近62年铜陵梅雨演变特征及2020年梅雨异常分析.pdf
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1、收稿日期:2023-02-21;修订日期:2023-03-18作者简介:林群星(1971),女,本科,高级工程师,主要从事气候研究。基金项目:铜陵市气象局基金资助项目(TL202201)。通信作者:凌 林(1996),男,本科,助理工程师,主要从事大气科学研究。E-mail:648337621 。第 41 卷 第 4 期2023 年 8 月江 西 科 学JIANGXI SCIENCEVol.41 No.4Aug.2023 doi:10.13990/j.issn1001-3679.2023.04.016近 62 年铜陵梅雨演变特征及 2020 年梅雨异常分析林群星1,凌 林2,王泽华1(1.铜陵
2、市气象局,244100,安徽,铜陵;2.庐江县气象局,231500,安徽,庐江)摘要:利用 19602021 年铜陵气象观测站梅雨相关气象观测资料,结合西太平洋副热带高压脊线的季节进程,划分出近 62 a 铜陵地区梅雨期,采用 Morlet 小波变换等方法对铜陵梅雨的时间序列进行分析,并对 2020年梅雨异常进行分析。结果表明:铜陵梅雨呈现明显的年代际变化,2000 S 梅雨量和梅雨长度为各年代际中最小值,2010 S 梅雨量为各年代际中最大值。梅雨量主要受到 60、41、9 a 主周期的影响,梅雨长度主要受到38、60、9 a 主周期的影响。探寻出在整个研究时域只有 2020 年梅雨量和梅雨
3、长度同时位于 3 个主周期的小波系数实部等值线高值中心及其周期波峰处,因此在多周期共振的结合下导致了 2020 年梅雨量、梅雨长度均创下历史极值。关键词:铜陵;梅雨;2020 梅雨;小波分析中图分类号:P461 文献标识码:A 文章编号:1001-3679(2023)04-706-06Evolution Characteristics of Plum Rain in Tongling in Recent 62 Years and Analysis of Plum Rain Anomaly in 2020LIN Qunxing1,LING Lin2,WANG Zehua1(1.Tongling
4、Meteorological Bureau,244100,Tongling,Anhui,PRC;2.Lujiang County Meteorological Bureau,231500,Lujiang,Anhui,PRC)Abstract:Based on the meteorological observation data of Meiyu in Tongling Meteorological Observa-tion Station from 1960 to 2021,combined with the seasonal process of the Western Pacific s
5、ubtropi-cal ridge,find out the plum rain period in Tongling area in the last 62 years.Morlet wavelet trans-form was used to analyze the time series of Tongling Meiyu,and the anomaly of Meiyu in 2020 was analyzed.The results showed that the meiyu of Tongling showed obvious interdecadal variation.The
6、Meiyu rainfall and Meiyu length of 2000 S were the minimum values in each decadal period,and the Meiyu rainfall of 2010 S was the maximum values in each decadal period.Plum rainfall was mainly affected by the main periods of 60,41 and 9 years,and the length of plum rain was mainly affected by the ma
