雅安天漏

科技工作者之家 2020-11-17

雅安天漏是指气候类型为亚热带季风性湿润气候,降雨多,多数县年降雨1000~1800毫米以上,有“雨城”、“天漏”之称。湿度大,日照少。年均降雨量1800毫米左右,民间有“雅安天漏”的说法,有雨城之称,是四川降雨量最多的区域。除高寒山地外,一般冬无严寒,夏无酷暑,春季回暖旱,降水集中于夏季,多夜雨,但大相岭南北气候有显著差异。

概念雅安天漏是由雅安自身所处的特殊地理环境造就的。雅安的西侧,是号称世界屋脊的青藏高原,而东面则是平畴千里的四川盆地。雅安处于这两种天壤之别的地貌环境之间,常受高原下沉气流和盆地暖湿气流的交互影响,再加上从印度洋来的南支西风挟带大量暖湿气流,常被迫绕高原东移进入雅安境内,这几种气流相互作用,致使雅安不但雨日多、雨时长,而且雨量大。
(1)雨城天漏是雅安喇叭状的地形造就的
“雨城天漏还有一个重要原因,那便是雅安别具一格的地理形状造就的。”雅安市气象台台长刘正礼补充说,他从事预报工作多年,把目光投向雅安四周的山脉就不难发现,雨城好象是一个受气的“小媳妇”,其人身自由完全被“丈夫”和“公婆”控制住了:它的西面是高大雄峻的二郎山,西北方是险峻的夹金山,南部又有大相岭横旦相向,只有东面一个出口。
这样的地形组成喇叭形状,东来的暖湿气流只能进不能出,一到夜间,四周山上的冷气流下沉,冷暖气流一经交汇,雨城这一受气的“小媳妇”就只能以泪洗面———下起淅淅沥沥的雨来了,这同时也是雅安为何夜雨较多的原因。
(2)雨城天漏是太平洋偏南气流输送的水汽
雨城天漏需要大量的暖湿水汽,从大气环流形势分析,为雨城输送水汽的大气环流有太平洋副高和偏南气流。有它们的帮助,“雨城”的天空因此长漏不休。

(3)雨城天漏最根本的原因还是地形。

“雅安天漏”研究进展青藏高原是世界上平均海拔最高、范围最大、地形最复杂的高原,其巨大的地形、抬高的热源和水汽循环,对中国、东亚、北半球乃至全球天气气候和环境变化都有重要影响。青藏高原可分为主体和周边地区,主体决定了大尺度环流及其大范围天气气候的基本分布;而周边地区尤其是高原东侧陡峭地形区,造成了大气环流的复杂性及其区域天气气候的特殊性。其中雅安位于四川省西部,地理位置为101°55'—103°20'E、28°50'—33°55'N,西接高原东部的川西高原,东连川渝盆地西部的川西平原,地处川西高原与川渝盆地过渡带高原东侧陡峭边坡区;全区山峦纵横,地形复杂,西部为二郎山,东北部为邛崃山,西北部为夹金山,东南部为小相岭北段,中部为大相岭,但东部为低山丘陵,整个地势北、西和南部高,东部和中部低,兼有开口向东“迎风坡”和“喇叭口”的特点。正是在高原一盆地特殊地形下,由于复合地形与大气环流的相互作用,造成了雅安独特的天气气候特征,成为我国内陆的一个降水中心(图1)。雅安素有“雨城”、“天漏”之称,尤其是雅安区域大气状况与我国大范围天气气候变化密切联系。人们已认识到,以雅安为代表的青藏高原东侧地区,是受高原热力、动力作用影响最直接、最显著的区域之一;雅安及其周边地区的对流活动、水汽循环、云与辐射、边界层结构等与地形相关的大气物理过程及其在数值预报模式中的合理描述,对深入揭示青藏高原对我国天气气候的具体影响、科学认识其变化过程与异常成因、切实改进我国数值预报模式、有效提升天气气候灾害预测业务水平均具有特殊意义。因此,雅安天气气候—“雅安天漏”一直是我国大气科学研究与应用的一个重要课题。

