國家標(biāo)準(zhǔn)與浙江傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)梅雨的對比分析

雷　媛　柳　苗　陳　練

(浙江省氣候中心，浙江　杭州　310017)

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國家標(biāo)準(zhǔn)與浙江傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)梅雨的對比分析

雷媛柳苗陳練

(浙江省氣候中心，浙江杭州310017)

摘要：通過對國家新梅雨標(biāo)準(zhǔn)(49站 標(biāo)準(zhǔn))與傳統(tǒng)梅雨標(biāo)準(zhǔn)(5站標(biāo)準(zhǔn)和20站標(biāo)準(zhǔn))3種標(biāo)準(zhǔn)定義的梅雨區(qū)域、基本概念以及歷年資料序列的氣候均值和相關(guān)性的對比分析發(fā)現(xiàn)：1)3種標(biāo)準(zhǔn)資料差異的原因，首先是梅雨定義區(qū)域的側(cè)重和南北兩片雨期開始、結(jié)束的不一致，其次是雨期、雨日概念的定義差異和空梅年的不同處理方式；2)在反映浙江梅雨總體狀態(tài)和變化方向方面是三者基本一致的，但是，三者資料逐年之間存在較大差異，在反映梅汛期間浙中的西部地區(qū)易出現(xiàn)洪澇的特點(diǎn)上，49站標(biāo)準(zhǔn)更具優(yōu)勢；3)在對49站標(biāo)準(zhǔn)入梅日期的影響中，江南氣候區(qū)(南片)的影響明顯大于長江氣候區(qū)(北片)，對出梅日期的影響中，長江氣候區(qū)和江南氣候區(qū)的作用均很重要，因此，在國家新梅雨標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用和研究中應(yīng)該更加關(guān)注江南氣候區(qū)的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：梅雨標(biāo)準(zhǔn)；梅雨區(qū)域；區(qū)域雨日；雨期

0引言

2014年5月中國氣象局預(yù)報與網(wǎng)絡(luò)司發(fā)布《梅雨監(jiān)測業(yè)務(wù)規(guī)定》[1]，定義中國梅雨(暫未包括臺灣)主要分布在江淮流域，即西自湖北宜昌，東至華東沿海，南端以南嶺以北的28°N為界，北抵淮河沿線34°N一帶，涉及的行政區(qū)域包含上海、江蘇、安徽、浙江、江西、湖北、湖南等6省1市。選取資料完整、年份較長的氣象站作為梅雨監(jiān)測站，其中，浙江共49個，為與浙江傳統(tǒng)梅雨區(qū)別和行文簡潔，下文簡稱《梅雨監(jiān)測業(yè)務(wù)規(guī)定》中的梅雨標(biāo)準(zhǔn)為49站標(biāo)準(zhǔn)，以此來回算和確定的浙江梅雨資料簡稱為49站標(biāo)準(zhǔn)梅雨。5站標(biāo)準(zhǔn)20世紀(jì)80年代初建立，在業(yè)務(wù)中一直沿用至今，由于資料獲取和計算條件的限制，其監(jiān)測站僅有5個，故簡稱5站標(biāo)準(zhǔn)。21世紀(jì)初，由于氣象觀測站和自動氣象站的迅速增加，捕捉的降水特征更為細(xì)致，傳統(tǒng)5站的代表性的缺陷逐漸顯現(xiàn)，經(jīng)過研究，2005年對梅雨監(jiān)測站進(jìn)行擴(kuò)充，對梅雨定義進(jìn)行了修改，由于其代表站共20個，故簡稱20站標(biāo)準(zhǔn)[2]。