7、in periods of 38,60 and 9 years.It is found that in the whole research domain,only the 2020 Meiyu rainfall and the length of Meiyu are located at the high value center and the peak of the periodic wave of the real part of the wavelet coefficients in the three main periods.Therefore,under the combina
8、tion of multi-period resonance,the plum rainfall and the length of plum rain in 2020 both reached historical extreme value.Key words:Tongling;plum rain;2020 plum rain;wavelet analysis0 引言梅雨是指初夏时节从中国江淮流域到韩国、日本一带雨期较长的连阴雨天气,其间暴雨、大暴雨天气过程频繁出现,降水连绵不断,多雨闷热易生霉,谓之 霉雨,因为此时正是江南梅子成熟的季节,所以又称为“梅雨”1,是我国长江中下游春末夏初过渡
9、季节中的重要天气气候现象。梅雨来到的迟早和梅雨量的丰枯,直接影响着夏收夏种和旱涝的形成与持续。梅雨气候的异常变化是长江中下游地区气候变化研究的重要课题。早在 1930 S 竺可桢2就指出江淮地区夏季降水显著的气候学特征是年际差异,并具有明显的年代际变化和趋势变化。周曾奎3对近 40 a 江淮梅雨期的划定、梅雨期的天气气候特征、梅雨期环流及演变规律等作了全面、系统的分析研究。关于梅雨的变化周期,不同资料或不同方法确定的梅雨变化周期各不相同4-9。但区域梅雨表现在局地上仍各有差异10-13。梅雨的一致性是不同地区梅雨降水局地性的概括,而局地梅雨降水在一定程度上可体现区域梅雨的一致性。铜陵位于安徽省
10、中南部,地处长江下游南岸,梅汛期降水形成的洪涝是铜陵地区的主要自然灾害之一,因此分析铜陵梅雨特征气候变化和寻找梅雨时间系列的周期变化规律,探寻 2020 年铜陵梅雨气候异常特征及其成因,不仅有助于进一步理解铜陵梅雨的局地气候变化,对长江中下游梅雨的气候变化研究也具有参考价值。铜陵梅雨是否能体现区域梅雨的一致性?2020 年出现历史罕见的梅雨是否能从梅雨的长时间序列中探得端倪?这些均是需要探讨总结的问题。本文采用 19602021 年铜陵气象观测站气温、水汽压、降水量等梅雨相关气象观测资料,结合西太平洋副热带高压脊线的季节进程,划分出近 62 a 铜陵地区梅雨期,分析铜陵梅雨入出梅日期、梅雨量、
11、梅雨长度等特征量的变化趋势,采用 Morlet 小波变换对铜陵梅雨近 62 a 的长时间系列进行周期特征分析,从中探寻铜陵梅雨周期变化规律及 2020 年梅雨气候异常特征及其成因,以期为气象台做好梅雨相关预报提供参考。1 资料与方法本文参考安徽省气象台制定的入、出梅标准,选取铜陵气象观测站的日降水量,参考其日平均气温、日照时数、水汽压等相关要素值,并结合副热带 高 压 脊 线 的 位 置 及 相 关 文 献 为 分 析 资料14-17,综合判断铜陵入出梅日期。采用的分析方法有趋势分析、统计分析、Morlet 小波变换。2 铜陵近 62 a 梅雨气候变化特征2.1 梅雨量时间变化图 1 是铜陵梅
12、雨量随时间的变化曲线,由图1 可知,铜陵梅雨量呈现出明显的年代际变化,1960 S1970 S 梅雨量偏少;1980 S1990 S 梅雨量偏多,梅雨量 1980 S 其 5 年滑动平均值绕常年值附近上下波动是最接近常年值的年代际;2000 S 梅雨量偏少明显,为枯梅期,是整个研究时域梅雨量最少的时期;进入 2010 S 以来,梅雨量显著偏多是丰梅期,为整个研究时域梅雨量最多的时期。铜陵梅雨量整体上经历了偏少偏多少多的转变。图 1 还可以看出,梅雨量常年值为 314.7 mm,最大值为 999.9 mm(2020年)。梅雨量大于 800 mm 以上的年份有 6 a,分别为 2020 年(999
13、.9 mm)、1983 年(948.8 mm)、1999 年(893.7 mm)、1991 年(883.7 mm)、2016年(863.9 mm)、1969 年(802.4 mm)。空梅一共有 4 a,分别为 1965、1978、2000、2009 年。基于梅雨量明显的年代际特征,预计 2020 S 的十年间梅雨量将偏少。掌握梅雨量年代际变化特征,对准确做好梅雨期总降水量预报,进而做好防汛抗旱的服务工作具有一定参考价值。02004006008001 0001 200梅雨量/mm梅雨量5年滑动平均常年值10年平均999.9948.919601965197019751980198519901995
