馮德花，吳佳麟

(文山州氣象局，云南 文山 663300)

0 引言

在全球氣候變暖的背景下，極端降水呈現(xiàn)出頻發(fā)且不均的特點(diǎn)，公眾對(duì)強(qiáng)降水災(zāi)害事件關(guān)注提高[1]。雖然適時(shí)大范圍強(qiáng)降水對(duì)緩解旱情有利，但是雨水過(guò)度集中常導(dǎo)致洪澇災(zāi)害發(fā)生，特別是大范圍的強(qiáng)降水，更易造成城市內(nèi)澇及山洪地質(zhì)災(zāi)害[2]。文山州地處低緯高原，天氣系統(tǒng)復(fù)雜，大部地區(qū)降水充沛，季風(fēng)氣候明顯，干濕季分明，受臺(tái)風(fēng)、低壓云團(tuán)、冷鋒切變，低渦、熱帶輻合帶等天氣系統(tǒng)影響[3]，強(qiáng)降水天氣突出但時(shí)空分布不均。

關(guān)于強(qiáng)降水的研究學(xué)者從不同角度進(jìn)行了多方面分析，有的學(xué)者對(duì)強(qiáng)降水時(shí)空變化特征進(jìn)行分析[4-8]；有的對(duì)單個(gè)突出強(qiáng)降水個(gè)例天氣成因機(jī)理進(jìn)行分析[9-11]；有的從氣候環(huán)流背景角度對(duì)多年強(qiáng)降水氣候特點(diǎn)進(jìn)行研究[12，13]；有的學(xué)者利用雷達(dá)及高空觀測(cè)資料對(duì)單個(gè)短時(shí)強(qiáng)降水分析。大氣季節(jié)內(nèi)振蕩(MJO)自20世紀(jì)70年代初被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者對(duì)大氣季節(jié)內(nèi)振蕩的特征、實(shí)體，機(jī)制及其與ENSO和季風(fēng)的聯(lián)系等方面做了大量的研究，認(rèn)為季節(jié)內(nèi)振蕩是大氣環(huán)流演變的重要組成部分，并且具有全球性的特點(diǎn)[14-17]。李崇銀等人在MJO研究新發(fā)展的分析表明MJO活動(dòng)不同位相的強(qiáng)對(duì)流會(huì)在東亞或西北太平洋地區(qū)激發(fā)產(chǎn)生不同形勢(shì)的遙響應(yīng)，導(dǎo)致在中國(guó)不同地區(qū)出現(xiàn)有利(或不利)降水的環(huán)流形勢(shì)和條件，是MJO活動(dòng)影響中國(guó)降水的主要機(jī)制；赤道西北太平洋上MJO活動(dòng)的強(qiáng)(弱)年對(duì)應(yīng)西北太平洋的臺(tái)風(fēng)偏多(偏少)，對(duì)應(yīng)MJO的不同活動(dòng)位相，無(wú)論冬季、春季或夏季，中國(guó)東部的降水都將出現(xiàn)特殊的異常形勢(shì)[18，19]。白旭旭等[20]人對(duì)MJO對(duì)中國(guó)東部春季降水影響進(jìn)行分析；李汀、牛法寶等人對(duì)MJO背景下云南的降水關(guān)系進(jìn)行一系列分析[21，22]。

文山是三七的故鄉(xiāng)、云南煙草主要種植區(qū)之一，同時(shí)文山是典型的喀斯特地貌，部分地區(qū)地質(zhì)環(huán)境脆弱，農(nóng)業(yè)及經(jīng)濟(jì)作物對(duì)降水量有一定需求，但區(qū)域性強(qiáng)降水也會(huì)導(dǎo)致三七、煙草等經(jīng)濟(jì)作物受損嚴(yán)重，甚至引發(fā)地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。目前隨著數(shù)值預(yù)報(bào)能力不斷加強(qiáng)，降水預(yù)報(bào)能力有明顯提升，但是區(qū)域性強(qiáng)降水預(yù)報(bào)仍是文山州降水預(yù)報(bào)中的短板。文山州強(qiáng)降水分析缺乏系統(tǒng)性和持續(xù)性深入分析研究，因此對(duì)MJO背景下文山州強(qiáng)降水進(jìn)行分析總結(jié)，將為未來(lái)文山州延伸期區(qū)域強(qiáng)降水預(yù)報(bào)提供參考，助力強(qiáng)降水預(yù)報(bào)能力的提高，提升氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)預(yù)警能力，為地方政府及各部門(mén)有效開(kāi)展氣象災(zāi)害防治工作提供科學(xué)參考。

