邵陽市近50 年秋季連陰雨氣候的特征分析

黃俊翔，楊 宇，甘偲鳳，于 希，李 重

1.邵陽市氣象局，湖南邵陽 422000；2.洞口縣氣象局，湖南洞口 422300；3.邵陽市氣象局，湖南邵陽 422000；4.綏寧縣氣象局，湖南綏寧 422600；5.新寧縣氣象局，湖南新寧 422700

氣象學上把出現連續3 d以上的陰雨天氣，同時只出現短暫日照時間的天氣現象稱為連陰雨。連陰雨天氣過程的日降水量由小雨、中雨甚至大雨組成，有時也會出現暴雨。雖然連陰雨總體降水不如春夏強對流和汛期降水激烈，但秋季連陰雨卻是常見的氣象災害之一，由于其持續時間長、降水范圍廣、日照時間短、氣溫持續偏低的特點，對農業生產、交通運輸和糧食貯存等行業產生較大危害[1-4]。不同地區的秋季連陰雨呈現出不同的變化趨勢與分布特征，我國典型的秋季連陰雨為華西秋雨，也是我國雨季重要的組成部分[5]。

邵陽地處湖南西南部，屬典型的中亞熱帶濕潤季風氣候，整體表現為雨季明顯、夏秋多旱，因而在秋季出現大范圍連陰雨天氣比較罕見。選取1971—2020年邵陽市10個地區的氣象觀測資料，用以研究邵陽秋季（9—11月）連陰雨的基本特征和變化規律，探究其氣候特征和成因機制，為邵陽秋季連陰雨提供預報思路與方法。

1 資料和方法

選取邵陽市區、洞口縣、綏寧縣、隆回縣、武岡市、新寧縣、城步縣、邵陽縣、新邵縣、邵東市10個地區的地面觀測站1971—2020年的秋季（9—11月）觀測資料，根據湖南省氣象標準，篩選出日降水量≥0.1 mm并且持續連續7 d以上，過程日平均日照數≤1 h的定義為一次秋季連陰雨過程[6]。同時，選取2020年邵陽市秋季連陰雨過程進行個例分析。

2 秋季連陰雨的氣候特征

2.1 次數分布

1971—2020年的邵陽市10個地區的氣象觀測資料統計顯示，洞口縣、武岡市、綏寧縣連陰雨次數最多，邵陽市區、邵東市較少，呈現出西中北部地區偏多、東部偏少的特點。

2.2 持續天數分布

資料分析可知，1971—2020年邵陽市10個地區秋季連陰雨平均天數為9.78 d，最長連陰雨持續天數以新寧縣、隆回縣和綏寧縣最多，為20～21 d，其余各縣區較為接近，為18～19 d。

2.3 年際變化分布

1971—2020年，邵陽市10個地區秋季連陰雨過程平均每年有12.42次，最多年份可達5次（1981年），洞口縣則有2個年份都達到了5次，分別出現在1981和1994年，總持續日數累計達到了49 d。

2.4 各月分布情況

1971—2020年邵陽市10區全市各月份秋季連陰雨過程呈現出以10月份出現次數最多，11月份次之，而9月份最少的整體規律，與周佑云等[7]在郴州秋季連陰雨天氣過程氣候特征與預報一文中的結論基本一致；從連陰雨過程出現次數占比率來看，各縣（市）10月份連陰雨過程出現次數占比率均達到了40%以上，最多接近60%，11月份連陰雨過程出現次數占比率均達到了30%以上，最多接近40%；總連陰雨過程次數最少的邵陽市區、邵東市，9月份連陰雨過程出現次數占比率均低于20%。

3 邵陽市2020年秋季連陰雨的天氣特征

3.1 天氣實況

3.1.1 降水實況 2020年邵陽市秋季全市平均降水量為300.2 mm，較常年同期偏多78.0 mm，降水距平百分率為35.1%。9月份開始，邵陽市出現了長達1個月的連續陰雨天氣過程，9月份累積降水量為273.9 mm，較歷史同期異常偏多，隆回縣、綏寧縣創歷史最高值，邵陽市區排歷史第2高值，武岡市排歷史第5高值（圖1）。

圖1 邵陽市2020年秋季降水量（a）和降水距平百分率分布圖（b）

3.1.2 氣溫實況 2020年邵陽市秋季全市平均氣溫為17.2 ℃，比常年同期偏低0.9 ℃。9月份邵陽市平均氣溫為21.4 ℃，同比50年9月份平均氣溫偏低1.8 ℃，其中邵陽市區、隆回縣排歷史第2低值，洞口縣排歷史第3低值，武岡市排歷史第4低值（圖2）。

圖2 邵陽市2020年秋季氣溫（a）和氣溫距平分布圖（b）

3.1.3 日照實況 2020年邵陽市秋季全市平均日照時數為193.8 h，比常年同期偏少181.9 h，9月份日照時數為0的天數總計出現22 d，總日照時數不足30 h，為27.9 h，洞口縣、隆回縣、武岡市、綏寧縣以及邵陽市區的日照時數均創歷史最低值（圖3）。

圖3 邵陽市2020年秋季日照時數（a）和距平分布圖（b）

3.2 環流形勢

3.2.1 高層形勢（200 hPa） 從圖4的高層200 hPa形勢演變圖可知，整個連陰雨過程期間，西伯利亞上空始終存在一個低壓，不斷向東南方向移動，而在2020年9月6日20:00，南亞高壓穩定在青藏高原上，自東向西開始移動；至9月12日20:00，南亞高壓移動至長江流域上空，其高壓脊位于30°N以南附近，意味著在江淮上空易生產并維持一個暖性反氣旋，會造成南北兩側氣壓梯度增大，致使北側的西風急流與南側的東風急流明顯加強[8]。而9月24日—10月4日，南亞高壓東移至海上消失，意味著此次連陰雨過程完全結束。

