青藏高原东侧四川地区夜雨时空变化特征

胡迪 李跃清



青藏高原东侧四川地区夜雨时空变化特征

胡迪1, 2李跃清2

1成都信息工程学院，成都610225;2中国气象局成都高原气象研究所，成都610072

本文利用四川地区1971～2012年29个气象站逐小时降水资料，计算四川地区雨季（5～9月）夜雨比例、夜雨强度和夜雨频次，并通过区域平均与趋势分析等统计方法，分析了其空间差异与时间变化特征，结果表明：（1）四川地区雨季夜雨占日降水量的比例较大，且具有显著的区域性差异，盆地西南部的夜雨占日降水量的比例最大，川西高原东北与川东北则为明显的两个低值区；（2）川东北地区雨季具有夜雨占日降水量的比例较小、夜雨发生概率也较低、但其夜雨强度却较大的特征，川西高原则与之相反，而盆地西南部的夜雨发生频次虽然不是很高，但夜雨强度和夜雨比例都较大；（3）42年平均四川地区雨季逐日变化，夜雨占日降水量的比例表现为先下降、后上升的特征，夜雨强度与夜雨比例相反，呈先上升、后下降的波动趋势，而夜雨频次的逐日变化呈现出明显的双峰特征；（4）四川地区夜雨比例、夜雨强度和夜雨频次的年变化具有一定差异。20世纪70、80年代，其夜雨频次和夜雨比例均较大，但呈减少趋势，而夜雨强度20世纪70年代较小，80年代较大，呈增大趋势。20世纪90年代，夜雨强度、频次和比例都处于较低状态；21世纪，夜雨强度和夜雨比例都开始明显增大，而夜雨频次增大相对滞后，其中，21世纪夜雨频次和夜雨比例波动明显。

夜雨 四川省 时空变化 气候特征

1 引言

夜雨作为一种重要的降水现象，对于空气和土壤湿度、温度、云辐射收支日循环，以及气候生态环境的构成等都具有潜在的重要影响（Rickenbach, 2004）。研究表明：夜雨存在于世界上不少特别的区域，其中不乏一些较显著的地区（Monaghan et al., 2010；吕炯，1942；曾庆存等，1994）。如北美地区（Carbone et al., 2002; Carbone and Tuttle，2008；Balling，1985），位于落基山脉和阿巴拉契亚山脉之间的北美中部平原，即美国中部平原就常常发生夜雨事件。而我国青藏高原及其周边一些区域也是夜雨现象明显的地区，如青藏高原主体的拉萨、日喀则（张核真等，2010；张国平等，2002；余忠水，2011），青藏高原东侧的四川、重庆和贵州（李跃清和张晓春，2011；唐红玉等，2011），都是夜雨突出的地区。需要指出的是，由于青藏高原复杂地形的影响，其东侧地区的夜雨现象在全球更具有独特的区域特色和特殊意义。

四川省（25°～35°N，97°～109°E）位于青藏高原东侧的陡峭地形区，夏季是南亚西南季风、北支西风气流和东亚东南季风的汇合区，天气气候变化极为复杂，而其复杂地形对其下游广大地区的天气气候也有很大影响。其中，青藏高原东侧到四川盆地西缘是地形等高线最密集区，特别是盆地西部的绵阳到雅安一线，在东西不足100 km的范围内高度跨越了2500 m以上，从东向西形成陡峭的上升地形（李川等，2006）。在季风环流和复杂地形的相互作用下，青藏高原以东的我国西南地区降水的区域特性非常明显，如常发生局部强降水（郁淑华等，1997；白莹莹等，2011），夜间降水尤其频繁（周泽英，2003；沈沛丰和张耀存，2011；唐红玉等，2011），且自战国时期开始就有“巴山夜雨”的说法（吕炯，1942）。由于陡峭地形通过大气热力场、动力场结构影响水汽以及能量的输送，从而促使青藏高原东侧地区局地性降水的异常发生（郁淑华等，1997），其中尤以“雅安天漏”最有代表性（曾庆存等，1994；李跃清和张晓春，2011），并且，降水的强度通常在午夜左右达到最大，具有非常明显的夜雨特征。因而，青藏高原及其东侧地区独特的降水日变化及其夜雨现象受到了高度重视，并取得了一些有意义的研究成果。2007年，Yu et al.（2007）在分析中国夏季降水日变化特征及区域差异时，指出中国不同地区的夏季降水日变化特征有较大差异，其中青藏高原东侧地区峰值时刻在午夜，并且，降水日变化位相差异与降水持续性具有密切关系。唐红玉等（2011）分析了西南地区20世纪后40年的降水日变化特征，得到四川、重庆和贵州部分地区夜雨频繁，而云南降水则以昼雨为主。王夫常等（2011）进一步得到，我国西南部降水量除了具有明显的“夜雨现象”，同时还存在一个午后次峰值，其中降水量夜间峰值主要来自于降水频次的贡献，而午后次峰值来自于降水强度的贡献。Li et al.（2009）的分析得到，中小强度降水对“雅安天漏”夜雨的贡献突出，并在很大程度上影响总降水量的变化特征。沈沛丰和张耀存（2011）也指出：四川盆地夏季午后出现较强降水的频数很小，而大部分强降水发生在午夜。但是，关于夜雨的成因还存在不同的看法，大部分研究认为夜雨的形成主要是由于特殊的地形条件所致（吕炯，1942；Ueno et al., 2009；于俊伟等，2010），也有研究认为青藏高原中部的夜雨是由天气尺度对流活动引起的（Ueno et al., 2009），还有一些推测青藏高原东侧地区分布的大量层状云影响这一地区的对流稳定性（Sato and Kimura, 2003；Yu et al., 2009），从而导致其夜雨的频繁发生。

