姚正蘭 李揚 王君軍
(貴陽市氣象局,貴陽 550000)
“端午水”在我國南方地區普遍流傳,是指每年端午節前后因為下大雨而漲的大水。對貴州而言,端午水的成因主要與冬夏季風的交替密切相關。南海夏季風一般于5月中旬爆發,夏季風爆發后季風降水逐漸影響到貴州;同時,冬季風仍有殘余勢力,冷暖空氣交匯造成鋒面降水。在季風降水和鋒面降水的共同影響下,端午前后往往會出現強度大而集中的降水,即“端午水”。如貴陽1988年端午節前后都出現暴雨天氣,從農歷五月初二到五月初九(8 d)總降水量為185.2 mm,而5 d后再次出現暴雨,造成近半月降水量達309.3 mm,致使當年的“端午水”泛濫,洪澇災害嚴重。
近十余年來,隨著數值預報水平的不斷提高,天氣預報準確率較以往有了較大幅度的提升[1-4]。目前最先進的天氣預報時效為10 d左右,我國目前天氣預報的能力已經接近7 d[5]。一周以上天氣預報誤差增大不可避免,其主要困難在于大氣系統的混沌特性和數值預報模式無法在10 d以后的預報給出可用信息[6]。而在實際業務工作中,相關部門常常需求未來7 d甚至10 d以上的氣象預報,特別是對防汛工作尤為重要,因此,預報員應該對本地“端午水”的氣候概況有所了解。本文以貴陽基準氣象站1951—2018年共68年逐日降水資料,分析貴陽“端午水”活動規律,討論“端午水”與夏季降水的關系,并從環流特征分析有利于端午水發生的形勢,以期預報員能更加全面的認識“端午水”,從而更加積極地應對“端午水”。
端午節為每年的農歷五月初五,如出現潤五月的年份,只按第一個五月初五。1951—2018年,端午節出現時間最早為陽歷的5月28日(1952、1971、1990、2009年),最晚為陽歷6月25日(1963、1982、2001年)。
對于端午水的概念,本文從以下兩個條件定義:條件一,根據文獻[7],端午節前后5 d內(即農歷五月初一到初十)有1或1 d以上日降水量≥25.0 mm,即為端午水;條件二,有些年份端午節前后雖然沒有出現大雨以上天氣,但又出現降水量相對集中的情況,針對這種現象,本文定義每年在端午期間(農歷五月初一到初十)10 d總降水量≥多年同期平均降水量的25%,則為端午水。凡端午期間(農歷五月初一到初十)出現上述兩種條件之一,即定義為端午水。
根據上述兩個條件,近68年來貴陽出現端午水的概率為72%(49/68),約十年七遇。將農歷五月初一到初五出現大雨以上的天氣過程統計為節前端午水,初六到初十出現的強降水統計為節后端午水,若端午節前節后都出現的強降水則前后都統計。貴陽近68年來節前端午水概率為36.8%(25/68),節后端午水概率為48.5%(33/68),顯然節后比節前更易發生端午水。進一步分析發現,端午節出現在陽歷各旬的端午水概率和降水強度差異較大(表1)。
近68年來,端午節出現在5月下旬的有11年(1952、1960、1968、1971、1979、1987、1990、1998、2006、2009、2017年),發生端午水的概率為45.5%(5/11),而其中有4年端午水發生在節前,僅有1年端午水發生在節后。這表明端午節出現在5月下旬的年份,發生端午水的概率不足50%,且主要發生在端午節前,若節前沒有出現端午水,那么節后發生端午水的可能性就不大。端午水以大雨為主。
端午節出現在6月上旬的有22年(1951、1954、1957、1959、1962、1965、1970、1973、1976、1978、1981、1984、1989、1992、1995、1997、2000、2003、2008、2011、2014、2016年),發生端午水的概率為90.9%(20/22),其中節前端午水概率50.0%(11/22),節后端午水概率為63.6%(14/22)。端午水出現大雨22次,暴雨3次。表明端午節出現在6月上旬的年份,發生端午水的概率極大,節后端午水多于節前端午水。端午水仍以大雨為主,但暴雨次數有所增加。
