保山秋季连阴雨气候特征及大气环流分析

收稿日期：2024-02-01

作者简介：祁倩（1991—），女，云南保山人，工程师，主要从事中短期天气预报研究。

摘 要：利用1970—2020年9—11月NCEP/NCAR再分析资料、HadISST全球海表温度资料、保山市5个地面气象站逐日资料和26项海温指数，采用小波分析、EOF分解等方法，分析了保山市秋季连阴雨的时空分布特征和异常环流特征及其成因。结果表明：保山秋季连阴雨发生频率高，全市秋季连阴雨持续日数和频次的空间分布主要为全市一致型。中部型ENSO与保山秋季连阴雨有显著的相关性，欧亚中高纬高度场有利于引导冷空气南下，孟湾北部高度场有利于引导低层西南暖湿气流影响滇西，配合较大的水汽通量和异常偏强的水汽辐合，是保山出现连阴雨天气的主要原因。

关键词：秋季连阴雨；时空分布；大气环流

中图分类号：P458 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03

连阴雨是春、秋季常见的一种严重气象灾害。春季连阴雨往往出现在水稻播种育秧时节，易造成大面积烂秧现象。秋季连阴雨可造成秋收秋种不能及时进行，对于已成熟的作物，不能及时收运打碾，待收或已收的作物会发芽霉烂，影响秋种质量、秋收产量。连阴雨湿度过高，还会引发某些农作物病虫害的发生及蔓延。当前我国学者对各地的连阴雨做了广泛研究[1-3]。杨爱萍[4]从高风险区域、发生次数等方面对江西省秋季连阴雨变化特征及其对秋收的影响进行了研究；冯明等[5]对湖北的连阴雨进行了分析，指出影响湖北秋季连阴雨的天气系统主要是北方冷空气的频繁活动。对于保山而言，秋季连阴雨频发，持续时间长，对全市农业生产造成严重影响。分析保山秋季连阴雨的气候特征，充分认识保山秋季连阴雨的发生规律，为秋季连阴雨预测奠定基础。

1 资料与方法

1.1 数据来源

资料来源：（1）保山市5个国家监测站的日降水与

日照资料；（2）NECP/NCAR再分析月平均资料；（3）英国

气象局哈得来中心提供的月平均海表温度（HadISST）资料；（4）国家气候中心提供的26项海温距平指数。

1.2 保山市秋季连阴雨定义

9—11月连续降雨（日降水量≥0.1 mm）7 d，连续降雨日的平均日降水量≥4 mm，所对应的天数的平均每日日照时数3 h，即为一次秋季连阴雨过程。以降水开始日的月份作为连阴雨发生的月份。

1.3 分析方法

当保山5个站同时出现连阴雨，记为一次全市性秋季连阴雨过程。利用小波分析、EOF分解等方法分析保山秋季连阴雨时空分布特征。采用合成分析、对比分析等方法分析秋季连阴雨明显年份与无连阴雨年份的形势场、水汽条件、海表温度等，以及秋季连阴雨异常环流特征及其成因。

2 秋季连阴雨的时空分布特征

2.1 保山秋季连阴雨的时间变化特征

2.1.1 年际和年代际的变化特征

1970—2020年保山共出现25次全市性的秋季连阴雨过程，平均每2年发生1次，平均持续11 d。51年来保山秋季连阴雨的累计持续日数和频次的年代际变化基本一致，呈增—减—增的趋势。具体来说，20世纪70～90年代初秋季连阴雨频次和累计持续日数逐渐增多，20世纪90年代至21世纪10年代秋季连阴雨频次及累计持续日数略有减少，近10年保山秋季连阴雨频次和累计持续日数又逐渐增加，但累计持续日数一直低于51年的平均值，而连阴雨频次在2016年后就高于51年的平均值，说明近几年保山秋季连阴雨次数增多，但每次持续时间不长。

2.1.2 周期变化特征

对连阴雨累计持续日数的EOF分析的第一模态和频次EOF分析的第一模态对应的时间系数进行morlet小波分析，如图1所示。由图1a可知，保山连阴雨累计持续日数在20世纪80年代至21世纪00年代有明显的5年的震荡周期，21世纪00年代中期至21世纪10年代中期存在3年的震荡周期。由图1b可知，保山秋季连阴雨频次从20世纪70年代中期至90年代有明显的4年左右周期震荡。20世纪90年代之后就不存在明显的周期震荡。由此可知，保山秋季连阴雨的周期存在明显的阶段性特征。

2.2 保山秋季连阴雨的空间分布特征

对秋季各地区的连阴雨出现的累计持续日数和频次分别进行EOF分解，得到51年保山秋季连阴雨降水主要空间分布型。由图2a、图2c可知，累计持续日数和频次的第1模态、第2模态均为正值，对应的时间系数也都为正值，表明51年来全市秋季连阴雨累计持续日数和频次空间分布为全市一致型，即全市秋季连阴雨日数同步增多或同步减少，全市秋季连阴雨频次同步增多或同步减少的分布特征。高值中心均位于龙陵，说明龙陵出现次数最多，持续时间也最长。