由于四川地区的夜雨与青藏高原东侧陡峭地形的影响密不可分，并且，Jin et al.（2013）在最近的研究中使用CMORPH卫星数据（Robert et al., 2004; Dai et al., 2007）分析了四川盆地的夜雨特征，发现盆地的夜雨现象在秋、冬两个季节更为显著，这与之前的了解有所不同。因此，为了深入认识青藏高原东侧地区夜雨气候的变化特征及其可能成因，本文进一步分析研究了最近42年四川地区雨季（5～9月）夜雨的时空分布与变化特征，以进一步加深对青藏高原东侧地区夜雨现象的理解。

2 资料和方法

文中所采用数据是四川省气象局提供的四川省36个气象站的降水自记纸记录，经过数字信息化处理后得到的逐小时降水量数据。在降水自记纸数字信息化的过程中，已对降水自记迹线和时间、自记纸扫描、数据提取等进行了人工检测，即严格的质量控制。该数据集覆盖时段为1961～2012年。考虑到资料的连续性和完整性，选取了其中29个站点1971～2012年的数据，以5～9月作为雨季，具体站点分布如图1。

图1 1971～2012年42年平均四川地区雨季夜雨占日降水量的比例分布

文中夜雨是指夜间降水，一般以20:00（北京时，下同）以后，至次日08:00的降水作统计。以20:00至次日08:00，12小时降水量作为夜间降水量（即夜雨量），以20:00至次日20:00，24小时降水量作为日降水量。如果日降水量＞0 mm，无论降水次数或时间长短，均计为1个雨日，当日的夜雨占日降水量的比例为：夜雨比例=夜间降水量/日降水量×100％，如果当日夜间降水量为0 mm，则当日的夜雨占日降水量的比例计为0。降水强度是指单位时间内的降水量，如果夜间降水量＞0 mm，则记为发生一次夜雨，而夜间降水强度（即夜雨强度）为：夜雨强度=夜间降水量/夜雨频次，单位为：mm (12 h)−1。

本文主要应用了区域平均和趋势分析方法，其中，气候变化的趋势采用了线性趋势分析和滑动平均分析，并对各相关系数进行了显著性水平检验。

3 四川地区雨季夜雨的空间分布

3.1 夜雨比例的区域特征

3.1.1 夜雨比例的水平分布

作为连接青藏高原大地形与我国东部平原的过渡区，高原东侧川渝地区受季风环流和复杂地形的影响，气候变异大，在天气、气候等方面表现出鲜明的区域特色。图1所示为1971～2012年雨季四川地区夜雨比例多年平均分布。可以看到，四川地区雨季的夜雨占日降水量的比例具有显著的区域性差异，盆地大部分地区以及攀西地区的夜雨比例均在60％以上，最大值位于盆地西南部（雅安、乐山附近），其夜雨量超过日降水量的70％；川西高原大部分地区平均夜雨占日降水量的比例也在57％以上；而川西高原东北与川东北为明显的两个低值区，其中，高原东北的夜雨占日降水量的比例在49％～57％，川东北的夜雨比例最小值为48％。从图中还可以看到，在盆地西部边缘（都江堰、雅安、越西一带），多年平均夜雨比例的等值线分布较为密集，这可能是与该地区特殊的陡峭地形有关。

