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Quantitative Assessment of Regional Heavy Rainfall Process in Guangdong and Its Climatological Characteristics
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摘要: 利用1961—2017年广东86个地面气象观测站逐日降水资料，定义广东区域性暴雨过程的标准，构建了综合考虑区域暴雨过程持续时间、暴雨范围、最大日降水量和最大过程降水量4个指标的广东区域性暴雨过程综合强度评估方法，由此分析近57年广东区域性暴雨过程次数、强度、雨涝年景等特征和变化。结果表明：近57年来，广东共出现1211次区域性暴雨过程，平均每年21.2次，主要出现在4—9月，单次过程平均持续时间是2.3 d；广东区域性暴雨过程的次数和强度存在明显的月际、年际和年代际变化，次数最多出现在5月，强度最大出现在6月；广东雨涝年景指数以0.17/（10 a）的速率显著上升；强和较强等级的广东区域性暴雨过程次数呈显著增加趋势，较弱等级区域性暴雨次数呈显著减少趋势。评估得到广东强雨涝年有5年：2008年、2001年、1973年、1994年、1993年，其中有4年出现在1990年以后。Abstract: Using daily precipitation data of 86 meteorological stations in Guangdong from 1961 to 2017, the standard of regional heavy rainfall process is defined. Assessment methods on composite intensity of regional heavy rainfall process in Guangdong are constructed, which take duration, range, maximum daily precipitation and maximum accumulated precipitation during the process into consideration. Characteristics and changes of the frequency, intensity and rain-waterlogging years of regional heavy rainfall process in Guangdong in recent 57 years are studied. 1211 regional heavy rainfall processes are captured, and the annual average frequency is 21.2 times. There are obvious interannual and interdecadal variations, the highest frequency occurs in 2016 (30 times), and the lowest occurs in 1963 (13 times). The annual frequency of regional heavy rainfall process in Guangdong increases at a rate of 0.08/(10 a) in recent 57 years, though not quite significant. The regional heavy rainfall process in Guangdong mainly occurs from April to September, accounting for 81.9% in the year, among which 45.4% processes occur in the first flood season (April-June), and 36.5% processes occur in the second flood season (July-September). The average duration of single regional heavy rainfall process in Guangdong is 2.3 d, and the longest is 17 d (9-25 June 1968). The average range of a single process covers 20.3 stations, and the process occurring on 28 January 2016 is observed by the most stations (83). The regional heavy rainfall process with the maximum composite intensity index occurs during 12-24 June 2005, reaching 1385.1 mm (Longmen), and this coincides "05.6" torrential rains and floods in Guangdong. The frequency and strength of the regional heavy rainfall process in Guangdong have intermonth, interannual and inter-decade variations, the frequency in May is the highest, and the strength in June is the highest. The annual harvest index of the rain waterlogging in Guangdong increases obviously at a rate of 0.17/(10 a) in recent 57 years. Regional heavy rainfall processes of relatively strong and strong class increase significantly, while those of relatively weak class decrease obviously in recent 57 years. Evaluation results show that there are five heavy rain waterlogging years, i.e., 2008, 2001, 1973, 1994, 1993.
