和8月双峰现象，海南强降雨单峰值在10月，两广其他区域的6月单峰态势与南海夏季风爆发密不可分。偏强夏季风在夏季风爆发时期只对两广沿岸Ⅰ区（北部湾）、Ⅱ区（阳江附近）和Ⅲ区（珠江三角洲）强降雨起到增幅作用，而在后汛期有利于整个两广沿岸和海南强降雨增多。6月上旬广东沿岸Ⅲ区和Ⅳ区（汕尾及其以东）是西南夏季风导致暖区暴雨的高频时期和多发地带。(3) 海南强降雨在华南地区属极端性最高，并以午后时段极端强降雨为主，广东次之，广西最低。极端强降雨日变化又以两广沿岸晨雨特点最为突出，尤其凌晨至上午(5—11时)为Ⅱ区和Ⅲ区高发时段；广东内陆仅在夏季风爆发时期存在傍晚高峰时段。
- 区域气候 /
- 强降雨 /
- 极端强降雨 /
- 高频时段 /
- 多发地带
Abstract: This study analyzed the regional climate variations in heavy rainfall across South China by using the IMERG precipitation data during 2001—2020. The research focused on the spatiotemporal distribution characteristics of heavy rainfall and the diurnal variations of extreme heavy rainfall before, during, and after the onset of the South China Sea summer monsoon. The results showed that: (1) The rainfall center in South China was influenced by diverse weather systems at different times of the year. The ratios of rainfall during the two rainy seasons to the annual precipitation were inversely distributed, and the proportion of heavy rainfall along the coast of Guangdong and Guangxi was significantly higher than those of other regions. Heavy rainfall contributed the most to the overall precipitation in the rainfall center of South China. (2) The coastal areas of Guangdong experienced two peaks of heavy rainfall in June and August, while Hainan Island observed a single peak in October. Other regions of Guangdong and Guangxi exhibited a single peak in June, which was closely related to the onset of the South China Sea summer monsoon. During the onset of the summer monsoon, the strong summer monsoon intensified the heavy rainfall in Zone Ⅰ (Beibu Gulf), Zone Ⅱ (area near Yangjiang), and Zone Ⅲ (Pearl River Delta) along the coastal land areas of Guangdong and Guangxi. In the second rainy season, the summer monsoon continued to contribute to increased heavy rainfall across the entire coastal area and Hainan Island. In early June, Zone Ⅲ and Zone Ⅳ (Shanwei and its eastern region) experienced a high frequency of heavy rainfall, primarily due to warm-sector heavy rainfall induced by the southwest summer monsoon. (3) Hainan Island exhibited the highest occurrence of extreme heavy rainfall in South China, predominantly in the afternoon. Guangdong followed with a lower occurrence, while Guangxi experienced the lowest occurrence. The diurnal variation of extreme heavy rainfall was most pronounced in the morning along the coastal area of Guangdong and Guangxi, especially from early morning to forenoon (5—11 am), which corresponded to the peak period in Zone Ⅱ and Zone Ⅲ. Inland areas of Guangdong only exhibited a peak period in the evening during the onset of summer monsoon.
- regional climate /
- heavy rainfall /
- extreme heavy rainfall /
- high-frequency period /
- high-frequency

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图 1 IMERG日雨量（y轴）和国家基本气象站日雨量（x轴）的散点分布

颜色为出现频次（单位：10ⁿ，n为对应色标数值）。

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图 2 IMERG和国家基本气象站日雨量的频次分布

横坐标为日雨量，纵坐标为归一化降雨概率。

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图 3 2001—2020年年均前汛期雨量占年均总雨量比值(a)和年均后汛期雨量占年均总雨量比值(b)在华南地区空间分布

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图 4 大雨以下(a)、大雨(b)、暴雨(c)和大暴雨(d)不同日降雨强度的空间分布

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图 5 华南地区多雨中心划分(a)和逐月强降雨日数(b)

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图 6 2001—2020年南海夏季风爆发时间(a)及夏季风强度变化（b）

b中红实线为强度指数，灰虚线为1991—2020年新30年夏季风强度气候均值。

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图 7 2001—2020年南海夏季风强度指数与华南地区夏季风爆发后至汛期末期间的强降雨日数关系

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图 8 南海夏季风爆发时期的夏季风偏强年份(a)和偏弱年份(b)年均强降雨日数空间分布

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图 9 后汛期的夏季风偏强年份(a)和偏弱年份(b)年均强降雨日数空间分布

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图 10 两广沿岸强降雨概率逐日变化(a)和各时期强降雨日数(b)

b中全年平均强降雨日数为黑虚线(annual)，夏季风爆发前的前汛期为黑加号实线(before-M)，夏季风爆发时期为灰实线(after-M)，后汛期为灰虚线(after-FZ)。

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图 11 华南五大区域（a）和两广沿岸五地区（b）极端强降雨阈值演变

横坐标为时间（单位：候）。

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图 12 广东内陆、广西内陆、海南、广东近海和两广沿岸五大区域分别在夏季风爆发前的前汛期(a)、夏季风爆发时期(b)和后汛期(c)三个阶段极端强降雨时段分布（北京时）

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图 13 北部湾Ⅰ区、阳江附近Ⅱ区、珠三角Ⅲ区、汕尾及其以东Ⅳ区和湛江至茂名Ⅴ区分别在夏季风爆发前的前汛期(a)，夏季风爆发时期(b)和后汛期(c)三个阶段极端强降雨时段分布（北京时）

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