端午節出現在6月中旬的有23年(1953、1956、1961、1964、1967、1969、1972、1975、1980、1983、1986、1988、1991、1994、1996、1999、2002、2005、2007、2010、2013、2015、2018年),發生端午水的概率為78.3%(18/23),其中節前端午水概率30.4%(7/23),節后端午水概率為60.9%(14/23)。端午水出現大雨12次,暴雨11次。表明端午節出現在6月中旬的年份,發生端午水的概率較大,而端午水出現在節后的特征更明顯。端午水大雨和暴雨的次數接近,說明端午水的強度增大。
端午節出現在6月下旬的有12年(1955、1958、1963、1966、1974、1977、1982、1985、1993、2001、2004、2012年),發生端午水的概率為50.0%(6/12),其中節前端午水概率為25.0%(3/12),節后端午水概率為33.3%(4/12)。端午水出現大雨9次,未出現過暴雨。表明端午水出現在6月下旬的年份,發生端午水的特征不顯著,而端午水出現在節前還是節后的特征也不明顯。端午水以大雨為主。
綜上所述,端午節出現在陽歷5月下旬和6月下旬的年份,端午水發生的概率為50%左右(其中5月下旬的端午水主要發生在節前),端午水以大雨為主;端午節出現在陽歷6月上旬和中旬的年份,發生端午水的概率較大,達78.3%~90.9%,端午水發生在節后的特性顯著,端午水強度增大,特別是6月中旬的端午水多為暴雨。
為了更為詳細的討論端午水對夏季降水的影響,將夏季降水分為初夏降水和盛夏降水,定義5月下旬到6月的總降水量為初夏降水量,7—8月的總降水量為盛夏降水量。采用貴州省氣候中心降水評價的五級標準對端午水與夏季降水的影響進行評價。降水評價的五級標準為降水距平百分率(ΔR):ΔR>50%,為特多;25%<ΔR≤50%,為偏多;-25%≤ΔR≤25%,為正常;-50%≤ΔR<-25%,為偏少;ΔR<-50%,為特少。根據該五級標準得出不同等級端午水年份所對應的初夏和盛夏降水情況如表2。

表2 貴陽不同等級“端午水”對應夏季降水情況 Table 2 Summer precipitation for different grades of “Dragon Boat Festival water” in Guiyang
由表2可知,近68年來無端午水年份有19年(1953、1957、1958、1961、1963、1968、1975、1985、1990、1993、1998、2001、2004、2005、2006、2007、2008、2009、2017年)。其中,初夏降水偏少和特少的年份共有8年,偏多和特多的年份有3年,正常年份8年,而正常的8年中,負距平為5年,正距平為3年。可見,無端午水年份,初夏降水負距平概率達68.4%,以正常到偏少為主,出現偏少到特少的可能性較大。對于盛夏來說,降水偏少到特少和偏多到特多的年份均為3年,正常年份為13年。表明無端午水年份,盛夏降水無明顯的偏多偏少特征,降水以正常為主。
端午水偏少的年份有8年(1962、1967、1970、1981、1982、1991、2013、2014年)。在這8年中,初夏降水偏少和特少共3年,正常年份3年,偏多2年;盛夏降水偏少和特少共4年,正常1年,偏多和特多3年。可見,端午水偏少的年份,無論是初夏還是盛夏,降水都無明顯的偏多或偏少傾向。
端午水正常的年份有18年(1951、1954、1955、1956、1959、1966、1972、1973、1976、1978、1979、1987、1989、1992、1994、2000、2003、2016年)。在這18年中,初夏降水偏少4年,正常年份8年,偏多和特多6年;盛夏降水偏少和特少共9年,正常7年,特多2年。可見,端午水正常的年份,初夏降水以正常到偏多為主,而盛夏降水則以正常到偏少特征顯著。
