巴里坤近40年極端降水特征分析及其對ENSO事件的響應(yīng)

摘 要：運(yùn)用1976—2015年新疆維吾爾自治區(qū)哈密市巴里坤縣氣象局降水資料，分析了巴里坤縣近40a極端降水天氣特征及其對ENSO事件的響應(yīng)。結(jié)果表明：巴里坤年際降水量分布不均，主要集中在夏季；年降水量總體趨勢上升。降水天氣對于ENSO 事件的響應(yīng)會有一定的滯后性，與ElNino事件需要滯后4個月才能達(dá)到最顯著響應(yīng)，而與La Nina 事件只需滯后1個月，它們的相關(guān)顯著性都通過了0.01顯著性水平檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：巴里坤；極端降水天氣特征；ENSO事件；響應(yīng)

中圖分類號：S162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233191

ENSO事件是厄爾尼諾（El Nino）現(xiàn)象和南方濤動（Southern Oscillation）現(xiàn)象的統(tǒng)稱，是發(fā)生在太平洋海氣系統(tǒng)中最強(qiáng)烈的年際變化信號，它的發(fā)生常常引起氣候異常。由于 ENSO 具有全球尺度的影響，許多地方的降水、氣溫等氣候要素的異常與ENSO有著密切的聯(lián)系，尤其是對降水的影響更為顯著。已有研究表明，ENSO事件對東亞冬、夏季風(fēng)的強(qiáng)弱變化和中國夏季降水的分布有著重要影響。

1 資料及研究方法

選取巴里坤縣氣象局1976—2015年降水資料，分析降水量在不同年代以及不同月份的變化特征，用最小二乘法通過實(shí)際資料計(jì)算出氣候要素的變化速率，回歸系數(shù)為正（負(fù)）表示增加（減弱）趨勢，接近零則無明顯變化趨勢，通過降水天氣折線圖或柱形圖分析以及研究巴里坤降水天氣的發(fā)生規(guī)律。

2 巴里坤降水的氣候變化特征

2.1 降水量年際變化

分析1976—2015年巴里坤降水量逐年變化（圖1）得出，近40a巴里坤年平均降水量為233.7mm，年均降水量總體呈明顯上升趨勢，降水傾向率為12.3mm/10a。年降水量歷史極大值為364mm（2015年），極小值139.5mm（1985年），兩者相差224.5mm。

2.2 降水量月際變化

巴里坤年降水量分布不均（圖2），1—7月平均降水量呈逐漸增加趨勢，7—12月份則呈逐漸減少趨勢。集中在5—9月，降水量達(dá)174.8mm，占全年降水量75.6%，以7月最多，月平均降水量51.4mm，占全年的22.3%，1、2月最少，月平均降水量僅3.3mm。

2.3 降水強(qiáng)度變化

2.3.1 雨

2.3.1.1 小雨事件

近40a巴里坤地區(qū)總共出現(xiàn)小雨1512d，20 世紀(jì)70、80 年代較多，2000年以后逐漸減少。小雨日數(shù)總體呈減少趨勢，氣候傾向率1.7d/10a。

2.3.1.2 中雨事件

近40a巴里坤中雨日數(shù)272d，呈略減少趨勢，氣候傾向率為-0.43d/10a.

2.3.1.3 大雨事件

近40a巴里坤大雨日數(shù)128d，呈0.31d/10a略增長趨勢，20世紀(jì)80、90年代大雨事件持續(xù)時間為69d， 2000—2015年為59d，整體增加趨勢緩慢。

2.3.1.4 暴雨事件

巴里坤地區(qū)暴雨日數(shù)較少，近40a僅29d，其中2015年暴雨日數(shù)出現(xiàn)最多（3d），14個年份僅出現(xiàn)1d。

2.3.2 雪

2.3.2.1 小雪事件

近40a巴里坤地區(qū)小雪日數(shù)1191d，呈微減少趨勢，氣候傾向率為-0.14d/10a。小雪日數(shù)最多年份2010年（49d），最少為1983、2015年，僅19d。

2.3.2.2 中雪事件

近40a巴里坤中雪日數(shù)128d，呈增加趨勢，氣候傾向率約1.0/10a。其中出現(xiàn)最多的是2009年（10d）；1983年和1993年均未出現(xiàn)過中雪事件。

2.3.2.3 大雪事件

近40a巴里坤大雪日數(shù)79d，整體呈微減少趨勢，氣候傾向率為-0.018d/10a。大雪日數(shù)最多為1984年（6d），有7個年份未出現(xiàn)大雪。