為了各級氣象部門準(zhǔn)確、便捷運(yùn)用《梅雨監(jiān)測業(yè)務(wù)規(guī)定》，避免新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的矛盾，提高各級氣象部門向政府部門、用戶單位和社會公眾服務(wù)的效益，非常有必要對國家新標(biāo)準(zhǔn)(49站標(biāo)準(zhǔn))與浙江傳統(tǒng)梅雨進(jìn)行詳細(xì)對比，通過分析梅雨標(biāo)準(zhǔn)的定義、歷史序列資料的異同的角度來研究新梅雨標(biāo)準(zhǔn)，為新規(guī)定下梅雨的預(yù)報、服務(wù)提供初步依據(jù)和研究方向。

149站標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)梅雨區(qū)域的對比

圖1為3種標(biāo)準(zhǔn)梅雨監(jiān)測站的分布圖。5站標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測站(圖1中以“3”表示的站點(diǎn))分別為嘉興、杭州、金華、嵊州、鄞州，表征的降水區(qū)域為浙中的西部地區(qū)和浙北地區(qū)，其中，長江氣候區(qū)2個、江南氣候區(qū)3個，但是，在5站標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定，若5站入、出梅不一致時以嘉興、杭州為準(zhǔn)，因此，5站標(biāo)準(zhǔn)梅雨區(qū)域更偏向于浙北地區(qū)的北部，更注重突出長江氣候區(qū)的特點(diǎn)。20站標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測站選取了1961年以前建站、歷年5—7月浙江降水EOF第2模態(tài)的空間分布為依據(jù)的20個氣象站(圖1中以“2”表示加上以“3”表示的站點(diǎn))，分別是湖州、安吉、嘉興、平湖、杭州、富陽、蕭山、紹興、嵊州、慈溪、余姚、鄞州、定海、淳安、建德、桐廬、衢州、金華、東陽、遂昌，其中，長江氣候區(qū)7個、江南氣候區(qū)13個，其表征的降水區(qū)域與5站標(biāo)準(zhǔn)基本一致，但西部代表站點(diǎn)增加較多，而且，梅汛期浙中的西部地區(qū)降水量更大更集中，在反映浙江省浙中西部梅汛期易發(fā)生洪澇的特征上，20站標(biāo)準(zhǔn)較5站標(biāo)準(zhǔn)的能力更突出。49站標(biāo)準(zhǔn)梅雨監(jiān)測站在圖1中以“1”、“2”、“3”表示的所有站，分布在杭州、嘉興、湖州、寧波、紹興、金華、衢州地區(qū)及臺州地區(qū)的北部，其中，長江氣候區(qū)14個、江南氣候區(qū)35個，表征的降水區(qū)域較5站標(biāo)準(zhǔn)和20站標(biāo)準(zhǔn)略向東南擴(kuò)大。

從梅雨代表站所表征的區(qū)域來看，3個標(biāo)準(zhǔn)定義的梅雨區(qū)域基本一致，5站標(biāo)準(zhǔn)傾向于長江氣候區(qū)，而49站標(biāo)準(zhǔn)和20站標(biāo)準(zhǔn)縱跨江南型和長江型2個氣候區(qū)，更能體現(xiàn)浙中西部梅汛期降水更集中、易爆發(fā)洪澇的特征。

(49站標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測站：1+2+3　20站標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測站：2+3　5站標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測站：3)圖1　浙江梅雨監(jiān)測代表站分布圖

249站標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)梅雨定義的比較

2.1相同點(diǎn)

從標(biāo)準(zhǔn)的定義來看，49站梅雨標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)梅雨標(biāo)準(zhǔn)有6個方面的共同點(diǎn)：

1)梅雨季節(jié)主要出現(xiàn)在6—7月的初夏時節(jié)。

2)均把降水條件作為判斷入、出梅的基礎(chǔ)依據(jù)，均考慮出現(xiàn)連續(xù)的較長時間的多降水天氣。

3)1個梅雨季節(jié)可以是1個雨期組成，也可以由幾個雨期組成，即有二度梅、間歇期的概念。

4)間歇期均為5 d或5 d以上的無雨日或區(qū)域無雨日。

5)均把500 hPa 110 °E～130 °E范圍內(nèi)西太平洋副熱帶高壓脊線5 d滑動平均作為判定入、出梅的參考指標(biāo)。

6)鑒于梅雨具有高溫高濕的天氣特征，均把日平均氣溫≥22 ℃作為入梅的輔助條件。

2.2差異點(diǎn)