端午水偏多的年份有11年(1971、1974、1980、1983、1986、1996、1997、1999、2010、2011、2018年)。在這11年中,初夏降水偏少2年,正常年份7年,偏多和特多2年;盛夏降水特少1年,正常8年,特多2年。可見,端午水偏多的年份,初夏和盛夏降水均以正常為主。
端午水特多的年份有12年(1952、1960、1964、1965、1969、1977、1984、1988、1995、2002、2012、2015年)。在這12年中,初夏降水無偏少和特少年份,偏多和特多年份共5年,正常年份7年;盛夏降水12年均為正常。由此可見,端午水特多的年份,初夏降水以正常到偏多為主,盛夏降水以正常為主。當端午水出現特多時,貴陽更易發生初夏洪澇災害,如1988、1995、2015年。
由以上分析可以看出,端午水對初夏降水的影響較為明顯,其中無端午水年份和端午水特多年份對初夏降水的影響最為顯著;而端午水與盛夏降水的關系并不十分明顯。
分別選取一個無端午水年和端午水特多年份對比分析其環流特征。在此挑選典型無端午水年2009年,當年端午期間(5月24日—6月2日)10 d總降水量為34.1 mm,同比偏少50%,根據該10 d的500 hPa風場合成圖(圖1)。同樣選取典型端午水特多年2015年,當年端午期間(6月16—25日)10 d總降水量為122.6 mm,同比偏多78%,端午期間10 d的500 hPa風場合成圖見圖2。
由圖1和圖2可見,端午期間降水特多年(2015年)西太平洋副熱帶高壓西側的東南季風強度相對無端午水年(2009年)明顯偏強,偏南氣流經過北部灣及南海延伸至貴州東南部并維持,這樣環流形勢有利于副熱帶高壓外圍西側的暖濕氣流向貴州輸送。在無端午水年高原槽主要位于西藏高原西部,貴州上游地區的四川及西藏東部為高壓脊控制,這樣環流形勢不利于貴州大范圍降水;而在降水特多年高原東側至四川多為低槽控制,低槽東移有利于西南渦生成及移動,副熱帶高壓外側偏南氣流在貴州東南部穩定維持,對高原東移的低槽有一定阻擋作用,有利于在貴陽出現持續性降水。另外高原低槽東移帶動高原弱冷空氣向東南移動,與南方暖濕空氣在貴州省上空交匯從而造成本省大范圍降水。

圖2 典型端午水特多年 500 hPa風場合成圖 Fig. 2 Map of 500 hPa wind situation in typical years with excessive Dragon Boat Festival water
同樣,對比分析典型無端午水年和典型端午水特多年700和850 hPa風場特征(圖略),可以發現,端午水特多年在川中附近低渦較無端午水年偏強,并且降水特多年在南海及北部灣至貴州的偏南氣流建立,增強海洋上空暖濕氣流向貴州的輸送,水汽條件有利于貴州出現強降水。在地面圖上也存在相同特征(圖略)。
1)貴陽出現端午水的概率為72%,約十年七遇,其中節后比節前更易發生端午水。
2)端午節出現在陽歷5月下旬的年份,端午水發生概率為45.5%,主要出現在節前,以大雨為主;端午節出現在陽歷6月上旬的年份,端午水發生概率為90.9%,極易發生端午水,主要出現在節后,降水強度加大;端午節出現在陽歷6月中旬的年份,端午水發生概率為78.3%,端午水出現在節后的特征明顯,易發生大到暴雨天氣過程;端午節出現在6月下旬的年份,端午水概率為50.0%,以大雨為主。
3)無端午水年份,初夏降水以正常到偏少為主,出現偏少到特少的可能性較大;端午水偏少的年份,對初夏降水的信號特征不顯著;端午水正常年份,初夏降水以正常到偏多為主;端午水偏多的年份,初夏降水以正常為主;端午水特多年份,初夏降水以正常到偏多為主。
4)典型端午水特多年,西太平洋副熱帶高壓西側的東南季風偏強,青藏高原東側多低壓槽活動。而典型無端午水年,東南季風偏弱,高原槽主要位于西藏高原西部。在中低層四川中部的低渦,端午水特多年明顯偏強,并且在南海及北部灣至貴州的偏南風也強于無端午水年。
Advances in Meteorological Science and Technology2019年3期