14、20002005201020152020年图 1 19602021 年铜陵梅雨量变化707第 4 期 林群星等:近 62 年铜陵梅雨演变特征及 2020 年梅雨异常分析2.2 入出梅时间变化铜陵历年入出梅日期见图 2,由图 2 可知,铜陵各年入、出梅日期差异都比较大。铜陵平均入梅日为 6 月 18 日,入梅最早的是 1991 年 5 月 18日,最晚的是 1982、2005、2012 年均为 7 月 11 日,早晚相差 54 d。由入梅日 5 a 滑动平均可以看出,铜陵入梅日有明显的年代际变化,1970 S 和1990 S 入梅偏早,大多年份在 6 月 18 日之前;1980 S 和 2000
15、 S 入梅偏迟,大多年份在 6 月 18日之后;进入 2010 S 入梅日大多在常年值附近。5年滑动平均1960196519701975198019851990199520002005201020152020年5年滑动平均入梅日出梅日平均入梅日入梅日出梅日期5月14日5月24日6月3日6月13日6月23日7月3日7月13日7月23日8月2日日期图 2 19602021 年铜陵入出梅日逐年演变铜陵平均出梅日为 7 月 13 日,梅雨结束最早的是 1961 年 6 月 15 日,最晚的是 2020 年 8 月 1日,早晚相差 48 d。由出梅日 5 年滑动平均可以看出,铜陵出梅日没有明显的年代际变
16、化,1970 S和 2010 S 出梅偏迟,大多在 7 月 13 日之后;1990 S 和 2000 S 出梅偏早,大多在 7 月 13 日之前;1980 S 出梅日绕常年值上下波动较大。准确做好入出梅日预报可为梅雨期作物的生长发育和正常收获及减少籽粒发芽霉变提供有力保障。表 1 中列出各年代际梅雨参数的统计特征值,结合图 1 和表 1 可以看出,1960 S 处于梅雨量较少的年代际,梅雨量较常年偏少 15%,梅雨长度较常年少 4 d,入梅时间与常年相同,出梅较常年偏早 3 d;1970 S 梅雨量较常年偏少 9%,梅雨长度较常年多6 d,入梅较常年偏早8 d,出梅较常年偏晚4 d;1980
17、S 入出梅日、梅雨长度、梅雨量基本正常;1990 S 为梅雨量次多的年代际,其值较常年偏多 18%,入梅时间较常年偏早 8 d,出梅基本正常;2000 S 是梅雨量和梅雨长度最少的年代际,梅雨长度仅15 d,较常年少8 d,其入梅较常年偏晚4 d,出梅较常年偏早2 d,梅雨量较常年偏少29%;进入 2010 S 以来,梅雨量较常年偏多 27%,为各年代际中最高值,入梅时间较常年偏迟 5 d,出梅时间较常年偏晚 7 d,梅雨长度较常年偏多4 d,其中 2020 年出现了梅雨量(999.9 mm)和梅雨长度(52 d)的历史极大值。由以上分析可以看出,铜陵梅雨存在着显著的年代际变化,梅雨量整体上大
18、致经历了“正常偏少正常正常偏多少多”的转变。表 1 19612020 年各年代铜陵梅雨特征量的统计特征时段平均入梅日期平均出梅日期平均梅雨长度/d平均梅雨量/mm19611970 6 月 18 日7 月 10 日19267.319711980 6 月 10 日7 月 17 日29284.519811990 6 月 19 日7 月 11 日23336.419912000 6 月 10 日7 月 12 日27368.720012010 6 月 22 日7 月 11 日15222.320112020 6 月 23 日7 月 20 日27399.0常年值6 月 18 日7 月 13 日23313.0最
19、大值7 月 11 日8 月 1 日52999.9最小值5 月 18 日6 月 15 日002.3 小波变换分析2.3.1 梅雨量小波变换分析为了解铜陵梅雨量的周期性特征,利用 Morlet 小波分析法对铜陵19602021 年(包括空梅年)梅雨量做小波变换。图 3 为梅雨量小波系数实部等值线和模平方等值线图,由图 3 可知,小波系数表现出 5 个时间尺度的主周期变化规律,其中:5262 a 时间尺度上表现出少多交替的准 1 次振荡(图 3(a),这种震荡能量从 1960 年一直持续,但 2010 年以后其能量明显减弱(图 3(b);另外,在 3250 a 尺度上表现出了多少多少多 5 个交替变
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