49站標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)梅雨定義的差異主要表現(xiàn)在出現(xiàn)時期、區(qū)域雨日、梅雨雨期和空梅等4個概念以及副高脊線位置上,具體差異如下。

2.2.1出現(xiàn)時期

49站標(biāo)準(zhǔn)：南海夏季風(fēng)爆發(fā)后(氣候值5月5候)；7月中旬之后不再有新雨期開始；梅雨結(jié)束日出現(xiàn)在立秋之前。

20站標(biāo)準(zhǔn)：梅雨主要在6—7月，不可分割時可擴(kuò)展到5月或8月。

5站標(biāo)準(zhǔn)：入梅在5、6月間，出梅在6、7月間。

2.2.2副高位置

110 °E～130 °E范圍內(nèi)500 hPa西太平洋副熱帶高壓脊線5 d滑動平均：49站和20站標(biāo)準(zhǔn)為18 °N～25 °N； 5站標(biāo)準(zhǔn)為20 °N～25 °N。

2.2.3區(qū)域雨日

49站標(biāo)準(zhǔn)：有區(qū)域雨日概念，定義為區(qū)域內(nèi)1/3站日降水量≥0.1 mm，且區(qū)域內(nèi)站平均降水量≥2 mm/d；雨期判定以區(qū)域雨日為基礎(chǔ)。

20站標(biāo)準(zhǔn)：有區(qū)域雨日概念，定義為區(qū)域內(nèi)1/3站日降水量≥0.1 mm；雨期判定以區(qū)域雨日為基礎(chǔ)。

5站標(biāo)準(zhǔn)：無區(qū)域雨日概念，僅為單站雨日概念。

2.2.4梅雨雨期的確定

49站標(biāo)準(zhǔn)：雨期開始，從第1個區(qū)域雨日起，往后2日、3日、……、10日的區(qū)域雨日比例≥50%；雨期結(jié)束，從最后1個區(qū)域雨日起，往前2日、3日、……、10日的區(qū)域雨日比例≥50%。同時，每個雨期必須滿足4個條件：①任何10日的區(qū)域雨日比例≥40%；②區(qū)域雨日數(shù)≥6 d；③沒有連續(xù)5 d(含5 d)以上的區(qū)域非雨日；④區(qū)域站平均降水強(qiáng)度≥5 mm/d。

20站標(biāo)準(zhǔn)：雨期開始，連續(xù)出現(xiàn)5個或5個以上區(qū)域雨日，以后可以有區(qū)域無雨日出現(xiàn)；雨期結(jié)束，出現(xiàn)5個或5個以上連續(xù)區(qū)域無雨日。

5站標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)出現(xiàn)≥5 d的陰雨天氣(日雨量≥1.0 mm，允許其中2 d≤1.0 mm或有1d無雨)，以后出現(xiàn)多陰雨天氣，以日雨量≥1.0 mm為雨期開始；連續(xù)5 d或5 d以上的無雨天氣為雨期結(jié)束；確定雨期時先確定單站，再確定區(qū)域，以5站的多數(shù)作為梅雨雨期，若各站不一致時以嘉興、杭州為準(zhǔn)。

2.2.5空梅年的處理

49站標(biāo)準(zhǔn)：入、出梅日期空缺；區(qū)域梅雨氣候態(tài)時間段內(nèi)主要降水過程的累計雨量為空梅類梅雨量，累計雨日數(shù)為空梅類梅雨長度。

