保山秋季連陰雨氣候特征及大氣環流分析

收稿日期：2024-02-01

作者簡介：祁倩（1991—），女，云南保山人，工程師，主要從事中短期天氣預報研究。

摘 要：利用1970—2020年9—11月NCEP/NCAR再分析資料、HadISST全球海表溫度資料、保山市5個地面氣象站逐日資料和26項海溫指數，采用小波分析、EOF分解等方法，分析了保山市秋季連陰雨的時空分布特征和異常環流特征及其成因。結果表明：保山秋季連陰雨發生頻率高，全市秋季連陰雨持續日數和頻次的空間分布主要為全市一致型。中部型ENSO與保山秋季連陰雨有顯著的相關性，歐亞中高緯高度場有利于引導冷空氣南下，孟灣北部高度場有利于引導低層西南暖濕氣流影響滇西，配合較大的水汽通量和異常偏強的水汽輻合，是保山出現連陰雨天氣的主要原因。

關鍵詞：秋季連陰雨；時空分布；大氣環流

中圖分類號：P458 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–0-03

連陰雨是春、秋季常見的一種嚴重氣象災害。春季連陰雨往往出現在水稻播種育秧時節，易造成大面積爛秧現象。秋季連陰雨可造成秋收秋種不能及時進行，對于已成熟的作物，不能及時收運打碾，待收或已收的作物會發芽霉爛，影響秋種質量、秋收產量。連陰雨濕度過高，還會引發某些農作物病蟲害的發生及蔓延。當前我國學者對各地的連陰雨做了廣泛研究[1-3]。楊愛萍[4]從高風險區域、發生次數等方面對江西省秋季連陰雨變化特征及其對秋收的影響進行了研究；馮明等[5]對湖北的連陰雨進行了分析，指出影響湖北秋季連陰雨的天氣系統主要是北方冷空氣的頻繁活動。對于保山而言，秋季連陰雨頻發，持續時間長，對全市農業生產造成嚴重影響。分析保山秋季連陰雨的氣候特征，充分認識保山秋季連陰雨的發生規律，為秋季連陰雨預測奠定基礎。

1 資料與方法

1.1 數據來源

資料來源：（1）保山市5個國家監測站的日降水與

日照資料；（2）NECP/NCAR再分析月平均資料；（3）英國

氣象局哈得來中心提供的月平均海表溫度（HadISST）資料；（4）國家氣候中心提供的26項海溫距平指數。

1.2 保山市秋季連陰雨定義

9—11月連續降雨（日降水量≥0.1 mm）7 d，連續降雨日的平均日降水量≥4 mm，所對應的天數的平均每日日照時數3 h，即為一次秋季連陰雨過程。以降水開始日的月份作為連陰雨發生的月份。

1.3 分析方法

當保山5個站同時出現連陰雨，記為一次全市性秋季連陰雨過程。利用小波分析、EOF分解等方法分析保山秋季連陰雨時空分布特征。采用合成分析、對比分析等方法分析秋季連陰雨明顯年份與無連陰雨年份的形勢場、水汽條件、海表溫度等，以及秋季連陰雨異常環流特征及其成因。

2 秋季連陰雨的時空分布特征

2.1 保山秋季連陰雨的時間變化特征

2.1.1 年際和年代際的變化特征

1970—2020年保山共出現25次全市性的秋季連陰雨過程，平均每2年發生1次，平均持續11 d。51年來保山秋季連陰雨的累計持續日數和頻次的年代際變化基本一致，呈增—減—增的趨勢。具體來說，20世紀70～90年代初秋季連陰雨頻次和累計持續日數逐漸增多，20世紀90年代至21世紀10年代秋季連陰雨頻次及累計持續日數略有減少，近10年保山秋季連陰雨頻次和累計持續日數又逐漸增加，但累計持續日數一直低于51年的平均值，而連陰雨頻次在2016年后就高于51年的平均值，說明近幾年保山秋季連陰雨次數增多，但每次持續時間不長。

2.1.2 周期變化特征

對連陰雨累計持續日數的EOF分析的第一模態和頻次EOF分析的第一模態對應的時間系數進行morlet小波分析，如圖1所示。由圖1a可知，保山連陰雨累計持續日數在20世紀80年代至21世紀00年代有明顯的5年的震蕩周期，21世紀00年代中期至21世紀10年代中期存在3年的震蕩周期。由圖1b可知，保山秋季連陰雨頻次從20世紀70年代中期至90年代有明顯的4年左右周期震蕩。20世紀90年代之后就不存在明顯的周期震蕩。由此可知，保山秋季連陰雨的周期存在明顯的階段性特征。

2.2 保山秋季連陰雨的空間分布特征

對秋季各地區的連陰雨出現的累計持續日數和頻次分別進行EOF分解，得到51年保山秋季連陰雨降水主要空間分布型。由圖2a、圖2c可知，累計持續日數和頻次的第1模態、第2模態均為正值，對應的時間系數也都為正值，表明51年來全市秋季連陰雨累計持續日數和頻次空間分布為全市一致型，即全市秋季連陰雨日數同步增多或同步減少，全市秋季連陰雨頻次同步增多或同步減少的分布特征。高值中心均位于龍陵，說明龍陵出現次數最多，持續時間也最長。

