一次罕见的浙江连阴雨天气成因分析*

陈懿妮 楼茂园* 娄小芬 张纪伟 李嘉鹏 刘汉华

(1.浙江省气象台，浙江 杭州 310017；2.浙江省气象局，浙江 杭州 310002)

0 引 言

连阴雨通常是指连续5 d及以上的阴雨寡照天气，累计雨量不大，不如冰雹、雷雨大风等强对流天气发生时那么剧烈，故其影响容易被忽视，但随着人们生活水平的不断改善，民众生活对气象条件依赖程度不断提高。一方面，长时间阴雨寡照天气，影响农作物生长，直接关系到市民的“菜篮子”[1]；另一方面，连阴雨期间时有暴雨过程发生，极易引发山体滑坡、泥石流等地质灾害；因此连阴雨天气及其影响研究受到关注[2-4]。

长江流域连阴雨天气一年四季均有可能发生。初夏连阴雨通常雨量较大，被归为“梅雨”单独研究[5]。冬春季节连阴雨现象较为常见，其主要特征是以低温阴雨为主[6-7]。秋季以华西地区的连阴雨现象最为典型，常被称作“华西秋雨”，有明显的年际和年代际变化特征，与热带海温强迫有密切联系[8-10]。

在秋季3个月中，浙江连阴雨一般发生在9月[11]，但2016年浙江的秋季连阴雨却发生在10月，出现了历史同期罕见的连阴雨天气，且具有日照少、雨日多、雨量大、气温高的特点，尤其是日照时数破了历史同期最少记录。当年9月28日，浙江丽水市遂昌县苏村发生了严重的山体滑坡灾害，27人失联，紧接着却出现此次10月连续阴雨天气，更是增加了现场救援抢险工作的难度，政府与市民都极为关注。可见，做好此次连阴雨天气的准确预报具有十分重要的意义和科学价值。以往对浙江10月份秋季连阴雨成因的研究较少，故有必要深入分析此次秋季连阴雨天气的成因，为今后类似浙江秋季连阴雨的中期预报和服务提供新的思路。

1 资料与方法

采用了2016年10月浙江省72个常规地面气象观测站的温度、降水和日照逐时资料，美国国家环境预报中心和国家大气研究中心NCEP/NCAR(National Centers for Environment Prediction/National center of Atmospheric Research)提供的2.5°×2.5°水平分辨率逐日再分析资料[12]，气候场采用1980—2010年近30 a长时间平均资料。2016年台风路径使用了中央气象台实况资料。此外，本文用到了天气学诊断分析、合成分析等方法。

2 10月连阴雨天气过程概况

参照浙江省天气预报手册对连阴雨的定义标准，统计了2016年10月期间浙江72个常规地面气象观测站连阴雨天气的发生状况。

2016年10月连阴雨与往年有所不同，以日照少、雨日多、雨量大、气温高为特点。10月全省平均降水日数17 d，较常年同期偏多8 d，为历史同期第3多(1975年10月18 d，1964年10月17 d)；平均降水量138 mm，较常年同期偏多1倍，为历史同期第7多，尤其是浙西北和沿海地区偏多最明显(如图1a)；日照时数平均为52 h，较常年同期偏少104 h，破历史同期最少记录(1953年10月82 h)，尤其是浙北地区偏少最明显(如图1b)；平均气温21.5 ℃，较常年同期偏高2.1 ℃，为历史同期第2高(2006年10月21.9 ℃)。

单站统计发现，浙江省2016年10月连阴雨过程可分为3个阶段。第一阶段：3—8日东部沿海地区连阴雨，其中7—8日宁波、舟山地区出现暴雨天气。第二阶段：18—23日全省性连阴雨，其中18—19日杭州、衢州地区，22日嘉兴地区出现暴雨天气。第三阶段：26—31日浙北地区连阴雨。其中第一阶段沿海地区累计雨量60～120 mm局部大于180 mm，其他地区10～40 mm，第二阶段浙北地区60～120 mm局部大于150 mm，其他地区30～50 mm，第三阶段累计雨量较小，湖州北部大于50 mm，其他地区1～20 mm(图略)。值得注意的是，在第一、第二阶段期间有4个台风直接或间接影响浙江，分别是“暹芭”(1618号台风)、“艾利”(1619号台风)、“莎莉嘉”(1621号台风)和“海马”(1622号台风)。

