廊坊市连阴雨(雪)天气统计分析

王　梦

(廊坊市气象局，河北 廊坊　065000)

0　引言

连阴雨(雪)天气是廊坊市一年四季均会出现的具有灾害性影响的天气，且一般影响范围较大，连续多日阴雨(雪)天气对人们的生产生活有一定不利影响，尤其是在农作物生长发育期间，连阴雨(雪)天气能使空气和土壤长期潮湿，日照严重不足，影响作物正常生长；在农作物成熟收获期，连阴雨(雪)可造成果实发芽霉烂，导致农作物减产。因而学者们对连阴雨的研究较多。王乙汀等[1]利用日总云量、日降水量的实况资料，统计1964—2012年吉林省各气象站4～10月连阴雨的日数和发生次数年、季、月空间分布情况,逐年连阴雨过程的过程日数、过程次数、过程站次、过程日降水量、过程单站降水量的年际变化特征，利用相关因子做了多元回归方程；陈晨等[2]采用线性趋势分析方法,分析了1961—2012年长江上游流域秋季连阴雨的时空变化特征,结果表明：连阴雨次数随月份有明显的变化，秋季连阴雨日数、累计降水量的速率显著减小，开始、结束日期表现出推迟趋势，金沙江下游和四川盆地东部为秋季连阴雨累计雨量及其变化速率的大值中心,四川盆地西南部为连阴雨日数及其变化速率的大值中心。9月的降水中心、雨日分布情况与秋季总体情况基本一致,10月、11月中心出现明显东撤；项瑛等[3]根据江苏省连阴雨过程的标准，对其时空分布特征进行了分析,得出江苏省年均连阴雨次数为12.3次,连阴雨的空间分布存在着明显的北少南多的特征，针对农作物危害程度,主要是春季连阴雨(3～5月)和秋季连阴雨(9～11月)影响较大，且春季3月和秋季9月的连阴雨出现次数最多。为了进一步定量评估连阴雨的强度,设计了连阴雨强度指数模型,对强度指数MLYY进行了分级,实施了对连阴雨强度的进一步把握,更好地为决策部门提供了服务；张智[4]等选取宁夏20个气象站的气象观测资料,运用数理统计法、Lepage检验和小波分析等方法,分析了宁夏全年和汛期(5～9月)连阴雨发生次数的气候变化特征及其突变、周期变化。结果表明:自1990年以后,宁夏全年和汛期连阴雨发生了明显变化,连阴雨发生次数均呈减少的趋势,年际变化和年代际变化特征明显；南部山区连阴雨明显多于北部地区,连阴雨未发生突变；全年连阴雨存在3～5年的短周期和10年、16～18年左右的长周期；汛期连阴雨存在着4～6年的短周期和12年的长周期。周鹏康等[5-9]均对各地区连阴雨过程从年代、年际、区域、持续时间方面进行了统计分析，显示连阴雨天气有明显的季节分布和空间分布。目前对廊坊市的连阴雨(雪)研究较少，本文参照《河北省天气预报手册》[10]中连阴雨(雪)的统计标准，对廊坊市连阴雨天气过程进行筛选、统计分析，总结本地连阴雨(雪)天气的时空分布特征及变化规律，掌握其特点，使其能应用于连阴雨天气预报及服务。

1　标准及资料

1.1　连阴雨(雪)定义

图1　廊坊市连阴雨(雪)天气过程逐年分布特征(灰色线为平均值，黑线为趋势线)Fig.1　Annual distribution characteristics of continuous rain (snow) in Langfang City (the light grey line for average, the black line for trend)

本文对连阴雨(雪)天气过程的统计参照《河北省天气预报手册》中连阴雨的统计标准，将统计标准定为：把日降水量≥0.1mm作为一个雨(雪)日，全天日照≤2小时算作阴天。规定：连续3天或以上阴天，且其中至少有2个雨(雪)日，视为一次连阴雨(雪)天气过程。确定连阴雨(雪)天气过程后，从第一个阴天或雨(雪)日算连阴雨(雪)天气过程开始，连续2天日降水量≤0.1mm，或连续2天日照>2小时，算连阴雨(雪)过程结束。连阴雨(雪)过程期间，可以有一天不是阴天或雨(雪)日，每个雨(雪)日统计时间为20时到次日20时。此外，由于连阴雪个例数极少，气候统计分析过程不另行区分降水相态，将秋末至春末的连阴雨夹雪或连阴雪也一并统计分析在内；本文连阴雨(雪)过程统计标准：廊坊市辖区内单站或以上站出现连阴雨(雪)，即记为一次连阴雨(雪)过程，并对连阴雨(雪)发生范围大小进行区分，分为全市连阴雨(雪)过程、区域连阴雨(雪)(4～8个站点)、局地连阴雨(雪)(2～3个站点)、单站连阴雨(雪)四类，从而对廊坊市连阴雨(雪)的时空分布特征进行归纳分析。

