1991-2020年江苏省连阴雨特征与区域指数构建.pdf
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1、第 卷 第期气 象 与 减 灾 研 究V o l N o 年月M e t e o r o l o g ya n dD i s a s t e rR e d u c t i o nR e s e a r c hJ u n 姚阮,艾文文,罗晓春,等,年江苏省连阴雨特征与区域指数构建J气象与减灾研究,():Y a oR u a n,A iW e n w e n,L u oX i a o c h u n,e t a l,C h a r a c t e r i s t i co f c o n t i n u o u sr a i n f a l l e v e n t s i nJ i a n g s
2、 uP r o v i n c e f r o m t o a n dr e g i o n a l i n d e xc o n s t r u c t i o nJ M e t e o r o l o g ya n dD i s a s t e rR e d u c t i o nR e s e a r c h,():年江苏省连阴雨特征与区域指数构建姚阮,艾文文,罗晓春,王博妮江苏省气象服务中心,江苏 南京 摘要:利用江苏省 个县级气象基本站 年逐日降水、日照时数资料,筛选出不同等级的连阴雨事件,建立连阴雨事件库.分析了江苏省连阴雨事件的时空分布特征和典型连阴雨过程,构建了区域连阴雨指数.
3、结果表明:)江苏省以强连阴雨事件为主,事件年均发生次数、日数和降水总量从北到南依次增多.)苏北、苏中、苏南地区连阴雨事件的年发生次数、日数和降水总量表现出较明显的年代际差异,年际波动从北到南逐渐增强.苏北地区的连阴雨事件集中于盛夏发生,苏中地区多发于初春和盛夏,苏南地区于春夏大部分时间均较为频繁,秋冬亦较常见.)综合考虑连阴雨事件发生日数、降水量以及事件分布面积,构建区域连阴雨指数,以反映某一区域的连阴雨强弱情况.该指数较好地反映了 年苏北、苏中、苏南三地区的区域连阴雨过程和强度变化.关键词:连阴雨,指数,时空特征,江苏省中图分类号:P 文献标识码:A文章编号:()D O I:/q x y j
4、 z y j 收稿日期:;修订日期:基金项目:年江苏省气象局面上项目“江苏省常见疾病的气象风险等级预报关键技术研究”作者简介:姚阮,硕士,助理工程师,主要从事应用气象服务与研究,E m a i l:y a o r u a n q q c o m艾文文(通信作者),硕士,副高级工程师,主要从事公众气象服务与研究,E m a i l:a ww n c o mC h a r a c t e r i s t i co fC o n t i n u o u sR a i n f a l lE v e n t s i nJ i a n g s uP r o v i n c ef r o m t o a n
5、 dR e g i o n a l I n d e xC o n s t r u c t i o nY a oR u a n,A iW e n w e n,L u oX i a o c h u n,W a n gB o n iJ i a n g s uM e t e o r o l o g i c a lS e r v i c eC e n t e r,N a n j i n g ,C h i n aA b s t r a c t:B a s e do nt h ed a t ao fd a i l yp r e c i p i t a t i o na n ds u n s h i n ed
6、 u r a t i o ni nJ i a n g s uP r o v i n c ed u r i n g ,c o n t i n u o u sr a i n f a l l e v e n t s(C R E)a td i f f e r e n t l e v e l sw e r es e l e c t e d,ad a t a b a s eo fC R Ew a se s t a b l i s h e d,t h es p a t i a l t e m p o r a l c h a r a c t e r i s t i c so fC R Ea n dat y p
