項(xiàng)素清,舒素芳,邱小偉
(浙江省金華市氣象局,浙江金華321000)
厄爾尼諾現(xiàn)象是指赤道東太平洋海表溫度異常升高的現(xiàn)象,伴隨厄爾尼諾事件的發(fā)生,全球大氣環(huán)流和氣候都會(huì)發(fā)生異常變化。有關(guān)厄爾尼諾事件對(duì)我國氣候異常影響的研究已取得豐碩的成果,許多氣象工作者開展了厄爾尼諾事件和本地氣候的相關(guān)分析研究[1-6]。但這類工作大多忽略了厄爾尼諾事件本身也存在著差異。如果把所有厄爾尼諾事件籠統(tǒng)分析,往往會(huì)得出一些不相對(duì)應(yīng)甚至難以解釋的結(jié)論。唐佑民[7]將事件分成兩類,這兩類事件對(duì)應(yīng)的海溫,無論增溫區(qū)域、距平分布,還是振蕩結(jié)構(gòu)和擾動(dòng)傳播方向都存在差異。本文作者曾討論過這兩類厄爾尼諾事件對(duì)舟山市氣候的影響[8],發(fā)現(xiàn)兩類諾厄爾尼諾事件影響年舟山市的年降水量,汛期降水量有很大差別,幾乎顯示相反的特征。第1類影響年舟山市降水偏多,是澇年。第2類影響年正好相反,舟山市降水偏少,是旱年。同時(shí)高溫日數(shù)、臺(tái)風(fēng)影響個(gè)數(shù)等等都有許多不同。近幾十年來最強(qiáng)的厄爾尼諾事件發(fā)生在1997—1998年,1998年我國長江流域和東北松花江流域出現(xiàn)特大洪澇。2000年以來,中東熱帶太平洋海溫比此前10年(1990—1999年)偏低,拉尼娜事件增多,厄爾尼諾現(xiàn)象很少發(fā)生,強(qiáng)度也弱。根據(jù)國家氣候中心監(jiān)測,受2014年2月以來太平洋赤道海域西風(fēng)強(qiáng)勢、東風(fēng)減弱的影響,5月份,赤道中東太平洋已經(jīng)進(jìn)入海溫異常增暖的厄爾尼諾狀態(tài)。預(yù)計(jì)到7月底,有超過70%的可能性會(huì)發(fā)生中等強(qiáng)度或者以上的厄爾尼諾事件。過去缺少厄爾尼諾事件對(duì)金華氣候影響的相關(guān)研究,現(xiàn)在厄爾尼諾沉寂多年后卷土從來,有必要加強(qiáng)研究,為今后開展中長期氣候預(yù)測提供科學(xué)依據(jù),以減少其帶來的不利影響。
厄爾尼諾事件一般從春季開始,11—12月達(dá)到最盛,翌年春季減弱消失。各次厄爾尼諾事件在開始月份、開始出現(xiàn)海溫異常偏高的地理位置、發(fā)展到頂盛的時(shí)間、暖區(qū)的地理位置、強(qiáng)強(qiáng)度范圍等方面都存在差異,但主要是開始出現(xiàn)海溫異常偏高的位置不同[7]。如果分別以150°W、115°W 為界,將赤道東太平洋劃分為3 個(gè)區(qū)域,那么根據(jù)最初出現(xiàn)海溫異常偏高區(qū)域的不同,可將厄爾尼諾事件劃分為兩類。第1類是開始出現(xiàn)海溫異常偏高的區(qū)域在赤道東太平洋的東部,第2類是開始出現(xiàn)海溫異常升高的區(qū)域在赤道東太平洋的中、西部(主要是中部)[3]。厄爾尼諾事件往往是跨年度的,按其發(fā)展到最強(qiáng)盛時(shí)所在年份來分類,1949年以來的厄爾尼諾事件具體劃分見表1。
表1 1951年以來兩類厄爾尼諾年的劃分[2](單位:年)
由于東太平洋海溫異常對(duì)全球氣候的影響存在時(shí)間上的滯后性,本文所探討的厄爾尼諾事件對(duì)金華氣候的影響,是指厄爾尼諾事件次年金華的氣候情況。為了更加貼近題意,特將其定義為厄爾尼諾事件影響年。這樣,第1 類厄爾尼諾事件的影響年為:1952年、1954年、1970年、1973年、1977年、1993年、1999年。第2 類厄爾尼諾事件的影響年為:1958年、1964年、1966年、1984年、1988年。
