江苏梅雨年际变化特征研究
2012-09-13罗俐雅司存友赵永俊
罗俐雅 司存友 赵永俊
一、梅雨标准及划分
梅雨是我国长江中下游、淮河流域南部、浙闽丘陵和广东北部地区特有的一种天气。划定梅雨期以大气环流季节性的转折、调整为主要依据。在分析环流调整时,以暖湿气流的稳定北上,即西太平洋副热带高压在120°E处脊线的北移位置为主,以西风带环流的调整为辅。根据以上原则,先确定入、出梅的环流调整日,然后再结合大范围降水现象的起始和终止日期,具体划分梅期。
长江、淮河将江苏省分为淮北、江淮之间、苏南三片。习惯上,江苏梅雨指的是汛期发生在淮河以南地区的连续阴雨天气过程。江苏省气象台原中期预报科根据副热带高压的特征参数,以及选定站点的日降水量、日平均温度、日照时数等有关要素值,制定了江苏省的入、出梅标准。
(一)江苏入梅标准
入梅环流调整日指标:5~6月,当加尔各答500hPa稳定西风结束,出现东、西风相间之后,以下指标同时连续3天达到:
1.120 °E副高脊线≥20°N。
2.115 °E、120°E、125°E 经度上588线平均位置≥25°N(或115°E、120°E、125°E 经度上 584 线平均位置,满足≥30°N,≤35°N)。
3.120 °E上,-8℃等温线位置≥35°N。
(二)江苏出梅标准
出梅环流调整日指标:入梅后,持续3天同时出现:
1.120 °E副高脊线≥27°N。(或115°E、120°E、125°E 经度上 588线平均位置≥31°N)。
2.120 °E上,-8℃等温线位置≥40°N。
二、江苏历年梅雨指标统计及出、入梅早晚划定
1954年以来的入、出梅日期由江苏省气象台提供。经统计,1954年~2010年57年间,最早入梅日为6月3日(1956年),最迟入梅日为6月30日(1965年);最早出梅日为6月17日(1961年),最迟出梅日为7月30日(1954年);入梅日期的算术平均值为6月18日,出梅日期的算术平均值为7月11日,平均梅长24天。
同其他气象要素一样,平均入、出梅日期会随着资料年代的增加而变化,仅仅以有限年用简单算术平均值来评估入、出梅的迟早不太合理,为此,笔者认为用入、出梅日期的概率分布形式统计推断平均入、出梅日期将更加客观和科学。
可算出入、出梅日期平均值的99.96%的置信区间分别为(6月15日,6月21日)、(7月6日,7月16日)。于是定义:入梅日期在6月14日及之前的称为入梅偏早,在6月22日及之后的称为入梅偏迟;出梅日期在7月5日及之前称为出梅偏早,在7月17日及之后称为出梅偏迟。
三、年际变化特征
(一)基本情况
为了更清楚地揭示入梅日期、出梅日期的年际变化,特制作了江苏省入梅日期、出梅日期的年际变化曲线如图1所示。
从图1中可以看出,江苏省各年入梅日期和出梅日期差异都比较大。
按上述标准,可以看出20世纪年入梅日期的基本特点,50年代起伏较大,60年代普遍偏晚,70、80年代普遍较少,90年代以偏晚居多。但是在出梅日期曲线上却看不出明显的时代变化特征,出梅基本上是呈波动变化,且幅度较大。
(二)入梅时间特征
江苏省从1954年到2010年的梅雨的年份共57年,均于6月份入梅。从图1中也可以看出入梅日期年际变化较大。为了探讨入梅日期的规律,先对6月份每一天的入梅次数进行统计,发现有两个峰值,在6月19日入梅的有7年(1979、1983、1986、1987、2000、2002、2007),在6月21日入梅的也有5年(1985、1993、1994、2003、2006)。
为进一步分析入梅日期特征,以候为单位统计入梅日期的次数,结果如图2所示。在6月各候入梅的次数分别为 1次、8次、7次、18次、16次、7次。其中在6月第4候或第5候入梅的年份要比在其他候入梅的年份多了1倍多。