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图 1 1961—2017年广东区域性暴雨过程次数
Fig. 1 Variations of regional heavy rainfall frequency in Guangdong from 1961 to 2017
图 2 1961—2017年广东平均区域性暴雨过程所占比率
Fig. 2 Ratio of mean regional heavy rainfall in Guangdong from 1961 to 2017
图 3 1961—2017年广东雨涝年景指数变化
Fig. 3 Variations of the harvest index of rain waterlogging in Guangdong from 1961 to 2017
图 4 1961—2017年广东区域性暴雨过程不同等级发生次数
(a)弱，(b)较弱，(c)中等，(d)较强，(e)强
Fig. 4 Variations of regional heavy rainfall frequency with different class in Guangdong from 1961 to 2017
(a)weak, (b)relatively weak, (c)medium, (d)relatively strong, (e)strong
图 5 1961—2017年广东区域性暴雨过程月平均综合强度指数
Fig. 5 Variations of the monthly mean strength index of regional heavy rainfall in Guangdong from 1961 to 2017
表 1 不同百分位数(P)与暴雨过程异常等级对应
Table 1 Correspondence between different percentile(P)and abnormal classes
百分位数范围 暴雨过程异常等级 0 < P < 60 1(弱) 60≤P < 80 2(较弱) 80≤P < 90 3(中等) 90≤P < 95 4(较强) 95≤P≤100 5(强) 
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表 2 不同百分位数(P)与雨涝年景等级对应表
Table 2 Correspondence between different percentile (P) and abnormal classes of rain-waterlogging years
百分位数范围 年景等级 0 < P≤10 1(弱) 10 < P≤30 2(较弱) 30 < P≤70 3(一般) 70 < P≤90 4(较强) 90 < P≤100 5(强)
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表 3 1961—2017年广东区域性暴雨过程强度等级为5级(强)的过程统计
Table 3 Regional heavy rainfall processes in Guangdong with composite intensity up to class Ⅴ (strong) from 1961 to 2017
序号 暴雨发生时间 持续时间/d 范围/站 最大日降水量/mm 最大过程降水量/mm 综合强度指数 1 2005-06-12—24 13 72 420.5 1385.1 29.9 2 2001-06-02—13 12 63 605.3 1283.2 29.3 3 1968-06-09—25 17 68 260.4 1069.3 25.9 4 2003-06-06—16 11 58 566.3 911.2 24.8 5 1994-07-18—28 11 58 560.4 888.6 24.5 6 1994-06-08—20 13 72 523.5 691.2 24.4 7 1977-05-25—06-01 8 44 621.6 1196.5 23.7 8 1975-05-10—22 13 63 300.4 1012.2 22.8 9 1993-06-03—18 16 72 199.1 774.3 22.2 10 1998-06-19—26 8 56 398 1183.9 20.9 11 2017-06-13—22 10 59 362.7 944.9 20.8 12 1987-05-20—22 3 49 620.1 1024.1 20.2 13 1992-06-07—15 9 66 312 871.3 19.5 14 2008-05-29—6-7 10 59 346.9 757.9 19.1 15 1997-07-01—11 11 54 277.6 839.3 18.6 16 1973-05-06—13 8 65 324.2 801.2 18.5 17 2001-08-27—09-05 10 70 286.8 684.5 18.4 18 1998-05-29—06-06 9 42 433.1 761.5 17.9 19 2008-06-10—18 9 72 376.5 611.8 17.5 20 1982-05-10—13 4 23 640.6 823.5 17.2 21 1965-09-27—10-01 5 36 433.1 927.7 16.6 22 2014-05-15—23 9 41 288.7 924.7 16.5 23 1979-09-23—25 3 40 547.3 809.5 16.3
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表 4 1994—2017年广东雨涝年景指数与直接经济损失统计
Table 4 lnterannual variations of the harvest pattern index of rain-waterlogging and direct economic loss in Guangdong from 1994 to 2017
年份 雨涝年景指数 评估等级 直接经济损失/亿元 1994 2.11 5 170.00 1995 0.53 4 10.83 1996 -0.46 3 4.86 1997 0.86 4 37.10 1998 1.21 4 54.11 1999 -1.13 2 0.00 2000 0.45 3 5.61 2001 2.25 5 11.47 2002 0.34 3 16.11 2003 0.2 3 6.42 2004 -1.27 1 2.96 2005 0.74 4 56.32 2006 1.28 4 21.00 2007 -0.63 3 19.75 2008 2.81 5 83.81 2009 -0.44 3 8.22 2010 1.02 4 54.81 2011 -0.88 2 10.55 2012 -0.98 2 29.16 2013 0.34 3 189.65 2014 -0.1 3 79.52 2015 0.29 3 16.07 2016 0.57 4 27.36 2017 -0.06 3 21.60
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表 5 1961—2017广东出现区域性暴雨过程的不同等级次数及比率
Table 5 Frequency and ratio of different level of regional heavy rainfall processes in Guangdong from 1961 to 2017
年份 1级 2级 3级 4级 5级 平均强度指数 次数 比率/% 次数 比率/% 次数 比率/% 次数 比率/% 次数 比率/% 1961—1970年 121 61.1 45 22.7 19 9.6 11 5.6 2 1.0 2.7 1971—1980年 128 57.6 49 22.1 24 10.8 17 7.7 4 1.8 3.0 1981—1990年 150 65.8 43 18.9 15 6.5 18 7.9 2 0.9 2.7 1991—2000年 119 57.8 42 20.4 22 10.7 16 7.7 7 3.4 3.3 2001—2010年 113 57.4 37 15.7 25 12.7 22 11.2 6 3.0 3.7 2011—2017年 104 65.0 25 15.6 14 8.8 15 9.4 2 1.2 2.9
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