金華市1961～2011年梅雨特征量的統(tǒng)計分析

摘要 利用金華市1961～2011年的年降水量和逐日降水量資料，分析梅雨特征量（梅雨起訖日期、梅雨期長度、梅雨量、梅雨強度）的基本統(tǒng)計特征及其相互關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上對梅雨汛期的年際和年代際變化、周期和變化趨勢進(jìn)行了研究，最后探討了各梅雨特征量對厄爾尼諾（拉尼娜）年的響應(yīng)。結(jié)果表明，金華市梅雨年際和年代際變化明顯，大致存在22年的周期；厄爾尼諾年，金華市出梅偏遲，梅雨期長度偏長，梅雨量偏多，梅雨強度偏強；拉尼娜年，金華市梅雨量偏少，梅雨強度偏弱。

關(guān)鍵詞 梅雨；特征量；統(tǒng)計；金華市；厄爾尼諾事件；拉尼娜事件

中圖分類號S161.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10242-03

基金項目國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201310345019）。

作者簡介應(yīng)瑤（1993-），女，浙江寧波人，本科生，專業(yè)：地理科學(xué)。*通訊作者，教授，碩士生導(dǎo)師，從事災(zāi)害地理學(xué)教學(xué)與研究。

梅雨是每年6～7月江淮地區(qū)出現(xiàn)的持續(xù)降雨天氣。相關(guān)研究表明，每年梅雨特征量的變化直接與江淮地區(qū)旱澇災(zāi)害的形成有關(guān)。因此，梅雨一直是吸引廣大氣象學(xué)者研究的重要課題，目前該方面的研究也取得了較大進(jìn)展[1-3]。如魏鳳英等根據(jù)長江中下游梅雨特征量的年代際變化，將1885～2000年劃分為6個不同的梅雨階段[1]；閔屾等分析認(rèn)為梅雨降水特征有很強的地域性，劃分江淮梅雨區(qū)為3個子區(qū)，研究各區(qū)域梅雨特征量的相關(guān)性[2]。金華市位于浙中地區(qū)，地處金衢盆地，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均降水量在1 414.3 mm，其中5～7月降水最集中，占5～9月汛期降水量的64.7%，其變率極大，是暴雨、強對流等災(zāi)害性天氣發(fā)生頻次最多時段，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，并嚴(yán)重地造成生命和財產(chǎn)損失。因此，筆者主要對近51年金華市梅雨特征量進(jìn)行分析，通過了解金華市梅雨的特點及變化趨勢，輔助洪澇災(zāi)害的預(yù)報及政府部門決策，進(jìn)而減少梅雨災(zāi)害帶來的損失。

1 資料與方法

1.1 資料來源浙北地區(qū)進(jìn)入梅雨期的時間大致在6月上旬～7月中旬，考慮到某些年份在5月下旬出現(xiàn)早黃梅的情況，因此在確定入梅日、出梅日、梅雨期長度與梅雨量（從入梅日到出梅日之間的時期內(nèi)降雨量的總和）時選取資料為金華站1961～2011年各年份5～7月逐日降水量；在確定梅雨強度時結(jié)合了金華站1961～2011年各年份年降水量。降水?dāng)?shù)據(jù)資料均來源于中國氣象局國家氣候中心，海溫資料來源于NCEP的1961～2011年全球平均海溫場的經(jīng)緯格網(wǎng)資料。

1.2 梅期劃分方法由于梅雨期出現(xiàn)的早晚與東亞大氣環(huán)流的季節(jié)變化有關(guān)，大氣環(huán)流因子具有復(fù)雜性和多變性，各地梅期又具有差異性，因此梅雨期的劃分是廣大氣象學(xué)者的重大難題，梅期劃分尚無一個固定的標(biāo)準(zhǔn)。參考其他學(xué)者梅期劃分的方法，確定如下具體標(biāo)準(zhǔn)[4-6]：將6月15日以前結(jié)束的連續(xù)降雨時段定為春雨時段，將7月15日以后出現(xiàn)的連續(xù)降雨時段定為夏雨時段，區(qū)分出梅雨期所在時間范圍；首次出現(xiàn)連續(xù)3 d及以上連陰雨天氣，且其中有1 d雨量可達(dá)大到暴雨，則取起始日為入梅日，若首次出現(xiàn)連續(xù)5 d連陰雨天氣，也可取第1天為入梅日；在連陰雨天氣之后出現(xiàn)連續(xù)5 d以上的無雨日，則取第1天為出梅日；當(dāng)6月中下旬已出現(xiàn)出梅日，而7月上旬又出現(xiàn)較長一段時間的連續(xù)陰雨天氣，則將其確定為二度梅，納入梅期之內(nèi)；梅雨期長度為入梅日與出梅日之間的日數(shù)。

1.3 梅雨強度的計算 梅雨強度是形容梅雨期降水集中程度的特征量，對于指示洪澇災(zāi)害有重要意義。然而對梅雨強度的評判沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，參考徐群等的研究[7-9]，最終確定梅雨強度（M ）用下面的公式表示：