7、 i c a l e v e n tw e r ea n a l y z e d,a n da r e g i o n a lC R Ei n d e xw a sc o n s t r u c t e d i nJ i a n g s u T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t:)J i a n g s uP r o v i n c ew a sm a i n l yc h a r a c t e r i z e db ys t r o n gC R E,w i t has p a t i a l d i s t r i b u t i o np a t
8、 t e r nf r o mn o r t ht os o u t h,a n i n c r e a s ei nt h en u m b e ro f e v e n t s a n dd a y s,a n da n i n c r e a s e i n t h e t o t a l a n n u a l r a i n f a l l o f t h e e v e n t s )T h eC R Ee v e n t s s h o w e ds i g n i f i c a n t i n t e r d e c a d a l d i f f e r e n c e s
9、 i nf r e q u e n c y,d u r a t i o na n dr a i n f a l lo v e rt h en o r t h e r n,c e n t r a la n ds o u t h e r np a r to fJ i a n g s u,w i t hi n c r e a s i n gi n t e r a n n u a l f l u c t u a t i o n s f r o mn o r t ht os o u t h T h eC R Ei nn o r t h e r nJ i a n g s uw e r ec o n c e
10、 n t r a t e d i nm i d s u mm e r,w h i l et h o s e i nc e n t r a l J i a n g s uo c c u r r e dm o r e f r e q u e n t l y i ne a r l ys p r i n ga n dm i d s u mm e r S o u t h e r nJ i a n g s uw a sm o r e f r e q u e n t i nm o s to f s p r i n ga n ds u mm e r,a n da u t u m na n dw i n t e
11、 rw e r ea l s om o r ec o mm o n )C o n s i d e r i n gt h ed u r a t i o n,t h e r a i n f a l l a n dt h ed i s t r i b u t i o na r e ao fC R E,ar e g i o n a lC R Ei n d e xw a sd e f i n e dt od e s c r i b e t h eC R Eo v e rs o m er e g i o n s T h e i n d e xw e l l r e f l e c t e dt h eC
12、R Et e m p o r a l d i s t r i b u t i o na n d i n t e n s i t yo v e r t h en o r t h e r n,c e n t r a l a n ds o u t h e r np a r to f J i a n g s u i n K e yw o r d s:c o n t i n u o u sr a i n f a l l e v e n t s;i n d e x;s p a t i a l t e m p o r a l c h a r a c t e r i s t i c s;J i a n g s
