2017年安康市秋雨監(jiān)測(cè)分析

周宗滿，邱 麗，王大君，劉 學(xué)

(1.安康市氣象局，陜西安康 725000；2.石泉縣氣象局，陜西石泉 725200)

華西秋雨是我國(guó)華西地區(qū)秋季以綿綿陰雨為主的天氣氣候事件,一些學(xué)者對(duì)華西秋雨現(xiàn)象及空間分布進(jìn)行了分析研究[1-5]。安康地處漢水流域，是華西秋雨核心區(qū)域之一。安康華西秋雨以陰雨日多、日照少、累計(jì)降水量大為主要?dú)夂蛱卣?。秋雨期間也常伴有暴雨等強(qiáng)降水天氣，是安康秋季重要?dú)夂蚴录蜌庀鬄?zāi)害之一。一些學(xué)者圍繞華西秋雨的氣候特征、成因及監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行了分析研究[3-8]。高由禧等[1]認(rèn)為華西秋雨的起止日期從8月底開始，10月第四侯結(jié)束。蔣竹將等[7]綜合考慮雨量、雨日及日照時(shí)數(shù)等三方面影響因子，提出了一種改進(jìn)的華西秋雨逐年監(jiān)測(cè)指數(shù)(modified autumn rain index，MARI)。王春學(xué)等[8]借鑒MARI的優(yōu)越性，考慮監(jiān)測(cè)的連續(xù)性，采用5天滑動(dòng)平均算法，定義了華西秋雨逐日監(jiān)測(cè)指數(shù)(DARI )。分析表明進(jìn)入21世紀(jì)華西秋雨有增強(qiáng)的趨勢(shì)[5]。氣象工作者對(duì)強(qiáng)秋淋天氣典型個(gè)例的成因、環(huán)流條件分析較多[9-12]，但針對(duì)特定區(qū)域、特定時(shí)間段的秋雨評(píng)估開展較少。2017年，陜西省安康市出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的秋雨天氣，降雨導(dǎo)致漢江干流及支流出現(xiàn)明顯秋汛(9次洪水)，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情800多起，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。本文依據(jù)中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司《華西秋雨監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定(試行)》[13]，結(jié)合MARI指數(shù)，分析安康市秋雨(以下簡(jiǎn)稱秋雨)的氣候特征，并對(duì)2017年安康秋雨的時(shí)空分布特征、災(zāi)害影響等進(jìn)行分析，為氣象防災(zāi)減災(zāi)及決策氣象服務(wù)提供參考。

1 資料選取

安康市10個(gè)氣象觀測(cè)站(寧陜、石泉、漢陰、紫陽、嵐皋、平利、鎮(zhèn)坪、漢濱、旬陽、白河)1961—2017年逐年8月21日—11月30日逐日20—20時(shí)降水量、日照時(shí)數(shù)資料；安康市國(guó)土資源局地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)資料(2017年9—10月)；安康市民政局自然災(zāi)害損失報(bào)告(2017年10月)；安康市氣象災(zāi)害普查資料(1961—2016年)。

2 秋雨標(biāo)準(zhǔn)及分析方法

2.1 秋雨事件

根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)定監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分，安康市所屬縣區(qū)均為南區(qū)，秋雨監(jiān)測(cè)期為每年的8月21日—11月30日，起訖日期等標(biāo)準(zhǔn)如下。

(1)秋雨日

監(jiān)測(cè)期內(nèi)，若某日全市5個(gè)縣區(qū)(某監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)≥50%站點(diǎn))自動(dòng)氣象站日降水量R20≥0.1 mm，則為一個(gè)秋雨日，否則為一個(gè)非秋雨日。

(2)多雨期

若監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)秋雨日(第2～第4天中可有一個(gè)非秋雨日)，則多雨期開始，其第一個(gè)秋雨日為該多雨期開始日。此后若連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)非秋雨日(第2～第4天中可有一個(gè)秋雨日)，則該多雨期結(jié)束，第一個(gè)非秋雨日為該多雨期結(jié)束日。秋雨期內(nèi)，可以出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)多雨期。