本文所用資料為金華市氣象觀測站1953年建站以來的歷史資料,通過統(tǒng)計(jì),1953—2013年的金華多年平均年降水量是1432 mm。
從圖1 中可以明顯的看出,第1 類厄爾尼諾事件影響年的年降水量都大于多年平均值,它們的平均值為1681.5 mm。說明第1 類厄爾尼諾事件影響年的年降水量偏多,是豐水年。歷史上2000年前最大的幾次年降水量,如1954年、1973、1993年都出現(xiàn)在第1 類厄爾尼諾事件影響年。其中1954年年降水量達(dá)1918.1 mm,比常年偏多34%,是歷年最多的一次。從圖2 上可以看到,第2 類厄爾尼諾事件影響年的年降水量基本接近或低于多年平均值。它們的平均值是1376.1 mm,比常年略偏少。金華歷史上降水量最少的1978年的962.6 mm,1964年全年降水量僅為1118.8 mm,是歷史上降水最少的年份之一。1954年的年降水量比1964年的偏多7 成多,可見兩類厄爾尼諾事件對(duì)金華年降水量影響差別還是比較大的。
圖1 第1類厄爾尼諾年年降水量分布圖
圖2 第2類厄爾尼諾年年降水量分布圖
5—9月是浙江省的梅汛期和臺(tái)汛期,期間的降水量占全年的一半以上。因此,討論這期間的降水量有特殊的意義。金華5—9月份多年平均降水量是785.5 mm。
第1 類厄爾尼諾事件影響年的金華5—9月份降水量的平均值為1046.7 mm,比常年平均值多33%。1954年夏季長江流域發(fā)生特大洪水,金華汛期降水量高達(dá)1268.3 mm,比常年偏多61%。而第2類厄爾尼諾事件影響年的金華5—9月份降水量的平均值為746.6 mm,少于多年平均值。
根據(jù)1953—2013年金華站觀測資料統(tǒng)計(jì),金華平均入梅時(shí)間為6月10日,出梅日期為7月2日,梅期22 天,梅雨量295 mm。統(tǒng)計(jì)兩類厄爾尼諾事件影響年,金華的入、出梅時(shí)間,梅雨量等見表2。
圖3 第1類厄爾尼諾年5—9月降水量分布圖
表2 第1類厄爾尼諾影響年金華出入梅情況
從表2可以看到,第1類厄爾尼諾影響年,金華入梅日期普遍偏早,出梅日期大部分偏晚,梅期都比常年偏多,其中1970年、1973年的梅期長度是常年的2倍多。梅雨量都比常年偏多,平均值達(dá)486.7 mm,比常年偏多六、七成。如1973年入梅早,5月14日就入梅了,6月29日出梅,梅期47天,梅雨量異常偏多,高達(dá)721.5 mm,是常年的2.4 倍,也是有金華有氣象記錄以來梅雨量最多的一次。
從表3可見,第2類厄爾尼諾影響年,金華入梅時(shí)間大部分偏晚,出梅大部分偏早,梅期偏短,梅雨量偏少。如1958年出現(xiàn)空梅,降水量少,金華為干旱年。1964年6月11日入梅,入梅晚,6月23日出梅,出梅早,梅期13 天,梅期短,梅雨量只有119.8 mm,比常年偏少六成。
圖4 第2類厄爾尼諾年5—9月降水量分布圖
表3 第2類厄爾尼諾影響年金華出入梅情況
1953—2013年間金華站共有暴雨日214 個(gè),年均3.5次。統(tǒng)計(jì)兩類厄爾尼諾事件影響年金華的暴雨日數(shù)(表略)。可以看出:第1 類厄爾尼諾影響年,暴雨日平均天數(shù)為5 天,比多年平均多2 天,其中1954、1973、1993年的暴雨日達(dá)7 天,是多年平均值的2 倍,也是歷史上暴雨最多的年份。第2類暴雨日平均數(shù)4 天,比常年偏多0.5 天??梢姡? 類厄爾尼諾影響時(shí),金華暴雨出現(xiàn)的機(jī)率較大。而第2 類厄爾尼諾影響下,金華暴雨出現(xiàn)的機(jī)率有所變小。這與降水量的分布情況比較一致。
利用1953年以來金華站的氣溫資料,統(tǒng)計(jì)出共有≥35oC 高溫天氣2126 天,年均34.8 天。厄爾尼諾影響年高溫天數(shù)參見表4。