自从1946年吕炯在《气象学报》上发表《巴山夜雨》以来,“雅安天漏”的研究逐步深入发展,尤其是20世纪70年后,对“雅安天漏”的基本事实、环流形势、形成原因及其预报技术,进行了大量观测分析和天气研究;90年代开始,又在“雅安天漏”的动力诊断、数值模拟和理论研究方面取得一些新成果;进入21世纪后,继续开展了“雅安天漏”的气候变化、数值模拟等深入研究。研究表明:由于雅安特殊的地理环境和地形条件,天气气候表现出鲜明的区域特征,不仅是我国内陆降水的最大中心,也是云量的最大中心、日照的最小中心,“雅安天漏”虽是一种典型的局地现象,但它与高原影响和大范围环流、天气气候演变密切相关,对区域天气气候数值模式发展也有重要意义”。然而,研究“雅安天漏”既是一个理论难点,也是一个技术难题。为推动“雅安天漏”研究进一步开展,本文从其天气、气候与气候变化、科学问题和发展趋势等方面,重点总结了近40多年来关于“雅安天漏”研究的主要进展,分析了存在的薄弱环节,指出了今后研究的主要方向。

“雅安天漏"的天气学研究1946年,吕炯就分析了青藏高原大地形与四川盆地对气温、降水的特殊影响,指出位于高原一盆地过渡带川西地区的雅安是我国降水的一个中心,素称“雅安天漏”;并提出了其多雨、夜雨特征形成的可能原因。此后,人们从不同侧面分析了“雅安天漏”的基本特征、环流形势、影响系统、形成原因和预报思路,主要揭示了“雅安天漏”的天气学特征、高低层环流配置、边界层作用、影响系统,并提出概念模型和预报指标等。近40多年来,“雅安天漏”天气学研究,在观测分析、天气诊断、数值模拟与机理等方面取得了若干有意义的成果。

(1)“雅安天漏”的大尺度环流分型研究

通过研究将雅安暴雨的大尺度环流型分为A、B、C三类。即:青藏高压(脊)后部低涡(切变)东移触发的暴雨过程(A类),西太平洋副高边缘西风短波槽触发的暴雨过程(B类),西风大槽发展影响产生的暴雨过程(C类)。其中,B类为“雅安天漏”最主要的典型形势。同时,该研究表明,雅安暴雨与高层100hPa南亚高压活动关系密切;雅安暴雨前和过程中,对流层中下层为湿空气汇、空气质量辐合、暖平流和正涡旋平流中心,对流层上层为干层、空气质量辐散、冷平流和负涡度平流中心;青藏高原大尺度地形和高原边坡的喇叭口河谷中小尺度地形的综合作用,在雅安产生准定常的中尺度地形涡旋,在适当的热力和动力条件下,进一步发展成“雅安天漏”中尺度系统,多尺度复合地形对“雅安天漏”的综合作用十分明显。

(2)“雅安天漏”的成因与预报研究

早在20世纪70年代中后期,应用台站观测资料,从雅安暴雨的气候特点、天气系统、预报思路方面,详细总结分析了“雅安天漏”的形成因子及其预报思路;尤其指出了青藏高原大地形的重要作用,由于东西向大相岭山脉形成了以降水差异显著为特征的南北天气气候分布,在高原大地形影响下,与副热带高压异常演变密切联系的低槽、低涡、冷空气活动等是其主要影响因子,也是预报的重要指标。

到20世纪90年代中期,基于大量区域暴雨的个例资料,从气候、大尺度环流、物理量合成、地形作用和中尺度系统等方面对雅安暴雨进行了详细研究。结果表明,“雅安天漏”是在青藏高原东坡特定的地形作用下产生的特殊降水现象,其分布具有显著的中尺度特征;“夜雨”特点突出,其在环境场条件和中尺度系统的物理量结构等方面,均异于华北、华东和华南等地暴雨。与此同时,曾庆存等通过对“雅安天漏”夜雨等基本特征、热力与动力等物理结构和形成机制的研究,提出了“雅安天漏”形成的可能机制,首次从理论上解释了其基本成因。其中,提出了地形不仅对雅安降水还对雅安夜雨具有非常重要的作用,两者具有很好的对应关系;尤其是提出了地面边界层对“雅安天漏”起主要作用,以及可能是白天高原边坡对其低层大气的感热、潜热输送影响的新认识;最后,从高原东部边坡白天感热、潜热输送,区域空气冷暖对比、白天边界层触发水平与垂直运动、傍晚环流圈加强、水汽凝结潜热与垂直环流正反馈作用,午夜后环流和降水达到最强等方面,揭示了“雅安天漏”的形成机制。

