摘 要:利用1991—2020年雅安市8個國家地面氣象觀測站逐日降水數(shù)據(jù),依托氣象行業(yè)標準《中國雨季監(jiān)測指標 西南雨季》(QX/T 396—2017),對雅安雨季氣候特征進行統(tǒng)計分析。結果表明:雅安雨季大多開始于4月下旬至5月上旬,結束于10月上旬至中旬,雨季降水量占全年總降水量的80%左右。就多年氣候雨季而言,雅安平均雨季初日為5月5日,平均雨季終日為10月11日,持續(xù)159 d,雨季平均降水量為985.4 mm。從變化趨勢來看,1991—2010年雅安雨季持續(xù)時間總體呈下降趨勢,2010年后總體呈上升趨勢,雨季降水強度總體波動保持相對穩(wěn)定。
關鍵詞:雨季監(jiān)測;雨季特征;雨季降水量
中圖分類號:P426.6 文獻標志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)08–0-03
雨季監(jiān)測主要包括雨季起止日期、雨季持續(xù)時間、雨季降水量、雨季降水強度等,其一直是氣象服務的重要內容,對農業(yè)生產和政府決策等具有重要的實際意義。由于中國地處東亞地區(qū),東接太平洋,西依青藏高原,具有復雜的地形地貌結構,青藏高原大地形和海陸分布影響作用顯著,從而造成不同地區(qū)的降水在時空分布上的差異十分顯著[1-2]。例如,華南前汛期、江淮梅雨、華西秋雨、華北雨季、東北雨季、江南春雨、西南雨季等獨特的天氣氣候現(xiàn)象表明中國不同地區(qū)降水所具有的典型性和復雜性[3-7]。因此,如何監(jiān)測不同區(qū)域的雨季特征一直是氣象工作者討論的重點。
然而,不同的研究對雨季的定義標準亦有差異,一些學者在研究季風雨季時采用降水>6 mm/d或相對候平均降水率(逐候降水量與1月降水量的差值)>5 mm/d的標準;研究全國雨季時,對站點氣候降水量進行逐候標準化,將標準序列化值>0.5的時段定義為雨季[8];
研究西南雨季時,則采用多年氣候平均候雨量作為標準,即在西南地區(qū)任意一候空間平均雨量超過全年72候平均雨量,并且該區(qū)域內超過50%的站點滿足此條件的同時,該候后的連續(xù)4候的候雨量均超過全年72候平均雨量,則判定為雨季開始,而判定雨季結束則與此相反[9]。雖然針對不同地區(qū)雨季的定義標準有所差異,但研究結果均能反映出不同區(qū)域雨季獨特的天氣氣候特征。
備受研究者關注的是西南雨季,該雨季和其他雨季有所區(qū)別,尤其是與華南前汛期、江淮梅雨、華北雨季差異明顯。華南前汛期開始于季風暴發(fā)前,并非典型的季風雨季,而江淮梅雨、華北雨季是典型的季風降水,受西太平洋副熱帶高壓(簡稱副高)北抬南撤的影響,與東亞季風密切相關[10-12]。西南地區(qū)雖說受季風影響顯著,雨季大部分地區(qū)屬于季風降水,但與副高等大尺度系統(tǒng)的位置變化關聯(lián)度不大,并且西南地區(qū)大部分地方全年基本盛行西南風,風向沒有明顯的季節(jié)性變化。此外,西南地區(qū)地形復雜,季風也不一定為西南地區(qū)帶來大面積區(qū)域性降水[13]。
