梅汛期

梅汛期是指由梅雨期降水而引起的江河水位上涨时期。这是我国长江流域、淮河流域主要的汛期，是一年中流量最大的时期，容易引起灾害。

历史极值1931年的梅雨持续到7月下旬，月雨量偏多400mm．约为常年的3-4倍。1954年夏季，长江流域从5月底起就提前进入雨季，一直持续到7月底，比往年长了一个月，汛期总雨量800一1300mm，湖北、赣北、皖南甚至超过2000mm。1980年情况与1954年有些类似。这三个年份是我国梅汛期最著名的大水年。

浙江省梅汛期降水与洪涝灾害的长期变化浙江省地处中低纬度的过渡带，不仅受西风带天气系统的影响，同时也受低纬热带和东风带天气系统的影响，导致了季风气候特征明显，冷、暖、干、湿的季节变化大。有时中低纬度系统在这一带相互作用而产生强天气，如多数情况下，梅雨降水就是来自中高纬度的冷空气与低纬度的暖湿气流在长江中下游地区交绥和相互作用的结果。正常年份全省从6月上旬至中旬前期进入梅汛期，但“入梅、出梅”时间在年际间变化较大。梅汛期降水量也有很大差异，但多数年份全省境内一般都有局部性或区域性的洪涝灾害发生。洪涝是浙江省的主要自然灾害之一，梅汛期降水是引发汛期洪涝灾害的直接成因，特别是持续性、区域性的强降水更易产生洪涝或特大洪涝，如发生于1954，1980，1983年长江流域的持续强降水和1991，1996，1999年太湖流域连续暴雨都在浙江省引发了特大洪涝，并造成重大经济损失和人员伤亡，其中1999年的特大洪涝灾害造成直接经济损失高达76.52亿元。因此研究梅汛期降水和洪涝灾害的变化规律，对于防御洪涝灾害具有重要意义。

资料及分析方法采用1971-1999年5-9月浙江省57个气象观测站逐旬降水量资料，类似于浙江省气象部门习惯把5月至7月15日期间发生的洪涝称为梅汛期洪涝的做法，参照浙江省历年“入梅”、“出梅”时间，将5月第六候至7月第六候期间的降水称为梅汛期降水(量)。首先根据各站降水量之间的相关分析探讨全省梅汛期降水的空间分布特点，然后取代表区域，应用奇异谱分析等方法，对历年梅汛期降水长期变化的周期性和趋势性等基本特征进行分析，以探讨近30a来梅汛期降水的基本特点和主要规律。

梅汛期降水的主相关型将全省57个站梅汛期降水序列分别同其余站做一点相关分析，统计各站同其它站相关达99%的相关信度的站数，与之显著相关的站数越多的站，说明该站降水情况在省内的区域代表性就越好。将显著相关站数最多的中西部区域(浙西片)8个站(淳安、建德、桐庐、兰溪、金华、浦江、义乌、东阳)梅汛期降水做区域平均，然后再求该区域平均序列和原57个站序列的相关系数(图1)。显然，浙西几个站与全省大部分站间梅汛期降水的线性相关明显(达到99%的显著水平)。同时发现，浙西北和东南沿海仍有一些站梅汛期降水的年际变化有一定特殊性，总体而言，浙西和浙东北部(包括慈溪、镇海、石浦、普陀等站)间相关性最为明显。将这种相关分布形态称为浙江省梅汛期降水的“主相关型”，由于该相关区域覆盖了全省大部分区域，故认为这个主相关型的年际变化基本上代表了全省历年梅汛期降水的变化规律。

根据降水量一般具有临域相关性的特点，本文认为浙西的梅汛期降水变化对全省梅汛期降水的代表性较好，故选取淳安等中西部区域8个站的梅汛期降水代表浙西地区(包括西南)。选取宁海、乐清、临海、温岭、椒江、大陈、坎门、平阳、洞头等9站梅汛期降水代表浙东南地区。至于浙西北地区，通过相关性分析，发现长兴、安吉、湖州、德清、嘉兴、桐乡等站均可较好地代表该地区梅汛期降水的年际变化。浙东北的典型站选取慈溪、镇海、石浦、普陀等四站。本文将分别以上述站为代表，研究各区域梅汛期降水的变化特征。

