1961—2015年漢中市秋季連陰雨時空分布特征

譚代樂 李雙 杜建括

摘 要：利用1961—2015年陜西省漢中市6個氣象站點(diǎn)9—11月的逐日降水資料，應(yīng)用現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷方法，從降水量、持續(xù)時間以及發(fā)生次數(shù)等方面出發(fā)，對漢中市秋季連陰雨的時空變化特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：漢中市秋雨量占全年降雨量的近30%，其中秋季連陰雨量占全年降水的18.56%，約占秋雨量的60.37%。時間上，漢中市秋季連陰雨天氣多出現(xiàn)在9月，10月次之，11月出現(xiàn)次數(shù)最少，持續(xù)時間為4～6 d為主。1961—2015漢中市秋季連陰雨次數(shù)和總?cè)諗?shù)總體均呈下降狀態(tài)，但年際波動幅度較大。空間上，漢中秋季連陰雨呈南多北少、東多西少的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：秋季連陰雨;變化特征;時空分布;漢中市

Abstract： Based on the daily precipitation data of 6 meteorological stations in Hanzhong during September November from 1961 to 2015， this paper analyses the temporal and spatial features of autumn continuous raining from aspects of precipitation amount， durative days， and frequency by means of modern diagnostic methods in meteorological statistics. The results show that the precipitation amount of autumn makes up about 30% of annual precipitation， and the precipitation on amount of continuous rainfall in autumn accounts for about 18.56% of annual precipitation is about 60.37% of the precipitation of autumn rainfall in Hanzhong. In terms of time， the continuous rainy weather in autumn in Hanzhong mainly occurs in September， followed by October， and the least in November. The continuous rainy weather in autumn is mainly 4 ～ 6 days. Both the frequency and the durative days with obvious inter annual dynamics have a decreasing trend in the mass. Spatially， autumn continuous raining in Hanzhong is much less in north than in south， and much less in west than in east.

Keywords： autumn continuous raining; variation characteristics; temporal and spatial distribution; Hanzhong city

氣候變化對全球許多地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)、地球氣候系統(tǒng)以及國民經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)生深刻影響。降水作為最基本、最主要的氣象要素之一，其時空變化與干旱、洪澇、暴雨等災(zāi)害事件直接相關(guān)[1]，已成為氣候變化研究的重要領(lǐng)域。

降水的季節(jié)分配和降水事件模式直接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、雨水利用率等[2-3]。秋季連陰雨尤其是維持時間較長（長達(dá)15 d以上）的連陰雨過程會造成明顯的秋汛，給秋糧收獲、晾曬造成嚴(yán)重影響[4]。

漢中市位于陜西省西南部，多數(shù)年份的9—10月常出現(xiàn)連陰雨天氣。秋季連陰雨是漢中市秋雨的重要?dú)夂颥F(xiàn)象。目前，陜西省秋連陰雨天氣的研究主要集中于時空變化和成因[5]、連陰雨的環(huán)流特征和動力熱力學(xué)結(jié)構(gòu)[6]等方面。已有的漢中市秋季連陰雨研究主要涉及短時間尺度的秋季連陰雨天氣過程分析[7]，或僅側(cè)重于連陰雨發(fā)生頻次的時空特征分析[8]，而關(guān)于漢中市秋季連陰雨持續(xù)時間、降雨貢獻(xiàn)量以及時空變化趨勢的綜合研究并不多?；诖?，利用1961—2015年漢中市6個氣象站9—11月逐日（20：00至次日20：00）降水資料從降水貢獻(xiàn)量、持續(xù)時間、發(fā)生次數(shù)等方面出發(fā)，分析漢中市秋季連陰雨時空變化特征，以期為漢中市連陰雨的預(yù)報和秋季防災(zāi)減災(zāi)工作的開展提供參考。

1 資料來源與統(tǒng)計(jì)方法

1.1 資料來源

本文氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)（https：//data.cma.cn/），包括陜西省漢中市漢臺區(qū)、佛坪縣、鎮(zhèn)巴縣、略陽縣、寧強(qiáng)縣和留壩縣6個氣象站1961—2015年9—11月的逐日（20：00至次日20：00）降水資料。

1.2 連陰雨的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

為了分析連陰雨?duì)顩r的準(zhǔn)確性和提高連陰雨樣本數(shù)，參照陜西省氣象部門天氣統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合漢中市當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響，將漢中市秋季連陰雨的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定義如下：對于單個站點(diǎn)，連續(xù)4 d及以上測站日降水量≥0.1 mm且過程降水量大于20 mm時，記為一次連陰雨過程;連陰雨期間允許有1 d的微量降水或無降水間隔，但過程持續(xù)時間必須在5 d或5 d以上;把降水的第1天定義為連陰雨開始日，降水的最后1天定義為連陰雨的結(jié)束日[5]。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