“雅安天漏”的气候学研究近40多年来,“雅安天漏”气候与气候变化方面的分析研究虽不及天气研究深入而系统,但也取得了一些有价值的成果。如“雅安天漏”的降水特征、自然季节、时空分布、月季变化、水汽输送、云量变化、气候资源及其开发等,另外还涉及观测分析、统计诊断、降水变化、云量分布及其变化等方面的研究。

对雅安区域暴雨气候特征的分析表明,雅安地区主汛期为6月下旬至9月上旬,区域暴雨集中在7月下旬至8月中旬;区域暴雨的年际变化与西太平洋副热带高压的年际变化相关,暴雨频发期的周期振荡与副高的中、短期变化相联系;暴雨预报要考虑其区域差异性。2007年,应用小波分析,讨论了1951—2006年雅安降水的时间变化,结果表明,雅安年和季节降水均存在多时间尺度变化特征,其中8~12a时间尺度周期变化最显著,4—6a时间尺度周期变化次之。

应用逐日气象观测站资料和卫星遥感反演信息,研究了1951-2002年52年青藏高原东侧“雅安天漏”的降水变化特征及其与周边区域的对比联系。结果表明,雅安地区中小强度降水对其总降水日数和总降水量均有显著贡献,分别占96.9%和66.9%,降水多数发生在夜间,夜间降水主要是中小强度形式的降水,并基本决定总降水量的变化特征,夜间雨日比白天多44.5d或33.4%,雨量比白天多520.6mm或134.4%。近52年,总降水日数和中小强度降水量整体表现出减少趋势,尤其是从20世纪50年代到70年代和最近20多年,雅安地区总降水量和降水日数显著减少,这与其中小强度降水变化的减少趋势相联系。对TRMM卫星资料的分析同样表明,雅安中小强度降水主要是局地对流性降水,雅安地区对流层低层的潜热吸收和高层的潜热释放在夜间分别大于白天1—2倍和2—3倍,夜雨占主导地位。雅安地区潜热总释放和峰值均明显大于青藏高原、中国东部和西太平洋暖池地区(图2)。“雅安天漏”的上述区域气候特征与青藏高原东侧陡峭地形和大气环流的相互作用紧密联系。

2011年,张琪等利用中国西南地区1960--2005年85个测站云量资料,分析西南地区云量的时空分布与变化趋势等特征。结果表明,西南地区冬、春和秋季总云量、低云量均呈“东多西少”分布,其中,冬季雅安位于东部总云量多云区和低云量多云中心,春、秋季总云量和低云量雅安均为一多云中心;夏季相反,西南地区总云量、低云量呈“东少西多”分布,其中,雅安属于西部多云区;西南地区总云量、低云量均呈减少趋势,并具有准8a周期变化。年平均和夏季总云量在西南大部分地区呈逐年减少趋势,雅安夏季总云量呈微弱减少趋势,而西南地区低云量年和季节变化趋势较为一致,主要在四川盆地呈减少趋势,其它地区呈增加趋势,其中,雅安低云量主要呈减少趋势。这进一步揭示了“雅安天漏”云量分布及其变化。

“雅安天漏"的主要科学问题与未来研究重点(1)主要科学问题

以上研究表明,“雅安天漏”不仅是一种独特的区域气候现象,而且在大范围天气气候变化中也具有重要的科学意义。半个多世纪以来,人们应用观测资料,开展了大量观测分析、动力诊断和数值模拟及其预报技术研究,取得了不少有价值的成果。从20世纪40年代早期的开创性工作,到20世纪90年代较为系统研究如,再到之后进一步分析研究,为继续研究“雅安天漏”打下了坚实基础。但“雅安天漏”仍然存在一些未解的科学问题,还需要对其进一步加强精细化观测分析、理论性定量研究和实际业务应用,尤其是进入21世纪后,如何推动“雅安天漏”气象学深入发展值得认真思考。其主要科学问题有:①“雅安天漏”的三维精细化热力、动力学结构;②青藏高原东侧多尺度复合地形对“雅安天漏”的具体作用;③“雅安天漏”的热源结构、边界层特征及其天气气候意义;④“雅安天漏”的数值模拟研究与其形成机理;⑤“雅安天漏”与大范围天气气候变化的内在联系;⑥“雅安天漏”区域气候特征及其气候变化响应。

