西南地区北热带代表站干季气象干旱分析*

忽建永，高艳春

(1.云南省勐腊县气象局,云南 勐腊 666300；2.河北省承德市气象局,河北 承德 067000)

西南地区北热带代表站干季气象干旱分析*

忽建永1，高艳春2

(1.云南省勐腊县气象局,云南 勐腊 666300；2.河北省承德市气象局,河北 承德 067000)

基于我国西南地区北热带基准站勐腊站1957—2015年雨季开始、结束期及逐日降水资料，对其干季基本气候特征进行统计分析；采用ASI与历史干旱资料对比的方法确定勐腊站干季气象干旱的标准，并分析其气象干旱特征。结果表明，勐腊站干季雨量相对较少，且较集中，透雨间隔较长，易出现干旱；≤30 d的ASI出现381次，>30 d的ASI出现58次，大多数透雨间隔不易出现干旱；建立勐腊站气象干旱标准(ASI>75d，特旱；65 d

实际透雨间隔；ASI；透雨间隔；气象干旱；云南勐腊；北热带

1 引言

干旱是一个缓慢的累积过程，是对人类社会影响最严重的气象灾害之一。随着干旱对社会各领域的影响，其被划分为4种类型[1-2]，即气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱，其中气象干旱是其他各类干旱发生的直接原因[3-4]。

对于干旱的研究，干旱指标的确定是一个重要的前提。目前，干旱研究大致分为干旱机理研究(土壤水分蒸发、地表径流和地表水分补给等)和简单要素研究(降水量、无雨日数)两类[5]，而两类研究又各有指标。我国很多学者利用简单要素的不同指标，如标准化降水指数(SPI)[6]、前期降水指数(API)[7-8]、CI 指数[9-10]、降水距平百分率等[11]，对中部、北方、东南部的干旱进行了研究。这些研究大多以降水量为指标，之后有研究指出以降雨量为指标的干旱指数没有考虑降水时空分布不均的问题，应该从无雨日数或无有效降雨日数的角度来分析干旱[12-17]，才能使干旱监测评估在时间尺度上更精细化，如湖南[18]、贵州[19]等地利用无雨日数确定了当地的干旱标准和干旱等级。

勐腊站是我国西南地区唯一一个深入内陆、纬度最南、属北热带气候的基准站。勐腊干湿季分明，在干季或由干季转湿季时，容易出现干旱，《勐腊气象志》记录的干旱与云南其他区域的干旱不太同步[20]。目前，勐腊缺乏干旱的相关研究，而且干旱记录存在缺失，为弥补勐腊北热带气候干旱研究的空白，本文对勐腊干季气象干旱气候特征进行探究，进而建立合理的干旱指标，以精确地描述干旱的发生、持续及强度。

2 数据与方法

2.1 资料来源

本文所用资料为勐腊国家基准气象站1957—2015年逐日降水资料，同时参照勐腊站1957—2015年雨季开始、结束期，将年时段定义为上一年6月第一场透雨到次年6月第一场透雨(日雨量或过程累计雨量≥20mm)之前的时段，干季时段定义为上一年9—11月最后一场透雨到次年6月第一场透雨之间的时段。

2.2 方法

从干季透雨入手，若某年干季有n场透雨，则将其干季划分为n+1个时段，每个时段称为一个透雨间隔。要判定干旱是否发生，就要考虑每个透雨间隔中的无有效降雨日数，及间隔中有效降雨(3≤r1d<20 mm)的可能作用。本文将采用与文献[17]不同的方法，引入实际透雨间隔(Actual Soaker Interval，简称ASI)来代替透雨间隔，以便从实际透雨间隔来考察北热带代表站勐腊站干季的气象干旱特征。

实际透雨间隔(ASI)的公式为：

(1)

(2)

(3)

式中各参数均为某次透雨间隔中的量：ASI为实际透雨间隔，单位为d；i为透雨间隔，单位为d；j为所在月份；Tij为透雨间隔中的某日，单位为d；Rij为某日降雨量，单位为mm；aj为时间调节系数，9—12月为0.8，1月为1.0，2月为1.2，3—6月为1.4(参考黄晚华等[17]的研究)。

利用上述公式研究1958—2015年干季内逐次透雨间的实际透雨间隔，探索其与干旱的可能关系，建立勐腊气象干旱指标。

3 干季基本气候特征

图1 勐腊站1958—2015年干季基本特征〔(图1a)时长、雨日；(图1b)降雨量〕Fig.1 Dry season basic characteristics of Mengna Station 1958—2015 (1a) duration, rain date; (1b, precipitation)

