贵州秋绵雨的气候特征分析*

冯志江，李忠燕，吴坪键

(1.贵阳云安防雷装置检测站，贵州 贵阳 550025；2.贵州省气候中心，贵州 贵阳 550002)

1 引言

秋绵雨是贵州各地发生在秋季(9—11月)的一种气象灾害，主要对成熟期的秋收作物造成危害，严重的秋绵雨还影响秋耕秋种的正常进行而延误农时。其发生的时间存在跨月的现象，而在短期气候预测以及业务服务中，需要对不同时间段的秋绵雨过程进行预测。

张顺谦等[1]对西南地区秋绵雨各种气候特点进行了分析，发现西南地区秋绵雨呈东多西少的分布特征。费永成等[2]通过分析四川省秋季连阴雨的地理分布、年际变化特征和四川盆地水稻收获期秋绵雨发生频次，发现适时收获水稻与其前1～2 d 的降水量有关系，更与收获日当天特别是白天的降水量关系紧密，确定水稻收获的气象要素诊断指标，建立水稻收获期适宜度模型，并应用于农业气象服务，对科学安排农事活动有较好的参考价值。罗喜平等[3]通过分析1951—1998年秋绵雨日数与北半球高度场格点资料分析得到了贵州省秋绵雨的气候特征及典型重绵雨年的环流特征。张宇发[4]利用1951—1997年近50 a的资料分析了秋绵雨这一气象灾害的气候变化趋势。刘佳等[5]利用统计方法对印度洋偶极子与华西秋雨的关系进行分析。柳艳菊等[5]对2011年秋季我国的降水异常特征及成因进行了分析发现La-Nina事件的年代际变化也可能是造成华西秋雨异常的重要原因之一。李莹等[7]对2011年秋季华西秋雨特征及成因进行了分析发现，形成这次秋雨异常事件的主要原因是受La-Nina事件的影响。这些研究都只针对秋绵雨或者华西秋雨气候特征和成因进行分析，而没有对不同阶段的秋雨进行统计分析。

近年来随着极端天气气候事件的频发，气象灾害的预测在短期气候预测中越来越重要，有的气象灾害发生时间存在跨月或跨季，甚至跨年的现象，因此为了适应气候业务服务的发展，满足服务需求，本研究将对气象灾害进行分阶段气候特征分析。利用逐日降水资料对贵州省秋绵雨的总体特征及秋绵雨分月的气候特征进行分析，为秋绵雨这一气象灾害的业务服务提供支撑。

2 资料和方法

在贵州，每年9月1日—11月30日期间，凡出现日降水量≥0.1 mm、持续时间达5 d或者以上的时段(其中从第6 d起，允许有间隔1 d无降水量)，定义为秋绵雨过程[8]。本文所用资料为：1961—2014年9月1日—11月31日贵州省76个气象台站的逐日降水资料。本文所用的方法主要为合成统计、小波分析等方法[9]。

3 结果分析

3.1 贵州省秋绵雨时空分布概况

3.1.1 贵州省秋绵雨时间分布特征 图1～3给出了1961—2014年贵州省秋绵雨次数、天数以及过程累积降水量距平百分率的演变情况，可以看出，3个要素的演变特征相同，具有相同的年代际变化特征，即从1961—1980贵州省秋绵雨次数(天数和过程累积降水量)以偏多为主；1981—1997年期间，贵州省秋绵雨次数(天数和过程累积降水量)偏多偏少交替出现；1997年以后，贵州省秋绵雨次数(天数和过程累积降水量)以偏少为主。从趋势来看，3个要素的演变均呈现逐年减少的趋势。从小波分析结果来看(图略)，3个要素均存在着多重时间尺度的周期变化特征，即1961—2014年存在着3～6 a和10～13 a的主振荡周期。

图1 1961—2014年贵州省秋绵雨次数距平百分率的演变情况Fig.1 Evolution of anomaly percentage of autumn rainfall frequency in Guizhou province from 1961 to 2014

图2 1961—2014年贵州省秋绵雨天数距平百分率的演变情况Fig.2 Evolution of anomaly percentage in autumn rainy days in Guizhou province from 1961 to 2014

图3 1961—2014年贵州省秋绵雨累积降水量距平百分率的演变情况Fig.3 Evolution of precipitation anomaly percentage accumulated in autumn rain in Guizhou province from 1961 to 2014

3.1.2 贵州省秋绵雨空间分布特征 图4给出了1981—2010年贵州省秋绵雨次数的多年平均值空间分布，可以看出，全省年均秋绵雨次数最大值区域位于贵州省西部和中部高海拔地区一带，其中最大值出现在大方，年平均秋绵雨次数有2.8次，贵州秋绵雨次数具有自西北向东部或向南部递减的分布规律。贵州气象部门根据各种指标[8]将全省分为4个秋绵雨区：轻微秋绵雨区(年平均秋绵雨过程次数<1.8次)；一般秋绵雨区(年平均秋绵雨过程次数介于1.8～2.5次)；较重秋绵雨区(年平均秋绵雨过程次数介于2.5～3.3次)；严重秋绵雨区(年平均秋绵雨过程次数>3.3次)。按照这一标准，大方—水城一带属于较重秋绵雨区，省东部和南部地区属于轻微秋绵雨区，其余地区属于一般秋绵雨区。

