佛山市順德區(qū)強(qiáng)對流天氣的氣候分析

摘 要：順德區(qū)的天氣情況非常復(fù)雜，由于順德經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，自然災(zāi)害對于順德的經(jīng)濟(jì)影響是十分大的，所以本文主要分析順德的強(qiáng)對流天氣包括短時強(qiáng)降水以及短時大風(fēng)過程，得到結(jié)論如下：順德在春季中的短時強(qiáng)降水伴隨著大風(fēng)的概率很大，而夏季、秋季和冬季的短時強(qiáng)降水伴隨短時大風(fēng)的過程較少；冬季短時強(qiáng)降水主要受大氣中北極濤動信號和海洋中的ENSO信號影響；冬季短時大風(fēng)主要受大氣中北極濤動信號和海洋中的LTI信號影響。

關(guān)鍵詞：氣候分析；強(qiáng)對流天氣；順德

1 引言

佛山市順德區(qū)是順德區(qū)是佛山市五個行政轄區(qū)之一。廣東省佛山市順德區(qū)，位于珠三角腹地，北鄰廣州，南近港澳，面積806平方公里。順德是廣佛都市圈、粵港經(jīng)濟(jì)圈的重要組成部分。境內(nèi)以江河沖積平原為主，河涌交錯，土地肥沃，四季常春，自然條件得天獨厚。由于復(fù)雜的地形以及毗鄰南海，順德區(qū)的天氣情況也非常復(fù)雜，而且由于順德經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，自然災(zāi)害對于順德的經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響是十分大的，所以本文主要分析順德的強(qiáng)對流天氣包括短時強(qiáng)降水以及短時大風(fēng)過程，將通過對每個季節(jié)的短時強(qiáng)降水以及短時大風(fēng)的發(fā)生次數(shù)作為一個表征當(dāng)季對流發(fā)生頻率的表征。由于每個季節(jié)表征的強(qiáng)對流特性不盡相同，短時大風(fēng)和短時強(qiáng)降水能表現(xiàn)的過程也不一定相同，短時大風(fēng)可以發(fā)生在干季，如冬季的寒潮過境過程，并不需要短時強(qiáng)降水的同時出現(xiàn)，所以兩者的物理成因有所不同，本文將分開分析兩者的特性。

2 數(shù)據(jù)與方法

本文使用1996年到2014年間佛山市順德區(qū)自動站日統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以每小時降水16毫米以上的過程作為短時強(qiáng)降水過程，以當(dāng)天最大瞬時風(fēng)速達(dá)13.6m/s以上的過程作為短時大風(fēng)過程。通過取每個季節(jié)的短時強(qiáng)降水以及短時大風(fēng)的發(fā)生次數(shù)作為一個表征當(dāng)季出現(xiàn)的強(qiáng)對流類型與頻繁程度的指數(shù)。

3 強(qiáng)對流天氣年際變化分析

順德強(qiáng)對流采用上文所述的指數(shù)進(jìn)行分析，從順德短時強(qiáng)降水指數(shù)的四個季節(jié)的分布中發(fā)現(xiàn)，短時性強(qiáng)降水主要發(fā)生在春季和夏季，其中1996年到2014年間短時強(qiáng)降水發(fā)生的總次數(shù)為春季67次、夏季82次、秋季36次、冬季6次，春夏兩季占總次數(shù)的78%。在春季，短時強(qiáng)降水極大值出現(xiàn)在2000、2006、2013、2014年；在夏季，短時強(qiáng)降水極大值出現(xiàn)在2000、2006、2008、2011、2013。

除了短時強(qiáng)降水，短時大風(fēng)也會對人們生活造成影響，從順德短時大風(fēng)的四個季節(jié)的分布知道，短時性大風(fēng)主要發(fā)生在夏季，其次在春秋兩季。其中1996年到2014年間短時大風(fēng)發(fā)生的總次數(shù)為春季101次、夏季195次、秋季96次、冬季49次。在春季，有明顯的年際變化同時亦出現(xiàn)明顯的年代際變化，短時大風(fēng)出現(xiàn)在時間序列中出現(xiàn)的越來越多的情況，有線性遞增的趨勢，而極大值出現(xiàn)在出現(xiàn)在2006、2012、2013、2014年，其他時間趨向平穩(wěn)；在夏季，亦有較明顯的年代際遞增趨勢，短時強(qiáng)大風(fēng)極大值出現(xiàn)在2001、2007、2012、2013、2014年；在秋季，除了在2008年出現(xiàn)極大值外，其他時間都趨向波動平穩(wěn)。