本文采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，選用線性回歸法、累積距平法和滑動平均法，分析秋季降水量時間序列的變化趨勢。通過秋季降雨量等級劃分和標(biāo)準(zhǔn)誤差計(jì)算，整體分析漢中市不同量級秋雨事件對秋季降雨的影響。通過旬、月、年際、年代際等多時間尺度，分析秋季連陰雨時間序列變化特征。在ArcGIS環(huán)境下，通過反距離加權(quán)（Inverse Distance Weighted，IDW）差值法，分析漢中市秋季連陰雨發(fā)生次數(shù)、連陰雨總?cè)諗?shù)以及連陰雨傾向率變化等空間分布特征。

2 結(jié)果分析

2.1 漢中市秋季降水量特征

如圖1所示，漢中市1961—2015年秋季平均降水量為281.56 mm，最低值出現(xiàn)在1998年為138.90 mm，最高值出現(xiàn)在1964年為527.00 mm。用一元線性回歸法線性擬合了漢中市1961—2015年秋季降水量變化趨勢，擬合的線性方程結(jié)果為[y=-0.914x+307.15]，可見線性傾向率為-0.914，即秋季降水量變化為-0.914 mm/a（-9.14 mm/10 a），總體呈下降趨勢。此外，秋季降水的年代際差異明顯。例如：20世紀(jì)60年代，秋季平均降水量為319.34 mm，高于多年均值;20世紀(jì)70年代和20世紀(jì)80年代極為正向接近多年均值;20世紀(jì)90年代，秋季平均降水量為225.46 mm，明顯低于多年均值，是秋季降水最少的年代;21世紀(jì)前10年，秋季降水極為負(fù)向接近多年均值;2010—2015年，秋季平均降水量為317.22 mm，高于多年均值，接近20世紀(jì)60年代的均值。經(jīng)計(jì)算，漢中市1961—2015年平均秋季降水量變異系數(shù)為0.352。從數(shù)值來看，秋季降水量存在一定的年際波動。近55 a來，漢中市秋季平均降水量累積距平值和7年滑動平均總體呈先增大后減小再趨于零的趨勢，如圖2所示。具體而言，1961—1985年秋季降水呈波動增加趨勢，1986—2002年呈波動減少趨勢，2003—2015年呈小幅波動增加趨勢。

漢中市1961—2015年不大于5.9 mm的小雨事件占秋季總降雨次數(shù)的65.59%，而降雨量僅占秋季總雨量的16.35%;隨著降雨等級的增加，所占頻次呈遞減趨勢，秋季出現(xiàn)大暴雨、特大暴雨的頻率分別占秋季總降水頻次的1.04%和0.04%;6.0～14.9 mm的中雨和5.0～29.9 mm大雨事件對秋季降雨量的貢獻(xiàn)最大，分別為26.04%和25.93%，兩者合計(jì)達(dá)51.79%。可見，漢中市降雨頻次以小降雨事件為主，但對秋季總降雨量的貢獻(xiàn)以中雨、大雨事件為主。

2.2 漢中市秋季連陰雨特征

2.2.1 降雨貢獻(xiàn)量。秋季降雨量和秋季連陰雨對年降雨量的多年平均貢獻(xiàn)率分別為29.19%和18.56%，說明秋雨是全年降雨的重要組成部分，而秋季連陰雨對秋季降雨的貢獻(xiàn)率總體較高，但年際波動幅度較大，最大值達(dá)92.18%，最小值僅為19.65%，多年平均為60.37%。因此，深入了解漢中市秋季連陰雨特征對區(qū)域水資源管理、防洪抗旱工作的部署具有重要的參考意義。

2.2.2 持續(xù)時間。漢中秋季單次連陰雨事件持續(xù)時間以4～6 d為主，約占總數(shù)的64%;7～9 d占總數(shù)的24%;持續(xù)10 d以上的連陰雨不多，僅占總數(shù)的12%。1961—2015年6站點(diǎn)連陰雨持續(xù)時間最長的記錄出現(xiàn)在寧強(qiáng)縣，時間為1961年9月30日—10月19日共20 d，總降水量達(dá)220 mm。1980年9月3日—9月22日，漢中市大部分縣區(qū)出現(xiàn)了5～7 d的連陰雨天氣過程，平均降水量為147.2 mm，其中漢中市區(qū)降水量達(dá)153.2 mm。2005年9月19日—10月3日，漢中市大部分縣區(qū)出現(xiàn)了長達(dá)15 d的連陰雨過程，總降水量在159～304 mm。以上3次是較為典型的連陰雨天氣，發(fā)生時間為秋收時期。長時間的連陰雨給秋糧收獲、晾曬造成了嚴(yán)重影響，致使作物發(fā)芽霉?fàn)€，且低溫寡照對油菜育苗不利。