(3)秋雨起訖日期

若監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的第一個(gè)多雨期出現(xiàn)，則該區(qū)域秋雨開始，第一個(gè)多雨期的開始日即為秋雨開始日。此后至11月20日(特殊情況下至11月30日)，若連續(xù)出現(xiàn)10個(gè)非秋雨日(第2～第9天中可有兩個(gè)秋雨日)，則秋雨結(jié)束，最后一個(gè)多雨期的結(jié)束日為秋雨結(jié)束日。

(4)秋雨期長(zhǎng)度及秋雨量

秋雨開始日至結(jié)束日之間的總?cè)諗?shù)為秋雨期長(zhǎng)度。秋雨期內(nèi)，區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)站的臺(tái)站平均降水量的累積值即為該區(qū)域的秋雨量。

2.2 秋雨強(qiáng)度

(1)基于《華西秋雨監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定(試行)》的秋雨強(qiáng)度

《華西秋雨監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定(試行)》分別用秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)、秋雨量指數(shù)和秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)等3個(gè)指數(shù)來表征秋雨的強(qiáng)度。其中，秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)(I1)為表征某監(jiān)測(cè)區(qū)域某年秋雨期長(zhǎng)短的指標(biāo)；秋雨量指數(shù)(I2)為表征某監(jiān)測(cè)區(qū)域某年秋雨量多少的指標(biāo)；秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)(I3)為秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)和秋雨量指數(shù)等權(quán)求和得到的指標(biāo)。秋雨強(qiáng)度等級(jí)依據(jù)秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)、秋雨量指數(shù)以及秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)的大小劃分為顯著偏強(qiáng)、偏強(qiáng)、正常、偏弱、顯著偏弱五級(jí)(表1)。

(2)基于MARI指數(shù)的秋雨強(qiáng)度

蔣竹將等綜合考慮降水量、降水日數(shù)及日照時(shí)數(shù)等華西秋雨三方面影響因子，參考白虎志等[4]定義的秋雨指數(shù)(autumn rain index，ARI)，

表1 秋雨強(qiáng)度等級(jí)

提出改進(jìn)型華西秋雨指數(shù)。該指數(shù)定義為：

MARI指數(shù)=(Raut/Ryear)L，

其中，Raut為秋雨期內(nèi)降水量，Ryear為華西地區(qū)年降水量，L為華西秋雨日數(shù)(d)。

華西秋雨日數(shù)(L)定義為氣象臺(tái)站某時(shí)段內(nèi)(通常為20—20時(shí))出現(xiàn)有效降水(R20≥0.1 mm)且日照時(shí)數(shù)<0.1 h的日數(shù)。

以56 a安康MARI指數(shù)距平的±l倍標(biāo)準(zhǔn)差為判斷秋雨事件強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)，MARI指數(shù)強(qiáng)度分級(jí)閾值見表2。

3 安康秋雨的氣候特征

3.1 基于56 a(1961—2016年)資料的氣候特征

根據(jù)華西秋雨監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，分析安康市各縣區(qū)秋雨期長(zhǎng)度、多雨期頻次、秋雨量、降水日數(shù)等氣候特征(圖1)。安康市秋雨期平均開始日期9月7日，結(jié)束日期11月1日；秋雨期長(zhǎng)度平均54.7 d，最長(zhǎng)101 d(石泉縣，2011年)，最短5 d；多雨期出現(xiàn)頻次平均2.46次，最多6次(紫陽縣，1993年)；秋雨期內(nèi)平均降水日數(shù)25 d，最多降水日數(shù)63 d(紫陽縣，1964年)，最少降水日數(shù)4 d；多雨期內(nèi)最長(zhǎng)連續(xù)降水日數(shù)61 d(鎮(zhèn)坪縣，1964年)。秋雨量平均236.3 mm，占年降水量32%；各縣區(qū)秋雨量為全年降水量的16%～47%，秋雨量最多756.6 mm(紫陽縣，1964年)，最少3.6 mm(漢陰縣，1990年)。整體來看，安康秋雨呈現(xiàn)由西南向東北逐漸遞減的地域分布特征。

