金華市1961～2011年梅雨特征量的統計分析

摘要 利用金華市1961～2011年的年降水量和逐日降水量資料，分析梅雨特征量（梅雨起訖日期、梅雨期長度、梅雨量、梅雨強度）的基本統計特征及其相互關系，并在此基礎上對梅雨汛期的年際和年代際變化、周期和變化趨勢進行了研究，最后探討了各梅雨特征量對厄爾尼諾（拉尼娜）年的響應。結果表明，金華市梅雨年際和年代際變化明顯，大致存在22年的周期；厄爾尼諾年，金華市出梅偏遲，梅雨期長度偏長，梅雨量偏多，梅雨強度偏強；拉尼娜年，金華市梅雨量偏少，梅雨強度偏弱。

關鍵詞 梅雨；特征量；統計；金華市；厄爾尼諾事件；拉尼娜事件

中圖分類號S161.6文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10242-03

基金項目國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201310345019）。

作者簡介應瑤（1993-），女，浙江寧波人，本科生，專業：地理科學。*通訊作者，教授，碩士生導師，從事災害地理學教學與研究。

梅雨是每年6～7月江淮地區出現的持續降雨天氣。相關研究表明，每年梅雨特征量的變化直接與江淮地區旱澇災害的形成有關。因此，梅雨一直是吸引廣大氣象學者研究的重要課題，目前該方面的研究也取得了較大進展[1-3]。如魏鳳英等根據長江中下游梅雨特征量的年代際變化，將1885～2000年劃分為6個不同的梅雨階段[1]；閔屾等分析認為梅雨降水特征有很強的地域性，劃分江淮梅雨區為3個子區，研究各區域梅雨特征量的相關性[2]。金華市位于浙中地區，地處金衢盆地，屬于亞熱帶季風氣候，年平均降水量在1 414.3 mm，其中5～7月降水最集中，占5～9月汛期降水量的64.7%，其變率極大，是暴雨、強對流等災害性天氣發生頻次最多時段，誘發地質災害，并嚴重地造成生命和財產損失。因此，筆者主要對近51年金華市梅雨特征量進行分析，通過了解金華市梅雨的特點及變化趨勢，輔助洪澇災害的預報及政府部門決策，進而減少梅雨災害帶來的損失。

1 資料與方法

1.1 資料來源浙北地區進入梅雨期的時間大致在6月上旬～7月中旬，考慮到某些年份在5月下旬出現早黃梅的情況，因此在確定入梅日、出梅日、梅雨期長度與梅雨量（從入梅日到出梅日之間的時期內降雨量的總和）時選取資料為金華站1961～2011年各年份5～7月逐日降水量；在確定梅雨強度時結合了金華站1961～2011年各年份年降水量。降水數據資料均來源于中國氣象局國家氣候中心，海溫資料來源于NCEP的1961～2011年全球平均海溫場的經緯格網資料。

1.2 梅期劃分方法由于梅雨期出現的早晚與東亞大氣環流的季節變化有關，大氣環流因子具有復雜性和多變性，各地梅期又具有差異性，因此梅雨期的劃分是廣大氣象學者的重大難題，梅期劃分尚無一個固定的標準。參考其他學者梅期劃分的方法，確定如下具體標準[4-6]：將6月15日以前結束的連續降雨時段定為春雨時段，將7月15日以后出現的連續降雨時段定為夏雨時段，區分出梅雨期所在時間范圍；首次出現連續3 d及以上連陰雨天氣，且其中有1 d雨量可達大到暴雨，則取起始日為入梅日，若首次出現連續5 d連陰雨天氣，也可取第1天為入梅日；在連陰雨天氣之后出現連續5 d以上的無雨日，則取第1天為出梅日；當6月中下旬已出現出梅日，而7月上旬又出現較長一段時間的連續陰雨天氣，則將其確定為二度梅，納入梅期之內；梅雨期長度為入梅日與出梅日之間的日數。

1.3 梅雨強度的計算 梅雨強度是形容梅雨期降水集中程度的特征量，對于指示洪澇災害有重要意義。然而對梅雨強度的評判沒有統一的標準，參考徐群等的研究[7-9]，最終確定梅雨強度（M ）用下面的公式表示：