由图2可以看出,江苏省入梅时间主要在6月的4、5候,出现的百分比分别为31.6%、28.1%,也就是说入梅日在6月16~25日的百分比达59.6%。在第4候或第5候入梅的可能性最大。
(三)出梅时间特征
对于江苏省出梅日期的分布特征,也进行了相应的统计分析。出梅日期7月12日、15日、20日为4次,出梅日期的时间跨度比较大,也不集中。7月第一候、第三候出梅的次数均为11次,第二候出梅的次数为7次,第四候、第五候出梅的次数为9次,第六候出梅的次数仅2次,也就是说一般不会在7月25日后出梅,其他没有明显的规律可寻。
(四)梅雨持续时间特征
江苏省梅雨期的持续时间变化很大,短的不足5d,长的超过40d。一般而言,枯梅或较短的梅雨期,往往容易引发大面积的干旱;而较长的梅雨期,则由于降水集中、持续时间长,容易在局部地区形成内涝或者引发洪涝灾害。梅雨期持续时间的长短对防汛抗旱工作的影响特别大。
表1 6月份各候入梅梅雨期、各分区梅雨总量、日均雨量多年平均统计表
经计算,入梅日期的标准差为7d,出梅日期的标准差为10d,梅雨日数的标准差为11d,入梅日期和梅雨日数之间的相关系数为-0.49。表明无论是入梅日期、出梅日期,还是梅雨持续时间,变化幅度都比较大;且入梅早的年份,梅雨持续时间偏长,入梅晚的年份,梅雨持续时间偏短。
为进一步分析各年梅雨持续时间的差异,对同一天入梅的梅雨最长日数、最短日数进行统计,再计算出每天最长天数与最短天数的差值,就可以得到图3所示6月每天的梅雨日数长短差异统计结果。
图3中可以看出:同一时段入梅的年份,梅雨日数最长天数和最短天数差异最大的出现在6月23日、6月6日;第6候入梅的梅雨期相差较小;第4、5候入梅的梅雨日数最大差异值平均水平相当;虽然从总体上讲,入梅早(迟)的年份,梅雨持续时间偏长(短),但是入梅时间相同的年份,梅雨持续时间也会有较大的年际差异。
(五)梅雨期降水特征
淮河和长江将江苏省自然地划分成淮北、江淮、苏南三个地理区域,根据57年梅雨期平均面雨量计算结果,江淮、苏南地区面雨量分别为230mm、231mm,淮北地区192mm,全省220mm。全省最大梅雨量出现在1991年,梅雨量达614.3mm,其中江淮达770.7mm,为三大片中历年最大梅雨量。按年份统计出各年的出入梅日期、梅雨天数及各分区梅雨量进行分析,再根据入梅时间,以候为单位,算出6月份各候入梅梅雨期、各分区梅雨总量、日均雨量多年平均统计值,详见表1。
用原始数据计算梅雨日数与全省梅雨总量的相关系数,得出相关系数为0.77,说明一般情况下,梅雨日数越多,降雨总量越大。由于入梅早的年份梅雨期一般较长(前面提过),所以也可近似得出入梅早的年份梅雨总量大,而入梅晚的年份梅雨总量小的结论。
各分区梅雨期日均雨量反映了该区梅雨期的降雨强度。选择对入梅日期较为集中的6月4候、5候的雨强进行分析,由表3可以看出,第四候的梅雨日数多于第五候,第四候的降雨总量多于第五候的降雨总量,而第四候的雨强小于第五候的降雨强度。
四、结论
本文利用1954~2010年共57年的江苏省梅雨期资料,对江苏省梅雨的年际变化特征进行了统计研究,分析结果表明:江苏省入梅时间有着一定的年际变化规律,入梅的时间主要集中在6月的第4候和第5候,平均入梅日期为6月18日。出梅时间没有明显的规律,出梅的时间以7月的第1、3候居多,平均出梅日期为7月11日。平均梅雨期长度为24天。平均而言,入梅时间的早晚与梅雨日数、梅雨总量的多少,有着一定的对应关系。入梅时间相同的年份,梅雨持续时间也会有较大的年际差异。入梅偏早的年份梅雨日数多、梅雨期总降水量偏多;入梅晚的年份梅雨日数少,梅雨期总降水量偏少,而梅雨日数与平均雨强的关系不确定。本文仅对江苏梅雨年际变化情况进行了初步的分析和总结,认知也是很有限的,有很多工作还有待于在今后的工作中不断探索研究