3 秋季连阴雨的环流特征

选取7年保山秋季连阴雨严重的年份为连阴雨年，7年没有连阴雨发生的年份为无连阴雨年，对比连阴雨年与无连阴雨年的环流场、水汽条件、海温等条件的差异，从而进一步揭示连阴雨环流特征及其成因。

3.1 环流形势

从距平场来看（图3），连阴雨年东亚北部地区为明显的负距平区，表明有低值系统发展，其与贝湖的正距平区构成了西高东低的环流形式，我国大部分为负距平控制，东亚大槽偏强，有利于偏西路径的冷空气南下影响云南。青藏高原至滇缅地区高度场偏低，容易产生低值系统，从而影响滇西地区。无连阴雨年中亚到东亚北部地区是明显的负距平，但我国38°N以南大部地区为正距平控制，不利于冷空气向南扩展影响云南。青藏高原至孟湾北部为正距平，高度场偏高，不利于高原槽及南支槽产生并东移。从平均高度场来看，连阴雨年584线在90°E处经向度较大，有利于引导低层暖湿气流向滇西地区输送，而无连阴雨年584线较平直。综上可知，在连阴雨年东亚北部地区高度场偏低，贝湖地区偏高，欧亚地区中高纬环流形势有利于引导冷空气南下影响云南，同时孟湾北部高度场偏低，584线经向度较大，有利于形成南支槽引导低层西南暖湿气流影响滇西，出现连阴雨天气。

3.2 海表温度

为了分析ENSO事件与保山秋季连阴雨天气的相关性，将25次全市性的秋季连阴雨过程累计持续日数与26项海温指数做相关性分析。结果表明，ENSO Modoki指数（EMI指数）与累计持续日数呈正相关，相关系数通过了信度0.01的显著检验。ENSO Modoki指数被广泛用于定义中部型ENSO事件，表现为热带中太平洋海表温度异常偏高，而东、西太平洋海表温度异常偏低[6]。由此可以初步得出秋季中部型ENSO事件与保山秋季连阴雨有关。

分析连阴雨年和无连阴雨年秋季的海温距平场（图4），发现连阴雨年赤道东太平洋地区和南海地区海温偏低，但赤道中太平洋海温偏高，海温表现为中部型ENSO，而在无连阴雨年赤道中东部太平洋海温偏高，海温表现为经典ENSO。上述结果表明，中部型ENSO与保山秋季连阴雨有显著的相关性。

3.3 水汽条件

对比连阴雨年和无连阴雨年9—11月700 hPa水汽通量和水汽通量散度，得出在秋季孟加拉湾水汽通过西南气流引导输送至云南，在滇西地区连阴雨年水汽通量较大，同时水汽辐合程度异常偏强，大量水汽输送到滇西并辐合，为保山形成秋季连阴雨提供充沛的水汽。在无连阴雨年水汽通量较典型连阴雨年偏弱，水汽辐合不明显，水汽条件较差[7]。

4 结论

分析了1970—2020年保山市秋季连阴雨的时空分布特征和异常环流特征及其成因。得出了以下主要结论：

（1）保山秋季连阴雨发生频率高，出现频次和累计持续日数的年代际变化基本一致，近10年连阴雨次数增多，但累计持续日数不多。连阴雨的周期存在明显的阶段性特征，其中累计持续日数存在3～5年的震荡周期，发生频次在20世纪90年代前有4年的震荡周期。

（2）全市秋季连阴雨持续日数和频次的空间分布主要为全市一致型，即全市秋季连阴雨日数同步增多或同步减少，全市秋季连阴雨频次同步增多或同步减少的分布特征。

（3）中部型ENSO与保山秋季连阴雨有显著的相关性，从大尺度环流上看，欧亚地区中高纬环流形势有利于引导冷空气南下影响云南，同时孟湾北部高度场偏低，584线经向度较大，有利于形成南支槽引导低层西南暖湿气流影响滇西，配合滇西地区较大水汽通量，异常偏强的水汽辐合，这是保山出现连阴雨天气的主要原因。

参考文献

[1] 蔡新玲，康岚，孙娴，等.2011年渭河和汉江上游秋汛期环流特征及暴雨致洪成因[J].暴雨灾害，2013，32（2）：120-125.

[2] 陈懿妮，楼茂园，李嘉鹏，等.浙江秋季连阴雨气候统计特征及其异常环流背景[J].气象科学，2019，39（2）：264-273.

[3] 王丽娟，邓方俊，陈小素.近45 a浙江连阴雨时空分布的环流特征及成因[J].大气科学学报，2020，43（4）：707-717.

[4] 杨爱萍.江西省秋季连阴雨气候变化特征及其对秋收的影响[J].气象与减灾研究，2014，37（3）：42-47.

[5] 郑治斌.湖北省连阴雨灾害特征及其影响分析[J].湖北农业科学，2020，59（16）：61-66.

[6] 罗连升，吴蓉，邓汗青，等.安徽春季连阴雨与不同类型厄尔尼诺/拉尼娜衰减年的关系[J].暴雨灾害，2023，42（2）：170 -178.

[7] 冯博，杨欣洁.近17年浙江省春季连阴雨时空分布特征及对农业的影响[J].农业灾害研究，2022，12（10）：19-21，24.