2 結果與分析

2.1 梅雨期的變化特征分析

2.1.1時間特征。在1961～2011年的51年中，除去3年空梅（1981、2003和2006年），最早入梅日期為5月11日（1973年），最遲入梅日為6月25日（1961年），入梅日前后相差達45 d，平均入梅日期為6月9日；最早的出梅日期為6月15日（1961年），最遲出梅日期為7月20日（1999年），出梅日前后最大相差35 d，平均出梅日期為7月5日。梅雨期長度最短為11 d （1982年），最長達64 d（1973年），梅雨期平均長度為26 d。

2.1.2年際和年代際變化特征。入梅日和出梅日均存在顯著的年際變化，經計算，入梅日和出梅日的標準差分別為9.41和8.54，由此看出入梅日的年際變化較出梅日顯著。若定義標準化距平值<-1的年份為早入梅年；定義標準化距平值>1的年份為晚入梅年。從入、出梅標準化距平值的時間序列（圖1a、b）可以看到，早入梅年主要集中在20世紀70年代，晚入梅年主要集中在21世紀初；同理得到，早出梅年主要集中在20世紀80年代，晚出梅年集中在20世紀70和90年代。從梅雨期長度的標準化時間序列（圖1c）看出梅雨期長度的年際變化亦較顯著，經計算，其標準差為11.26，梅雨期長度年際變化顯著會導致長江中下游旱澇災害頻繁。定義標準化距平值>1的年份為長梅年，長梅年主要集中在20世紀70和90年代。分析所得數據結果，長梅年集中的年代與早入梅年和晚出梅年集中的年代均對應。

2.1.3周期和變化趨勢。從入梅日的3年滑動距平來看（圖1a），1961～2011年大致包括2.5個周期，其周期長度約為22年，這與太陽活動的磁性周期是相同的，李邦憲研究金華市的旱澇氣候特征發現其周期也對應太陽活動的22年周期[10]，初步認為梅雨與洪澇災害有一定的相關性；就總體的變化趨勢上看，入梅日呈現較強的推遲趨勢。同理，根據出梅日的3年滑動距平（圖1b），依據其波峰情況大致將其劃分為4個周期，其周期長度約為12年，這與胡波等研究得出的浙江省自1975年后梅雨存在11～13年周期相吻合[11]；從整體上來看，近年的出梅日期相較1961年沒有太大的變化。觀察梅期長度的3年滑動距平（圖1c），可以明顯看出2.5個波動周期，判斷其周期亦為22年；梅期長度的變短趨勢較明顯，且其與入梅日呈現相反的變化趨勢。

2.2 梅雨量的變化特征分析

2.2.1基本特征。統計1961～2011年梅雨量發現，最少梅雨量為38 mm（2007年），最大梅雨量與最小梅雨量相差800 mm，51年的平均梅雨量為304 mm。將各年份梅雨量與其5～7月份的總雨量相比，其比值的平均值為51.9%，說明5～7月的降水集中在梅雨期，趙賢產等在金華地區時段暴雨的研究中也發現，時段暴雨旬際分布的最高峰正是6月中下旬，即梅汛期是降水最集中期[12]。梅汛期降水具有降水集中、強度大的特征。

2.2.2年際和年代際特征。分析梅雨量標準化距平值的時間序列（圖2），將標準化距平值<-1的年份定義為枯梅年，1961～2011年金華市則有10個枯梅年；將標準距平值>1的年份定義為豐梅年，則有8個豐梅年；枯梅年主要集中在21世紀初，而豐梅年主要集中在20世紀90年代，即進入21世紀以后梅雨量出現了驟降。

2.2.3周期和變化趨勢。求取1967～1977、1978～1988、1989～1999、2000～2010年這4個時期梅雨量的平均值，其結果分別為395、209、417、201 mm，與金華市的豐枯年變化的22年周期相對應[13]。總觀其整個變化趨勢，梅雨量呈現出較微弱的減少趨勢。

2.3 梅雨強度的變化特征分析

2.3.1基本特征。采用梅雨強度計算公式得到1961～2011年金華市的梅雨強度為1.12～4.79， 51年間金華市梅雨強度最大的年份為1995年，其次為1999年，據了解1999年也是浙江省出現世紀性暴雨的年份。

2.3.2年際變化和年代際變化。當梅雨強度標準距平值<-1時，認為該年的梅雨強度偏弱，當梅雨強度標準距平>1時，認為該年的梅雨強度偏強。從圖3可以看出，金華市梅雨強度偏強的年份主要出現在20世紀90年代，而梅雨強度偏弱的年份主要集中在21世紀初；從20世紀90年代至21世紀梅雨強度顯著減弱，與梅雨量的年代際變化出現了相同的情況。