雅安市位于西南地區(qū)四川盆地西部,地處高原與盆地過渡地帶,境內地貌類型復雜多樣,天氣氣候復雜多變,受季風氣候影響,干濕季節(jié)分明,按照雨季劃分隸屬于西南雨季。就多年氣候雨季而言,5—10月受西南季風的影響,雅安處于雨季,降水集中,大部分地區(qū)該時段降水超過全年總降水量的70%。10月后,受冬季風的影響,降水開始減少,11月至翌年4月為雅安的干季。4—5月是雅安農作物栽種的關鍵期,雨季開始的早晚會直接影響農業(yè)生產。因此,采用氣象行業(yè)標準《中國雨季監(jiān)測指標 西南雨季》(QX/T 396—2017)對雅安雨季氣候特征進行統(tǒng)計分析,旨在提高對雅安開始、結束、持續(xù)時間、降水量及降水強度的監(jiān)測能力,以期進一步推進雅安雨季的監(jiān)測預測工作,完善相應的雨季監(jiān)測指標,建立全市相對統(tǒng)一的雨季監(jiān)測模型,為農作物的栽培、旅游規(guī)劃和政府決策提供更為合理的參考依據(jù)。
1 資料與方法
1.1 資料來源
使用的數(shù)據(jù)為雅安市8個國家地面氣象觀測站逐日降水資料,采用20時氣象日界,時間范圍為1991—2020年。
1.2 方法
1.2.1 雨季開始日期的判定
4月21日起至任意連續(xù)5 d滑動累計降水量(R)≥
5—10月平均降水量(R1)為止,即:
K1=R/R1≥1(1)
則:①在K1≥1的5 d中,降水量第一次>10 mm的一天(若日降水量未超過10 mm,選取日降水量最大的一天)確定為雨季開始待定日;之后15 d內K1≥1再次出現(xiàn)時,即將雨季開始待定日確定為雨季開始日。
②若之后的15 d內K1≥1未再次出現(xiàn),則重復步驟①,重新確定雨季開始待定日和雨季開始日。
③若得出的雨季開始日為4月21日,則逐日按照步驟①計算符合標準的雨季開始日。
1.2.2 雨季結束日判定
9月21日起至任意連續(xù)5 d滑動累計降水量(R)<1—12月平均降水量(R2)為止,即:
K2=R/R2<1(2)
則:①在K2<1的當天確定為雨季結束待定日,之后15 d內K2≥1未再次出現(xiàn)時,即將雨季結束待定日確定為雨季結束日。
②若之后的15 d內K2≥1再次出現(xiàn),則重復步驟①,重新確定雨季結束待定日和雨季結束日。
③若得出的雨季結束日為9月21日,則逐日按照步驟①計算符合標準的雨季結束日。
1.2.3 區(qū)域雨季
根據(jù)雨季開始日期判定和雨季結束日判定的方法、步驟,當監(jiān)測區(qū)域內的站點有60%符合雨季開始(結束)標準的日期,即該區(qū)域雨季開始(結束)日期。選取雅安市8個國家地面氣象觀測站,只要有5個觀測站符合標準,即可確定為雨季開始(結束)日期。區(qū)域雨季開始日期(含)至結束日期(不含)的總天數(shù)為區(qū)域雨季持續(xù)時間,其間區(qū)域內監(jiān)測站點的雨量平均值為區(qū)域雨季降水量。區(qū)域雨季降水強度由區(qū)域雨季降水量的標準化值確定,公式如下:
(3)
(4)
在式(3)和式(4)中,n為樣本長度;Xi為第i年要素值;X為要素的氣候平均值;σ為區(qū)域雨季降水量的標準差;P為區(qū)域雨季降水量;P為區(qū)域雨季降水量的氣候平均值;Z為區(qū)域雨季降水標準化值。
根據(jù)區(qū)域雨季降水量標準化值(Z)的大小,將區(qū)域雨季降水強度劃分為5個等級,具體劃分見表1。
2 雨季氣候特征
2.1 雨季起訖日期
從1991—2020年雅安市雨季開始日期與結束日期的逐年分布(圖1)可看出,雅安市大部分雨季開始于4月下旬至5月上旬,最早開始于4月21日,2008、2017和2018年均為該日進入雨季,最晚開始于6月8日,僅2009年在6月進入雨季。大部分雨季結束于10月上旬至中旬,最早結束于9月21日,為2007年;最晚結束于11月6日,為2008年。從多年氣候雨季來看,雅安平均雨季初日為5月5日,平均雨季終日為10月11日。由于雅安位于西南地區(qū),其多年氣候雨季起訖日期與晏紅明等[9]針對西南雨季的研究結果基本一致,他們認為西南地區(qū)雨季的開始和結束時間與中低緯冷氣團活動息息相關,當冷空氣較為頻繁地影響西南地區(qū)時,則雨季開始時間較早;當雨季開始時間較晚時,冷空氣影響較弱,表現(xiàn)為高低層沒有出現(xiàn)明顯的溫度負距平。但西南雨季結束時間與冷空氣活動相關性不大,與夏季型環(huán)流轉變?yōu)槎拘铜h(huán)流的日期較為吻合。