20站標(biāo)準(zhǔn)：6、7月間相對較集中的降水過程作為空梅類梅雨雨期，過程開始日為入梅日期，過程結(jié)束日的次日為出梅日期。

5站標(biāo)準(zhǔn)：6月初至入夏日間相對較集中的降水過程作為空梅類梅雨雨期，過程開始日為入梅日期，過程結(jié)束日的次日為出梅日期。

從以上差異分析和歷年序列的重建過程來看，5站梅雨雖然較簡潔，但在資料重建過程中發(fā)現(xiàn)5站留存資料的梅雨雨期之外還存在較多滿足條件的雨期，被主觀認(rèn)定為春雨或夏雨，因而，5站標(biāo)準(zhǔn)在判定過程中主觀成分較大。20站梅雨標(biāo)準(zhǔn)客觀性較強(qiáng)，但對春雨、夏雨的排除依賴于“梅雨出現(xiàn)時期在6、7月間”和“日平均氣溫≥22 ℃”，因而，20站標(biāo)準(zhǔn)也有所欠缺，造成晚春雨和連續(xù)性夏雨被包含入梅雨。49站梅雨標(biāo)準(zhǔn)判斷因子更全面，增加“南海夏季風(fēng)爆發(fā)之后”排除春雨，增加“7月中旬之后不再有新雨期開始”排除夏雨，增加“梅雨結(jié)束日出現(xiàn)在立秋之前”排除秋雨，“雨期內(nèi)區(qū)域站平均降水強(qiáng)度≥5 mm/d”也可排除降水強(qiáng)度較弱的春雨和夏季局地降水。因而，49站標(biāo)準(zhǔn)在判定過程中主觀因素小、受人為影響的差異小，客觀性較強(qiáng)，有利于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化運(yùn)作。

3各標(biāo)準(zhǔn)歷年資料的對比分析

對歷年浙江降水資料進(jìn)行回算，按《梅雨監(jiān)測業(yè)務(wù)規(guī)定》重新建立浙江梅雨歷史序列，簡稱49站標(biāo)準(zhǔn)梅雨序列，并與傳統(tǒng)5站標(biāo)準(zhǔn)和20站標(biāo)準(zhǔn)的梅雨資料進(jìn)行對比。

3.1空梅

依據(jù)監(jiān)測指標(biāo)無法確定入梅與出梅時間，無典型梅雨期則為空梅。49站標(biāo)準(zhǔn)中空梅有6 a，分別為1958、1965、1971、1981、2004和2005年，5站標(biāo)準(zhǔn)和20站標(biāo)準(zhǔn)中的空梅均只有2 a，分別為1958和1965年，49站標(biāo)準(zhǔn)明顯多于5站和20站標(biāo)準(zhǔn)。從逐日降水來分析，49站標(biāo)準(zhǔn)中，區(qū)域雨日要求區(qū)域平均站雨量≥2 mm，在劃定梅雨雨期時區(qū)域無雨日多于5站和20站標(biāo)準(zhǔn)，同時，49站標(biāo)準(zhǔn)還要求每個雨期的雨強(qiáng)(雨期內(nèi)區(qū)域站平均降水強(qiáng)度)≥5 mm/d，因此，49站的雨期標(biāo)準(zhǔn)高于5站和20站標(biāo)準(zhǔn)，造成49站標(biāo)準(zhǔn)中空梅年份較多。

3.2氣候均值

氣候均值是氣候背景狀態(tài)和總體狀態(tài)的反映，入、出梅日期氣候均值的差異均較小，入梅均值49站標(biāo)準(zhǔn)和20站標(biāo)準(zhǔn)較早，為6月10日；5站標(biāo)準(zhǔn)較遲，為6月13日，二者相差僅3 d。出梅日期均值49站標(biāo)準(zhǔn)和5站標(biāo)準(zhǔn)均為7月10日，20站標(biāo)準(zhǔn)較遲，為7月11日，相差僅1 d。入出梅氣候均值差異產(chǎn)生的原因可能有2個：1)梅雨區(qū)域定義的側(cè)重。49站和20站標(biāo)準(zhǔn)梅雨區(qū)域偏向于江南氣候區(qū)，5站標(biāo)準(zhǔn)梅雨區(qū)域偏向于長江氣候區(qū)。2)雨日和區(qū)域雨日定義的差異。5站標(biāo)準(zhǔn)僅要求雨日；20站標(biāo)準(zhǔn)1/3站達(dá)雨日標(biāo)準(zhǔn)為區(qū)域雨日；49站標(biāo)準(zhǔn)要求1/3站達(dá)雨日標(biāo)準(zhǔn)，而且區(qū)域內(nèi)站平均降水量≥2 mm/d。

