馬天宇
(中國民用航空局 空管局氣象中心,中國 北京 100122)
我國江淮地區人口稠密,農業資源豐富,工業經濟發達,在全國具有重要的戰略地位。一般每年6月中旬至7月上旬,在我國的江淮流域常會出現一段連陰雨天氣,雨量很大,由于此時正值江南梅子黃熟季節,故稱“梅雨”。梅雨是我國江淮流域春末夏初過渡季節中的一種重要天氣氣候現象,每年入出梅的遲早、梅雨期的長短、梅雨量的豐枯,梅雨量的強弱,直接影響到江淮地區的旱澇。研究梅雨的發生發展規律,做好梅雨降水的預報服務工作,將對保障我國的人民財產安全及工農業生產的正常進行,有十分重要的意義。
春季位于長江中下游以南(中國東南部,以下簡稱江南)的江南春雨是東亞獨特的天氣氣候現象。其形成機制及特征量異常與東亞季風環流及副熱帶高壓的時間演變具有密切的關系;另外,東亞季風環流及副熱帶高壓變化又對其后的梅雨降水有較大的影響。因此,研究江南春季降水的變化規律,將對進一步研究梅雨降水的規律提供幫助。
本研究中所用的資料為全國738個氣象站點1961-2004年逐日降水量觀測資料。在綜合考慮站點數據的時間序列長度、完整性,代表性及所需區域的基礎上,從中選出1961年到2004年連續44年、區域分別為:北緯 110~120°,東經 24~30°、北緯 110~120°,東經 27~34°所含站點的觀測數據,分別用于分析江南春季降水的變化規律和梅雨降水的變化規律。
本問對北緯 110~120°, 東經 24~30°區域內各站點每年 13-27°候區域平均雨量分析,用于江南春季降水的變化規律研究以及北緯110~120°,東經27~34°區域內各站點每年6月第4候-7月第2候區域平均雨量分析計算,用于梅雨降水的變化規律研究。研究中,標準化處理出每年江南春季降水區域平均值,挑選出春季降水偏多和偏少的年份,畫出對應的后期梅雨季節的降水分布,分析前期降水偏多或偏少對應的后期梅雨異常情況。
2.1.1 江南地區1961-2004年春季降水量的年際變化

圖1 1961-2004年江南春雨日均降水

圖2 1961-2004年江南春雨日均降水距平
通過上圖及相關計算可以看出:1961-2004年間,江南地區春季平均日降水 44年的平均為 5.6mm,極大值為8.0mm(1975年),極小值為 3.1mm(1971 年)。
2.1.2 江南地區1961-2004年春季降水量異常年份選取
將1961-2004江南春季降雨區域平均日均降水量進行標準化。將處理后大于1和小于-1的年份選取,作為江南春季降雨的異常年份。經過處理,降水量較多(大于1)的年份為:1969年、1973年、1975年、1980年、1983年、1991年;降水量較少(小于1)的年份為:1963年、1965年、1971年、1974年、1985年。
2.2.1 梅雨1961-2004年區域平均日降水量的年際變化

圖3 1961-2004年梅雨日均降水
2.2.2 江南春雨異常年的梅雨空間分布及比較
江南春雨較多時梅雨空間合成分布(1969年、1973年、1975年、1980年、1983年、1991年):
通過圖3及相關計算可以看出:1961-2004年間,梅雨季平均日降水 44 年的平均值為 7.0mm,標準差為 2.3,極大值為 11.0mm(1983年),極小值為 2.3mm(1978 年)。

圖4
江南春雨較少時梅雨空間分布(1963年、1965年、1971年、1974年、1985 年):

圖5
兩種春雨情況下梅雨空間分布的比較分析:
梅雨的空間分布不均勻,有明顯南北差異,一般情況下,南部降水量較大,北部降水量較小。降水量最大值區域一般在南部地區。春雨較多的年份,梅雨的降水量明顯偏多;同樣,春雨較少的年份,梅雨的降水量偏少。春雨較多的年份,梅雨的降水雨帶及最大值區域明顯比較偏南;同樣,春雨較少的年份,梅雨的降水雨帶及最大值區域比較偏北。
由于比較春雨較多的年份和春雨較少的年份,梅雨空間分布狀況有比較明顯的北移。故希望從對梅雨有較大應響的東亞季風的強弱進行對兩者關系的分析。郭其蘊等人研究結果表明:東亞夏季風強的階段,中國東部夏季更容易出現華北與華南雙多雨帶的降雨格局,而在夏季風弱的階段,多雨帶則更容易發生在長江中下游地區。這一結果,與本文梅雨空間分布變化的結論比較一致。
另外,由江南春季降雨的形成機制(機制略)可知,江南春季降水的建立的時間,降水的量,也可以推測出東亞夏季風強弱變化及副高的變化趨勢。因此,就可通過夏季季風環流及副熱帶高壓找到江南春季降雨與其后梅雨降水的關系。
江南春雨較少時 ,這是由于東亞夏季風加強,高原近側氣旋性環流加強,使江南地區出現異常反氣旋性環流(氣旋性輻合環流減弱)所致,這時,夏季江淮地區的梅雨降水也較少,這是由于東亞夏季風強時,副高更容易北移出現華北與華南雙多雨帶的降雨格局,使江淮梅雨期變短,雨量減少。
江南春雨較多時,南海副高減弱較晚,長江中下游至江淮地區梅雨時間更長,降水偏多,這主要是由于東亞夏季風減弱,南海副高偏強,華南的異常西南風與圍繞高原的異常反氣旋環流的偏北風在長江中下游流域形成異常氣旋性環流所致。
[1]陳菊英.初夏南海高壓強是長江流域夏澇的強信號[J].中國減災,1998,8(3):20-23.
[2]段安民,毛江玉,吳國雄.孟加拉灣季風爆發可預測性的分析和初步應用[J].高原氣象,2004,23(1):18-25.
[3]孫穎,丁一匯.1999年東亞夏季風異?;顒拥奈锢頇C制研究[J].氣象學報,200361(4):406-420.
[4]萬日金,吳國雄.2006.江南春雨的氣候成因機制研究[J].中國科學D輯地球科學,36(10):936-950.
[5]張玉瑾,鄭耀文.梅雨季節和梅雨期[J].氣象,1981,7(2):11.
[6]林春育.關于梅雨問題討論中的幾個問題[J].氣象,1981,7(7):12214.
[7]郭文揚.梅雨討論的幾個問題[J].氣象,1980,6(12):14.