2.2 雨季降水特征
從雅安雨季和干季降水量逐年分布(圖2)可知,雅安雨季降水量變化趨勢與全年總降水量變化趨勢一致,且雨季降水量占全年總降水量的80%左右,這表明雨季降水狀況在一定程度上可以代表當年降水氣候特征。就氣候平均而言,雅安30年氣候雨季平均降水量為985.4 mm,最多年份為2018年的1447.0 mm,最少年份為2000年的752.1 mm。由此可見,雅安降水具有季節(jié)差異性大、干濕分明的特點,雨季降水量占比較大,且存在一定的變率。
從雨季持續(xù)時間來看(圖3),雅安氣候雨季平均持續(xù)時間為159 d,最長持續(xù)198 d(2008年),最短持續(xù)120 d(2003年)。盡管2008年雨季持續(xù)198 d,但雨季降水量只有1 008.3 mm,僅比雨季持續(xù)120 d的2003年(995.6 mm)多12.7 mm,比雨季持續(xù)139 d的2020年(1 200.2 mm)少191.9 mm,可見并非雨季持續(xù)時間越長,雨季降水量越大。這表明雨季降水量除受雨季持續(xù)時間影響外,還受雨季降水過程的頻次和強度的影響,且后者的影響程度更大。此外,從雨季持續(xù)時間變化趨勢來看,1991—2010年雅安雨季持續(xù)時間總體呈下降趨勢,2010年后總體呈上升趨勢。
從雨季降水強度逐年演變(圖4)可知,1991—2020年雅安雨季降水強度正常年份占40%,偏強年份占20%,偏弱年份占30%,異常年份占10%,即雅安雨季降水強度總體波動保持相對穩(wěn)定。值得注意的是,異常年份(2018和2019年)均為顯著偏強,尤其是2018年,天氣異常極端,雅安境內出現(xiàn)區(qū)域暴雨18次,是雅安有氣象記錄以來出現(xiàn)區(qū)域暴雨最多年份。據(jù)氣象資料統(tǒng)計,該年累計降水量超過3 000 mm的站點有5個,超過2 000 mm的站點有71個,最大累計降水量在石棉縣美羅馬富站,為3 860.6 mm,可見2018年雅安雨季天氣氣候極端異常,變化劇烈,強對流天氣頻發(fā),這可能與大氣環(huán)流異常有關。
3 結論
使用雅安8個國家地面站逐日降水數(shù)據(jù),參照氣象行業(yè)標準《中國雨季監(jiān)測指標 西南雨季》(QX/T 396—2017)中規(guī)定,對1991—2020年雅安雨季氣候特征統(tǒng)計分析,得出以下結論:
(1)雅安普遍在4月下旬至5月上旬進入雨季,在10月上旬至中旬結束雨季,且雨季降水量約占全年總降水量的80%。
(2)雅安平均雨季初日為5月5日,平均雨季終日為10月11日。雨季平均持續(xù)時間為159 d,雨季平均降水量為985.4 mm。
(3)1991—2010年雅安雨季持續(xù)時間總體呈下降趨勢,2010年后總體呈上升趨勢。雅安雨季降水強度總體波動保持相對穩(wěn)定,僅2018和2019年異常,可能與這兩年大氣環(huán)流異常有關。
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