1.2　资料来源

采用1981—2015年廊坊市9个气象观测站点(三河、大厂、香河、廊坊市区、固安、永清、霸州、文安、大城) 35年间的气象观测资料进行统计、对比分析，其中缺失1996—1997年大厂、永清站，1990年大城站的观测数据。

2　统计特征

2.1　连阴雨(雪)的年季分布特征

数据统计结果表明，35年来廊坊市共出现连阴雨(雪)过程总站次数为529次，平均值为13.28站次/年，年平均日数为54.51日/年,即每站平均每年发生1.5次连阴雨(雪)过程，平均连阴雨(雪)日为6.1日，从连阴雨(雪)天气过程逐年分布特征看(图1)，2015年出现连阴雨(雪)天气过程最多，达到31站次，1996年次高，为29站次，第三高值为1988年和1995年均出现了25站次；历史最低值为1982年，全市没有发生过连阴雨(雪)天气过程，次低值为1983年和1984年均只出现了2站次，此外，1986年也仅出现了3站次。从年代分布变化看(图2)，2000—2009年连阴雨(雪)次数最多，为148站次，1990—1999年次多，为144站次，1981—1989年出现82站次，明显比年代平均值115.75站次/年际偏少。1981—1994年有71.4%的比重连阴雨(雪)发生次数低于历年平均值13.28站次/年，连阴雨(雪)发生次数呈递增形势，递增率为0.25站次/年。

图2　廊坊市连阴雨(雪)的年代分布(灰色线为平均值)Fig.2　Decade distribution of continuous rain (snow) in Langfang City (the light grey line for average)

用一元线性方程y=a+bt定量描述气候要素的变化趋势。式中，y表示气候要素，t表示y所对应的时间,a为回归常数，b为回归系数(线性趋势)。a和b采用最小二乘法确定，a为- 479.2、b为0.246，采用 F 检验进行线性趋势检验,得出Sig=0.066,通过了a=0.1的显著性水平检验，表明此线性回归方程对次数与时间的关系有较好的拟合。

图3　廊坊市连阴雨(雪)的等级分布特征Fig.3　Level distribution characteristics of continuous rain (snow) in Langfang City

按照T0、T1、T2和T3四个等级分析年内连阴雨(雪)过程站次数的分布特征(T0、 T1、T2 和T3代表年连阴雨站次数分别为[0，10)、[10，20)、[20，30)、[30，∞)。由图3可见，年连阴雨(雪)过程≥30站次的只有一个年份，出现在2015年，为31站次，也是35年间的最大值，所占比例为总站次数的2.86%；达到T2级范围的有6年，所占比例为总站次数的17.14%；在T1级统计范围内有17个年份，所占比例为总站次数的48.57%；在10站次以内的年份达11年份，所占比例为总站次数的31.43%。

按季节分析连阴雨(雪)天气过程(图4)的分布发现，1981—2015年全市连阴雨(雪)天气以夏季(6～8月)出现285站次为最多；秋季(9～月)为142站次，为次高值；春季(3～5月)为63站次，排在第三位；冬季仅出现39站次为最少。

图4　廊坊市连阴雨(雪)季节分布特征Fig.4　Seasonal distribution characteristics of continuous rain (snow) in Langfang City

2.2　连阴雨(雪)的月分布特征

统计分析廊坊市连阴雨(雪)的逐月分布(图5)，从图5中可以看出，7月份出现连阴雨站次数最多，为119站次，1月最少出现11站次；1～4月、10月和12月连阴雨(雪)站次数均在20站次以下，占比17.2%；5～9月、11月出现站次数均大于20站次，占比82.8%；其中7～9月出现225站次，占总体的的42.5%。

2.3　连阴雨(雪)的极端日期分布特征

对35年中连阴雨(雪)过程统计显示，廊坊市连阴雨(雪)过程一般以3～4天为主，占比可达91.2%，持续时间为5～6天的，所占比例为9.8%；最长持续时间可达10天，发生在2002年6月22日到7月1日，是一次全市连阴雨天气过程；1996年7月17日到8月5日发生在大厂的单站连阴雨过程。单站持续5天以上的连阴雨(雪)过程次数为3次到11次，以文安最少，为3次；固安发生最多，为11次。

分析廊坊市连阴雨(雪)的日期分布特征(表1)发现，连阴雨(雪)最早日期为1月3～5日，出现在2000年三河和香河两站；次最早连阴雨(雪)过程日期为2001年1月6～8日，是除文安站外一次区域性连阴雨(雪)天气过程的最早日期，文安站连阴雨(雪)出现时间较晚，最早2001年2月3～6日出现，并且在这次过程中三河、香河、廊坊、永清、文安、大城也出现了连阴雨(雪)过程。