因此,在前期工作的基础上,进一步围绕上述科学问题,加强青藏高原东侧复杂地形与大气环流相互作用下,多尺度地形、热源变化、水分循环、大气边界层、云与辐射、高原周边及下游天气气候、气候变化及区域响应与“雅安天漏”的关系及其影响的天气学、动力学与气候学的深入细致分析研究,无疑可进一步提升对“雅安天漏”的认识水平。

(2)未来研究重点

回顾“雅安天漏”研究的前期进展,主要存在着新资料应用不够、动力学研究不深、精细化分析缺乏、能量与边界层分析少、云与辐射研究薄弱等不足。因此,基于对前期研究薄弱环节的认识,准确把握未来研究的科学问题,结合国际上大气科学技术,尤其是高原山地气象学的发展趋势,其未来研究重点应集中围绕综合观测、科学试验、资料分析、理论研究和数值模拟与预报技术等方面展开。

①“雅安天漏”的综合观测。针对青藏高原东侧地形与大气环流多尺度相互作用的复杂性,在雅安周边及其下游地区现有观测站网评估的基础上,开展“雅安天漏”观测布局研究,在“迎风坡”和“喇叭口”等高原一盆地过渡带关键区域,增设AWS、PBL、风廓线、GPS水汽与探空等观测设备和站点,结合卫星、雷达等观测,建设与多尺度复合地形匹配的中小尺度观测网,形成对“雅安天漏”的综合观测。

②“雅安天漏”的科学试验。在建立“雅安天漏”综合观测站网基础上,通过移动气象观测平台,针对地面和大气热源、水汽循环与输送、边界层大气演变、云量与辐射等方面,形成高时空分辨率的立体观测站网,开展“雅安天漏”专项科学野外试验,获取“雅安天漏”的三维变化与过程演变的整体特征,建立“雅安天漏”的多源信息数据集。

③“雅安天漏”的资料分析。在常规观测资料的基础上,加大综合观测、科学试验、卫星遥感、雷达探测等新资料的应用,精细分析“雅安天漏”高低层动力、热力结构的三维立体分布特征,感热、潜热基本结构及其变化,云分布特征和水汽输送与区域循环,“雅安天漏”典型降水过程的发生、发展与结束的物理过程,“雅安天漏”与周边系统的多尺度相互联系等问题,进一步揭示“雅安天漏”的整体物理图像和时空变化特征。

④“雅安天漏”的理论研究。根据观测分析结果,应用数值模拟、理论分析等方法,深入探讨高原东侧地形、热源结构,高原东侧边坡与主体和下游平原边界层状况及其相互关系、水汽变化、云分布特征等对“雅安天漏”的影响及其相互作用,认识其形成、发展和减弱的基本规律和变化特征,明确其主要物理过程和关键影响因素,了解其区域成因和环境条件,揭示其形成与演变机理,对其成因做出更加全面的科学解释。

⑤“雅安天漏”的预报技术。通过观测分析与理论研究,在已有数值模式的基础上,不断发展“雅安天漏”预测预报新技术,重点改进数值模式中的复杂陡峭地形、特殊边界层过程、云与辐射过程、模式分辨率等,逐步发展成为具有区域特色的、准确率高的适合“雅安天漏”业务预报的数值天气模式,增强“雅安天漏”等青藏高原及其周边地区的天气预报能力,并由此进一步提升我国的灾害性天气预报业务与技术水平。

