姚正蘭 李揚 王君軍
(貴陽市氣象局,貴陽 550000)
“端午水”在我國南方地區(qū)普遍流傳,是指每年端午節(jié)前后因為下大雨而漲的大水。對貴州而言,端午水的成因主要與冬夏季風(fēng)的交替密切相關(guān)。南海夏季風(fēng)一般于5月中旬爆發(fā),夏季風(fēng)爆發(fā)后季風(fēng)降水逐漸影響到貴州;同時,冬季風(fēng)仍有殘余勢力,冷暖空氣交匯造成鋒面降水。在季風(fēng)降水和鋒面降水的共同影響下,端午前后往往會出現(xiàn)強度大而集中的降水,即“端午水”。如貴陽1988年端午節(jié)前后都出現(xiàn)暴雨天氣,從農(nóng)歷五月初二到五月初九(8 d)總降水量為185.2 mm,而5 d后再次出現(xiàn)暴雨,造成近半月降水量達309.3 mm,致使當(dāng)年的“端午水”泛濫,洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。
近十余年來,隨著數(shù)值預(yù)報水平的不斷提高,天氣預(yù)報準(zhǔn)確率較以往有了較大幅度的提升[1-4]。目前最先進的天氣預(yù)報時效為10 d左右,我國目前天氣預(yù)報的能力已經(jīng)接近7 d[5]。一周以上天氣預(yù)報誤差增大不可避免,其主要困難在于大氣系統(tǒng)的混沌特性和數(shù)值預(yù)報模式無法在10 d以后的預(yù)報給出可用信息[6]。而在實際業(yè)務(wù)工作中,相關(guān)部門常常需求未來7 d甚至10 d以上的氣象預(yù)報,特別是對防汛工作尤為重要,因此,預(yù)報員應(yīng)該對本地“端午水”的氣候概況有所了解。本文以貴陽基準(zhǔn)氣象站1951—2018年共68年逐日降水資料,分析貴陽“端午水”活動規(guī)律,討論“端午水”與夏季降水的關(guān)系,并從環(huán)流特征分析有利于端午水發(fā)生的形勢,以期預(yù)報員能更加全面的認(rèn)識“端午水”,從而更加積極地應(yīng)對“端午水”。
端午節(jié)為每年的農(nóng)歷五月初五,如出現(xiàn)潤五月的年份,只按第一個五月初五。1951—2018年,端午節(jié)出現(xiàn)時間最早為陽歷的5月28日(1952、1971、1990、2009年),最晚為陽歷6月25日(1963、1982、2001年)。
對于端午水的概念,本文從以下兩個條件定義:條件一,根據(jù)文獻[7],端午節(jié)前后5 d內(nèi)(即農(nóng)歷五月初一到初十)有1或1 d以上日降水量≥25.0 mm,即為端午水;條件二,有些年份端午節(jié)前后雖然沒有出現(xiàn)大雨以上天氣,但又出現(xiàn)降水量相對集中的情況,針對這種現(xiàn)象,本文定義每年在端午期間(農(nóng)歷五月初一到初十)10 d總降水量≥多年同期平均降水量的25%,則為端午水。凡端午期間(農(nóng)歷五月初一到初十)出現(xiàn)上述兩種條件之一,即定義為端午水。
根據(jù)上述兩個條件,近68年來貴陽出現(xiàn)端午水的概率為72%(49/68),約十年七遇。將農(nóng)歷五月初一到初五出現(xiàn)大雨以上的天氣過程統(tǒng)計為節(jié)前端午水,初六到初十出現(xiàn)的強降水統(tǒng)計為節(jié)后端午水,若端午節(jié)前節(jié)后都出現(xiàn)的強降水則前后都統(tǒng)計。貴陽近68年來節(jié)前端午水概率為36.8%(25/68),節(jié)后端午水概率為48.5%(33/68),顯然節(jié)后比節(jié)前更易發(fā)生端午水。進一步分析發(fā)現(xiàn),端午節(jié)出現(xiàn)在陽歷各旬的端午水概率和降水強度差異較大(表1)。
近68年來,端午節(jié)出現(xiàn)在5月下旬的有11年(1952、1960、1968、1971、1979、1987、1990、1998、2006、2009、2017年),發(fā)生端午水的概率為45.5%(5/11),而其中有4年端午水發(fā)生在節(jié)前,僅有1年端午水發(fā)生在節(jié)后。這表明端午節(jié)出現(xiàn)在5月下旬的年份,發(fā)生端午水的概率不足50%,且主要發(fā)生在端午節(jié)前,若節(jié)前沒有出現(xiàn)端午水,那么節(jié)后發(fā)生端午水的可能性就不大。端午水以大雨為主。