從表4 可以看出,第1 類厄爾尼諾事件影響年平均高溫天數(shù)只有22.3 天,比常年平均偏少12.5天,所有年份均少于多年平均值。第2 類高溫天數(shù)平均有37.4天,比常年平均值偏多,有3/5年份的高溫日數(shù)在40天以上。顯然,第1類厄爾尼諾影響年出現(xiàn)高溫天氣少,高溫天氣不嚴(yán)重,而第2類高溫天氣出現(xiàn)多,是高溫天氣比較嚴(yán)重的年份。
表4 兩類El Nin~o 影響年的高溫天數(shù)分布
利用1953年以來金華站的日照時(shí)數(shù)資料,統(tǒng)計(jì)出多年平均日照時(shí)數(shù)為1927.3 h。
從圖5 可以看到,第1 類厄爾尼諾事件影響年日照時(shí)數(shù),5/6 的年份都小于多年平均值,平均日照實(shí)數(shù)為1835 h,比常年平均偏少92 h。第2 類日照時(shí)數(shù)平均為2042 h,比常年平均值偏多115 h,有4/5年份的都大于多年平均值??梢?,第1 類厄爾尼諾影響年日照時(shí)數(shù)少,這與降水偏多有關(guān)。而第2 類影響年日照時(shí)數(shù)多,與降水偏少相關(guān),也與高溫天氣比較嚴(yán)重相一致。
圖5 第1類厄爾尼諾年日照時(shí)數(shù)分布圖
從1951—2013年臺(tái)風(fēng)資料統(tǒng)計(jì)來看,兩類厄爾尼諾事件影響年臺(tái)風(fēng)生成情況及登陸路徑都存在明顯差異,對(duì)浙江造成影響的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)也不同。在西北太平洋上生成的臺(tái)風(fēng)每年平均有29個(gè)左右,登陸臺(tái)風(fēng)平均為8.8 個(gè)[10]。第1 類厄爾尼諾事件影響年生成臺(tái)風(fēng)平均為24.8個(gè),登陸臺(tái)風(fēng)平均為8.6個(gè),比常年偏少,影響金華的臺(tái)風(fēng)平均有1.5個(gè),比歷年平均數(shù)2.3 個(gè)少,其中,1954年和1993年無臺(tái)風(fēng)影響。第2 類影響年生成臺(tái)風(fēng)平均為31.4 個(gè),比常年偏多,登陸臺(tái)風(fēng)為9.8 個(gè),比常年平均數(shù)偏多,影響金華的臺(tái)風(fēng)有2.8個(gè),多于常年平均數(shù),如1966年有4 個(gè)臺(tái)風(fēng)影響。第1 類臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑以西北和轉(zhuǎn)向類為多,第2類以西行類為主。
下面我們著重分析厄爾尼諾影響年金華夏季氣候異常的原因。西太平洋副熱帶高壓的強(qiáng)弱、位置與我國的主要雨帶分布密切相關(guān)[11]。利用1951—2013年副高西伸脊點(diǎn)、強(qiáng)度指數(shù)資料,對(duì)兩類厄爾尼諾事件影響年副高西伸脊點(diǎn)、強(qiáng)度指數(shù)分別作距平合成。具體見表5、表6。
表5 兩類厄爾尼諾影響年副高西伸脊點(diǎn)距平值
表6 兩類厄爾尼諾影響年副高強(qiáng)度指數(shù)距平值
圖6 第2類厄爾尼諾年日照時(shí)數(shù)分布圖
圖7 1950—2013年東亞夏季風(fēng)指數(shù)分布圖