从四川雨季各月份平均夜雨占日降水量的比例分布（图2）看，各月的平均夜雨占日降水量的比例与雨季总体分布类似，川西高原东北与川东北从5月到9月一直保持为两个低值区，而大值区在雨季的前三个月范围均有所扩大，在后两个月又逐渐缩小。其中，川西高原主体部分的平均夜雨比例在这五个月中呈现出5～7月增大、7～9月减小的趋势，而攀西地区在5、6月均表现为整个四川地区夜雨比例相对较低的区域，到后三个月则转为相对大值区。这种夜雨比例的大值中心在各月变化不大，主要位于攀西地区北部与盆地西南部，而各月的夜雨比例小值中心却不尽相同：5月位于攀西地区西南部，6月和9月位于盆地东北部，7、8月则位于川西高原东北部。夜雨比例低值区随月份的推移，先自南向北移，再往南退，这与西太平洋副高脊线的移动相似（白莹莹等，2011），因此，四川盆地的降水区域差异与西太平洋副高北界及脊线变动的关系，值得进一步研究。

图2 1971～2012年四川地区雨季各月（5～9月）各月平均夜雨占日降水量的比例分布

3.1.2 夜雨比例随海拔高度的变化

为了分析四川地区夜雨占日降水量的比例随海拔高度的变化规律，根据29个台站所在的海拔高度，每100 m为间隔分别计算多年平均雨季夜雨占日降水量的比例，所得结果如图3所示。夜雨比例随海拔高度的升高，在55.5％～72％范围内变化，最大值出现在海拔1600 m，虽然总体两者呈负相关关系（相关系数―0.24，未通过80％的置信水平检验），该比例随海拔的升高呈波动下降趋势，且夜雨比例与海拔高度的一元线性回归方程为：，单位为：(100 m)−1，即海拔每增加100 m，夜雨占日降水量的比例平均减小0.15％。但是，实际比例垂直分布存在差异变化，不同于青藏高原夜雨比例与海拔高度呈显著的负相关（余忠水，2011），四川地区夜雨比例更表现出突出的分段转折变化规律，这种“低—高”、“高—低”两段变化分布可能与青藏高原东侧复杂地形与环流、水汽的相互作用特征有关，值得深入研究。

由图3可进一步看出，夜雨占日降水量的比例随海拔高度的升高，表现出“低—高—低”的变化特征，先增大，在海拔1600 m左右达到最大值，之后开始减小。以1600 m为界对该比例进行分段线性拟合也表明，在海拔1600 m以下（19个站点），夜雨占日降水量的比例随海拔升高而增大，但未通过95%的置信水平检验；而在1600 m以上（10个站点），夜雨占日降水量的比例随海拔升高而减小的趋势明显，通过了99％的置信水平检验，且海拔每增加100 m，夜雨比例平均减小0.88％。

图3 1971～2012年四川地区雨季夜雨占日降水量的比例垂直分布

图4给出了四川地区雨季各月（5～9月）各月夜雨占日降水量的比例垂直分布情况。与雨季总体平均状况相比，除5月以外，6、7、8、9各月的夜雨占日降水量的比例均表现为：随着海拔高度升高，先增大、后减小的“低—高—低”的变化特征，而5月的夜雨占日降水量的比例垂直分布则整体表现为：随海拔高度升高而减小的趋势，通过了99％的置信水平检验。因此，以海拔1600 m为界对除5月外其他各月的夜雨占日降水量的比例进行分段线性拟合（表1），表内加粗数字表示至少通过了95%的置信水平检验。可以看出，6～9月，海拔1600 m以下，夜雨比例表现出随海拔高度增加的趋势，但未通过95%的置信水平检验；而海拔1600 m以上，夜雨比例随海拔高度减小的趋势非常明显，尤其是6月，海拔高度每升高100 m，夜雨占日降水量的比例平均减小1.11％。另外，雨季夜雨比例垂直分布5月与6～9月的差异，可能与大气环流的冬夏季节突变相联系。5月处于大气环流转变的过渡时期，夜雨比例的垂直分布主要与当地区域水汽分布有关，而6月后，由于夏季风的建立和推进，夜雨比例的垂直分布主要受四川山地地形与季风水汽输送的共同影响。

表1 四川地区6～9月夜雨占日降水量的比例垂直分布分段线性回归系数[单位：(100 m)−1]

注：加粗数字表示至少通过了95%的置信水平检验

图4 1971～2012年四川地区雨季各月夜雨占日降水量的比例垂直分布

3.2 夜雨强度的区域特征

图5给出了1971～2012年四川地区雨季夜雨强度的分布情况。从图中可以看出：四川地区雨季的夜雨强度42年总体均达到中雨级别[降水强度5～12.5 mm (12 h)−1]，夜雨强度等值线大部地区基本呈东西向分布，而川西高原与四川盆地交界处一带为南北向分布。具有三个大值区域和两个小值区域，盆地、攀西地区的夜雨强度明显较大，川东北达州一带也较大，而川西高原的夜间降水强度较小，川西高原东北角是一个小值区，川西高原中部地区是另一个小值区。而且，盆地大值区中心位于盆地西南边缘的雅安、乐山附近，对应于“雅安天漏”，相对于夜雨比例（图1）更加集中突出，攀西地区大值区中心位于其东南部，川东北大值区中心位于达州北部，对应于“巴山夜雨”，但需要指出的是：夜雨占日降水量的比例较小的川东北地区（图1）在夜雨强度方面则相反，是一个相对较大的区域，其42年雨季平均夜雨强度在9 mm (12 h)−1以上，表明其夜间雨量虽然与白天雨量相当，但其夜雨的强度还是相对较大的，川西高原东北角小值区中心位于阿坝州东北部，川西高原中部小值区中心位于甘孜州中部。另外，与夜雨比例分布类似，夜雨强度等值线在四川盆地和川西高原的过渡区域非常密集，这与该地区的地形也有很好的对应关系。