端午節(jié)出現(xiàn)在6月上旬的有22年(1951、1954、1957、1959、1962、1965、1970、1973、1976、1978、1981、1984、1989、1992、1995、1997、2000、2003、2008、2011、2014、2016年),發(fā)生端午水的概率為90.9%(20/22),其中節(jié)前端午水概率50.0%(11/22),節(jié)后端午水概率為63.6%(14/22)。端午水出現(xiàn)大雨22次,暴雨3次。表明端午節(jié)出現(xiàn)在6月上旬的年份,發(fā)生端午水的概率極大,節(jié)后端午水多于節(jié)前端午水。端午水仍以大雨為主,但暴雨次數(shù)有所增加。
端午節(jié)出現(xiàn)在6月中旬的有23年(1953、1956、1961、1964、1967、1969、1972、1975、1980、1983、1986、1988、1991、1994、1996、1999、2002、2005、2007、2010、2013、2015、2018年),發(fā)生端午水的概率為78.3%(18/23),其中節(jié)前端午水概率30.4%(7/23),節(jié)后端午水概率為60.9%(14/23)。端午水出現(xiàn)大雨12次,暴雨11次。表明端午節(jié)出現(xiàn)在6月中旬的年份,發(fā)生端午水的概率較大,而端午水出現(xiàn)在節(jié)后的特征更明顯。端午水大雨和暴雨的次數(shù)接近,說明端午水的強度增大。
端午節(jié)出現(xiàn)在6月下旬的有12年(1955、1958、1963、1966、1974、1977、1982、1985、1993、2001、2004、2012年),發(fā)生端午水的概率為50.0%(6/12),其中節(jié)前端午水概率為25.0%(3/12),節(jié)后端午水概率為33.3%(4/12)。端午水出現(xiàn)大雨9次,未出現(xiàn)過暴雨。表明端午水出現(xiàn)在6月下旬的年份,發(fā)生端午水的特征不顯著,而端午水出現(xiàn)在節(jié)前還是節(jié)后的特征也不明顯。端午水以大雨為主。
綜上所述,端午節(jié)出現(xiàn)在陽歷5月下旬和6月下旬的年份,端午水發(fā)生的概率為50%左右(其中5月下旬的端午水主要發(fā)生在節(jié)前),端午水以大雨為主;端午節(jié)出現(xiàn)在陽歷6月上旬和中旬的年份,發(fā)生端午水的概率較大,達78.3%~90.9%,端午水發(fā)生在節(jié)后的特性顯著,端午水強度增大,特別是6月中旬的端午水多為暴雨。
為了更為詳細的討論端午水對夏季降水的影響,將夏季降水分為初夏降水和盛夏降水,定義5月下旬到6月的總降水量為初夏降水量,7—8月的總降水量為盛夏降水量。采用貴州省氣候中心降水評價的五級標(biāo)準(zhǔn)對端午水與夏季降水的影響進行評價。降水評價的五級標(biāo)準(zhǔn)為降水距平百分率(ΔR):ΔR>50%,為特多;25%<ΔR≤50%,為偏多;-25%≤ΔR≤25%,為正常;-50%≤ΔR<-25%,為偏少;ΔR<-50%,為特少。根據(jù)該五級標(biāo)準(zhǔn)得出不同等級端午水年份所對應(yīng)的初夏和盛夏降水情況如表2。
表2 貴陽不同等級“端午水”對應(yīng)夏季降水情況 Table 2 Summer precipitation for different grades of “Dragon Boat Festival water” in Guiyang
由表2可知,近68年來無端午水年份有19年(1953、1957、1958、1961、1963、1968、1975、1985、1990、1993、1998、2001、2004、2005、2006、2007、2008、2009、2017年)。其中,初夏降水偏少和特少的年份共有8年,偏多和特多的年份有3年,正常年份8年,而正常的8年中,負(fù)距平為5年,正距平為3年??梢?,無端午水年份,初夏降水負(fù)距平概率達68.4%,以正常到偏少為主,出現(xiàn)偏少到特少的可能性較大。對于盛夏來說,降水偏少到特少和偏多到特多的年份均為3年,正常年份為13年。表明無端午水年份,盛夏降水無明顯的偏多偏少特征,降水以正常為主。
端午水偏少的年份有8年(1962、1967、1970、1981、1982、1991、2013、2014年)。在這8年中,初夏降水偏少和特少共3年,正常年份3年,偏多2年;盛夏降水偏少和特少共4年,正常1年,偏多和特多3年??梢姡宋缢俚哪攴?,無論是初夏還是盛夏,降水都無明顯的偏多或偏少傾向。
端午水正常的年份有18年(1951、1954、1955、1956、1959、1966、1972、1973、1976、1978、1979、1987、1989、1992、1994、2000、2003、2016年)。在這18年中,初夏降水偏少4年,正常年份8年,偏多和特多6年;盛夏降水偏少和特少共9年,正常7年,特多2年??梢姡宋缢5哪攴?,初夏降水以正常到偏多為主,而盛夏降水則以正常到偏少特征顯著。