图4 贵州省秋绵雨次数的多年平均值(1981—2010)空间分布(单位：次)Fig.4 Spatial distribution of the annual average number of autumn rains (1981—2010) in Guizhou province (unit: times)

图5给出了1981—2010年贵州省秋绵雨过程天数的多年平均值空间分布，可以看出，全省年平均秋绵雨天数最大值区域位于贵州省西部和中部高海拔地区一带，其中最值出现在大方，年平均秋绵雨天数有28.6 d，贵州秋绵雨在数具有自西北向东部或向南部递减的分布规律。

图5 贵州省秋绵雨天数的多年平均值(1981—2010)空间分布(单位：d)Fig.5 Spatial distribution of the annual average number of autumn rainy days (1981—2010) in Guizhou province (unit: days)

为揭示贵州省近30 a秋绵雨年均降水量的空间分布特征，我们统计出近30 a(1981—2010年)秋绵雨过程累积降水量，其分布如图6所示。从图中可以看出：省内各地在9—11月秋绵雨过程累积降水量达54 mm 以上，其中部分站点达到了161 mm。秋季降水量存在3个较集中的大值区和两个低值带。全省秋季降水最大值区域位于贵州省西南的兴义、晴隆和省西部的盘县、织金一带，秋绵雨过程累积降水量年平均多达125 mm以上；开阳、麻江一带为次大值区域；省东部万山、黎平一带为全省秋季降水量第3大值区域；省西北部的赫章一带、罗甸一带为秋绵雨过程累积降水量相对小值区域。

图6 贵州省秋绵雨过程降水量的多年平均值(1981—2010)空间分布(单位：mm)Fig.6 Spatial distribution of precipitation during autumn rainfall (1981—2010)in Guizhou province(unit:mm)

3.2 贵州省秋绵雨分阶段气候特征分析

为探讨贵州省秋绵雨的分阶段气候特征，将分月对秋绵雨的特征进行分析。由于代表秋绵雨特征的3个要素具有相同的特征，这里只对秋绵雨天数这一要素进行分析。图7～图8给出了9—11月秋绵雨天数的多年平均值空间分布和时间演变。可以看出，9月、10月分月的秋绵雨天数具有自西向东部和自北向南部递减的分布规律，且最大值区域均位于贵州省西部一带，最小值区域均出现在南部边缘地区和东南部地区，而在11月秋绵雨天数具有自西向南部和中间天数多，南北天数少的分布规律，最大值区域位于西北和中部高海拔地区，最小值区域位于北部边缘和南部边缘地区；9月、10月和11月秋绵雨天数多年平均分别为4.4 d、8.4 d和3.5 d，也就是说，秋绵雨天数最大出现在10月，9月次之，11月最小。

图7 贵州省9月(a)、10月(b)和11月(c)秋绵雨天数的多年平均值(1981—2010)空间分布(单位：d)Fig.7 Spatial distribution of the number of autumn rainy days in September (a)、October (b) and November (c) in Guizhou province (1981—2010)(unit:d)

图8 1961—2014年贵州省9月(a)、10月(b)和11月(c)秋绵雨天数距平百分率的演变情况Fig.8 Evolution of anomaly percentage in autumn rainy days in September(a)、October(b) and November(c) in Guizhou province from 1961 to 2014

从时间演变上来说，无论是9月、10月还是11月，各月秋绵雨天数的次数距平百分率变化的倾向率均呈不同程度的减少趋势，但其具体的年代际变化特征又有所不同。9月秋绵雨天数在1969—1997期间明显偏多，而在1998—2009期间明显偏少；10月秋绵雨天数在1961—1968期间明显偏多，而在1969—1980、1996—2008期间明显偏少；11月秋绵雨天数在1961—1983期间明显偏多，而在1988—2011期间明显偏少。从小波分析结果来看(图略)，9月秋绵雨天数在1961—2014年存在着3类时间尺度周期(3 a、5～6 a和11～13 a)，10月同样存在着3类时间尺度周期(3～5 a、8～9 a和13～15 a)，而11月存在着2类时间尺度周期(3～5 a和7～9 a)。

4 结论

通过上述分析得到以下结论：

①全省年均秋绵雨次数最大值区域位于贵州省西部和中部高海拔地区一带，其中最大值出现在大方，年平均秋绵雨次数有2.8次，贵州秋绵雨次数具有自西北向东部或向南部递减的分布规律。

②无论是秋绵雨次数、天数还是累积降水量均存在着多重时间尺度下的周期变化特征，即1961—2014年存在着3～6 a和10～13 a的主振荡周期。9月和10月秋绵雨次数存在着3类不同时间尺度周期，而11月存在着2类不同时间尺度周期。

③9月、10月分月的秋绵雨天数具有自西向东部和自北向南部递减的分布规律，且最大值区域均位于贵州省西部一带，最小值区域均出现在南部边缘地区和东南部地区，而在11月具有自西部和中部向南向北递减的分布规律，最大值区域位于西北和中部高海拔地区，最小值区域位于北部边缘和南部边缘地区；秋绵雨天数最大出现在10月(平均8.4 d)，9月次之(平均4.4 d)，11月最小(平均3.5 d)。从变化趋势来看9—11月各月秋绵雨次数距平百分率变化的倾向率呈不同程度的减少趋势。