图5 1971～2012年四川地区雨季平均夜雨强度分布[单位：mm (12 h)−1]

从四川地区42年雨季5～9月各月的平均夜雨强度分布（图6）可以看到，各月的夜雨强度的分布有差异，但川西高原在雨季5个月中均表现出夜雨强度较小的特征，其川西高原东北角也为小值区，尤其是6～9月，川西高原中部地区也为小值区，尤其是5、6、7、9月。而夜雨强度的大值中心则变化很大，其中，7月和8月的夜雨强度分布与雨季总体情况相似，在盆地西南部边缘的雅安、乐山附近出现大值区，攀西地区也为大值区，川东北达州7月为大值区；5、6、9月盆地西南部则没有出现明显的大值中心，5月夜雨强度川东北达州一带是大值区，其次是泸州、宜宾地区，6月攀西地区是主要大值区，其次是川东北达州、川东南内江，而9月夜雨强度川东北达州、攀西地区是主要大值区，盆地西南部大值区明显减弱。

图6 1971～2012年四川地区雨季各月平均夜雨强度分布[单位：mm (12 h)−1]

3.3 夜雨频次的区域特征

图7给出了1971～2012年四川地区雨季平均夜雨频次分布，夜雨频次等值线在川西高原主要呈东西向分布，四川盆地主要呈南北向分布，与夜雨强度分布情况不同的是，夜雨强度较小的川西高原地区42年雨季平均夜雨发生的频次较高，尤其是甘孜州南部九龙、稻城一带，并在此区域形成一个大值中心，夜雨频次最高达到94次；而川东地区雨季平均夜雨频次为明显低值区，雨季（5～9月）一共153天，川东地区平均夜雨频次都低于70次，尤其是川东北达州，说明雨季川东地区夜雨发生的概率小于50％。由上一节可知：川东北区域的夜雨强度较大，这说明川东北雨季夜雨有发生概率较低，但降水强度较大的特征，川西高原则与之相反，而盆地西南部夜雨发生的频次虽然不是很高，但夜雨强度和夜雨比例都较大。

图7 1971～2012年四川地区雨季平均夜雨频次分布

四川地区42年雨季5～9月各月的平均夜雨频次分布与雨季总体情况相似，川西高原为大值区，四川盆地为小值区，且川西高原比川东地区的夜雨频次更大。从图8可以看出，各月的夜雨频次都有一个明显的大值中心，除5月位于川西高原东北阿坝州外，6～9月的大值中心都和雨季总体情况相似，在川西高原南部九龙、稻城附近。

图8 1971～2012年四川地区雨季各月平均夜雨频次分布

4 四川地区雨季夜雨的逐日变化

4.1 夜雨比例的逐日变化

图9给出了四川地区42年平均雨季153天逐日夜雨占日降水量的比例分布。由此看到，四川地区雨季逐日夜雨比例变化范围在51.8％～76.8％，平均值为61.6％。对逐日夜雨比例进行线性拟合，发现夜雨占日降水量的比例与雨季日期总体呈负相关趋势，其相关系数为―0.32，通过了99.9％的置信水平检验，表明夜雨比例随着雨季的推进，呈波动减少的趋势。

2011年，余忠水（2011）曾指出青藏高原夜雨占日降水量的比例随夏季日期的推后呈增大趋势，而四川地区夜雨比例的变化表明，逐日夜雨比例呈先下降后上升的趋势，更具复杂性。其中，5月平均逐日夜雨占日降水量的比例基本保持在64％上下，前两旬有小幅度上升，5月下旬开始下降，并在6月底达到平均水平以下，一致持续下降，从7月底开始，该比例转为上升，在9月初超过平均水平，持续增加到9月底。由此看出，四川地区的平均夜雨占日降水量的比例在5、6、9月大气环流变化的过渡季节更大，7、8月的夜雨比例较小，这可能与四川盛夏7～8月午后强降水的发生概率增加有关。根据逐日夜雨比例先下降、后上升的“高—低—高”特征，以第90天为界限分为前后两段，其逐日夜雨比例与雨季日期的相关系数分别为―0.65和0.65，均通过了99.9％的置信水平检验，其两段的线性回归表明：在90天以前的第一时段，每隔10天逐日夜雨占日降水量的比例减小1.05％，而90天以后的第二时段，逐日夜雨占日降水量的比例每10天增大1.30％，进一步验证了夜雨占日降水量的比例在雨季前三个月随日期而减小，而后两个月则递增的基本特征。