13、 uP r o v i n c e引言持续性极端天气事件,如持续性强降水、持续性高温热浪、连阴雨过程等,对社会生产生活等方面的影响 巨 大(张 人 禾 等,;刘 文 英 等,).年江苏省所处的长江下游地区异常强降水存在增多增强的趋势,在 、年夏季汛期,长江中下游地区降水异常强盛,多次发生持续性强降水事件和强连阴雨事件.年冬季,长江以南地区发生了有效日数达 d的超长连阴雨事件(陈丽娟等,;郭莉等,).许多学者研究了不同地区连阴雨事件的规律与特征.F e n g等()和G u a n等()的研究表明,中国东部降水在 年后,持续性降水事件的强度更大、影响范围更广、出现更频繁.中国南方地区的持续性降水
14、事件在 年后呈发生频次增多、事件强度增大、持续时间增长、影响范围扩大的年代际变化趋势(C h e na n dZ h a i,).陈晨等()分析了长江上游流域秋季连阴雨的时空特征,发现 年后四川地区d和 mm以上连阴雨过程的 次 数 均 表 现 出 减 少 的 趋 势.余 荣 和 翟 盘 茂()指出厄尔尼诺使长江中下游地区的降水事件更多地表现为持续性降水.胡菊芳等()指出 年江西秋冬季异常连阴雨过程表现出对典型厄尔尼诺事件的响应.在气候变暖背景下,中国南方地区持续性降水过程及其产生的降水量呈增多的趋势,北方地区呈减少的趋势(翟盘茂等,).何冬燕等()将安徽秋季连阴雨从淮北至皖南分为个集中区进行
15、比较,分析其特征与变化规律.黄晚华等()、赵林等()、王媛媛和张勃()基于标准化降水指数,对中国南北方旱涝情况演变特征与时空规律进行分析,研究了南方、黄淮、西北等地的降水及相关环流特征.在人口密集、降水多发的长江下游地区,准确地分析和描述连阴雨降水事件的各项特征,设计连阴雨指数产品,有助于更好地研究此类事件,对社会生产生活等 方 面 具 有 重 要 意 义.文 中 利 用 年江苏省 个县级基本气象站资料,筛选不同等级的连阴雨事件,分析连阴雨事件年代际、年际、季节和空间分布特征,并基于现有标准构建区域连阴雨指数,揭示江苏省连阴雨分布和强度特征,以期为连阴雨对农业、健康、生态等方面的影响研究提供参
16、考.数据与方法文中使用了 年江苏省 个县级气象基本站的逐日降水、日照时数等气象观测资料.参考江苏省气候中心关于连阴雨事件的定义(项瑛等,),基于降水、日照等气象数据,以套不同的标准筛选出 个基本站的轻度、中度、强连阴雨事件,建立不同等级的连阴雨事件库.连阴雨事件判断标准见表.以 个设区市基本站的连阴雨事件发生次数、日数和降水量分布为基础,分析江苏省连阴雨事件特征.以江苏省强连阴雨事件库为基础,参考D B /T :连阴雨等级(梁益同等,),定义任一单站的单日连阴雨指数:Zdidpip,连阴雨期间,非连阴雨期间(i,n)()dmmj dj()pmmj pj()式()中,Z为单站单日连阴雨指数,该站
17、的第i个连阴雨事件期间,每一天的Z均为didpip;非连阴雨事件期间,Z为.di为第i个连阴雨事件的发生日数;pi为第i个连阴雨事件的降水总量;d、p分别为该测站 年所有m个连阴雨事件发生日数、降水量平均值;n为研究时段内连阴雨事件的发生次数.在式()的基础上,综合考虑连阴雨事件发生日数、降水量以及事件分布面积等影响因子,建立区域连阴雨指数(R e g i o n a lC R EI n d e x,R C R E I).假设区域内共有K个单测站,第t日时,其中k个处于连阴雨过程,则第t日的区域连阴雨指数为IR C R Eki Zi/K()式中,IR C R E为区域连阴雨指数;kiZi为区域
18、内k个处于连阴雨过程的单测站连阴雨指数之和.江苏省连阴雨事件特征分析 空间分布根据轻度、中度、强连阴雨事件筛选标准,建立江苏省连阴雨事件库.年江苏省平均每个设区市每年发生轻度连阴雨事件 次,发生M e t e o r o l o g ya n dD i s a s t e rR e d u c t i o nR e s e a r c h气象与减灾研究 ,()表江苏省连阴雨事件判断标准T a b l eC r i t e r i o no fC R Ei nJ i a n g s u连阴雨事件等级持续时间降水日比率日照强度结束时间降水总量轻度连阴雨事件持续d及以上日降水量达 mm的日数与过程总
19、日数的比率达 或以上若含无雨日,该日的日照时数在h以下连续d无 mm或以上降水,则该次连阴雨事件结束,以最后个降雨日后d作为结束时间一次过程的降水总量在 mm,或降水总量大于 mm但无雨日的日照时数大于h小于h中度连阴雨事件同上同上若含无雨日,该日的日照时数在h以下同上一次过程的降水总量在 mm,或降水总量大于 mm但无雨日的日照时数大于h小于h强连阴雨事件同上同上若含无雨日,该日的日照时数在h以下同上一次过程的降水总量在 mm以上日数 d,降水总量 mm.年平均发生次数最多的设区市为常州市,年均 次,最少的为徐州市,年均 次(表).年江苏省平均每个设区市每年发生中度连阴雨事件 次,持续日数