需要说明的是,研究仅仅综述了近40多年来“雅安天漏”研究的主要进展,没有包括四川暴雨尤其是川西暴雨等与“雅安天漏”相联系的大量研究工作。1

“雅安天漏”降水变化气候特征的分析在青藏高原复杂地形与大气环流的相互作用下,高原周边地区形成了一些具有显著区域特色的天气气候现象。其中,由于青藏高原东侧陡峭地形的特殊影响,以雨量、雨日、雨强和夜雨特征突出的四川省雅安市(观测站位置:103.00°E,29.98°N)成为我国内陆的一个降水中心(图3),其“雅安天漏”气候现象一直都是我国气象科学研究的重点之一,并在观测事实、动力热力特征、物理机制、降水气候变化等方面取得了一系列成果。已经认识到,“雅安天漏”正是由于该市特有的喇叭口地形:西北部为险峻的夹金山,西部为雄伟的二郎山,南部有大相岭,东北部有邛崃山,东南部还有小相岭北段阻隔,只有东边一个缺口,这样就迫使冷暖气流在雅安市内汇集,且东来暖湿气流只能进不能出,造成该地区雨时长、雨量大、雨日多的区域性特点。以雅安为代表的青藏高原东侧地区,是受高原动力、热力作用影响最直接且最显著的区域之一,在提出“雅安天漏”研究中存在6个主要科学问题的同时,还指出了综合观测、科学试验、资料分析、理论研究和预报技术是“雅安天漏”未来研究的重点方向。

已有的研究表明,近50多年来全国平均降水量存在明显的区域特征,除东北北部及西北大部分地区外,全国大部降水是减少的,四川就是其中之一。而且,四川省川西高原和平原盆地的降水变化存在明显差异,其中盆地东、中、西部的降水变化也具有不同的变化特征。另外,雨日的气候变化表现出与降水量变化既有密切关系,又有一定差异。分析中国雨日的气候变化特征,发现整个中国年雨日明显减少,尤其是西南地区,并且,春、夏、秋、冬四季雨日都呈下降趋势。位于西南地区的四川盆地各量级雨日在盆地不同位置又表现出不同的变化趋势,盆地西部是减少的,特别是暴雨日数减少明显。分析指出,“雅安天漏”的降水变化主要决定于中小强度降水和夜间降水的变化特征。近50多年来,雅安总降水日数和中小强度降水量为减少的趋势,主要发生在20世纪50年代到70年代和近期20多年,表现出降水日数和降水量急剧减少的区域特征。但是对于“雅安天漏”降水特征的季节变化、月变化及汛期变化缺乏相关的研究。

另外,上述对四川盆地降水特征的气候研究对象均局限于日降水量、月降水量及年降水量,这样就平滑了小时雨量的变化特征。在四川,特别是像雅安这种位于高原与盆地过渡的陡峭地形区内,容易造成财产及人员伤亡的恰恰是强度大、时间集中的强小时雨强。随着小时降水资料的日趋丰富,众多学者开始重视对降水日循环特征的研究。江淮流域降水日变化具有双峰值结构,并与不同持续时间的降水过程有密切联系。利用1991—2004年台站观测逐时降水资料分析了我国西南部降水日变化的基本特征,结果表明:西南部降水“夜雨”特征明显,但存在午后次峰值,且区域差异显著;降水频次和降水强度亦存在明显日变化。但是具有“天漏”之称的雅安,其降水日变化又有什么特征呢?通过分析“雅安天漏”异常旱涝年的降水特征发现,雅安旱年降水日变化呈单峰单谷结构,峰值在凌晨1:00,谷值在下午14:00;涝年日变化则为双峰结构,第一峰值在23:00,次峰值在凌晨3:00,谷值在下午16:00。

对于“雅安天漏”这种独特的天气气候和区域变化特征,在已有工作的基础上,开展深入的分析研究是非常必要的。因此,研究利用较长时间的逐小时降水资料,进一步详细分析青藏高原东侧四川省雅安降水的年代际变化、年际变化、季节变化、汛期变化、月际变化及其日变化特征,以加深对“雅安天漏”现象的科学认识。

资料和方法研究使用了四川省雅安1951—2008年的逐日降水观测资料,以及基于降水自记纸记录,经过数字信息化处理得到的1961—2000年的逐小时降水量数据,时间均为北京时。考虑到数据资料的连续性和完整性,其中年际、年代际、四季、汛期及逐月的降水量和雨日统计使用1951—2008年的逐日降水观测资料;在降水日变化分析时,仅选取了1969—2000年的逐小时降水资料。并且,选取每年5—9月为汛期,10月至次年4月为非汛期。雨日定义为日降水量大于0.0mm的日数,小时降水量大于或等于0.1mm的时次确定为降水时次。