4.2 夜雨强度的逐日变化

图10给出了四川地区42年平均雨季153天逐日夜雨强度的变化。由此看到，夜雨强度变化范围在1.5～5.7 mm (12 h)−1，平均值为3.4 mm (12 h)−1。对逐日夜雨强度进行线性拟合，发现夜雨强度与雨季日期总体呈正相关关系，其相关系数为0.29，通过了99.9％的置信水平检验，表明夜雨强度随雨季的推进，呈波动增加的趋势。

四川地区夜雨强度的11天滑动平均变化表明，逐日夜雨强度与夜雨比例变化趋势相反，呈先上升、后下降的波动趋势，以第60天为界限分为前后两段，其逐日夜雨强度与雨季日期的相关系数分别为0.84和―0.67，均通过了99.9％的置信水平检验。前两个月夜雨强度增大趋势很明显，尤其是6月中下旬，夜雨强度增大的速率最大，7月夜雨强度有所减小，7月下旬到9月上旬，夜雨强度呈 小幅度的波动并维持在一定范围内，而到9月中旬，夜雨强度又开始明显减小。由此看出，四川地区雨季逐日夜雨强度在7～8月较5、6、9月更大。

根据42年平均四川地区雨季夜雨占日降水量的比例状况（图1），将四川地区分为三个区域，分别为：A盆地大值区（盆地夜雨占日降水量的比例＞63％的区域，对应于盆地西南，共8个站点）；B盆地低值区（盆地夜雨占日降水量的比例＜63％的区域，对应于川东北地区，共9个站点）；C攀西地区（共7个站点），具体分区见表 2 四川地区站点分区。由于川西高原面积大而可用站点少，故不作分析。

图9 1971～2012年平均四川地区雨季逐日夜雨占日降水量的比例变化

图10 1971～2012年平均四川地区雨季逐日夜雨强度变化

下面，分别讨论这三个区域夜雨强度的逐日变化情况，如图11所示，三个区域的平均逐日夜雨强度范围分别为：1.5～7.4 mm (12 h)−1、1.3～5.5 mm (12 h)−1、0.9～7.4 mm (12 h)−1。与四川地区总体情况类似，三个区域夜雨强度的逐日变化都表现出明显的先增大、后减小的趋势（其分段线性趋势均达到了99.9％的置信水平检验），但具体的变化有所不同。盆地大值区从5月到8月中旬近4个月的时间里，夜雨强度持续增加，越来越大，8月下旬开始减小一直到9月底；盆地低值区的夜雨强度在前两个月多数时间在平均水平[2.9 mm (12 h)−1]以下波动，6月下旬到7月初迅速增大，并达到最大值，之后开始减小，整个8月至9月中旬都在平均水平附近波动，9月下旬继续减小；而攀西地区的夜雨强度前两个月呈显著的增大趋势，随雨季日期的推进，其增大的速率较快，平均每10天夜雨强度增大0.83 mm (12 h)−1，7月初开始减少，一直到9月都呈波动减小的趋势。

表2 四川地区站点分区

4.3 夜雨频次的逐日变化

图12给出了1971～2012年平均四川地区雨季153天逐日夜雨频次的变化。由此看到，雨季逐日夜雨频次变化范围在0.29～0.54次，平均每天出现夜雨0.42次。

图11 1971～2012年平均四川地区分区雨季夜雨强度逐日变化：（a）盆地大值区；（b）盆地低值区；（c）攀西地区

图12 1971～2012年平均四川地区雨季逐日夜雨频次变化

雨季夜雨频次的逐日变化与夜雨比例和夜雨强度不同，四川地区雨季夜雨频次逐日变化呈现出明显的双峰特征，其11天滑动平均变化表明，逐日夜雨频次在前两个月逐渐增大，6月底达到最大值，之后又不断减小，8月上旬达到最小值，又开始波动增大，到9月中旬达到与前一个峰值相当的水平，并在此范围内波动变化。

结合前面两节的夜雨特征，可以看出：四川地区5月的夜雨强度和频次都随日期的推进有增大的趋势，且处于较小的水平，但这个时期白天的降水更少，所以夜雨占日降水量的比例相对较大；6月的夜雨发生频次较多，夜雨强度仍然在增大，但由于这个时期白天的降水开始增多，其夜雨比例开始减小；7月和8月由于白天的降水增多，其夜雨占日降水量的比例较小，但其夜雨频次的减少，使其夜雨强度较大。说明盛夏夜晚四川地区易发生强度较大的降水，且白天的降水也明显增加；9月的夜雨发生频次较多，夜雨占日降水量的比例也较大，但其夜雨强度有所减小，这可能与“华西秋雨”现象有关。