2 結(jié)果與分析

2.1 梅雨期的變化特征分析

2.1.1時間特征。在1961～2011年的51年中，除去3年空梅（1981、2003和2006年），最早入梅日期為5月11日（1973年），最遲入梅日為6月25日（1961年），入梅日前后相差達(dá)45 d，平均入梅日期為6月9日；最早的出梅日期為6月15日（1961年），最遲出梅日期為7月20日（1999年），出梅日前后最大相差35 d，平均出梅日期為7月5日。梅雨期長度最短為11 d （1982年），最長達(dá)64 d（1973年），梅雨期平均長度為26 d。

2.1.2年際和年代際變化特征。入梅日和出梅日均存在顯著的年際變化，經(jīng)計算，入梅日和出梅日的標(biāo)準(zhǔn)差分別為9.41和8.54，由此看出入梅日的年際變化較出梅日顯著。若定義標(biāo)準(zhǔn)化距平值<-1的年份為早入梅年；定義標(biāo)準(zhǔn)化距平值>1的年份為晚入梅年。從入、出梅標(biāo)準(zhǔn)化距平值的時間序列（圖1a、b）可以看到，早入梅年主要集中在20世紀(jì)70年代，晚入梅年主要集中在21世紀(jì)初；同理得到，早出梅年主要集中在20世紀(jì)80年代，晚出梅年集中在20世紀(jì)70和90年代。從梅雨期長度的標(biāo)準(zhǔn)化時間序列（圖1c）看出梅雨期長度的年際變化亦較顯著，經(jīng)計算，其標(biāo)準(zhǔn)差為11.26，梅雨期長度年際變化顯著會導(dǎo)致長江中下游旱澇災(zāi)害頻繁。定義標(biāo)準(zhǔn)化距平值>1的年份為長梅年，長梅年主要集中在20世紀(jì)70和90年代。分析所得數(shù)據(jù)結(jié)果，長梅年集中的年代與早入梅年和晚出梅年集中的年代均對應(yīng)。

2.1.3周期和變化趨勢。從入梅日的3年滑動距平來看（圖1a），1961～2011年大致包括2.5個周期，其周期長度約為22年，這與太陽活動的磁性周期是相同的，李邦憲研究金華市的旱澇氣候特征發(fā)現(xiàn)其周期也對應(yīng)太陽活動的22年周期[10]，初步認(rèn)為梅雨與洪澇災(zāi)害有一定的相關(guān)性；就總體的變化趨勢上看，入梅日呈現(xiàn)較強的推遲趨勢。同理，根據(jù)出梅日的3年滑動距平（圖1b），依據(jù)其波峰情況大致將其劃分為4個周期，其周期長度約為12年，這與胡波等研究得出的浙江省自1975年后梅雨存在11～13年周期相吻合[11]；從整體上來看，近年的出梅日期相較1961年沒有太大的變化。觀察梅期長度的3年滑動距平（圖1c），可以明顯看出2.5個波動周期，判斷其周期亦為22年；梅期長度的變短趨勢較明顯，且其與入梅日呈現(xiàn)相反的變化趨勢。

2.2 梅雨量的變化特征分析

2.2.1基本特征。統(tǒng)計1961～2011年梅雨量發(fā)現(xiàn)，最少梅雨量為38 mm（2007年），最大梅雨量與最小梅雨量相差800 mm，51年的平均梅雨量為304 mm。將各年份梅雨量與其5～7月份的總雨量相比，其比值的平均值為51.9%，說明5～7月的降水集中在梅雨期，趙賢產(chǎn)等在金華地區(qū)時段暴雨的研究中也發(fā)現(xiàn)，時段暴雨旬際分布的最高峰正是6月中下旬，即梅汛期是降水最集中期[12]。梅汛期降水具有降水集中、強度大的特征。

2.2.2年際和年代際特征。分析梅雨量標(biāo)準(zhǔn)化距平值的時間序列（圖2），將標(biāo)準(zhǔn)化距平值<-1的年份定義為枯梅年，1961～2011年金華市則有10個枯梅年；將標(biāo)準(zhǔn)距平值>1的年份定義為豐梅年，則有8個豐梅年；枯梅年主要集中在21世紀(jì)初，而豐梅年主要集中在20世紀(jì)90年代，即進(jìn)入21世紀(jì)以后梅雨量出現(xiàn)了驟降。

2.2.3周期和變化趨勢。求取1967～1977、1978～1988、1989～1999、2000～2010年這4個時期梅雨量的平均值，其結(jié)果分別為395、209、417、201 mm，與金華市的豐枯年變化的22年周期相對應(yīng)[13]。總觀其整個變化趨勢，梅雨量呈現(xiàn)出較微弱的減少趨勢。

2.3 梅雨強度的變化特征分析

2.3.1基本特征。采用梅雨強度計算公式得到1961～2011年金華市的梅雨強度為1.12～4.79， 51年間金華市梅雨強度最大的年份為1995年，其次為1999年，據(jù)了解1999年也是浙江省出現(xiàn)世紀(jì)性暴雨的年份。