圖4 2020年9月6、8、12、15、24日和10月4日20:00 200 hPa高空形勢演變圖

3.2.2 中層形勢（500 hPa） 從圖5的層500 hPa形勢演變圖可知，整個連陰雨過程期間中層環流形勢較為穩定，烏拉爾山以東、貝加爾湖北方上空形成的阻塞高壓異常強盛，呈現出“單阻型”的梅雨環流形勢，導致我國中高緯地區環流活動多以經向環流為主。副熱帶高壓整體呈帶狀分布，穩定存在于西太平洋海面上，脊線從華南地區延伸至日本南部附近，呈東北—西南走向。有一低壓槽穩定存在印度東部或孟加拉灣一帶，同時東北冷渦的尾部延伸至我國江淮地區，有利于強冷空氣從貝加爾湖以東沿東北冷渦后部南下入侵長江流域，從而影響湘南地區，而且還利于多股弱冷空氣從巴爾喀什湖移動影響邵陽市。此外，由于低壓槽的存在，使長江中下游地區多盛行的西南風與北方多盛行的偏西氣流相互交匯，構成一條范圍寬廣的氣流匯合區，進而有利于鋒生運動，并帶來充沛的水汽。

圖5 2020年9月6、8、12、15、24日和10月4日20:00 500 hPa中高空形勢演變圖

3.2.3 低層形勢（700 hPa） 從圖6的低層700 hPa形勢演變圖可知，湘西南部穩定存在一切變線，且切變線南側有一條與之平行的低空西南急流，二者之間形成主要的雨帶。由于低槽的存在，低空上常常有西南低渦與低槽配合并沿切變線東移，進而引起地面上靜止鋒波動，易形成完整的氣旋，配合冷空氣推動靜止鋒南下則能變性為冷鋒，從而持續產生降水與降溫。每一次低槽冷鋒活動則構成梅雨形勢，而一次次的氣旋活動，加上空氣溫度露點之差小于1，水汽達到飽和狀態，則構成穩定的雨帶，形成持續性的低溫寡照連陰雨天氣。

圖6 2020年9月6、8、12、15、24日和10月4日20:00 700 hPa中高空形勢演變圖

3.2.4 地面形勢 從圖7的海平面氣壓場形勢演變圖可知，中高緯地區冷空氣偏強，東北冷渦強勢且不斷南下，而受阻高經向環流形勢的影響，利于引導冷空氣不斷南下影響我國中東部地區。同時，受9月份中旬副高偏強穩定少動與西南急流的影響，湖南地區冷暖氣流交匯頻繁，造成連續陰雨天氣，氣溫持續偏低。在此時段共先后有四股冷空氣自偏北路徑南下影響湖南，且冷空氣強度較強，冷高壓中心達到了1 032.5 hPa，不斷南下形成冷式切變線，導致湘南地區陰雨天氣不斷。

圖7 2020年9月6、8、12、15、24日和10月4日20:00 海平面氣壓形勢演變圖

4 總結與預報點

采用1971—2020年的邵陽市10個地區的氣象觀測資料，并選取2020年邵陽秋季連陰雨過程進行個例分析，用以研究邵陽秋季連陰雨的基本特征和變化規律，得到結果如下。

4.1 結論

（1）邵陽市10個地區1971—2020年連陰雨過程呈現出西中北部地區偏多、東部偏少的特點，出現時間以10月份出現次數最多，11月份次之，而9月份最少的規律。

（2）烏拉爾山高壓脊強大，阻塞高壓異常強盛，保證了冷空氣從烏拉爾高壓脊前部不斷向南輸送，進入長江流域，為保證連續陰雨天氣穩定維持提供了所需的冷空氣供應。

（3）副高雖呈塊狀分布，但強盛穩定存在西太平洋東海上，因而使北方來的偏西氣流與長江流域以南的西南氣流交相匯合，構成范圍寬廣的氣流匯合區，有利于鋒生，同時帶來充沛的水汽，有利于持續性江南春雨事件的發生[9]。

（4）低槽的穩定存在，切變線、低渦活動頻繁，西南低渦與低槽配合并沿切變線東移，則引起地面上靜止鋒波動，并產生氣旋活動，而一次次氣旋活動帶來一次次的降雨過程。

（5）水汽充沛，空氣飽和度高，在整個連陰雨過程中，水汽主要來源于中低層500、700 hPa穩定且強盛的副熱帶高壓西側西南氣流的輸送，同時，溫度露點差小于0 ℃也表示大氣水汽狀況一直處于飽和狀態。

4.2 預報著眼點

（1）9月南亞高壓存在且自西向東移動至長江流域上空附近時，并且其高壓脊位于30°N南面，是產生連陰雨天氣的有利形勢。

（2）副熱帶強盛且西伸，呈東北至西南走向，脊線位置也比較穩定，使長江中下游地區盛行西南風，進而與偏西氣流形成范圍性的風帶鋒區，同時切變系統頻頻建立，產生持續性的連陰雨天氣。

（3）水汽條件充沛，溫度露點差≤4℃的濕區并配合切變線為降水主要區域，南亞高壓消失入海、副高南撤至20°N附近，預示著連陰雨天氣結束。