图2为上述4个地区代表站梅汛期降水的变化曲线(图2(a)，2(b)，2(c)分别为浙西代表站和其它3个区域降水量的比较)。分析图2发现，对于浙西北(图2(a))和浙东南地区(图2(b))，20世纪80年代以前，浙东南梅汛期降水略多于浙西，但80年至90年代初，二者接近，90年代后浙西有明显反超的趋势，浙东南呈明显下降趋势；对浙西和浙西北降水量的比较发现有3个明显阶段：20世纪80年代以前，后者明显低于前者；从1980-1988年前后，两区域相差不大；1988年后，总体上前者大于后者，但偶尔出现反常年份有1991，1996和1999年。对相关性较好的浙西和浙东北(图2(c))，就总量而言，浙西的降水量明显大于浙东北部，且差值29a来还有增大趋势。根据雨涝等级划定标准，两月间降水距平达50%以上即为涝。可见近30a来浙西达到“梅涝”的风险性明显高于浙东北，且20世纪90年代以来降水量一直持续偏高，而浙东北近30a来上升趋势不明显。

总之，浙江省梅汛期降水引起“梅涝”的风险是明显的，其中以浙西为最，西部地区梅汛期降水居高不下，造成了重大的经济损失。从发生洪涝的区域来看，应该主要在浙江省西部或北部地区，如1996，1999年罕见的特大洪涝正是在这一地区。

梅汛期降水的时间演变特征基于这些分析可进一步研究上述两主要地区梅汛期降水的周期性和变化趋势。为研究其时间演变规律，取浙西和浙东北梅汛期标准化降水的加权平均值作为主相关型的时间演变系数，并称为“主相关指数”。计算主相关指数时，考虑浙西及西南部相关系数达0.60的27个站点，而浙东北只有9个，面积上也基本呈上述比例，因此取浙西(包括西南)区域平均的权重为0.75，浙东北权重为0.25，加权平均得到梅汛期降水主相关指数(图3)。

从主相关指数的线性趋势看，29a来有较强的上升趋势(0.0408)，说明该时期梅汛期降水有一个总的上升趋势。从长期来看，该指数的变化与同期SOI(南方涛动指数)变化呈明显的反相关(SOI年序列可较好地表征ENSO指数的年际变化)，SOI年序列在该时期的线性趋势约为0.0386，且从图上也明显可以看到ENSO(厄尔尼诺和南方涛动)指数和主相关指数的反相关对应关系，这说明浙江省梅汛期降水可能与ENSO事件存在某种联系。事实上，作为一种对全球天气产生较大影响的现象，ENSO对副热带高压和夏季风有直接而又强烈的影响，而这两者又正是制约全省梅汛期降水的关键因素。

为进一步了解全省梅汛期降水的长期变化规律，对上述主相关指数作周期分析。奇异谱分析是20世纪80年代由Voutard和Ghil提出的检测时间序列周期特征的一种方法，较一般的功率谱分析而言，它不需正弦性的假定，识别的波形信号是直接由实际序列确定的，且对于功率谱信号有强化放大作用，故特别适合识别蕴涵于非线性动力学系统中的弱信号，并且它在分析周期时，对短时间序列的适用性也较强。在做时滞EOF(正交经验函数)(TEOF，时间正交经验函数)时取最大延迟m=8。

表1为时滞EOF(TEOF)分析结果，从特征值(方差)来看，第1、第2TEOF和第3、第4TEOF是明显成对的，并且它们两对之间的方差相差较大，达到了区别的标准，我们取SSA(海面温度距平)的重建序列(图4)来分析周期(为了突出周期性，本文已将主相关指数的线性趋势过滤掉)。