梅雨量氣候均值49站標(biāo)準(zhǔn)最大298.9 mm，20站標(biāo)準(zhǔn)居中288.4 mm，5站標(biāo)準(zhǔn)最小273.2 mm，三者之間隨監(jiān)測代表站數(shù)的增加和梅雨表征區(qū)域的擴(kuò)大而增加，能更好地體現(xiàn)梅雨監(jiān)測指標(biāo)對浙江梅雨洪澇的反映能力。

3.3各標(biāo)準(zhǔn)資料相關(guān)性分析

變量之間的相關(guān)系數(shù)反映變量間相互關(guān)系的緊密程度及其相關(guān)方向，表1是1954—2014年梅雨主要參數(shù)的3種標(biāo)準(zhǔn)相互之間的相關(guān)系數(shù)，從中可以看到，3種標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)性非常高，相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.5以上，遠(yuǎn)超出99.9%的可信度水平，其中，梅雨量相關(guān)系數(shù)最大，在0.83～0.91；梅雨強(qiáng)度指數(shù)次之，在0.80～0.87；出梅日期0.72～0.82；入梅日期相關(guān)系數(shù)相對較小，在0.51～0.64。因此，3種標(biāo)準(zhǔn)梅雨總體相關(guān)方向是一致的，相互之間的緊密程度高。

表1　梅雨參數(shù)3種標(biāo)準(zhǔn)相互之間的相關(guān)

3.4各標(biāo)準(zhǔn)歷年資料的差異

各標(biāo)準(zhǔn)資料的差異，關(guān)鍵是入梅、出梅日期的不同，表2是49站標(biāo)準(zhǔn)與20站、5站標(biāo)準(zhǔn)入、出梅日期差異的分布情況(不含空梅)，各標(biāo)準(zhǔn)入、出梅日期完全一致的年份僅占36.2%～45.5%，遲早相差5 d以內(nèi)(含5 d)的占30.9%～36.1%，遲早相差6 d以上占21.9%～27.5%，因此，從逐年來看，各標(biāo)準(zhǔn)間還是有較大的差異。

表2　49站標(biāo)準(zhǔn)與20站、5站標(biāo)準(zhǔn)入、出梅日期差異的分布情況

3.5江南、長江氣候區(qū)對49站梅雨的影響

49站標(biāo)準(zhǔn)梅雨區(qū)域縱跨江南和長江兩個氣候區(qū)。按氣候分區(qū)把浙江梅雨為南片(江南氣候區(qū))和北片(長江氣候區(qū))，類似49站標(biāo)準(zhǔn)對南、北兩片分別確定歷年的入、出梅日期，從南、北兩片入、出梅的差異及它們與49站標(biāo)準(zhǔn)梅雨資料的對比來分析它們對49站梅雨資料影響程度。

1954年以來，入梅日期南、北兩片有差異的年份達(dá)30 a，一致的31 a，各占一半。南片較北片遲的只有5 a，其中4 a遲1～3 d；南片較北片早的共25 a，其中，早1～2 d的共7 a，早3～5 d和早6 d以上的均有9 a，這與東亞雨帶逐漸北抬的氣候規(guī)律是一致的。49站標(biāo)準(zhǔn)入梅日期與北片入梅日期相比，不一致的共25 a，其中，22 a早于北片，3 a遲于北片。與南片入梅日期相比，不一致的僅9 a，遲早差異均在3 d內(nèi)，其中7 a與北片入梅日期一致。因此，南片在49站標(biāo)準(zhǔn)入梅日期的貢獻(xiàn)大，在新標(biāo)準(zhǔn)入梅日期的監(jiān)測預(yù)報中應(yīng)更加關(guān)注江南氣候區(qū)，這與傳統(tǒng)梅雨，特別是5站梅雨偏向長江氣候區(qū)，有較大差異。