图1a反映了勐腊站干季时间长、雨日少，有效降雨日数更少，透雨日数极少的特点。1958—2015年，勐腊站干季时长在212(1984年)～269(2013年)d之间，58 a平均时长为231.2 d，占全年的63.3%；干季总雨日数在41(2014年)～113(1966年)d之间，58 a平均雨日数为63.3 d。两者变化趋势截然不同，干季时长有增加的趋势(2.5 d/10 a)，而雨日数则有明显的减少趋势(-4.7 d/10 a)。干季有效降雨日数超过20 d的有10 a，58 a平均有效降雨日数为16.7 d，而透雨日数超过10 d的只有5 a(1968、1973、1981、2008、2013年)，1980年干季仅有2次透雨，58 a平均透雨日数仅为6.6 d。从干季时长、有效降雨日数和透雨日数来看，勐腊站存在较长的透雨间隔，而透雨间隔中可能会出现少次有效降水。

1958—2015年，勐腊站干季雨量的年际差异较大(图1b)，降雨最少的年份为1958年(235.9 mm)，降雨最多的年份为1973年(727.2 mm)，其多年平均值为460 mm，仅占58 a平均年雨量的30%；干季雨量有增加的趋势(7.6 mm/10 a)；大多数年份，透雨雨量占干季雨量的比例超过70%(47 a)，透雨雨量占比超过76%的有28 a。

综上分析，勐腊站干季降雨量相对较少，有效降雨日数、透雨日数相对干季时长是断崖式的减少，但是相反地，极少出现的透雨的雨量却占了干季雨量的70%以上，降水十分集中。这说明干季的长透雨间隔中降水量很少，透雨间隔中发生干旱的可能性较大。因此，在判定干旱是否发生时，除了要考虑透雨间隔外，还应考虑透雨间隔中有效降雨的可能影响。

4 实际透雨间隔特征

1958—2015年，勐腊站干季共出现381场透雨(图1a)，将干季划分为439个透雨间隔。根据公式(1)、(2)、(3)对逐个透雨间隔进行ASI换算，并按照ASI起始月份(9月—次年6月)、时长{≤20d、(20,25]、(25,30]、(30,40]、(40,50]、(50,65]、(65,75]、>75d}进行了统计分析(表1)。

由表1可见，1958—2015年，ASI≤20 d的次数为355次，占总次数的比例为80.9%，其出现最频繁的月份(4—5月)接近雨季开始，其次是临近雨季结束(10—11月)，这种临近雨季开始前或结束后的较短的ASI，不会产生干旱。>20 d的ASI出现次数均在16次以下，且随着时长的增加，其起始月份趋于变早，(20,25]、(25,30]d的ASI起始日期大多在12月—次年3月，(30,40]、(40,50]、(50,65]d的ASI起始日期大多在11月—次年2月，而 (65,75]、>75 d的ASI起始日期在10月—次年1月之间；(20,25]、(25,30]、(30,40]、(40,50]、(50,65]d的ASI出现次数在11～16次之间，变化不大，而(65,75]、>75 d的ASI却仅出现了6次、7次。这说明勐腊站10月以后有出现长ASI的可能，但是在较多年份里，10月—次年3月出现了有效降水或透雨，缓解或解除了长ASI的状态，避免了严重情况的出现。

表1 1958—2015年干季实际透雨间隔(ASI)次数统计分析Tab.1 1958-2015 dry season actual soker internal (ASI) statistics analysis

5 干旱标准的确定

图2 1958—2015年干季中>20d的ASI及其起始月份Fig.2 1958—2015 dry season ASI larger than >20d and the starting month

为了更加明确>20 d的ASI的年际变化特征，并使之易于与历史数据对比，特以图2来表述1958—2015年干季中>20 d的ASI及其起始月份。《中国气象灾害大典》综合卷[21]记录了云南省1969、1974、1982、1987、1988、1993年的干旱，《勐腊气象志》记录了当地1980、1984、1994、1997年的干旱，对比ASI和相应旱灾的影响程度，制定干旱标准如下：ASI>75 d，特旱，与其他的地方干旱标准[18]类同；65

表2 按年代统计各干旱等级发生次数Tab.2 The occurrence time of various drought level in year groups

依据上述干旱标准，1958—2015年间，勐腊站共出现了58次气象干旱(表1)。1961—2010年间，各年代轻旱的发生频次最高、中旱次之；上世纪70、80年代特旱较多，90年代和近15 a的重旱较多。前33 a(1958—1990年)的特旱(5次)频次明显高于近25 a(1991—2015年)，而近25 a的重旱(5次)频次明显高于前33 a，有特旱减少，重旱增加的趋势(表2)。