2.2.3 月、旬、年際變化。漢中市連陰雨最多的時段為9月上旬，約占整個秋季連陰雨次數(shù)的26%。隨著時間的推移，連陰雨次數(shù)逐漸減少，至11月下旬連陰雨4次，約占3%。月變化趨勢與旬變化趨勢一致，9月連陰雨共計(jì)74次，占總數(shù)的56%;其次是10月出現(xiàn)41次，占總數(shù)的31%;11月份出現(xiàn)連陰雨次數(shù)最少，共17次，僅占總數(shù)的13%。可見，9—11月連陰雨次數(shù)呈明顯遞減趨勢，這與西太平洋副熱帶高壓的脊線位置有關(guān)。9月副高脊線位置在25°N附近，有利于陜南連陰雨天氣的形成。10月之后，脊線位置南撤，對陜南降水的影響減弱。另外，9月華西地區(qū)對流比較旺盛，水汽相變較強(qiáng)烈，對流凝結(jié)潛熱釋放的正反饋?zhàn)饔糜欣谶M(jìn)一步加強(qiáng)對流，使得該地區(qū)的強(qiáng)降水頻繁發(fā)生[9]，因此漢中市秋季連陰雨天氣主要集中在9月。漢中市多年平均秋季連陰雨頻次為2.4次。年代際變化方面，秋季連陰雨頻次在20世紀(jì)60年代和20世紀(jì)70年代高于多年均值，20世紀(jì)80年代以來低于均值。秋季連陰雨頻次年際變率大，20世紀(jì)80年代前呈微波動下降態(tài)勢，20世紀(jì)80年代增加，20世紀(jì)90年代減少，21世紀(jì)以來增加。

2.3 漢中市秋季連陰雨空間分布特征

漢中市1961—2015年秋季連陰雨累計(jì)次數(shù)和總天數(shù)空間分布表現(xiàn)如下。漢中市東南部、西南部為連陰雨多發(fā)區(qū)，連陰雨次數(shù)大體上從南向北減少，存在明顯的北少南多的分布特征。其中，鎮(zhèn)巴縣是近55 a來連陰雨發(fā)生次數(shù)最多的區(qū)域，西南部的寧強(qiáng)縣次之。市中心以及北部的留壩縣、佛坪縣為連陰雨的少發(fā)區(qū)，最少的區(qū)域位于西北部的略陽縣。秋季連陰雨總?cè)諗?shù)的分布與連陰雨出現(xiàn)次數(shù)的分布基本吻合，也呈南多北少的分布特征。連陰雨總?cè)諗?shù)最多的地區(qū)、最少的地區(qū)也與連陰雨發(fā)生次數(shù)最多的地區(qū)、最少的地區(qū)相吻合。漢中市秋季連陰雨持續(xù)4～6 d的站點(diǎn)主要分布在略陽、漢中市區(qū)以及北部的佛坪等地;連陰雨日數(shù)7～9 d的站點(diǎn)分布在東南南部地區(qū);連陰雨日數(shù)10 d以上的站點(diǎn)主要分布在漢中市東南部地區(qū);北部大部分縣區(qū)未出現(xiàn)10 d以上時間較長的連陰雨天氣。

3 結(jié)論

①1961—2015年漢中市秋季降水變化傾向率為-9.14 mm/10 a，總體呈下降趨勢，但秋季降水的年代際差異明顯，對秋季總降雨量的貢獻(xiàn)以中雨、大雨事件為主。

②秋季連陰雨對秋季降雨的貢獻(xiàn)率總體較高，多年平均達(dá)60.37%，但年際波動幅度較大。秋季連陰雨持續(xù)時間一般以4～6 d為主，其次為7～9 d，10 d以上出現(xiàn)的頻率不多;多年平均出現(xiàn)時段以9月最多，10月次之，11月最少。

③秋季區(qū)域連陰雨的空間分布呈北少南多的特點(diǎn)，東南部的鎮(zhèn)巴和西南部的寧強(qiáng)出現(xiàn)次數(shù)最多，市中心和北部地區(qū)出現(xiàn)次數(shù)較少。

本文的研究結(jié)果能為更好地利用農(nóng)業(yè)氣候資源、做好防洪減災(zāi)工作提供參考，對秋季農(nóng)業(yè)灌溉用水具有一定的指導(dǎo)意義。

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