端午水偏多的年份有11年(1971、1974、1980、1983、1986、1996、1997、1999、2010、2011、2018年)。在這11年中,初夏降水偏少2年,正常年份7年,偏多和特多2年;盛夏降水特少1年,正常8年,特多2年??梢?,端午水偏多的年份,初夏和盛夏降水均以正常為主。
端午水特多的年份有12年(1952、1960、1964、1965、1969、1977、1984、1988、1995、2002、2012、2015年)。在這12年中,初夏降水無偏少和特少年份,偏多和特多年份共5年,正常年份7年;盛夏降水12年均為正常。由此可見,端午水特多的年份,初夏降水以正常到偏多為主,盛夏降水以正常為主。當(dāng)端午水出現(xiàn)特多時,貴陽更易發(fā)生初夏洪澇災(zāi)害,如1988、1995、2015年。
由以上分析可以看出,端午水對初夏降水的影響較為明顯,其中無端午水年份和端午水特多年份對初夏降水的影響最為顯著;而端午水與盛夏降水的關(guān)系并不十分明顯。
分別選取一個無端午水年和端午水特多年份對比分析其環(huán)流特征。在此挑選典型無端午水年2009年,當(dāng)年端午期間(5月24日—6月2日)10 d總降水量為34.1 mm,同比偏少50%,根據(jù)該10 d的500 hPa風(fēng)場合成圖(圖1)。同樣選取典型端午水特多年2015年,當(dāng)年端午期間(6月16—25日)10 d總降水量為122.6 mm,同比偏多78%,端午期間10 d的500 hPa風(fēng)場合成圖見圖2。
由圖1和圖2可見,端午期間降水特多年(2015年)西太平洋副熱帶高壓西側(cè)的東南季風(fēng)強度相對無端午水年(2009年)明顯偏強,偏南氣流經(jīng)過北部灣及南海延伸至貴州東南部并維持,這樣環(huán)流形勢有利于副熱帶高壓外圍西側(cè)的暖濕氣流向貴州輸送。在無端午水年高原槽主要位于西藏高原西部,貴州上游地區(qū)的四川及西藏東部為高壓脊控制,這樣環(huán)流形勢不利于貴州大范圍降水;而在降水特多年高原東側(cè)至四川多為低槽控制,低槽東移有利于西南渦生成及移動,副熱帶高壓外側(cè)偏南氣流在貴州東南部穩(wěn)定維持,對高原東移的低槽有一定阻擋作用,有利于在貴陽出現(xiàn)持續(xù)性降水。另外高原低槽東移帶動高原弱冷空氣向東南移動,與南方暖濕空氣在貴州省上空交匯從而造成本省大范圍降水。
圖2 典型端午水特多年 500 hPa風(fēng)場合成圖 Fig. 2 Map of 500 hPa wind situation in typical years with excessive Dragon Boat Festival water
同樣,對比分析典型無端午水年和典型端午水特多年700和850 hPa風(fēng)場特征(圖略),可以發(fā)現(xiàn),端午水特多年在川中附近低渦較無端午水年偏強,并且降水特多年在南海及北部灣至貴州的偏南氣流建立,增強海洋上空暖濕氣流向貴州的輸送,水汽條件有利于貴州出現(xiàn)強降水。在地面圖上也存在相同特征(圖略)。
1)貴陽出現(xiàn)端午水的概率為72%,約十年七遇,其中節(jié)后比節(jié)前更易發(fā)生端午水。
2)端午節(jié)出現(xiàn)在陽歷5月下旬的年份,端午水發(fā)生概率為45.5%,主要出現(xiàn)在節(jié)前,以大雨為主;端午節(jié)出現(xiàn)在陽歷6月上旬的年份,端午水發(fā)生概率為90.9%,極易發(fā)生端午水,主要出現(xiàn)在節(jié)后,降水強度加大;端午節(jié)出現(xiàn)在陽歷6月中旬的年份,端午水發(fā)生概率為78.3%,端午水出現(xiàn)在節(jié)后的特征明顯,易發(fā)生大到暴雨天氣過程;端午節(jié)出現(xiàn)在6月下旬的年份,端午水概率為50.0%,以大雨為主。
3)無端午水年份,初夏降水以正常到偏少為主,出現(xiàn)偏少到特少的可能性較大;端午水偏少的年份,對初夏降水的信號特征不顯著;端午水正常年份,初夏降水以正常到偏多為主;端午水偏多的年份,初夏降水以正常為主;端午水特多年份,初夏降水以正常到偏多為主。
4)典型端午水特多年,西太平洋副熱帶高壓西側(cè)的東南季風(fēng)偏強,青藏高原東側(cè)多低壓槽活動。而典型無端午水年,東南季風(fēng)偏弱,高原槽主要位于西藏高原西部。在中低層四川中部的低渦,端午水特多年明顯偏強,并且在南海及北部灣至貴州的偏南風(fēng)也強于無端午水年。
Advances in Meteorological Science and Technology2019年3期