主要应用了相关分析、趋势分析、滑动t检验等统计诊断方法。其中,趋势分析为气候趋势系数分析(以下简称趋势系数),是计算气象要素的时间序列与自然数数列之间的相关系数。由于趋势系数是无量纲、在±1之间变化、标准化的一元线性回归系数,因此,它消去了气象要素的均方差和单位对线性回归系数大小的影响,可用于比较不同的趋势变化。并且,通过t检验判断这种气候趋势是有意义的,还是一种随机振动。这里考虑90%、95%、99%三种信度水平。

年降水长期变化特征对“雅安天漏”近58a的降水量和雨日变化进行了分析,得出的结论:降水量及雨日均呈减少的变化趋势,其中年降水量以52.2mm/10a的速率减少,该变化趋势通过了95%的信度水平,特别是进入20世纪90年代以后,下降十分显著;雨日的减少速率达到了3.5d/10a,比降水量减少得更明显,其变化趋势通过了99%的信度水平。值得注意的是,1991年是一个通过了95%显著性滑动t检验的突变点。这说明雨日从20世纪90年代初期开始急剧减少是一个突变现象,并且与降水量开始显著减少的时间一致。这种变化应该跟全球变暖有一定的联系,可能在全球变暖的大背景下造成了季风减弱、副高偏南,使得低纬度水汽向北、向西输送到达雅安的量变少,再加上地形与环流的相互作用,使得该地区降水量和雨日显著减少。

从不同强度降雨日的长期变化趋势(图4)进一步可见,雅安年小雨雨日和中雨雨日均明显减少,两者的减少速率分别为1.7d/10a和1.27d/10a。其中,年中雨雨日的变化趋势通过了99%的信度水平。并且,年小雨雨日和中雨雨日的变化占年雨日变化的86%,说明雅安年雨日的减少主要受两者减少的影响。

表1至表3给出了“雅安天漏”年降水量、雨日及雨强不同年代的平均值、均方差、距平百分率、趋势系数和趋势变化值。由于降水量的变化可以由降水日数的变化引起,也可由降水强度的变化引起,或者由降水日数和降水强度共同变化所致。因此,对比3张表格中趋势系数的变化,就可以看出在每个年代际中降水量的变化是由哪个变化引起的。

年降水量在21世纪初是显著减少的,而雨日在该时段却呈现出弱的增加趋势,说明降水量在该年代的减少受雨日变化影响不大。20世纪80年代,雨强的趋势系数为正值,且通过了90%的信度水平;20世纪90年代,雨强的趋势系数为负值,通过了99%的信度水平。这说明降水量在20世纪80年代的显著增加和90年代的显著减少是雨日和雨强变化共同影响的结果。另外,尽管降水量在20世纪50、60、70年代和21世纪初的变化并不显著,但只有雨强的变化趋势与之同步,雨日的变化趋势与之恰好相反。因此,降水量在20世纪50—70年代和21世纪初的变化也主要受雨强变化的影响。

季节降水及汛期降水变化特征从春、夏、秋、冬四季雅安降水量和雨日变化看到,“雅安天漏”降水量的季节差异明显,夏季降水最多(996.9mm),其次是秋季(363.9mm)和春季(282.1mm),冬季最少(72mm)。趋势系数表明,除冬季外,春、夏、秋三季的降水量均减少,其中,秋季减少最显著,趋势系数通过了95%的信度水平,减少速率20.8mm/10a。夏、秋两季降水量的减少占年降水量减少的85%,并且这两个季节的降水量与年降水量相关性远超春季和冬季,说明雅安年降水量的长期变化主要受夏季和秋季降水的影响。

“雅安天漏”雨日分布的季节变化比降水量小。秋季雨日最多(58.8d),其次是夏季(58.3d)和春季(55d),冬季雨日最少(41.8d)。与降水量变化相似,除冬季外,春、夏、秋三季的雨日均减少,而且雨日的减少比降水量更显著。其中,秋季雨日减少最显著,通过了99%的信度水平,减少强度也最大,平均减少1.7d/10a。其次是春季,通过了95%的信度水平,平均1.3d/10a。秋、春两季雨日的减少占年雨日减少的86%,说明“雅安天漏”年雨日的减少主要受秋、春两季雨日减少的影响。