通過對短時大風(fēng)指數(shù)與短時強(qiáng)降水指數(shù)的相關(guān)分析可以知道，四季同期的相關(guān)指數(shù)分別是0.478、0.136、0.309、-0.02，只有春季的相關(guān)指數(shù)通過了95%統(tǒng)計性檢驗，從中可以知道，在春季中的短時強(qiáng)降水伴隨著大風(fēng)的概率很大，而夏季、秋季和冬季的短時強(qiáng)降水伴隨短時大風(fēng)的過程較少。

4 強(qiáng)對流天氣的外部強(qiáng)信號強(qiáng)迫分析

影響強(qiáng)對流天的外部強(qiáng)信號強(qiáng)迫主要分為海洋信號與大氣內(nèi)部信號，由于海洋的信號與大氣的內(nèi)部信號都對強(qiáng)對流的發(fā)生的年際變化有一定影響，本文選取了一個海洋信號和兩個大氣內(nèi)部信號，海洋信號為：冬季的厄爾尼諾指數(shù)（ENSOI），大氣內(nèi)部信號為：夏季季風(fēng)指數(shù)指數(shù)（EASMI）和北極濤動指數(shù)（AOI）。本文使用海洋強(qiáng)迫和大氣內(nèi)部信號全面分析了其對各個季節(jié)的強(qiáng)對流的年際變化的作用。

在左表可以知道AOI和ENSOI與冬季的短時強(qiáng)降水有著比較好的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.34和0.59。

可以從結(jié)果中看出冬季短時強(qiáng)降水主要受大氣中北極濤動信號和海洋中的ENSO信號影響。在冬季當(dāng)北極濤動偏強(qiáng)時，北極濤動指數(shù)偏低，對寒潮的發(fā)生其抑制作用，冬季短時強(qiáng)降水以寒潮和強(qiáng)冷空氣觸發(fā)為主，所以當(dāng)北極濤動指數(shù)偏強(qiáng)時，冬季出現(xiàn)短時強(qiáng)降水偏少，兩者成負(fù)相關(guān)關(guān)系；冬季的順德短時強(qiáng)降水與ENSO有著明顯的相關(guān)關(guān)系，當(dāng)處于厄爾尼諾年時，短時強(qiáng)降水出現(xiàn)增多，影響過程為復(fù)雜的要相關(guān)過程，這里不再贅述。由于夏季和秋季出現(xiàn)的影響要素較多較復(fù)雜，并沒有單一的強(qiáng)迫信號對順德短時強(qiáng)降水有明顯影響。

從右表的結(jié)果知道，AOI和LTI與冬季的短時大風(fēng)有著比較好的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.46和0.33；ENSOI與夏季的短時大風(fēng)有著比較好的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.34。

可以從結(jié)果中看出冬季短時大風(fēng)主要受大氣中北極濤動信號和海洋中的LTI信號影響。在冬季當(dāng)北極濤動偏強(qiáng)時，北極濤動指數(shù)偏低，對寒潮的發(fā)生其抑制作用，冬季短時大風(fēng)以寒潮和強(qiáng)冷空氣觸發(fā)為主，所以當(dāng)北極濤動指數(shù)偏強(qiáng)時，冬季出現(xiàn)短時大風(fēng)偏少，兩者成負(fù)相關(guān)關(guān)系。夏季出現(xiàn)大風(fēng)的概率與冬季的ENSO信號成負(fù)相關(guān)，由于海洋信號有一定滯后性和延續(xù)性，所以在冬季出現(xiàn)的ENSO信號可以影響到夏季的短時大風(fēng)發(fā)生的環(huán)流結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)論

1、順德在春季中的短時強(qiáng)降水伴隨著大風(fēng)的概率很大，而夏季、秋季和冬季的短時強(qiáng)降水伴隨短時大風(fēng)的過程較少。

2、可以從結(jié)果中看出冬季短時強(qiáng)降水主要受大氣中北極濤動信號和海洋中的ENSO信號影響；冬季短時大風(fēng)主要受大氣中北極濤動信號和海洋中的LTI信號影響。

作者簡介

張偉強(qiáng)（1981-），男，漢族，廣東順德，佛山市順德區(qū)氣象局，助理工程師，本科，從事中短期天氣預(yù)報。endprint