1 分析資料及數(shù)據(jù)說(shuō)明

資料來(lái)源：降水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)源于云南省智能化氣候綜合業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)以及云南省天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)Wfois)；天氣系統(tǒng)分析資料來(lái)源于文山州氣象局檔案室歷年天氣圖以及MICAPS數(shù)據(jù)庫(kù)高空和地面觀測(cè)資料；MJO指數(shù)，http：//www.bom. gov.au/climate/mjo/。

圖1 MJO圖

2 文山州區(qū)域性強(qiáng)降水特點(diǎn)

1980年至2019年近40年文山州8個(gè)縣(市)國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)站的日降雨量統(tǒng)計(jì)分析表明：40年間共發(fā)生241次強(qiáng)降水。有1 277站次日降雨量在25 mm及其以上，其中日降雨量大于50 mm的共315站次，100 mm以上的26站次；強(qiáng)降水中各縣(市)最大降雨量都有出現(xiàn)大暴雨，其中最大日降雨量為172.2 mm(富寧)，出現(xiàn)在2004年5月16日；其次是廣南為144.4 mm。從區(qū)域分布上來(lái)看，南多北少分布明顯，西南部過(guò)程最多，其中西疇為8縣(市)之最，共出現(xiàn)了203次；其次是馬關(guān)和文山，分別為176次和171次，最少的是丘北(128次)。各縣(市)的強(qiáng)降水的平均降雨量均在40 mm以上，富寧最大為48.8 mm，文山最小為42.4 mm(表1)。

表1 文山州 8縣(市)強(qiáng)降水分布

強(qiáng)降水年際間變動(dòng)大，強(qiáng)降水年均6次，最少的是1980年，全年僅出現(xiàn)2次強(qiáng)降水天氣；最多的年份全年出現(xiàn)了10次強(qiáng)降水，分別出現(xiàn)在1996年、2001年和2008年，多數(shù)年份全年強(qiáng)降水在4次及其以上(圖2)。月分布表明：強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在6月～8月，占比為61.4%，其中7月出現(xiàn)強(qiáng)降水最多，占比為26.1%；6月和8月次之，年均每月1次左右；2月和4月出現(xiàn)強(qiáng)降水最少，近40年僅2001年2月和2006年4月出現(xiàn)過(guò)強(qiáng)降水(圖3)。

圖2 文山州強(qiáng)降水年際分布

圖3 文山州強(qiáng)降水月分布

文山州強(qiáng)降水主要發(fā)生在夏季，占比為61.4%；其次是秋季，占比為19.1%。造成文山州強(qiáng)降水的主要影響系統(tǒng)：主要是冷鋒(靜止鋒)切變型和兩高輻合(滇黔輻合)型，占總次數(shù)的51.4%。其次是臺(tái)風(fēng)(熱帶低壓)型和西風(fēng)槽(南支)切變型，占總次數(shù)的31.2%。再次是赤道輻合帶(中南半島低壓)型和低渦(閉合)切變型，占總次數(shù)的17.4%。春季強(qiáng)降水主要是受冷鋒和南支槽影響，其次是兩高輻合，未出現(xiàn)低渦切變、赤道輻合帶和臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)影響下的強(qiáng)降水。夏季各天氣系統(tǒng)影響下均有出現(xiàn)強(qiáng)降水，以?xún)筛咻椇舷到y(tǒng)影響下強(qiáng)降水最頻繁，其次是冷鋒和臺(tái)風(fēng)影響下強(qiáng)降水發(fā)生較多。秋季和冬季都是在冷鋒影響下強(qiáng)降水發(fā)生較多，秋季各天氣系統(tǒng)影響下均有出現(xiàn)強(qiáng)降水；冬季以冷鋒強(qiáng)降水為主，其次是南支槽系統(tǒng)下的強(qiáng)降水，其它系統(tǒng)影響下冬季未出現(xiàn)降水過(guò)程(表2)。