20、d,降水总量 mm.年平均发生次数最多的设区市为苏州市,年均 次,最少的为连云港市,年均 次(表).年江苏省平均每 个设区市 每年发 生 强 连 阴 雨 事 件 次,持续日数 d,降水总量 mm.年平均发生次数最多的设区市为苏州市,年均 次,最少的为连云港市,年均 次(表).江苏省轻度、中度、强连阴雨事件的年均发生次数、日数和降水总量随事件强度依次递增.其中强连阴雨事件在 所 有 的 连 阴 雨 事 件 中,发 生 次 数 占 比 超 过,发生日数占比超过,降水总量占比超过.江苏省的连阴雨事件以强连阴雨事件为主.分析 年江苏省强连阴雨事件空间分布(图)可见,强连阴雨事件的年均发生次数、日数和降
21、水总量从北到南依次增多.其中,连云港和苏州地区强连阴雨事件的年均发生次数、日数和降水总量分别为全省最少和最多.总体而言,苏北地区(徐州、连云港、宿迁、淮安、盐城)、苏中地区(扬州、泰州、南通)、苏南地区(镇江、常州、无锡、苏州、南京)内的各设区市强连阴雨事件特征比较相似.年代际、年际分布分析 年江苏省各地区强连阴雨事件年发生次数(图)、日数(图)和降水总量(图)可见,在年代际时间尺度上,苏北地区在 年代连阴雨事件发生次数和降水强度较大,在 年代和 年代连阴雨强度较小;苏中地区连阴雨事件发生次数和强度在 、年代的平均值差异不大,年后地区强连阴雨事件发生频数快速 增加;苏南地区连阴雨事件在 年代和
22、 表 年江苏省轻度连阴雨事件特征T a b l eC h a r a c t e r i s t i c so fm i l dC R Ei nJ i a n g s ud u r i n g 地区年均发生次数/次年均发生日数/d年均降水总量/mm南京 徐州 连云港 宿迁 淮安 盐城 扬州 泰州 南通 镇江 常州 无锡 苏州 表 年江苏省中度连阴雨事件特征T a b l eC h a r a c t e r i s t i c so fm o d e r a t eC R Ei nJ i a n g s ud u r i n g 地区年均发生次数/次年均发生日数/d年均降水总量/mm南京 徐州
23、 连云港 宿迁 淮安 盐城 扬州 泰州 南通 镇江 常州 无锡 苏州 姚阮 等:年江苏省连阴雨特征与区域指数构建表 年江苏省强连阴雨事件特征T a b l eC h a r a c t e r i s t i c so fs t r o n gC R Ei nJ i a n g s ud u r i n g 地区年均发生次数/次年均发生日数/d年均降水总量/mm南京 徐州 连云港 宿迁 淮安 盐城 扬州 泰州 南通 镇江 常州 无锡 苏州 年代发生较多,降水强度较大,年代的连阴雨事件则相对较弱.苏北和苏南地区的连阴雨强度年代际变化呈现强弱交替分布的现象.在年际时间尺度上,苏北地区的连阴雨事件发
24、生次数年际波动不大,但部分年份存在全年无强连阴雨的情况,降水强度的年际绝对值波动亦较小;苏中地区连阴雨事件发生次数和降水强度的年际波动在 年代稍大;苏南地区的强连阴雨事件年际波动大,在 年连续a连阴雨降水强度出现了极端高值,年连阴雨事件发生总日数出现了 a来的极端高值.整体而言,筛选出的轻度、中度、强连阴雨事件的发生次数、日数和降水总量时空分布特征相似(图略).3 0?3 6?N3 2?1 2 2?E1 1 8?1 1 6?3 4?1 2 0?(c)05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 0图 年江苏省强连阴雨事件年均发生次数(a;单位:次)、日数(b;单位:d)和降水总量(c;单位
25、:mm)空间分布F i g S p a t i a l d i s t r i b u t i o no fa n n u a l a v e r a g ef r e q u e n c y(a;u n i t:t i m e s),n u m b e r o f d a y s(b;u n i t:d),a n dt o t a l r a i n f a l l(c;u n i t:mm)o f s t r o n gC R Ei nJ i a n g s uP r o v i n c e f r o m t o M e t e o r o l o g ya n dD i s a s t
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