2.3.2.4 暴雪事件

巴里坤地區(qū)暴雪較少，近40a僅33d，最多年份2014年（4d），16個年份未出現(xiàn)暴雪。

3 極端降水事件

受境內(nèi)地形影響，6—8月遇到中到大量級別降水或降水量集中時，易產(chǎn)生局地洪澇、泥石流等災(zāi)害。春、秋季降水小，常伴隨強(qiáng)降溫、大風(fēng)、寒潮和霜凍，冬季則產(chǎn)生暴風(fēng)雪和雪崩。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近40a巴里坤共發(fā)生暴雨30次，成災(zāi)15次，引發(fā)洪水11次，泥石流1次；冰雹23次，成災(zāi)1次；暴雪13次，成災(zāi)7次。20世紀(jì)80年代中期前，極端降水事件少，1988年出現(xiàn)突變；到20世紀(jì)90年代中期達(dá)到突變高峰，次高峰發(fā)生在1997年，當(dāng)年7月17日降水達(dá)49.7mm，大暴雨引發(fā)大山洪，受災(zāi)范圍涉及農(nóng)牧業(yè)、水利、交通、電力、通訊等，直接經(jīng)濟(jì)損失7224萬；20世紀(jì)末到21世紀(jì)，暴雨頻發(fā)，暴雪次數(shù)也居高不下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，巴里坤近40a來共發(fā)生極端降水事件161次，其中雪暴13次，寒潮42次，暴雨30次，冰雹23次，洪水11次，霜凍42次。

4 降水與ENSO事件的響應(yīng)

ENSO事件是一種大尺度的大氣與海溫相互作用的現(xiàn)象，它的出現(xiàn)常對大氣產(chǎn)生巨大影響，引起全球性氣候異常變化。

4.1 降水與海溫相關(guān)分析

對巴里坤降水相對海溫（SSTA）做2a滯后分析可知，在8 個月內(nèi)出現(xiàn)一次完整的由弱到強(qiáng)、然后由強(qiáng)到弱的相關(guān)強(qiáng)度變化過程（表 2）。El Nino期間，巴里坤降水滯后4個月時達(dá)到最大滯后正相關(guān)，La Nina 卻只需1個月就可達(dá)到最大負(fù)相關(guān)，它們相關(guān)系數(shù)分別是0.302 和-0.296，都通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。表明巴里坤降水對El Nino和La Nina達(dá)到最顯著響應(yīng)所需要的時間不一致，對El Nino事件的響應(yīng)需要更多的時間。

4.2 ENSO事件對巴里坤地區(qū)極端降水的影響

ENSO時間和空間尺度很大，與熱帶太平洋過程及其以外地區(qū)的大氣環(huán)流直接相關(guān)聯(lián)。ENSO主要是通過影響西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度及位置而對中國西北地區(qū)天氣氣候產(chǎn)生影響。經(jīng)相關(guān)統(tǒng)計(jì)得出，ENSO事件對巴里坤旱澇影響較大，ENSO事件發(fā)生時段旱澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)占總次數(shù)的48%～70%，其中強(qiáng)度為中等以上的ENSO暖、冷事件分別發(fā)生8次、6次，極強(qiáng)暖事件2次，強(qiáng)暖事件2次，持續(xù)10個月以上；強(qiáng)度為強(qiáng)冷事件3次，強(qiáng)度中等冷事件3次，持續(xù)11—24月。強(qiáng)度為中等以上的事件，El Nino多發(fā)生于4—5月，冬季較少，而La Nina多開始于5—9月。

5 結(jié)論

通過對巴里坤1976—2015年的降水資料以及與ENSO事件的相關(guān)性進(jìn)行分析探討，得出：巴里坤近40a降水量總體呈增多趨勢，降水主要集中在5—9月，以7月份降水最多。降水對ENSO事件響應(yīng)有一定滯后性，El Nino事件需滯后4個月，而與La Nina 事件需滯后1個月，通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。近40a巴里坤共發(fā)生極端降水事件161次，其中雪暴13次，寒潮42次，暴雨30次，冰雹23次，洪水11次，霜凍42次。ENSO事件出現(xiàn)對大氣產(chǎn)生巨大影響，引起全球氣候異常，分析里坤極端降水事件與ENSO事件的相關(guān)性，為極端天氣預(yù)測提供了重要依據(jù)。

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作者簡介：唐紅英（1965-），女，漢族，甘肅省瓜州縣人，本科，工程師，新疆維吾爾自治區(qū)哈密市巴里坤縣氣象局，主要從事綜合氣象觀測工作。