表2 不同天氣影響系統(tǒng)下強(qiáng)降水分布

3 不同影響系統(tǒng)下MJO位相和強(qiáng)度變化

MJO位于1～8位相，文山州均出現(xiàn)過(guò)強(qiáng)降水，近40年的統(tǒng)計(jì)表明MJO位于第1位相和第6位相時(shí)發(fā)生強(qiáng)降水最多(占比均為14.9%)；其次是第2和第3位相，占比分別為12.9%和12.4%；當(dāng)MJO位于第7位相時(shí)強(qiáng)降水最少，占比為10%。強(qiáng)降水MJO月位相分布：1月僅MJO位于第2和第8位相時(shí)發(fā)生了強(qiáng)降水。2月MJO位于第3位相時(shí)發(fā)生1次強(qiáng)降水。4月僅MJO位于第6位相時(shí)出現(xiàn)1次強(qiáng)降水。3月MJO位于第3位相時(shí)強(qiáng)降水最多，MJO位于第4、第6和第7位相時(shí)未出現(xiàn)強(qiáng)降水。5月隨著文山州陸續(xù)進(jìn)入雨季開(kāi)始期，降水增多，強(qiáng)降水增多，5月除MJO位于第3位相外，其它位相均有發(fā)生過(guò)強(qiáng)降水，其中第7和第8位相最多。6～8月文山州強(qiáng)降水較多，40年發(fā)生次數(shù)均占全年的15%以上，其中以7月為全年之首，占全年的26.1%。6～9月MJO位于第1～8位相時(shí)均有發(fā)生強(qiáng)降水，MJO 位于第1和第6位相時(shí)強(qiáng)降水最多，6月MJO位于第2和第6位相時(shí)強(qiáng)降水最多，7月是MJO在第1位相強(qiáng)降水最多，8月當(dāng)MJO位于第6位相強(qiáng)降水最多，9月當(dāng)MJO位于第2位相強(qiáng)降水次數(shù)最多。進(jìn)入10月隨著雨季趨于結(jié)束，強(qiáng)降水次數(shù)減少，10月MJO位于第4位相次數(shù)最多，11月MJO在第3位相和第6位相時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)強(qiáng)降水，第5位相時(shí)次數(shù)最多。12月僅MJO位于第3～5位相時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)降水，其它位相均無(wú)強(qiáng)降水出現(xiàn)(表3)。

表3 MJO位相下強(qiáng)降水月分布

冷鋒(靜止鋒)切變影響下，MJO位于任何位相均有發(fā)生強(qiáng)降水，位于第6和第8位相時(shí)強(qiáng)降水最多，其次是位于第1和第2位相；位于第7位相時(shí)強(qiáng)降水最少。冷鋒(靜止鋒)切變型影響下MJO位于第7位相時(shí)MJO最強(qiáng)(2.0)，其位于第5位相時(shí)MJO最弱(1.0)。兩高輻合(滇黔輻合)型強(qiáng)降水MJO位于第1位和第6位相時(shí)發(fā)生次數(shù)最多，其位于第5和第7位相次之，位于第8位相發(fā)生次數(shù)最少。低渦(閉合)切變型強(qiáng)降水MJO位于第1位相時(shí)發(fā)生次數(shù)最多，其次是第2位相，位于第5和第6位相最少。西風(fēng)槽(南支)切變型強(qiáng)降水位于第4和第5位相時(shí)最多，第7位相次之，位于第6位相時(shí)并未出現(xiàn)過(guò)強(qiáng)降水。臺(tái)風(fēng)(熱帶低壓)型強(qiáng)降水位于第7位相時(shí)發(fā)生次數(shù)明顯高于其它位相，第3位相時(shí)次之，位于第7和第8位相強(qiáng)降水最少。赤道輻合帶(中南半島低壓)強(qiáng)降水當(dāng)MJO位于第5位相時(shí)無(wú)強(qiáng)降水發(fā)生，第8位相時(shí)發(fā)生次數(shù)最多，其次是位于第3和第4位相(表4)。