從表5、表6 可以看出,第1 類厄爾尼諾事件影響年6—8月副高西伸脊點(diǎn)為正距平,副高偏東、偏弱。從圖7 可以看到,第1 類厄爾尼諾事件影響年東亞夏季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)普遍偏強(qiáng),說明西南季風(fēng)比較強(qiáng),易使西南和東南氣流向長江中下游輸送水汽,從而導(dǎo)致金華降水偏多。副高勢力弱,高溫天氣相應(yīng)出現(xiàn)也比較少,對(duì)應(yīng)日照時(shí)數(shù)也少。同時(shí),副高偏弱,不利于臺(tái)風(fēng)的發(fā)生、發(fā)展,因此,臺(tái)風(fēng)生成個(gè)數(shù)偏少。而第2 類事件影響年6—8月副高西伸脊點(diǎn)為負(fù)距平,比常年偏西,尤以7月份最明顯。副高西伸到東徑115°左右,多年平均值為123.1°E),強(qiáng)度指數(shù)較常年偏高7.1,達(dá)26.6(多年平均值為19.5)。從圖7看,第2類事件的東亞夏季風(fēng)指數(shù)普遍偏小,因此,副高偏西、偏強(qiáng),西南季風(fēng)偏弱,造成長江中下游流域偏旱。副高的強(qiáng)盛使高溫天氣容易出現(xiàn),同時(shí)也有利于臺(tái)風(fēng)的生成、發(fā)展,因此,臺(tái)風(fēng)生成個(gè)數(shù)偏多。從機(jī)制上來看,兩類厄爾尼諾事件對(duì)金華氣候影響的差異,主要是通過西太平洋副高位置和強(qiáng)度的差異表現(xiàn)出來的。
兩類厄爾尼諾事件次年西太平洋副高的差異,是由兩類厄爾尼諾事件對(duì)應(yīng)的東太平洋海溫異常引起的。在文獻(xiàn)[9]中指出,對(duì)應(yīng)兩類厄爾尼諾事件成熟階段,第1 類,黑潮海區(qū)為正距平,第2 類黑潮海區(qū)為負(fù)距平。而大量研究表明,西太平洋黑潮附近的海溫與西太平洋副高有滯后6個(gè)月左右的遙相關(guān),并與西伸脊點(diǎn)正相關(guān),與副高強(qiáng)度成負(fù)相關(guān)。因此,第1類厄爾尼諾事件成熟階段(冬季),正的黑潮海溫距平使翌年夏季副高位置、強(qiáng)度,偏東、偏弱;第2 類負(fù)的黑潮海溫距平使翌年夏季副高位置強(qiáng)度偏西、偏強(qiáng)。
通過以上分析可總結(jié)出如下幾點(diǎn)結(jié)論:
(1)兩類諾厄爾尼諾事件影響年金華的年降水量、汛期降水量有很大差別。第1 類影響年金華降水偏多,是澇年。第2類影響年正好相反,金華降水偏少,是旱年;
(2)第1 類厄爾尼諾事件影響年,金華入梅偏早,出梅偏晚,梅期偏長,降水量比常年偏多。第2類厄爾尼諾影響年,金華入梅容易偏晚,出梅偏早,梅期偏短,梅雨量偏少;
(3)第1類厄爾尼諾事件影響年,金華日照時(shí)數(shù)比常年偏少,出現(xiàn)高溫天數(shù)少,高溫天氣不嚴(yán)重。第2類厄爾尼諾影響年,金華日照時(shí)數(shù)比常年偏多,高溫出現(xiàn)也多,是高溫天氣比較嚴(yán)重的年份;
(4)兩類厄爾尼諾事件影響年西北太平洋臺(tái)風(fēng)生成個(gè)數(shù)及其登陸路徑都存在的明顯差異。影響金華的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)也不同,第1 類影響年臺(tái)風(fēng)比常年偏少,第2類影響年臺(tái)風(fēng)比常年偏多;
(5)通過海氣相互作用和遙相關(guān),東太平洋海溫的異常引起西北太平洋副高強(qiáng)度、范圍異常,從而影響到金華的氣候;
(6)通過監(jiān)視厄爾尼諾事件的發(fā)生、發(fā)展,看其屬于哪于一類,就可為次年金華氣候預(yù)測提供一定的背景依據(jù)和物理基礎(chǔ)。
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