MJO背景下文山州区域强降水分析

冯德花，吴佳麟

(文山州气象局，云南 文山 663300)

0 引言

在全球气候变暖的背景下，极端降水呈现出频发且不均的特点，公众对强降水灾害事件关注提高[1]。虽然适时大范围强降水对缓解旱情有利，但是雨水过度集中常导致洪涝灾害发生，特别是大范围的强降水，更易造成城市内涝及山洪地质灾害[2]。文山州地处低纬高原，天气系统复杂，大部地区降水充沛，季风气候明显，干湿季分明，受台风、低压云团、冷锋切变，低涡、热带辐合带等天气系统影响[3]，强降水天气突出但时空分布不均。

关于强降水的研究学者从不同角度进行了多方面分析，有的学者对强降水时空变化特征进行分析[4-8]；有的对单个突出强降水个例天气成因机理进行分析[9-11]；有的从气候环流背景角度对多年强降水气候特点进行研究[12，13]；有的学者利用雷达及高空观测资料对单个短时强降水分析。大气季节内振荡(MJO)自20世纪70年代初被发现以来，国内外不少学者对大气季节内振荡的特征、实体，机制及其与ENSO和季风的联系等方面做了大量的研究，认为季节内振荡是大气环流演变的重要组成部分，并且具有全球性的特点[14-17]。李崇银等人在MJO研究新发展的分析表明MJO活动不同位相的强对流会在东亚或西北太平洋地区激发产生不同形势的遥响应，导致在中国不同地区出现有利(或不利)降水的环流形势和条件，是MJO活动影响中国降水的主要机制；赤道西北太平洋上MJO活动的强(弱)年对应西北太平洋的台风偏多(偏少)，对应MJO的不同活动位相，无论冬季、春季或夏季，中国东部的降水都将出现特殊的异常形势[18，19]。白旭旭等[20]人对MJO对中国东部春季降水影响进行分析；李汀、牛法宝等人对MJO背景下云南的降水关系进行一系列分析[21，22]。

文山是三七的故乡、云南烟草主要种植区之一，同时文山是典型的喀斯特地貌，部分地区地质环境脆弱，农业及经济作物对降水量有一定需求，但区域性强降水也会导致三七、烟草等经济作物受损严重，甚至引发地质环境脆弱区发生地质灾害。目前随着数值预报能力不断加强，降水预报能力有明显提升，但是区域性强降水预报仍是文山州降水预报中的短板。文山州强降水分析缺乏系统性和持续性深入分析研究，因此对MJO背景下文山州强降水进行分析总结，将为未来文山州延伸期区域强降水预报提供参考，助力强降水预报能力的提高，提升气象灾害风险预报预警能力，为地方政府及各部门有效开展气象灾害防治工作提供科学参考。

1 分析资料及数据说明

资料来源：降水数据来源于云南省智能化气候综合业务服务系统以及云南省天气预报业务信息系统(简称Wfois)；天气系统分析资料来源于文山州气象局档案室历年天气图以及MICAPS数据库高空和地面观测资料；MJO指数，http：//www.bom. gov.au/climate/mjo/。

图1 MJO图

2 文山州区域性强降水特点

1980年至2019年近40年文山州8个县(市)国家级监测站的日降雨量统计分析表明：40年间共发生241次强降水。有1 277站次日降雨量在25 mm及其以上，其中日降雨量大于50 mm的共315站次，100 mm以上的26站次；强降水中各县(市)最大降雨量都有出现大暴雨，其中最大日降雨量为172.2 mm(富宁)，出现在2004年5月16日；其次是广南为144.4 mm。从区域分布上来看，南多北少分布明显，西南部过程最多，其中西畴为8县(市)之最，共出现了203次；其次是马关和文山，分别为176次和171次，最少的是丘北(128次)。各县(市)的强降水的平均降雨量均在40 mm以上，富宁最大为48.8 mm，文山最小为42.4 mm(表1)。

表1 文山州 8县(市)强降水分布

强降水年际间变动大，强降水年均6次，最少的是1980年，全年仅出现2次强降水天气；最多的年份全年出现了10次强降水，分别出现在1996年、2001年和2008年，多数年份全年强降水在4次及其以上(图2)。月分布表明：强降水主要出现在6月～8月，占比为61.4%，其中7月出现强降水最多，占比为26.1%；6月和8月次之，年均每月1次左右；2月和4月出现强降水最少，近40年仅2001年2月和2006年4月出现过强降水(图3)。

图2 文山州强降水年际分布

图3 文山州强降水月分布

文山州强降水主要发生在夏季，占比为61.4%；其次是秋季，占比为19.1%。造成文山州强降水的主要影响系统：主要是冷锋(静止锋)切变型和两高辐合(滇黔辐合)型，占总次数的51.4%。其次是台风(热带低压)型和西风槽(南支)切变型，占总次数的31.2%。再次是赤道辐合带(中南半岛低压)型和低涡(闭合)切变型，占总次数的17.4%。春季强降水主要是受冷锋和南支槽影响，其次是两高辐合，未出现低涡切变、赤道辐合带和台风系统影响下的强降水。夏季各天气系统影响下均有出现强降水，以两高辐合系统影响下强降水最频繁，其次是冷锋和台风影响下强降水发生较多。秋季和冬季都是在冷锋影响下强降水发生较多，秋季各天气系统影响下均有出现强降水；冬季以冷锋强降水为主，其次是南支槽系统下的强降水，其它系统影响下冬季未出现降水过程(表2)。

