杜占德,向 征
(山東省水文局,山東 濟南 250002)
山東省各區域降水量差別較大,根據各地氣候特征和多年降水資料分析,將全省劃分為魯西北、魯西南、魯中、魯南、半島5個區域進行降水統計分析及預測,然后再綜合評價給出預測結論。
山東整體降水具有“旱—澇—旱—澇”的變化周期(非準周期),周期年限約60~70年。山東省多年平均年降水量677.1mm,1953—1975年為豐水年,多年平均年降水量730mm左右。1976—2016年為枯水年,多年平均年降水量640mm左右。2018年汛期降水為正距平,回升趨勢明顯,可以預測:山東省將要轉入豐水周期,據此分析2019年山東省降水量正常或偏多的可能性大。
根據山東省1953—2018年66年的年、汛期降水量系列資料分析,在6個逢“9”的年份中,全省年降水量有2個年份偏少,有4個年份為正常年份。據此預計2019年全省年降水量、汛期(6~9月)降水量都為正常年份或略偏少。
2018年全省平均年降水量781.7mm(較常年同期偏多15%),汛期(6~9月)降水量558.8mm(較常年同期偏多13%)。根據1953年以來66年的降水資料統計分析:全省平均年降水量在750~800mm并且汛期(6~9月)降水量在560~610mm的年份有7年,其中次年降水有5年偏多,2年接近常年。汛期降水量是5年偏多,1年接近常年,1年偏少。由此預計,2019年山東省年降水量、汛期降水量偏多概率大。降水量偏多10%~20%年份與次年降水量相關統計見表1。
2018年11月至2019年2月全省平均降水量為52mm,與多年平均(51.6mm)持平。1953—2018年的66年中與2018年相似的有8年。這8年對應的次年年降水量和汛期降水量均有4年偏多(偏多概率50%)。由此預計2019年年降水量和汛期降水量應該接近常年。
統計分析,當冷冬時(冬季ΔT≤-0.5℃),山東汛期以多雨為主,其概率為73%,山東省2018—2019年冬季平均氣溫正距平,由此預測山東省2019年汛期降水偏少概率大。
統計山東地區歷年降水實況數據,綜合分析海溫、大氣環流、高原積雪等物理因子,總結出影響山東地區夏季降水的主要物理因素見表2。
1)厄爾尼諾與山東汛期降水關系分析。自2018年9月以來赤道中東太平洋海溫持續偏高,進入厄爾尼諾狀態,近期赤道中東太平洋表層和次表層的熱力特征均有利于厄爾尼諾事件的進一步發展。預計本次厄爾尼諾事件將持續到2019—2020年冬季,強度為中等偏強,厄爾尼諾發展年有利于夏季副高偏強偏南,不利于山東地區降雨。

表1 山東省降水量相似年統計表

表2 影響山東夏季降水的主要物理因素
綜合分析1951年以來歷次厄爾尼諾事件發展年夏季降水合成,山東省除半島和魯西南、魯南部分地區降雨正距平外,其他大部地區都是負距平。
2)副高強度與山東汛期降水相關分析。多模式集合預測2019年夏季副熱帶高壓面積偏大,強度持續偏強,位置偏南、偏西。這種副高態勢易造成主雨帶偏南,山東地區少雨。
3)東亞季風。2019年東亞夏季風略偏弱,不利于我國夏季雨帶北上,山東地區多雨概率小。
4)高原積雪與山東汛期降水相關分析。2018—2019冬季青藏高原積雪較常年同期偏多74%,為近40年來最高值,積雪偏多會導致東亞季風偏弱,有利于主雨帶偏南,山東地區降雨偏少。
5)臺風預測。1992年以來,臺風生成個數呈減少趨勢,峰值約25年間隔,2014—2018年是小高峰年,統計分析,2019年臺風仍處于生成和登錄個數偏多、偏強的年代際背景下。結合厄爾尼諾相似年、青藏高原積雪偏多相似年等因素綜合分析,推測2019年生成臺風偏多的可能性大,但登陸后西行臺風多,北上臺風偏少,預測今年可能有0~1個臺風影響山東。
綜合以上分析:預計2019年山東省汛期(6~9月)降水量440~480mm左右,整體偏少10%左右。由于降水時空分布不均,魯南、魯東南、半島局部偏多10%~20%,其他地區偏少10%~20%。
1)氣象干旱。預計山東省夏季總體溫高雨少,發生夏旱的可能性較大,建議提前準備,做好調水、蓄水工作。2)強對流天氣。汛期短時強降水、雷雨大風、龍卷風、冰雹等強對流天氣發生頻繁,需采取應對措施降低其對工農業生產、基礎設施和人民生命財產的影響。3)城市內澇。夏季極端天氣氣候事件偏多,近年局部區域性強降水造成城市內澇明顯偏多,要做好應對準備。4)臺風。雖預測登錄影響山東省臺風偏少,但強臺風帶來的暴雨洪澇和大風災害影響巨大,要做好防御準備。
目前海溫的演變還存在一定的不確定性,同時國內外氣候模式對中高緯度大氣環流的預測尚存在分歧,這些客觀因素增加了2019年汛期氣候趨勢預測的難度。山東省水文局將密切關注大氣環流和海洋等因子的演變,根據未來國內外模式的滾動預測,結合山東地區氣候特征,對預測結果進行滾動訂正,為山東省防汛抗旱工作提供技術支撐。