3 秋季連陰雨的環流特征

選取7年保山秋季連陰雨嚴重的年份為連陰雨年，7年沒有連陰雨發生的年份為無連陰雨年，對比連陰雨年與無連陰雨年的環流場、水汽條件、海溫等條件的差異，從而進一步揭示連陰雨環流特征及其成因。

3.1 環流形勢

從距平場來看（圖3），連陰雨年東亞北部地區為明顯的負距平區，表明有低值系統發展，其與貝湖的正距平區構成了西高東低的環流形式，我國大部分為負距平控制，東亞大槽偏強，有利于偏西路徑的冷空氣南下影響云南。青藏高原至滇緬地區高度場偏低，容易產生低值系統，從而影響滇西地區。無連陰雨年中亞到東亞北部地區是明顯的負距平，但我國38°N以南大部地區為正距平控制，不利于冷空氣向南擴展影響云南。青藏高原至孟灣北部為正距平，高度場偏高，不利于高原槽及南支槽產生并東移。從平均高度場來看，連陰雨年584線在90°E處經向度較大，有利于引導低層暖濕氣流向滇西地區輸送，而無連陰雨年584線較平直。綜上可知，在連陰雨年東亞北部地區高度場偏低，貝湖地區偏高，歐亞地區中高緯環流形勢有利于引導冷空氣南下影響云南，同時孟灣北部高度場偏低，584線經向度較大，有利于形成南支槽引導低層西南暖濕氣流影響滇西，出現連陰雨天氣。

3.2 海表溫度

為了分析ENSO事件與保山秋季連陰雨天氣的相關性，將25次全市性的秋季連陰雨過程累計持續日數與26項海溫指數做相關性分析。結果表明，ENSO Modoki指數（EMI指數）與累計持續日數呈正相關，相關系數通過了信度0.01的顯著檢驗。ENSO Modoki指數被廣泛用于定義中部型ENSO事件，表現為熱帶中太平洋海表溫度異常偏高，而東、西太平洋海表溫度異常偏低[6]。由此可以初步得出秋季中部型ENSO事件與保山秋季連陰雨有關。

分析連陰雨年和無連陰雨年秋季的海溫距平場（圖4），發現連陰雨年赤道東太平洋地區和南海地區海溫偏低，但赤道中太平洋海溫偏高，海溫表現為中部型ENSO，而在無連陰雨年赤道中東部太平洋海溫偏高，海溫表現為經典ENSO。上述結果表明，中部型ENSO與保山秋季連陰雨有顯著的相關性。

3.3 水汽條件

對比連陰雨年和無連陰雨年9—11月700 hPa水汽通量和水汽通量散度，得出在秋季孟加拉灣水汽通過西南氣流引導輸送至云南，在滇西地區連陰雨年水汽通量較大，同時水汽輻合程度異常偏強，大量水汽輸送到滇西并輻合，為保山形成秋季連陰雨提供充沛的水汽。在無連陰雨年水汽通量較典型連陰雨年偏弱，水汽輻合不明顯，水汽條件較差[7]。

4 結論

分析了1970—2020年保山市秋季連陰雨的時空分布特征和異常環流特征及其成因。得出了以下主要結論：

（1）保山秋季連陰雨發生頻率高，出現頻次和累計持續日數的年代際變化基本一致，近10年連陰雨次數增多，但累計持續日數不多。連陰雨的周期存在明顯的階段性特征，其中累計持續日數存在3～5年的震蕩周期，發生頻次在20世紀90年代前有4年的震蕩周期。

（2）全市秋季連陰雨持續日數和頻次的空間分布主要為全市一致型，即全市秋季連陰雨日數同步增多或同步減少，全市秋季連陰雨頻次同步增多或同步減少的分布特征。

（3）中部型ENSO與保山秋季連陰雨有顯著的相關性，從大尺度環流上看，歐亞地區中高緯環流形勢有利于引導冷空氣南下影響云南，同時孟灣北部高度場偏低，584線經向度較大，有利于形成南支槽引導低層西南暖濕氣流影響滇西，配合滇西地區較大水汽通量，異常偏強的水汽輻合，這是保山出現連陰雨天氣的主要原因。

參考文獻

[1] 蔡新玲，康嵐，孫嫻，等.2011年渭河和漢江上游秋汛期環流特征及暴雨致洪成因[J].暴雨災害，2013，32（2）：120-125.

[2] 陳懿妮，樓茂園，李嘉鵬，等.浙江秋季連陰雨氣候統計特征及其異常環流背景[J].氣象科學，2019，39（2）：264-273.

[3] 王麗娟，鄧方俊，陳小素.近45 a浙江連陰雨時空分布的環流特征及成因[J].大氣科學學報，2020，43（4）：707-717.

[4] 楊愛萍.江西省秋季連陰雨氣候變化特征及其對秋收的影響[J].氣象與減災研究，2014，37（3）：42-47.

[5] 鄭治斌.湖北省連陰雨災害特征及其影響分析[J].湖北農業科學，2020，59（16）：61-66.

[6] 羅連升，吳蓉，鄧汗青，等.安徽春季連陰雨與不同類型厄爾尼諾/拉尼娜衰減年的關系[J].暴雨災害，2023，42（2）：170 -178.

[7] 馮博，楊欣潔.近17年浙江省春季連陰雨時空分布特征及對農業的影響[J].農業災害研究，2022，12（10）：19-21，24.