表2 不同天气影响系统下强降水分布

3 不同影响系统下MJO位相和强度变化

MJO位于1～8位相，文山州均出现过强降水，近40年的统计表明MJO位于第1位相和第6位相时发生强降水最多(占比均为14.9%)；其次是第2和第3位相，占比分别为12.9%和12.4%；当MJO位于第7位相时强降水最少，占比为10%。强降水MJO月位相分布：1月仅MJO位于第2和第8位相时发生了强降水。2月MJO位于第3位相时发生1次强降水。4月仅MJO位于第6位相时出现1次强降水。3月MJO位于第3位相时强降水最多，MJO位于第4、第6和第7位相时未出现强降水。5月随着文山州陆续进入雨季开始期，降水增多，强降水增多，5月除MJO位于第3位相外，其它位相均有发生过强降水，其中第7和第8位相最多。6～8月文山州强降水较多，40年发生次数均占全年的15%以上，其中以7月为全年之首，占全年的26.1%。6～9月MJO位于第1～8位相时均有发生强降水，MJO 位于第1和第6位相时强降水最多，6月MJO位于第2和第6位相时强降水最多，7月是MJO在第1位相强降水最多，8月当MJO位于第6位相强降水最多，9月当MJO位于第2位相强降水次数最多。进入10月随着雨季趋于结束，强降水次数减少，10月MJO位于第4位相次数最多，11月MJO在第3位相和第6位相时没有出现强降水，第5位相时次数最多。12月仅MJO位于第3～5位相时出现强降水，其它位相均无强降水出现(表3)。

表3 MJO位相下强降水月分布

冷锋(静止锋)切变影响下，MJO位于任何位相均有发生强降水，位于第6和第8位相时强降水最多，其次是位于第1和第2位相；位于第7位相时强降水最少。冷锋(静止锋)切变型影响下MJO位于第7位相时MJO最强(2.0)，其位于第5位相时MJO最弱(1.0)。两高辐合(滇黔辐合)型强降水MJO位于第1位和第6位相时发生次数最多，其位于第5和第7位相次之，位于第8位相发生次数最少。低涡(闭合)切变型强降水MJO位于第1位相时发生次数最多，其次是第2位相，位于第5和第6位相最少。西风槽(南支)切变型强降水位于第4和第5位相时最多，第7位相次之，位于第6位相时并未出现过强降水。台风(热带低压)型强降水位于第7位相时发生次数明显高于其它位相，第3位相时次之，位于第7和第8位相强降水最少。赤道辐合带(中南半岛低压)强降水当MJO位于第5位相时无强降水发生，第8位相时发生次数最多，其次是位于第3和第4位相(表4)。

表4 不同天气影响系统和MJO位相下强降水分布

MJO强度分析：各个降水系统影响下无论MJO强弱均有强降水发生，总体上MJO平均强度大于1，为强MJO时无论位于任何位相均有可能发生强降水(表5)。

表5 不同天气影响系统和MJO强度下强降水分布

4 结论和讨论

1980～2019年区域强降水统计表明：文山州强降水年均6次，最少时出现2次(1980年)，最多时全年出现了10次(1996年、2001年、2008年)，多数年份全年强降水出现4次及其以上。从月分布来看：强降水过程主要出现在6月～8月，其中7月最多；2月和4月出现强降水的次数最少。

文山州强降水主要发生在夏季，其次是秋季。冷锋(静止锋)切变型和两高辐合(滇黔辐合)型是最重要的影响系统；其次是台风(热带低压)型和西风槽(南支)切变型。春季、秋季和冬季都是以冷锋型的强降水为多，夏季以两高辐合系统影响下强降水出现最频繁。

MJO位于1～8位相文山州均出现过强降水，近40年的统计表明MJO位于第1和第6位相时发生强降水最多(均为36次)，其次是第2和第3位相，当MJO位于第7位相时强降水最少。强降水中MJO的各月位相分布：1月仅MJO位于第2和第8位相时发生了强降水。

冷锋(静止锋)切变影响下，MJO位于位于第6和第8位相时强降水最多；两高辐合(滇黔辐合)型强降水MJO位于第1位和第6位相时最多。低涡(闭合)切变型强降水MJO位于第1位相时最多。西风槽(南支)切变型强降水位于第4和第5位相时最多。台风(热带低压)型强降水位于第7位相时发生次数明显高于其它位相。赤道辐合带(中南半岛低压)型影响下当MJO位于第5位相时无强降水发生，第8位相时最多。各个降水系统影响下无论MJO强弱均有强降水发生，总体上MJO平均强度大于1。

文中采用的是文山州8个大监站的降水数据，区域强降水的定义有一定的局限性，近10年随自动站的不断增多，降水数据稳定性和可用性的不断增强，未来区域性强降水的定义加入区域自动站的降水数据更具有代表性。其次本文仅仅从统计的角度对MJO背景下的不同影响系统的文山强降水进行分析，分析范围不大，不同位相和强度MJO背景下，不同时段不同影响系统下是否出现强降水的机理并未开展进一步深入分析，在具体预报中有待进一步加强总结分析运用。