从重建序列来看，显然第1，2时间系数重建序列基本反映了序列的准6a周期，两个特征向量的累积方差贡献也达到50%，具有一定的意义。第3，4时间系数的重建序列(图4(b))则较明显地反映了准3～4a的周期分量，但明显不如前面的周期显著。近年来的研究发现，ENSO的周期一般为2～7a，可见，近30a来浙江省梅汛期降水变化具有ENSO的振动周期特点，因此，关注ENSO事件的发生，对于研究浙江省梅汛期降水的特点有较好的参考意义。由以上的分析，可以得出以下结论：近30a来浙江省梅汛期降水具有准6a和3～4a周期的短期振动变化特点，但浙西和浙东南梅汛期降水的增加趋势比较明显，浙西和浙西北是最容易出现梅汛期洪涝的区域，而后者降水的增加趋势并不明显。

浙西北、浙东南区域梅汛期降水的变化特点由前面的分析可知：浙西北、浙东南梅汛期降水的变化和主相关指数的长期变化是有一定区别的，因此为了全面分析梅汛期降水的时间演变特点，对地处浙西北的6个站(经相关分析证明这几个站梅汛期降水的相关均超过了99.9%的相关信度)梅汛期降水区域平均作同样的分析，以得出浙西北梅汛期降水的主要特点。结果表明:两个序列的周期性完全一致，只不过第1显著的周期稍更突出一些(TEOF的前两个特征值的方差贡献达60%)；同样对于东南9个站的结果也完全一致，这是因为就一个省域而言，某一气象要素的周期性，其临域相关性应该较为明显，虽然局地影响有所不同，但周期性往往是反映其所受之支配的物理因素的信号，应该是较为一致的，这种一致的结果同时还证明了梅汛期降水准6a和3～4a周期是客观可信的。由前面对降水量的分析还知道，近30a来，全省梅汛期易出现梅涝的地区主要位于西北部和浙西(包括西南)，但20世纪90年代以后前者出现的几率稍低。

梅汛期降水和梅汛期洪涝发生的联系全省洪涝灾害主要分为两个时期：5-7月中旬间发生的为梅汛期洪涝(“梅涝”)，此后到10月间发生的为台汛期洪涝(“台涝”)。根据梅汛期降水的主相关指数，对照雨涝等级标准，发现其中超过0.5的有1973，1983，1989，1992，1993，1994，1995，1997和1999年9a发生梅汛期洪涝，约3～4a一遇。洪涝产生的原因是多方面的，像上述这种情况是由于整个梅汛期的降水量普遍偏多，因而引起梅涝，如果在短期内暴雨所造成的洪涝，在主相关指数中是体现不出来的，如1982，1988和1991年就属此类情况。1991年梅汛期降水属29a来较低水平，但6月中旬和7月上旬，浙北先后出现两次连续暴雨过程，7月上旬又值江淮暴雨，太湖处于高水位，自北而南形成了强洪涝灾害，杭嘉湖地区内涝严重。1990年6月24日台风在福建登陆，中心减弱后经过温州、丽水、金华、绍兴、杭州、湖州等13个县市，台风经过的附近地区，普遍出现暴雨和大暴雨，从南到北形成一带状洪涝区；又如1980年7，8月“二度梅”形成了浙中北部分地区的洪涝灾害，等等。

研究结论通过对浙江省梅汛期降水主相关指数的研究，得出了梅汛期降水的空间分布特征和时间演变规律：

(1)梅汛期降水的区域相关性较好，其中西南—东北的相关性要好于东南—西北方向；

(2)梅汛期洪涝易发生于浙西(包括西南)和西北一带；

(3)近30a来梅汛期降水有较明显的上升趋势，20世纪90年代是发生“梅涝”最多的时期；

(4)梅汛期降水有6a和3～4a的周期性，这与ENSO的年际变化属于同一振荡系统，表明两者间存在着某种联系。

此外，研究了浙江省梅汛期降水和历年梅涝发生的关系。梅汛期降水的主相关指数可以较好地表征出现非台风和暴雨影响的梅涝出现的时间，这说明该指数对于研究“梅涝”的变化是有一定的指示意义，但“梅涝”发生还受到其他因素(如暴雨、地形、前期降水情况等等)的影响，因此还应该考虑其他因素对产生洪涝的贡献。1