(a)浙江省累计降水距平(单位：mm) (b)浙江省累计日照距平(单位：h)图1 浙江11个地市的地理分布及2016年10月距平图

3 连阴雨期间大气环流异常分析

3.1 中层环流形势异常

浙江天气预报手册曾统计了1971—2000年浙江省51个台站的连阴雨过程，将浙江秋季连阴雨的环流形势分为阻塞高压(脊)型、宽广的二槽一脊型、东北低涡型和北方大低压型4种。通过普查天气图，详细分析发现，此次连阴雨期间3个阶段的环流形势特征与浙江天气预报手册中的环流分型并不完全对应。

图2给出了3个阶段连阴雨过程的环流形势分布，可见前两个阶段的环流形势(图2a、2b)与浙江天气预报手册中统计的4种类型都不太一样，属于一种新的环流分型，其主要特征为：高纬有稳定的阻塞形势，呈一槽一脊或两槽一脊型，中纬环流平直，时有短波槽东移，低纬副热带高压(以下简称副高)呈块状分布，主体位于西北太平洋海面上，强度偏强位置偏北，副高西侧偏南气流影响华东沿海，孟加拉湾至南海为宽广的负距平区，与热带气旋(以下简称台风)活动密切相关。根据其特点可称为远距离台风影响型。

第三阶段(图2c)属于宽广的二槽一脊型，属于浙江天气预报手册中已总结的环流类型。其主要特征为：乌拉尔山阻塞高压位置偏西强度较弱，西部长波槽在东欧，不断分裂出南支槽东移，贝湖及其以东宽广地区为强的负距平，表明中高纬冷空气活动频繁；副高呈带状分布，较常年偏强，脊线偏北，位于25°N附近，西脊点偏西，西伸到100°E附近。北方冷空气南下深度不深，与南支槽前和副高西北侧暖湿气流交汇于长江中下游地区，给浙北地区带来持续阴雨天气。

(等值线是位势高度，阴影是负距平区，长虚线是多年平均副高位置，单位：dgpm)图2 连阴雨第一阶段(a)、第二阶段(b)和第三阶段(c)500 hPa平均位势高度和距平

3.2 影响系统演变特征

表1列出了连阴雨3阶段各层影响系统的演变特征，对比发现3个阶段高层都有明显的辐散抽吸条件，中层中高纬度西风带中都有稳定的长波槽脊构架出亚洲中纬度地区的平直西风环流，低层常有切变线和低空急流配合，地面有辐合线或锋面。不同点在于：前两个阶段有台风影响，主要是台风外围影响或者台风减弱后的残余低涡影响，属于远距离台风与中低纬度系统相互作用的结果[13-14]，由于前期副高控制浙江升温明显，有不稳定能量积蓄，冷暖空气交汇时产生了对流性质的局地强降水天气；第三阶段没有台风参与，属于冷空气扩散影响下的冷锋锋前连续性降水，累计雨量不大。

表1 2016年10月浙江连阴雨3阶段各层影响系统演变特征

可见，2016年10月浙江连阴雨主要降水过程分3个阶段。前两个阶段发生在台风远距离影响的背景下，由台风倒槽、冷空气、副高或台风残余低涡共同影响，期间不但有连续阴雨天气，更出现了对流性质的短时强降水，造成局地暴雨天气，随着台风减弱消亡或远离，连阴雨过程即可结束。第三阶段是在冷空气和副高势力相当、一进一退的背景下产生的持续阴雨天气，伴随着冷空气大举南下和东亚大槽重建，连阴雨过程即宣告结束。

4 台风活动对浙江连阴雨的影响

4.1 台风活动范围

陈联寿等将降水发生在台风范围之外，但降水区与台风存在内在物理联系的降水称为远距离台风降水[15-16]。在第一、二阶段的连阴雨天气中，远距离台风起到了重要的作用。