表2 安康MARI指數(shù)強(qiáng)度分級(jí)閾值

圖1 安康1961—2016年秋雨氣候特征要素空間分布圖

3.2 基于氣候標(biāo)準(zhǔn)期(1981—2010年)秋雨強(qiáng)度等級(jí)的氣候特征

秋雨期平均開始日期9月6日，結(jié)束日期10月28日；秋雨期長(zhǎng)度平均53 d，最長(zhǎng)93 d(1984年)，最短5 d；秋雨期內(nèi)平均降水日數(shù)23.2 d；秋雨量平均218.9 mm，最大513.4 mm(1984年)；各縣區(qū)秋雨量為全年降水量的16%～47%。

秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)(I1)最大1.6(1984年)，1級(jí)。秋雨量指數(shù)(I2)最大2.5(1984年)，1級(jí)。秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)(I3)最大2.1(1984年)，1級(jí)；其次為1.8(2003年)；其余年份均為2級(jí)及以上等級(jí)(圖2)。

圖2 1981—2010年安康秋雨指數(shù)年際變化圖

氣候標(biāo)準(zhǔn)期內(nèi)，安康市秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)正常強(qiáng)度15 a，顯著偏強(qiáng)2 a，偏強(qiáng)6 a，偏弱4 a，顯著偏弱3 a。其中，顯著偏強(qiáng)及顯著偏弱的極端事件占比為16%，正常強(qiáng)度占比為50%(表3)。

表3 1981—2010年安康市秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)強(qiáng)度等級(jí)統(tǒng)計(jì)表

4 2017年安康市秋雨監(jiān)測(cè)分析

2017年8月22日—10月31日，安康市各縣區(qū)先后出現(xiàn)持續(xù)性陰雨天氣。各縣區(qū)秋雨特征指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值如表4。除MARI指數(shù)分析基于56 a氣候特征值外，其余分析均基于1981—2010年氣候標(biāo)準(zhǔn)期，其中，同期降水距平所用均值為各縣區(qū)2017年秋雨期的歷年同期均值。

表4 2017年安康市各縣區(qū)秋雨特征指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

4.1 雨期開始日及結(jié)束日

全市區(qū)域性秋雨開始于8月29日，較歷年偏早8 d；結(jié)束于10月26日，較歷年偏早2 d。秋雨期間，有2個(gè)多雨期，分別是8月29日—10月5日、10月10日—31日。

各縣區(qū)秋雨開始日期比歷年平均日期提前9～13 d，開始日最早8月22日(嵐皋縣)，最遲8月29日(石泉、漢陰、漢濱、平利、鎮(zhèn)坪、旬陽縣)，前后相差7 d；結(jié)束日期比歷年平均日期提前1～16 d，結(jié)束日最早10月16日(石泉縣)，最遲10月31日(旬陽縣)，前后相差15 d；秋雨期長(zhǎng)度48～65 d，60%縣區(qū)秋雨期長(zhǎng)度超過歷年平均秋雨期長(zhǎng)度。

4.2 降水日數(shù)

平均降水日數(shù)37 d，較歷年偏多12 d，屬偏多年份。平均降水日數(shù)、區(qū)域性降水日數(shù)均居歷年同期前5位。各縣區(qū)降水日數(shù)31～44 d，區(qū)域性(3～5站為區(qū)域性，6站及以上為全市性)降水日數(shù)34 d。華西秋雨日數(shù)27～41 d，平均33 d，較歷年平均華西秋雨日數(shù)多14 d，屬偏多年份。

4.3 秋雨量

秋雨量平均541.4 mm，占2017年降水量的49%，屬偏多年份，秋雨量位居氣候標(biāo)準(zhǔn)期第1位(同時(shí)位居1961年以來第1位)。各縣區(qū)秋雨量403.5(寧陜縣)～663.0(平利縣) mm，占2017年降水量的44%～56%。與歷年同期秋雨量相比，除寧陜縣偏多8成外，其余各縣區(qū)偏多1倍以上，偏多最多達(dá)241%(平利縣)。有2個(gè)區(qū)域性降水集中時(shí)段，分別為8月29日—10月4日、10月10日—10月18日，期間出現(xiàn)6個(gè)暴雨日，16站次暴雨，暴雨站次為歷年同期1.5倍。