长江中下游梅汛期强降水过程非均匀特征梅雨是长江中下游地区春末夏初过渡季节中的重要天气气候现象，每年6月初到7月中下旬，湖北宜昌以东28～34°N之间的长江中下游地区常常有一段阴雨连绵，暴雨频繁，降水量大，雨日集中的梅雨季节。每年梅雨的开始与结束、梅雨期长短、雨量多寡，直接影响长江中下游地区旱涝灾害的形成和持续时间。已有大量研究揭示了长江中下游梅雨的时空特征和年际变化规律，如利用近46a江苏省中、南部各五站逐日雨量和西太平洋副高逐候脊线纬度资料分别划分出苏南和江淮两区梅雨期。利用1954—1987年梅雨区35站降水资料通过EOF分析将梅雨降水分型，应用最大熵谱分析表明梅雨降水存在准七年振荡。对近116a的梅雨量进行分析，发现梅雨量长期变化存在5段持续异常期。利用116a(1885—2000年)长江中下游5站(上海、南京、芜湖、九江和汉口)的逐日雨量资料对梅雨集中雨期、梅雨期降水强度、入梅和出梅日期进行了深入的研究。对1951—1994年6—7月北半球500hPa高度距平场和长江中下游降水量进行旋转奇异值分解，研究了耦合相关空间分布的区域特征以及相关型的时间变化。对安徽省近50a年的入梅、出梅日期、梅雨长度以及梅雨期降水量等梅雨参数进行了统计分析，揭示了安徽省梅雨的年际变化特征。提出江苏省中南部两区梅雨量的一种季度预报方法，发现应用20a左右前期气候要素场找因子组建的预报方程对随后2a两区梅雨量有明显预报能力。

然而，关于梅雨期降水过程时空集中程度非均匀特征的研究工作却不多。近年来由于气候异常，长江中下游梅雨过程呈现出新的时空非均匀分布特点：梅汛期雨日集中，降水强度大、范围广、持续时间长、梅汛期雨量超常、洪涝频发、洪涝严重程度不断加强、梅雨暴雨降水过程时空非均匀特征发生了重大改变。因此，研究拟从梅雨期暴雨量、暴雨日数、暴雨集中程度、集中时期时空变化等方面研究梅雨暴雨的非均匀特征，这对于认识梅雨暴雨发生发展规律及防汛抗旱都具有十分重要的意义。

梅雨降水过程气候特征长江流域梅汛期洪水发生频率高，每次洪水都是由暴雨形成，梅雨期暴雨过程的强度，时空分布特征直接关系到防汛、城市防洪、工农业生产和人民的生命财产安全。但暴雨预报还相当困难，因此，利用统计学手段分析历年梅雨暴雨的时空非均匀特征对于认识梅雨暴雨发生发展规律仍然具有十分重要的现实意义。

图5给出了梅雨期暴雨过程降水量及暴雨降水过程(日最大降水量≥50mm的连续降水过程)集中程度、集中期多年平均值的空间分布，可以看出，暴雨量多年平均值≥150mm(图5.a中阴影区)的可能洪涝区域空间分布沿长江中下游地区呈西南-东北方向分布，以112°E为界，形成左右两个高值区，左边高值中心的面积远小于右边的高值中心，可见，就梅雨暴雨多年平均值而言，112°E以东的长江中下游地区发生梅汛期暴雨洪涝的概率更大，而暴雨降水量的高值中心右往往是暴雨集中程度的高值区(见图5.a中阴影区的集中度)，即暴雨量越大的地区暴雨越集中，更容易发生严重的洪涝事件。就梅雨暴雨过程集中期的空间分布来看(图5.b)，长江中下游地区的梅雨暴雨大都集中在35—37候(集中期数值为178～182)之间，集中期为180(即36旬)的等值线走向和长江基本一致，这表明长江中下游地区梅雨暴雨不但雨量大，而且集中程度大，出现时段也大致相同。这和长江中下游梅雨季节受季风系统控制有关，在梅雨锋的控制下，长江中下游地区往往处于同一系统的控制下，因此降水的气候平均态有较好的空间一致性。