表4 不同天氣影響系統(tǒng)和MJO位相下強(qiáng)降水分布

MJO強(qiáng)度分析：各個(gè)降水系統(tǒng)影響下無(wú)論MJO強(qiáng)弱均有強(qiáng)降水發(fā)生，總體上MJO平均強(qiáng)度大于1，為強(qiáng)MJO時(shí)無(wú)論位于任何位相均有可能發(fā)生強(qiáng)降水(表5)。

表5 不同天氣影響系統(tǒng)和MJO強(qiáng)度下強(qiáng)降水分布

4 結(jié)論和討論

1980～2019年區(qū)域強(qiáng)降水統(tǒng)計(jì)表明：文山州強(qiáng)降水年均6次，最少時(shí)出現(xiàn)2次(1980年)，最多時(shí)全年出現(xiàn)了10次(1996年、2001年、2008年)，多數(shù)年份全年強(qiáng)降水出現(xiàn)4次及其以上。從月分布來(lái)看：強(qiáng)降水過(guò)程主要出現(xiàn)在6月～8月，其中7月最多；2月和4月出現(xiàn)強(qiáng)降水的次數(shù)最少。

文山州強(qiáng)降水主要發(fā)生在夏季，其次是秋季。冷鋒(靜止鋒)切變型和兩高輻合(滇黔輻合)型是最重要的影響系統(tǒng)；其次是臺(tái)風(fēng)(熱帶低壓)型和西風(fēng)槽(南支)切變型。春季、秋季和冬季都是以冷鋒型的強(qiáng)降水為多，夏季以?xún)筛咻椇舷到y(tǒng)影響下強(qiáng)降水出現(xiàn)最頻繁。

MJO位于1～8位相文山州均出現(xiàn)過(guò)強(qiáng)降水，近40年的統(tǒng)計(jì)表明MJO位于第1和第6位相時(shí)發(fā)生強(qiáng)降水最多(均為36次)，其次是第2和第3位相，當(dāng)MJO位于第7位相時(shí)強(qiáng)降水最少。強(qiáng)降水中MJO的各月位相分布：1月僅MJO位于第2和第8位相時(shí)發(fā)生了強(qiáng)降水。

冷鋒(靜止鋒)切變影響下，MJO位于位于第6和第8位相時(shí)強(qiáng)降水最多；兩高輻合(滇黔輻合)型強(qiáng)降水MJO位于第1位和第6位相時(shí)最多。低渦(閉合)切變型強(qiáng)降水MJO位于第1位相時(shí)最多。西風(fēng)槽(南支)切變型強(qiáng)降水位于第4和第5位相時(shí)最多。臺(tái)風(fēng)(熱帶低壓)型強(qiáng)降水位于第7位相時(shí)發(fā)生次數(shù)明顯高于其它位相。赤道輻合帶(中南半島低壓)型影響下當(dāng)MJO位于第5位相時(shí)無(wú)強(qiáng)降水發(fā)生，第8位相時(shí)最多。各個(gè)降水系統(tǒng)影響下無(wú)論MJO強(qiáng)弱均有強(qiáng)降水發(fā)生，總體上MJO平均強(qiáng)度大于1。

文中采用的是文山州8個(gè)大監(jiān)站的降水?dāng)?shù)據(jù)，區(qū)域強(qiáng)降水的定義有一定的局限性，近10年隨自動(dòng)站的不斷增多，降水?dāng)?shù)據(jù)穩(wěn)定性和可用性的不斷增強(qiáng)，未來(lái)區(qū)域性強(qiáng)降水的定義加入?yún)^(qū)域自動(dòng)站的降水?dāng)?shù)據(jù)更具有代表性。其次本文僅僅從統(tǒng)計(jì)的角度對(duì)MJO背景下的不同影響系統(tǒng)的文山強(qiáng)降水進(jìn)行分析，分析范圍不大，不同位相和強(qiáng)度MJO背景下，不同時(shí)段不同影響系統(tǒng)下是否出現(xiàn)強(qiáng)降水的機(jī)理并未開(kāi)展進(jìn)一步深入分析，在具體預(yù)報(bào)中有待進(jìn)一步加強(qiáng)總結(jié)分析運(yùn)用。