4.4 秋雨強(qiáng)度

4.4.1 基于MARI指數(shù)的秋雨強(qiáng)度 全市MARI指數(shù)平均16.3 d，為1961年以來第1位。各縣區(qū)MARI指數(shù)為12.6 d(寧陜縣)～20.0 d(紫陽縣)(圖3)。除漢陰縣(第6位)、寧陜縣(第3位)、紫陽縣(第2位)外，其余各縣區(qū)MARI指數(shù)均為1961年以來第1位。按照MARI指數(shù)強(qiáng)度分級(jí)閾值，2017年安康市秋雨強(qiáng)度等級(jí)為嚴(yán)重。

圖3 2017年安康MARI指數(shù)分布

4.4.2 基于《華西秋雨監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定(試行)》的秋雨強(qiáng)度 全市秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)(I1)平均0.2，為3級(jí)正常強(qiáng)度等級(jí)。各縣區(qū)秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)為-0.6(石泉縣)～1.0(旬陽縣)，除石泉縣為4級(jí)偏弱強(qiáng)度等級(jí)，旬陽、白河縣為2級(jí)偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)外，其余各縣區(qū)均為3級(jí)正常強(qiáng)度等級(jí)。秋雨量指數(shù)(I2)平均2.9，為1級(jí)顯著偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)，指數(shù)值位居氣候標(biāo)準(zhǔn)期第1位。各縣區(qū)秋雨量指數(shù)1.2(寧陜縣)～4.6(平利縣)，除寧陜縣為2級(jí)偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)外，其余各縣區(qū)均為1級(jí)顯著偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)。秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)(I3)平均1.6，為1級(jí)顯著偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)。各縣區(qū)秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)0.6(寧陜縣)～2.2(平利縣)，其中寧陜、石泉、漢陰、漢濱、紫陽縣為2級(jí)偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)，嵐皋、平利、鎮(zhèn)坪、旬陽、白河縣為1級(jí)顯著偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)。

4.4.3 兩種指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度評(píng)估差異 MARI指數(shù)綜合考慮綿綿秋雨的氣候特征，直觀易懂，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，其評(píng)估結(jié)果有較好參考作用，但其強(qiáng)度分級(jí)閾值應(yīng)用時(shí)需結(jié)合當(dāng)?shù)貧v史MARI指數(shù)計(jì)算。《華西秋雨監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定(試行)》以秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)、秋雨量指數(shù)為基礎(chǔ)，既可進(jìn)行秋雨期長(zhǎng)度指數(shù)、秋雨量指數(shù)的單一指標(biāo)評(píng)定，也可進(jìn)行秋雨綜合強(qiáng)度評(píng)定，主導(dǎo)地位的影響因子一目了然，更便于決策氣象服務(wù)參考應(yīng)用。

經(jīng)比較氣候標(biāo)準(zhǔn)期(1981—2010年)內(nèi)兩種指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估的強(qiáng)度等級(jí)，其強(qiáng)度等級(jí)趨勢(shì)一致，僅部分年份強(qiáng)度等級(jí)在分級(jí)界限值附近略有差異。兩種指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估的2017年安康市秋雨強(qiáng)度等級(jí)結(jié)果一致，均達(dá)各自綜合強(qiáng)度分級(jí)的最強(qiáng)等級(jí)。

5 結(jié)論

(1)安康市秋雨以秋雨期長(zhǎng)、多雨期頻次多、秋雨量大、降水日數(shù)多為主要?dú)夂蛱卣?；顯著偏強(qiáng)及顯著偏弱的秋雨事件占比為16%；秋雨強(qiáng)度呈現(xiàn)自西南向東北遞減的地域分布特征。

(2)安康市2017年秋雨量、MARI指數(shù)均位居1961年以來第1位。該秋雨事件開始、結(jié)束日期均偏早，秋雨期長(zhǎng)度偏長(zhǎng)，降水日數(shù)偏多，秋雨量指數(shù)(I2)及秋雨綜合強(qiáng)度指數(shù)(I3)均達(dá)1級(jí)顯著偏強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)。