2.3.2年際變化和年代際變化。當(dāng)梅雨強度標(biāo)準(zhǔn)距平值<-1時，認(rèn)為該年的梅雨強度偏弱，當(dāng)梅雨強度標(biāo)準(zhǔn)距平>1時，認(rèn)為該年的梅雨強度偏強。從圖3可以看出，金華市梅雨強度偏強的年份主要出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代，而梅雨強度偏弱的年份主要集中在21世紀(jì)初；從20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)梅雨強度顯著減弱，與梅雨量的年代際變化出現(xiàn)了相同的情況。

2.3.3周期和變化趨勢。分析梅雨強度的3年滑動距平（圖3）發(fā)現(xiàn)，1961～2011年金華市出現(xiàn)了明顯的近似于正弦曲線的周期變化，其周期約為22年?？傮w上，51年間具有梅雨強度由弱變強的變化趨勢。

2.4 梅雨特征量間的相互關(guān)系通過SPSS軟件對51年來的梅雨特征量進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表1），入梅日與梅雨期長度之間存在著顯著的負(fù)相關(guān)性，出梅日與梅雨期長度間的相關(guān)性較入梅日的相關(guān)性低，入梅日與出梅日的相關(guān)性較低。梅雨期長度對梅雨量有較強的影響，可以說明梅雨期長度越長，梅雨期雨量越大。由于梅雨強度中包含了梅雨量的系數(shù)，梅雨強度與梅雨量的相關(guān)性極高。總體而言，梅雨期長度是描述梅雨的最重要特征值。

2.5 梅雨特征量與厄爾尼諾（拉尼娜）事件的相互關(guān)系長江中下游入、出梅的遲早與西太平洋副熱帶高壓活動密切相關(guān)[3]，且中東赤道太平洋SST（Sea Surface Temperature）與西北太平洋副熱帶高壓的強度具有滯后半年左右的正相關(guān)，因此可以推測中東赤道太平洋SST與長江中下游梅雨存在一定的相關(guān)性。厄爾尼諾事件與拉尼娜事件是描述中東赤道太平洋海溫異常的指標(biāo)，通常將中東赤道太平洋SST距平值達(dá)±0.5 ℃且持續(xù)6個月以上的事件稱為厄爾尼諾（拉尼娜）事件，由于王世平研究發(fā)現(xiàn)NINO 3區(qū)（5°N～5°S、90°～150°W）與NINO 1+2+3+4變化趨勢相同，僅振幅較小[14]，所以采用NINO 3區(qū)來確定厄爾尼諾年和拉尼娜年。根據(jù)厄爾尼諾（拉尼娜）年判斷標(biāo)準(zhǔn)[15]，得出1961～2011年中共有15個厄爾尼諾年（1964、1966、1970、1973、1977、1983、1987、1988、1992、1993、1995、1998、2003、2007、2010年）和15個拉尼娜年（1963、1965、1968、1971、1972、1974、1975、1976、1979、1985、1986、1990、2000、2008、2011年）。

統(tǒng)計各梅雨特征值的距平，在15個厄爾尼諾年中，入梅偏早的年份有7年，出梅偏遲的年份有9年，梅雨期偏長的有8年，梅雨量偏多的年份有8年，梅雨強度為正距平值的年份有10年。由此表明，處于厄爾尼諾年時，金華市很可能出現(xiàn)出梅偏遲、梅雨期偏長、梅雨量偏多、梅雨強度偏強的情況。同理，統(tǒng)計15個拉尼娜年中的梅雨各特征值的距平值，入梅偏遲的年份有7年，出梅偏早的年份有9年，梅雨期長度偏短的年份有9年，梅雨量偏少的年份有9年，梅雨強度平均偏弱的年份有9年。由此可以得出，當(dāng)處于拉尼娜年時，金華市出梅偏早、梅雨量偏少、梅雨強度偏弱。對比厄爾尼諾年與梅雨特征值標(biāo)準(zhǔn)距平值>1的年份發(fā)現(xiàn)，9個晚出梅年中有7年屬于厄爾尼諾年（E）或其次年（E+1），發(fā)生頻率為77.8%；8個豐梅年中有6年屬于厄爾尼諾年或其次年，發(fā)生頻率為75%；9個梅雨強度偏強的年份中有8年屬于厄爾尼諾年或其次年，發(fā)生頻率為88.9%（表2）。由此更能證明厄爾尼諾當(dāng)年或次年，金華市的出梅日偏晚、梅雨量偏多、梅雨強度偏強。

3 結(jié)論

（1）金華市入梅日期的時間分布較為分散，最大可達(dá)45 d。相較入梅日和出梅日，梅期長度的年際變化最大。

（2）總體上來看，51年間金華市的入梅日呈現(xiàn)推遲的變化趨勢，梅雨期長度呈現(xiàn)縮短的變化趨勢，梅雨量呈現(xiàn)減少的變化趨勢，梅雨強度呈現(xiàn)增強的變化趨勢。

（3）入梅日、梅雨期長度、梅雨量存在較明顯的周期性波動，其他特征量的周期性不太明顯，其周期大致為22年。

（4）金華市梅雨各特征量之間存在較大相關(guān)性，梅雨期長度是描述梅雨的最重要特征量。