图5　廊坊市1981～2015年连阴雨(雪)的月分布特征Fig.5　Monthly distribution characteristics of continuous rain (snow) in Langfang City from 1981 to 2015

表1　廊坊市连阴雨(雪)过程出现最早时间统计

连阴雨(雪)过程最晚日期(表2)为1986年12月29日～1987年1月2日，出现在大城和文安(1986年12月29日～1987年1月1日)，两站连阴雨(雪)持续日数相差1天；区域性(≥4站)连阴雨(雪)过程最晚日期是2002年12月20～23日出现在三河、大厂、香河、廊坊、固安、霸州，持续4天，其中霸州和廊坊市区达到5天，为2002年12月20～24日,也是除永清站外其余大部市县出现连阴雨(雪)天气过程的最晚日期，永清站最晚连阴雨(雪)出现时间是2015年11月18～23日。

表2　廊坊市连阴雨(雪)过程出现最晚时间统计

2.4　廊坊连阴雨(雪)的地理分布特征

从统计结果来看(图6～7)，35年来廊坊市出现连阴雨(雪)总次数为529次，平均值为58.78次/站(图6中浅灰色线),其中固安出现次数最多, 为74次，廊坊出现次数最少为48次。从各县分布看，大厂、香河、廊坊和文安四个县市出现次数低于多年平均值，三河、固安、永清、霸州和大城均高于平均值。

由于大厂、永清1988—1990年资料缺失，大城1990年资料缺失，按照年平均再分析，结果和图7连阴雨(雪)过程多年分布次数趋势基本一致，年均值最大值仍出现在固安，为2.11次/年，年均最低值为廊坊，1.37次/年。

图6　廊坊市各县区多年连阴雨(雪)过程次数(浅灰色线为平均值)Fig.6　Numbers of continuous rain (snow) processes in various counties (districts) in Langfang City (the light grey line for average)

图7　廊坊市各县区多年平均连阴雨(雪)天气次数(浅灰色线为平均值)Fig.7　Multi-year average number of continuous rain (snow) in various counties (districts) in Langfang City (the light grey line for average)

按照一次连阴雨(雪)过程发生中所出现的站点数对廊坊市连阴雨(雪)过程进行划分，主要有4类：全市连阴雨(雪)过程，区域连阴雨(雪)(4～8个站点)、局地连阴雨(雪)(2～3个站点)、单站连阴雨(雪)；从(图8)可见，单站连阴雨(雪)过程发生次数最多为57次，占34.76%；其次是区域性连阴雨(雪)，共发生56次，占比34.15%；局地连阴雨(雪) 过程，发生46次，占比28.05%；全市连阴雨(雪)发生次数最少，只发生过5次，占3.05%；前三类连阴雨(雪)过程发生概率较大，共占96.95%。

从全市连阴雨(雪)过程，区域连阴雨(雪)、局地连阴雨(雪)、单站连阴雨(雪)的月份分布(图9)，前三类有明显的月变化，在1～4月发生次数较少，较集中出现在6～9月，在7月份发生次数最多；全市连阴雨(雪)天气发生次数较少，月份分布变化不明显。

对连阴雨(雪)发生年份，以十年为间隔，对1981—2010年(10年代只统计到了2015年)中每个年代中区域连阴雨过程(4～8个站点)、局地连阴雨过程(2～3个站点)、单站连阴雨过程和全市连阴雨过程，做统计分析(图8)可知单站和局地连阴雨(雪)变化较为明显，区域和全市连阴雨(雪)变化较小，且在90年代各类连阴雨(雪)过程发生均较高。

图8　四种区域性划分中连阴雨(雪)过程次数Fig.8　Numbers of continuous rain (snow) processes in four regional classifications

图9　廊坊市连阴雨(雪)天气区域性月份分布Fig.9　Monthly distribution of continuous rain (snow) in Langfang City in regional classification

图10　廊坊市连阴雨过程区域性的年代变化Fig.10　Decade distribution of continuous rain (snow) in Langfang City in regional classification

3　结论

连阴雨(雪)天气年际统计结果显示呈明显的“波状”分布，且3～5年就会出现年过程数峰值，年际变化较明显，年代统计显示，连阴雨(雪)过程发生站次数呈增长趋势(20世纪10年代只统计到2015年)，区域性连阴雨(雪)过程数变化幅度最小；区域统计中单站连阴雨(雪)过程最多，其次是区域性和局地性过程，较符合连阴雨天气发生时的环流特点。廊坊市连阴雨过程在粮食收割及晾晒发生次数较多，且一般影响范围较广，做好预报服务，减少经济损失。