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9—11月的逐日降水資料，應用現代氣候統計診斷方法，從降水量、持續時間以及發生次數等方面出發，對漢中市秋季連陰雨的時空變化特征進行分析。結果表明：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在9月，10月次之，11月出現次數最少，持續時間為4～6 d為主。1961—2015漢中市秋季連陰雨次數和總日數總體均呈下降狀態，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。

關鍵詞：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的自然生態系統、地球氣候系統以及國民經濟等產生深刻影響。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、暴雨等災害事件直接相關[1]，已成為氣候變化研究的重要領域。

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

漢中市位于陜西省西南部，多數年份的9—10月常出現連陰雨天氣。秋季連陰雨是漢中市秋雨的重要氣候現象。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]、連陰雨的環流特征和動力熱力學結構[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]，或僅側重于連陰雨發生頻次的時空特征分析[8]，而關于漢中市秋季連陰雨持續時間、降雨貢獻量以及時空變化趨勢的綜合研究并不多。基于此，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量、持續時間、發生次數等方面出發，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報和秋季防災減災工作的開展提供參考。

1 資料來源與統計方法

1.1 資料來源

本文氣象數據來自中國氣象數據共享網（https：//data.cma.cn/），包括陜西省漢中市漢臺區、佛坪縣、鎮巴縣、略陽縣、寧強縣和留壩縣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 連陰雨的統計標準

為了分析連陰雨狀況的準確性和提高連陰雨樣本數，參照陜西省氣象部門天氣統計標準，結合漢中市當地氣候特點和對農業生產造成的影響，將漢中市秋季連陰雨的統計標準定義如下：對于單個站點，連續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束日[5]。

1.3 數據處理方法

本文采用Microsoft Excel 2010軟件進行氣象數據的統計分析，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準誤差計算，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環境下，通過反距離加權（Inverse Distance Weighted，IDW）差值法，分析漢中市秋季連陰雨發生次數、連陰雨總日數以及連陰雨傾向率變化等空間分布特征。

2 結果分析

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，最低值出現在1998年為138.90 mm，最高值出現在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60年代，秋季平均降水量為319.34 mm，高于多年均值;20世紀70年代和20世紀80年代極為正向接近多年均值;20世紀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世紀前10年，秋季降水極為負向接近多年均值;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60年代的均值。經計算，漢中市1961—2015年平均秋季降水量變異系數為0.352。從數值來看，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最大，分別為26.04%和25.93%，兩者合計達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 降雨貢獻量。秋季降雨量和秋季連陰雨對年降雨量的多年平均貢獻率分別為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率總體較高，但年際波動幅度較大，最大值達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 持續時間。漢中秋季單次連陰雨事件持續時間以4～6 d為主，約占總數的64%;7～9 d占總數的24%;持續10 d以上的連陰雨不多，僅占總數的12%。1961—2015年6站點連陰雨持續時間最長的記錄出現在寧強縣，時間為1961年9月30日—10月19日共20 d，總降水量達220 mm。1980年9月3日—9月22日，漢中市大部分縣區出現了5～7 d的連陰雨天氣過程，平均降水量為147.2 mm，其中漢中市區降水量達153.2 mm。2005年9月19日—10月3日，漢中市大部分縣區出現了長達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、晾曬造成了嚴重影響，致使作物發芽霉爛，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的26%。隨著時間的推移，連陰雨次數逐漸減少，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74次，占總數的56%;其次是10月出現41次，占總數的31%;11月份出現連陰雨次數最少，共17次，僅占總數的13%。可見，9—11月連陰雨次數呈明顯遞減趨勢，這與西太平洋副熱帶高壓的脊線位置有關。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月華西地區對流比較旺盛，水汽相變較強烈，對流凝結潛熱釋放的正反饋作用有利于進一步加強對流，使得該地區的強降水頻繁發生[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60年代和20世紀70年代高于多年均值，20世紀80年代以來低于均值。秋季連陰雨頻次年際變率大，20世紀80年代前呈微波動下降態勢，20世紀80年代增加，20世紀90年代減少，21世紀以來增加。

2.3 漢中市秋季連陰雨空間分布特征

漢中市1961—2015年秋季連陰雨累計次數和總天數空間分布表現如下。漢中市東南部、西南部為連陰雨多發區，連陰雨次數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，鎮巴縣是近55 a來連陰雨發生次數最多的區域，西南部的寧強縣次之。市中心以及北部的留壩縣、佛坪縣為連陰雨的少發區，最少的區域位于西北部的略陽縣。秋季連陰雨總日數的分布與連陰雨出現次數的分布基本吻合，也呈南多北少的分布特征。連陰雨總日數最多的地區、最少的地區也與連陰雨發生次數最多的地區、最少的地區相吻合。漢中市秋季連陰雨持續4～6 d的站點主要分布在略陽、漢中市區以及北部的佛坪等地;連陰雨日數7～9 d的站點分布在東南南部地區;連陰雨日數10 d以上的站點主要分布在漢中市東南部地區;北部大部分縣區未出現10 d以上時間較長的連陰雨天氣。

3 結論

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以中雨、大雨事件為主。

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

③秋季區域連陰雨的空間分布呈北少南多的特點，東南部的鎮巴和西南部的寧強出現次數最多，市中心和北部地區出現次數較少。

本文的研究結果能為更好地利用農業氣候資源、做好防洪減災工作提供參考，對秋季農業灌溉用水具有一定的指導意義。

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