2.3.3周期和變化趨勢。分析梅雨強度的3年滑動距平（圖3）發現，1961～2011年金華市出現了明顯的近似于正弦曲線的周期變化，其周期約為22年。總體上，51年間具有梅雨強度由弱變強的變化趨勢。

2.4 梅雨特征量間的相互關系通過SPSS軟件對51年來的梅雨特征量進行了相關性分析，結果發現（表1），入梅日與梅雨期長度之間存在著顯著的負相關性，出梅日與梅雨期長度間的相關性較入梅日的相關性低，入梅日與出梅日的相關性較低。梅雨期長度對梅雨量有較強的影響，可以說明梅雨期長度越長，梅雨期雨量越大。由于梅雨強度中包含了梅雨量的系數，梅雨強度與梅雨量的相關性極高。總體而言，梅雨期長度是描述梅雨的最重要特征值。

2.5 梅雨特征量與厄爾尼諾（拉尼娜）事件的相互關系長江中下游入、出梅的遲早與西太平洋副熱帶高壓活動密切相關[3]，且中東赤道太平洋SST（Sea Surface Temperature）與西北太平洋副熱帶高壓的強度具有滯后半年左右的正相關，因此可以推測中東赤道太平洋SST與長江中下游梅雨存在一定的相關性。厄爾尼諾事件與拉尼娜事件是描述中東赤道太平洋海溫異常的指標，通常將中東赤道太平洋SST距平值達±0.5 ℃且持續6個月以上的事件稱為厄爾尼諾（拉尼娜）事件，由于王世平研究發現NINO 3區（5°N～5°S、90°～150°W）與NINO 1+2+3+4變化趨勢相同，僅振幅較小[14]，所以采用NINO 3區來確定厄爾尼諾年和拉尼娜年。根據厄爾尼諾（拉尼娜）年判斷標準[15]，得出1961～2011年中共有15個厄爾尼諾年（1964、1966、1970、1973、1977、1983、1987、1988、1992、1993、1995、1998、2003、2007、2010年）和15個拉尼娜年（1963、1965、1968、1971、1972、1974、1975、1976、1979、1985、1986、1990、2000、2008、2011年）。

統計各梅雨特征值的距平，在15個厄爾尼諾年中，入梅偏早的年份有7年，出梅偏遲的年份有9年，梅雨期偏長的有8年，梅雨量偏多的年份有8年，梅雨強度為正距平值的年份有10年。由此表明，處于厄爾尼諾年時，金華市很可能出現出梅偏遲、梅雨期偏長、梅雨量偏多、梅雨強度偏強的情況。同理，統計15個拉尼娜年中的梅雨各特征值的距平值，入梅偏遲的年份有7年，出梅偏早的年份有9年，梅雨期長度偏短的年份有9年，梅雨量偏少的年份有9年，梅雨強度平均偏弱的年份有9年。由此可以得出，當處于拉尼娜年時，金華市出梅偏早、梅雨量偏少、梅雨強度偏弱。對比厄爾尼諾年與梅雨特征值標準距平值>1的年份發現，9個晚出梅年中有7年屬于厄爾尼諾年（E）或其次年（E+1），發生頻率為77.8%；8個豐梅年中有6年屬于厄爾尼諾年或其次年，發生頻率為75%；9個梅雨強度偏強的年份中有8年屬于厄爾尼諾年或其次年，發生頻率為88.9%（表2）。由此更能證明厄爾尼諾當年或次年，金華市的出梅日偏晚、梅雨量偏多、梅雨強度偏強。

3 結論

（1）金華市入梅日期的時間分布較為分散，最大可達45 d。相較入梅日和出梅日，梅期長度的年際變化最大。

（2）總體上來看，51年間金華市的入梅日呈現推遲的變化趨勢，梅雨期長度呈現縮短的變化趨勢，梅雨量呈現減少的變化趨勢，梅雨強度呈現增強的變化趨勢。

（3）入梅日、梅雨期長度、梅雨量存在較明顯的周期性波動，其他特征量的周期性不太明顯，其周期大致為22年。

（4）金華市梅雨各特征量之間存在較大相關性，梅雨期長度是描述梅雨的最重要特征量。