6 结论

依据对北热带代表站勐腊站干季基本气候特征的分析及实际透雨间隔和历史干旱资料的对比，得出以下结论：

①勐腊站干季降雨量相对较少且十分集中；干季时间长，透雨间存在较长的间隔，长透雨间隔中降水量很少，发生干旱的可能性较大。

②≤20 d的ASI出现次数最多，且多接近雨季开始或临近雨季结束，不会出现干旱。

③>65 d的ASI仅出现了13次，其起始日期在10月—次年1月之间，会造成严重影响。

④建立勐腊站气象干旱标准：ASI>75 d，特旱；65

⑤1958—2015年间，轻、中气象干旱的发生频次较高，几乎每个年代均出现过特旱。相对于1958—1990年，1991—2015年有特旱减少，重旱增加的趋势。

[1] 袁文平,周广胜.干旱指标的理论分析与研究展望 [J].地球科学进展,2004,19(6):982-991.

[2] 姚玉璧,张存杰,邓振镛,等.气象、农业干旱指标综述[J].干旱地区农业研究,2007,25(1):185-189.

[3] 王劲松,郭江勇,周跃武,等.干旱指标研究的进展与展望[J]．干旱区地理，2007,30(1):61-67.

[4] 邹旭恺,张强,王有民,等.干旱指标研究进展及中美两国国家级干旱监测[J].气象,2005,31(7):6-9.

[5] 袁文平,周广胜.标准化降水指标与Z指数在我国应用的对比分析[J].植物生态学报,2004,28(4):523-529.

[6] 赵桂香.干旱化趋势对山西省水资源的影响分析[J].干旱区研究,2008,25(4):492-496.

[7] 王春林,陈慧华,唐力生,等.基于前期降水指数的气象干旱指标及其应用[J].气候变化研究进展,2012,8(3):157-163.

[8] 白慧,吴战平,龙俐,等.基于标准化前期降水指数的气象干旱指标在贵州的适用性分析[J].云南大学学报(自然科学版),2013,(5):661-668.

[9] 李树岩,刘荣花,师丽魁,等.基于CI指数的河南省近40a干旱特征分析[J].干旱气象,2009,27(2):97-102.

[10]赵海燕,高歌,张培群,等.综合气象干旱指数修正及在西南地区的适用性[J].应用气象学报,2011,22(6):698-705.

[11]GB/T20481-2006.气象干旱等级[S].中华人民共和国国家标准.

[12]江晓南,冯静,简茂球.用降水量和无雨日数判别广州季节性干旱的对比分析[J].广东气象,2009,31(5):4-5.

[13]梁巧倩,简茂球.干旱指数AWTP在广东冬半年干旱分析中的应用[J].广东气象,2001,(4):7-9.

[14]张凌云,简茂球. AWTP指数在广西农业干旱分析中的应用[J].高原气象,2011,30(1):133-141.

[15]曹永强,苏阳,张兰霞,等.基于AWTP指数的浙江省干旱规律时空分析[J].自然资源学报,2012,27(7):1233-1240.

[16]陈丽丽,刘普幸,姚玉龙.基于降水平均等待时间指数的西北绿洲干旱时空变化研究[J].水土保持通报,2014,(4):220-225.

[17]黄晚华,隋月,杨晓光,等.基于连续无有效降水日数指标的中国南方作物干旱时空特征[J].农业工程学报,2014,30(4):125-135.

[18]DB43/T234-2004.气象灾害术语和分级[S]. 湖南省地方标准.

[19]DB52/T501-2006.贵州省干旱标准[S]. 贵州省地方标准.

[20]付奔,胡关东,杨帆,等.云南干旱“常态化”的分析[J]. 水文,2014,(04):82-85.

[21]温克刚,丁一汇,王存忠,等.中国气象灾害综合大典综合卷[M].北京:气象出版社,2008.

Meteorological drought of north tropic representative station during dryseason in southeastern China

HU Jianyong1, GAO Yanchun2

(1. Meteorological Bureau of Mengla County of Yunnan Province, Mengla 666300, China;2.Chengde Meteorological Bureau of Hebei Province, Chengde 067000, China)

Based on Mengla’s daily precipitation data and the data of the start and end of the rainy season during 1957—2015, the basic climatic characteristics in the dry season were analyzed; Comparing ASI with historical drought, the standard of meteorological drought in Mengla was determined. The results show that Mengla has less, but more concentrated precipitation in dry season, resulting in longer soaker interval and drought; Most of soaker intervals could not cause drought, times of ASI of more than 65 days are much less than that of ASI of less than or equal to 30 days; Establish the standard of meteorological drought (ASI > 75d, severe drought; 65

actual soaker internal; Asi; soker internal; meteorological drought; Mengla County of Yunnan; north tropic

2017-03-15

忽建永(1981—)，男，硕士，助工，主要从事短期预报和气象服务工作,Email:humes@139.com。

1003-6598(2017)03-0041-05

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