降水时空分布的不均匀性使得梅雨暴雨降水量存在显著的地区性差异，由于历年梅雨期雨带空间分布相对稳定，梅雨暴雨在几十年的时间尺度上的非均匀特征仍然有规律可循。图6给出了徐群整理的关于长江中下游梅雨期梅雨量、梅雨期长度参数的时间序列(1960—2000年)和根据逐日降水资料计算的梅雨期暴雨集中度。图6中的直实线段为梅雨量的线性趋势，虚线段为各年代梅雨量的年代平均值。根据梅雨量的趋势可以看出，虽然自1960年以来梅雨降水量有增加，但趋势并不显著，其气候趋势系数仅为0.272(即R=0.272)，未能通过0.05的信度检验。那么究竟是什么原因导致了长江流域梅汛期上世纪90年代大旱大涝趋势呢?根据徐群整理的梅雨量特征值(梅雨强度指数：M)，1960—1979年是长江中下游地区梅雨量相对偏少的一个时期(平均梅雨量60年代859mm、70年代825mm)，而同时也是梅雨期偏短而暴雨集中度异常偏大的时期(55%)，少雨加上异常偏大的降水集中程度以及梅雨所处的暖季，容易形成严重的干旱事件，而同样是在梅雨量偏少的80年代(平均梅雨量为825mm，而暴雨集中程度仅为46.5%)，由于暴雨集中程度的下降却不是一个明显的干旱时期；到了90年代，梅雨量异常偏大(平均梅雨量为1172mm)，暴雨集中程度(平均值为60%)也异常偏大，因此大的降水量配合暴雨的集中，导致了90年代严重的洪涝形势。因此，降水强度和降水集中程度在时间上的叠加是造成60—70年代梅汛期偏旱，90年代极涝的重要原因之一。

梅雨期暴雨降水过程气候趋势图7为暴雨过程降水量、暴雨日数、梅雨期总降水量气候趋势空间分布图，可以看出，暴雨过程降水量、暴雨日数、梅雨期总降水量有显著的局地特征，气候趋势显著(通过了0.05的信度检验)增加的区域都在长江下游以南很小的一部分地区。根据暴雨集中程度和年降水量在东部地区相关系数空间分布来看(图7.d)，除了长江下游部分地区的相关系数超过0.5外，长江中下游大部分地区的相关系数都在0.4左右。同样梅雨暴雨过程集中度、集中期也无显著的气候趋势，表明长江中下游地区梅雨各特征参数在近45a的时间尺度上并无显著的极端化倾向。然而，90年代以来梅汛期降水量偏多大旱、大涝等灾害频繁发生，因此有必要分析不同年代暴雨降水过程集中度的时空非均匀特征。

研究结论长江中下游地区梅汛期各特征参量近45a来总体无显著极端化倾向。仅梅雨期总降水量、暴雨降水量和暴雨日数在长江下游部分地区有较为显著的增加趋势。梅汛期暴雨降水量、降水集中度和集中期在时空上的叠加是造成长江中下游地区近年来大旱大涝趋势加重的重要原因之一。前面综合分析了4个年代(60—90年代)暴雨集中度的空间分布形式，在前3个年代在暴雨高值中心的集中度无显著变化，而在90年代集中度大于50%的区域与暴雨量大于200mm高值区配合相当好，均分布在长江两岸沿线地区。各年代梅雨暴雨集中期稳定在180左右，即长江中下游地区暴雨降水过程具有大致相同的集中时段。故讨论梅汛期可能导致洪涝的暴雨降水过程的非均匀特征时，综合分析暴雨降水量，暴雨集中度、集中期的时空配合情况可能是有效手段之一。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学