秋季降水量和雨日显著减少这一结论与文献2得出的结论一致,该文还提出在秋季,青藏高原背风坡地区不同量级降水均呈减少趋势,并且这种现象与80年代中东太平洋增温有一定联系。另外,川渝地区夏季降水量与赤道印度洋海温区域呈显著相关,具体表现为印度洋关键区海温与川西高原和盆地东部夏季降水量呈同位相变化,与盆地西部降水量呈反位相变化有关。对于位于盆地西南部的“雅安天漏”是不是存在与上述遥相关相同的特征,或者存在其他的成因,还需要进行后续相关研究。

汛期降水统计表明,“雅安天漏”的汛期降水量在834.9~1975.5mm之间。平均而言,雅安汛期降水量占年总降水量的77.9%,并以48.4mm/10a的速率减少,通过了95%的信度水平,而汛期降水量的减少占年降水量减少的92.7%。图5是1951—2008年“雅安天漏”汛期降水量的距平百分率变化。从图可见,偏涝年主要集中在20世纪90年代以前;偏旱年相对集中在两个时段:20世纪90年代中期以后,以及20世纪60年代中期至20世纪80年代初期。从9a滑动平均趋势看,汛期降水量的变化与年总降水量基本一致。

1951—2008年汛期雨日统计表明,“雅安天漏”平均每年的汛期雨日达到98.5d,占年总雨日的46%,远没有汛期降水量占年总降水量的比重大。汛期雨日最多的年份有118d,最少只有77d。1951—2008年“雅安天漏”汛期雨日的距平变化显示,近58a雅安汛期雨日明显减少,其变化趋势通过了99%的信度水平,比汛期降水量减少更显著。减少速率达到了2.2d/10a,占年总雨日减少量的62.9%。从9a滑动平均趋势看,20世纪80年代中期以前,趋势线均位于零线以上,雨日偏多;进入90年代初期以后,雨日显著减少。

研究结论通过对“雅安天漏”降水变化特征进行多时间尺度的细致分析,得到了如下主要结论:

1)与整个四川省的降水变化一致,近58a“雅安天漏”的年降水总量和年雨日是减少的,并且后者比前者减少得更加显著。另外,雨日在20世纪90年代初期发生了由多到少、急剧减少的突变,突变点在1991年。进一步分析得知,降水量在90年代的显著减少是受雨日、雨强变化的共同影响。

2)“雅安天漏”降水量的季节变化比雨日的季节变化更明显。除冬季外,春、夏、秋三季降水量和雨日均减少,其中,秋季减少最显著。年降水量的减少主要受夏、秋两季降水量减少的影响,年雨日的减少主要是受秋、春两季雨日减少的影响。

3)“雅安天漏”汛期降水量占年降水量的77.9%,并以48.4mm/10a的速率减少。汛期降水量的减少占年降水量减少的92.7%;汛期雨日的减少比汛期降水量显著,减少速率达到2.2d/10a,并占年雨日减少的62.9%。

4)平均而言,“雅安天漏”8月降水量最多,10月雨日最多。从逐月的长期变化趋势来看,7月雨量减少最明显,5月雨日减少最明显。值得注意的是,21世纪初期以来,“雅安天漏”强降水月份减少,雨日集中时段也有所缩短。

5)“雅安天漏”降水的日变化非常突出,呈单峰单谷结构。一般降水量和降水频次在午夜0:00达到峰值,在下午15:00~16:00出现谷值。两者从谷值到峰值的增加速率是从峰值到谷值衰减速率的2倍,表明雅安降水易在夜间形成强降水,并具有较强的持续性。另外发现雅安夜雨存在降雨量和发生频次均减小的变化趋势,其降雨量和发生频次最大值出现时间提前、向前半夜移动的变化特征。

不过,研究只是基于本地观测事实做出的一些现象分析,关于“雅安天漏”的区域降水特征与全球变暖的关系,以及这些变化特征的影响机制还需要在下一步工作中进行深入分析。3

本词条内容贡献者为:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大学

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