图13给出了42年平均四川地区三个区域的雨季逐日夜雨频次变化情况。由此看到，盆地大值区、盆地低值区和攀西地区夜雨频次变化范围分别为：0.25～0.63次、0.19～0.48次、0.22～0.63次。并且，盆地大值区和盆地低值区的夜雨频次变化趋势比较类似，前两个月都维持在平均水平附近波动，7月中旬开始持续减小，8月底到9月又明显的增大；而攀西地区则是从5月开始，一直到6月下旬，表现出明显的增大趋势，且随着日期的推进，增大速率较大，之后的三个月基本维持在一定范围内呈波动变化。

图13 1971～2012年平均四川地区分区雨季夜雨频次逐日变化：（a）盆地大值区；（b）盆地低值区；（c）攀西地区

5 四川地区雨季夜雨的年际变化

5.1 夜雨比例的年际变化

图14给出了四川地区1971～2012年雨季夜雨占日降水量的比例的年际变化。从图看到，四川地区42年平均雨季夜雨占日降水量的比例平均水平为61.7％，整个变化存在明显的年际振荡，变化最大出现在2006～2007年，相对于前一年，2007年雨季夜雨比例减幅达7.81％，而1978、1981、1984、1985、1994和2000年这6年相对前一年的夜雨比例没有发生变化。夜雨比例的年际变化范围在58％～64％之间，最小值出现在1998年，达到最大值的年份较多，分别是1973、1975、1982、2006和2009年。并且，四川地区雨季夜雨占日降水量的比例总体随年份变化呈减小的趋势，而其7年滑动平均表明，四川地区雨季夜雨比例具有明显的年代际变化。在20世纪70年代后期基本保持在62％上下，80年代初有小幅上升，之后开始波动减小，到80年代末已达平均水平（61.7％）以下，21世纪的12年中，夜雨比例波动幅度较大，上升趋势明显，在前6年就达到平均水平以上。

四川地区分区雨季（5～9月）42年的夜雨比例的年际变化如图15所示。盆地大值区、盆地低值区和攀西地区雨季夜雨比例的范围分别为：61％～71％、50％～60％、59％～70％。由图看出，三个区域的雨季夜雨占日降水量的比例都表现出明显的年际振荡，盆地大值区在20世纪的30年中，雨季夜雨比例呈逐渐减小的趋势，2002年又开始增大，波动也非常明显；盆地低值区的雨季夜雨比例前三十年随时间逐步减少，但变化基本维持在一定范围内波动，21世纪的12年中表现出波动增大的趋势；而攀西地区的雨季夜雨比例则在42年中没有明显的增减趋势，仅保持在一定范围内波动变化。

图14 1971～2012年四川地区雨季夜雨占日降水量的比例年际变化

图15 1971～2012年四川地区分区雨季夜雨占日降水量的比例的年际变化：（a）盆地大值区；（b）盆地低值区；（c）攀西地区

5.2 夜雨强度的年际变化

图16给出了四川地区1971～2012年雨季夜雨强度的年际变化。由此看到，四川地区42年雨季夜雨强度平均水平为8.1 mm (12 h)−1，变化范围为6.9～9.3 mm (12 h)−1，存在明显的年际振荡, 最小值出现在1971年，最大值出现在1990年。并且，四川地区雨季夜雨强度总体随年份变化呈增大的趋势，而对夜雨强度进行7年滑动平均表明，四川地区雨季夜雨强度在20世纪70年代较小并随年份变化有所增大，80年代整体夜雨强度较大，而90年代夜雨强度变化幅度较大，有减小的趋势，到21世纪又开始增大，2005年后到达平均水平以上。

图16 1971～2012年四川地区雨季夜雨强度[单位：mm (12 h)−1]的年际变化

四川地区分区雨季（5～9月）42年夜雨强度的年际变化如图17所示。盆地大值区、盆地低值区和攀西地区雨季夜雨强度的范围分别为：7.5～12.5、6.7～12.3、6.1～9.8 mm (12 h)−1。各区域雨季夜雨强度随时间变化的趋势各不相同，盆地大值区的夜雨强度在20世纪70、80年代逐渐增大，之后开始波动减小，到21世纪初中期又出现小幅度的增大趋势；盆地低值区的夜雨强度在20世纪70、80年代波动很大，90年代为小幅度的减小趋势，之后20世纪末开始表现为明显的随年份推移而增大的趋势；攀西地区的夜雨强度在20世纪80、90年代同盆地大值区相似，呈随时间增大的趋势，而从90年代开始波动较大，1998年达到夜雨强度最大值后，维持在一定范围内波动，但随时间呈现减小的趋势。