1954年以來，出梅日期南、北片有差異的年份有28 a，一致的共33 a。其中，南片較北片遲的有12 a，遲1～3 d的7 a，遲6 d以上的5 a；南片較北片早的共16 a，早1～2 d的6 a，早3～4 d的3 a，早6 d以上的7 a。49站標(biāo)準(zhǔn)出梅日期與北片相比，不一致的達(dá)22 a，早于北片的有10 a，其中7 a出梅與南片一致，遲于北片的12 a，其中9 a出梅日期與南片一致。49站標(biāo)準(zhǔn)出梅日期與南片出梅日期相比，不一致較少，為13 a，早于南片共3 a，偏早1～3 d；遲于南片的共10 a，其中，遲1～2 d和遲3～5 d均為3 a，遲6 d以上的4 a。由此可知，南、北兩片對49站出梅日期的影響較為復(fù)雜，從雨帶北抬的氣候規(guī)律來看北片影響較大，但是南片區(qū)域比北片區(qū)域大1倍半，相對而言，南片的影響較北片明顯。因此，對新標(biāo)準(zhǔn)出梅日期的監(jiān)測預(yù)報中，需同時關(guān)注江南氣候區(qū)和長江氣候區(qū)。

4結(jié)語

1)從49站和傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)梅雨的重建過程來看，5站標(biāo)準(zhǔn)較簡潔，但在業(yè)務(wù)判定中主觀成分較大；49站梅雨標(biāo)準(zhǔn)較復(fù)雜，但判斷因子更全面，客觀性強(qiáng)，在業(yè)務(wù)運(yùn)用中主觀因素小、人為影響的差異小，有利于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化運(yùn)作。

2)對比了3種梅雨標(biāo)準(zhǔn)定義的區(qū)域、概念，分析了歷年序列的氣候均值和相關(guān)性，結(jié)果表明，在反映浙江梅雨總體氣候態(tài)和變化特征方面，49站標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)梅雨是基本一致的，但是，在反映梅汛期間浙中地區(qū)的西部易出現(xiàn)洪澇的氣候特點(diǎn)上，49站標(biāo)準(zhǔn)更具優(yōu)勢。

3)從歷年梅雨資料的分析中發(fā)現(xiàn)，梅雨區(qū)域定義的不同，南片和北片雨期開始、結(jié)束的不一致是造成3種標(biāo)準(zhǔn)梅雨資料差異的最大原因，其次，雨期、雨日概念的不同定義和空梅的不同處理方式也是不同梅雨標(biāo)準(zhǔn)資料差異產(chǎn)生的原因。

4)對比逐年梅雨資料發(fā)現(xiàn)，49站標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)還是存在較大的差異，相互間入、出梅日期完全一致的不到一半，相差6 d以上高達(dá)21.9%～27.5%。在49站梅雨中，江南氣候區(qū)的影響比重明顯增加，入梅日期主要依賴于江南氣候區(qū)，出梅日期則長江氣候區(qū)和江南氣候區(qū)的作用均很重要，這使梅雨預(yù)報變得更加復(fù)雜，傳統(tǒng)梅雨預(yù)報顯然已不適用于新標(biāo)準(zhǔn)，有必要對新標(biāo)準(zhǔn)下的梅雨機(jī)理做深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國氣象局預(yù)報與網(wǎng)絡(luò)司. 梅雨監(jiān)測業(yè)務(wù)規(guī)定.氣預(yù)函〔2014〕28號，2014.5.7.

[2]雷媛.浙中北梅雨標(biāo)準(zhǔn)的初步研究[J].浙江氣象，2006,27(4)：11-15.

收稿日期：2015-01-20