5.3 夜雨频次的年际变化

四川地区1971～2012年雨季夜雨频次的年际变化如图18所示。四川地区42年雨季夜雨发生频次的平均水平为63.1次，变化范围为51.8～71.1次，最小值出现在2006年，最大值则出现在1973年，存在明显的年际振荡。同夜雨占日降水量的比例类似，四川地区雨季夜雨频次总体随年份变化呈减小的趋势，达到了95％的置信水平检验，其7年滑动平均曲线显示，四川地区雨季夜雨频次在42年中基本上呈波动减小的趋势。在20世纪70、80年代降水频次较大，只有三个年份低于平均水平，而之后的二十多年降水频次明显较小，到2006年夜雨频次达到最小值之后，出现波动增大的趋势，最后几年的夜雨频次波动较大。

结合前两节的分析可以看出，四川地区夜雨比例、夜雨强度和夜雨频次的年际变化是不一致的。20世纪70、80年代，其夜雨发生的频次和夜雨占日降水量的比例均较大，但呈减少趋势，而夜雨强度70年代较小，80年代较大，但呈增大趋势；而20世纪90年代的夜雨强度、频次和比例都处于较低的状态；到21世纪，夜雨强度和夜雨比例都开始明显增大，而夜雨频次在2006年以后才开始增大，值得注意的是，21世纪的夜雨频次和夜雨比例的波动都非常突出。

图17 1971～2012年四川地区分区雨季夜雨强度的年际变化：（a）盆地大值区；（b）盆地低值区；（c）攀西地区

图18 1971～2012年四川地区雨季夜雨频次的年际变化

四川地区分区雨季（5～9月）42年夜雨频次的年际变化如图19所示。由此看到：盆地大值区、盆地低值区和攀西地区夜雨频次的变化范围分 别为：48.5～76.1次、36.4～60.9次、58.3～86.6 次。攀西地区1974年夜雨出现最多，盆地低值区1997年夜雨出现最少。并且，各区的雨季夜雨频次在20世纪的30年中，随时间变化都呈减小的趋势，但21世纪的12年中，攀西地区与另两个区域有显著的差异，盆地的两个区域在21世纪都随时间逐渐增大，而攀西地区的夜雨频次则随时间明显减小。

结合前两节对四川地区分区夜雨的分析可知，盆地两个区域的夜雨比例与夜雨频次在42年中变化趋势都比较相似，而攀西地区与这两个区域不同，区别主要发生在21世纪的12年。

图19 1971～2012年四川地区分区雨季夜雨频次的年际变化：（a）盆地大值区；（b）盆地低值区；（c）攀西地区

6 结论

本文利用四川地区1971～2012年29个气象站逐小时降水资料，分析了四川地区雨季（5～9月）夜雨比例、夜雨强度和夜雨频次的空间差异与时间变化特征，得到以下主要结论：

（1）四川地区雨季夜雨比例较大，并具有显著的高原、盆地、山地区域差异。盆地西南部为最大的大值区，川西高原东北与川东北山地为两个明显的低值区，雨季前三个月夜雨比例大值区范围有所扩大，后两个月逐渐缩小，而低值区随月份推移，先自南向北移，再往南退。雨季夜雨比例随海拔高度增加，总体呈先增大、后减小的“低—高—低”的垂直分布特征，其中，海拔高度大于1600 m的地区，其夜雨比例随海拔高度升高而减小的变化尤其明显。夜雨在四川地区日降水中占据重要的地位，基本决定了其日降水的时空变化特征。

（2）四川地区雨季夜雨强度总体达到中雨量级，并具有显著的准东西向区域差异。盆地、攀西地区明显较大，川东北也较大，而川西高原东北、中部地区较小。其中，盆地的大值中心位于盆地西南“雅安天漏”的雅安附近，川东北的大值中心位于“巴山夜雨”的达州一带。雨季各月的夜雨强度分布存在差异，其大值中心变化很大，7～8月与整个雨季相似，盆地西南部、攀西地区、川东北为大值中心，而5、6、9月盆地西南部无明显大值中心。

（3）四川地区雨季夜雨频次较高，并具有显著的东西向区域差异。川西高原夜雨频次非常高，甘孜州南部九龙、稻城一带为大值中心，夜雨频次最高达到94次，而川东地区为明显的低值区，尤其是川东北为低值中心，夜雨发生概率小于50％。雨季各月的夜雨频次都有一个明显的大值中心，除5月位于川西高原东北外，其余6～9月大值中心都和整个雨季相似，位于甘孜州南部九龙、稻城地区。

（4）四川地区雨季夜雨比例、强度和频次都较突出，但表现出明显的不同区域分布特征。三者的大、小值区域和中心并不一致，夜雨强度较小、夜雨比例居中的川西高原雨季夜雨频次很高，而夜雨强度较大、夜雨比例较小的川东北地区雨季夜雨频次很低，夜雨比例很高、夜雨强度很大的盆地西南部夜雨频次并不高。不同于青藏高原主体，四川地区雨季夜雨比例、强度和频次的相互关系更具复杂性。

（5）四川地区雨季夜雨逐日变化，夜雨比例表现出先下降、后上升的特征，雨季前三个月随时间推后而减小，后两个月递增，在5、6、9月大气环流变化的过渡季节较大，而7、8月较小。夜雨强度与夜雨比例相反，呈现先上升、后下降的波动特征，雨季前两个月增大很明显， 7月有所减小，7月下旬到9月上旬在一定范围内小幅波动，9月中旬又开始明显减小，而7、8月较5、6、9月更大。夜雨频次表现为明显的双峰变化特征，6月底达到最大值，8月上旬达到最小值，9月中旬又达到最大值。

（6）四川地区雨季夜雨盆地大值区、盆地低值区和攀西地区的分区逐日变化，夜雨强度都表现出明显的先增大、后减小的特征，但具体变化有所不同。盆地大值区和盆地低值区的夜雨频次变化比较类似，雨季前两个月都维持在平均水平附近波动，7月中旬开始持续减小，8月底到9月又明显增大。而攀西地区则从5月开始，一直到6月下旬，表现出明显的增大趋势，之后三个月基本维持在一定的范围内波动变化。

（7）四川地区雨季夜雨比例、强度和频次的年际变化具有一定差异。20世纪70、80年代，其夜雨频次和夜雨比例均较大，但呈减少趋势，而夜雨强度70年代较小，80年代较大，但呈增大趋势。20世纪90年代，夜雨强度、频次和比例都处于较低状态，21世纪，夜雨强度和比例都开始明显增大，而夜雨频次增大相对滞后。其中，21世纪夜雨频次和比例波动明显。四川地区分区盆地大值区、盆地低值区的夜雨比例和频次变化特征都较相似，而攀西地区则不同，21世纪的12年差异显著。

由于青藏高原及周边地区的复合地形与不同纬度大气环流的多尺度相互作用，造成了青藏高原东侧四川省夜雨时空变化的多样性，异常成因 的复杂性。因此，在本文的基础上，今后进一步开展系统的观测研究、数值模拟和理论分析是非常必要的。

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Spatial and Temporal Variations of Nocturnal Precipitation in Sichuan over the Eastern Tibetan Plateau

HU Di1, 2and LI Yueqing2

1,610225;2,610072

Utilizing hourly precipitation data from the 29 weather stations in Sichuan Province from 1971 to 2012, preliminary regional average and trend analyses are conducted on the spatial and temporal variation characteristics of the nocturnal precipitation rate, intensity, and frequency during Sichuan’s rainy season (from May to September). The main results are as follows: (1) There are prominent regional and vertical differences in the nocturnal precipitation. Specifically, the nocturnal precipitation rate reaches its maximum in the southwestern basin, whereas the northeastern Sichuan Plateau and northeastern basin are two areas with low precipitation rates. (2) In northeastern Sichuan, the nocturnal precipitation rate and frequency are low, but its intensity is greater. However, the western Sichuan Plateau presents very differently. In the southwest of the basin, nocturnal rain occurs infrequently, but with greater intensity and proportion. (3) The average daily nocturnal precipitation rate over 42 years first declined, and then increased. In contrast, the intensity of nocturnal precipitation showed a declining trend after rising, and the daily variation of the nocturnal rain frequency is clearly bimodal. (4) The annual variability of the rate, intensity, and frequency of nocturnal precipitation in Sichuan show some differences. Nocturnal precipitation frequency and rate are both are at a high level, but show a reducing trend in the 1970s and 1980s. The nocturnal precipitation intensity, in contrast, is low in the 1970s and high in the 1980s, showing an increasing trend. In the 1990s, the nighttime rainfall intensity, frequency, and proportion are all lower in value. In the 21st century, the intensity and proportion of the nocturnal rainfall are significantly increased, with the frequency increases lagging behind. The frequency and proportion of the nocturnal precipitation fluctuate prominently during this period.

Nocturnal precipitation, Sichuan Province, Spatial and temporal variations, Climate characteristics

1006–9895(2015)01–0161–19

P463

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1405.13307

2013–11–12；网络预出版日期2014–05–27

国家重点基础研究发展计划（973计划）项目2012CB417202，国家自然科学基金项目41275051，公益性行业（气象）科研专项项目GYHY201106003、GYHY201206042

胡迪，女，1988年出生，硕士研究生，主要从事高原气象研究。E-mail: hudi881111@126.com