如图3所示，3—5日受台风“暹芭”西侧外围云系影响，浙北地区有小雨天气；6—8日台风“艾利”在广东以南洋面活动，副高被挤压成块状，其西侧偏南气流给浙江带来暖湿气流，7—8日台风倒槽与中路冷空气共同影响，给全省带来阴雨天气，其中沿海地区出现暴雨；18—19日台风“莎莉嘉”先后在海南广西登陆，带状副高西脊点东退到115°E，其西北侧西南急流给浙江带来暖湿气流，南支小槽波动，低层切变线在浙西北地区建立，产生暴雨；20—21日台风“海马”紧随其后，副高退居西北太平洋，呈块状分布，其西侧水汽通道稳定维持，阴雨天气持续，21—22日“海马”登陆后减弱的残余云系途径浙江中北部东移入海，嘉兴出现暴雨天气。可见此次浙江连阴雨与以上4个台风在近海的先后活动密切相关。

根据图3所示台风实况路径，可分析出此次连阴雨过程，近海台风活动主要在：125°E以东、128°E以西，117°E以西、107°E以东，18°N以北、25°N以南范围内。即图3中长虚线和短虚线之间的范围。一旦台风可能进入该范围，可以作为分析浙江是否出现秋季连阴雨的参考条件之一。

(数字标注为定位时间，北京时，长虚线和短虚线之间的范围表示远距离影响台风活动范围)图3 2016年10月影响浙江台风路径实况

4.2 台风对动力、水汽、热力条件的影响

普通降水需要有水汽条件和垂直运动条件，强降水需要有充足的水汽输送和强烈的抬升运动。产生连阴雨天气的必要条件是要有稳定且持续的水汽来源以及一定的抬升力。整层积分水汽通量可以表征水汽输送通道的位置；高层水平辐散和低层辐合可以加强垂直上升运动利于降水，可用高层水平散度和垂直速度进行诊断；低层经向风速的大小可以反映低层水汽输送状况，假相当位温分布可以表示能量锋区的变化，用以诊断水汽和热力条件[17-18]。

图4给出了对流层整层积分水汽通量分布图。多年平均10月(图4a)，浙江处于高通量水汽输出区域，而高水汽通量汇合区域位于广东福建沿海海面以南。2016年10月(图4b)，有两支异常水汽通道往浙江区域输送水汽，说明低层台风东侧建立了偏南急流，向浙江输送水汽。这与浙江天气预报手册总结的靠近副高西北侧的西南气流输送水汽不同。

浙江横跨118°～123°E，图5给出了沿此经度范围平均的高层水平散度、无辐散层(大致在500～600 hPa之间，本文取600 hPa代替)垂直速度、低层经向风和假相当位温的时间-纬度剖面图。由图5a、5b可见，在降水间歇期浙江上空高层为辐合区，对应下沉运动；在连阴雨第一、二阶段高层存在持续的1×10-5s-1以上的辐散区，对应持续的-2×10-1hPa·s-1以上的上升运动；这与在连阴雨第三阶段高层弱辐散对应间歇性的弱上升运动不同。图5c、5d显示降水间歇期浙江上空低层为北风控制，是320 K以下的低能区；连阴雨第一、二阶段低层偏南风加强，后期有弱北风南下，对应θse密集带压在30°N附近，暴雨发生前一天南风增强明显，暴雨发生时对应高θse舌区，表示有强暖湿气流和不稳定能量积蓄；这与连阴雨第三阶段前期有弱偏南风，后期北风缓慢南下，对应强能量锋区减弱南压也明显不同。

图4 (a)多年平均10月对流层整层积分水汽通量场(矢量，单位:kg·s-1·m-1，阴影区为水汽通量大小)和(b)2016年10月整层积分水汽通量距平场(矢量，单位:kg·s-1·m-1)及水汽通量散度异常场(阴影区，单位:10-5kg·s-1·m-2)[浅灰色(深灰色)阴影表示异常辐散(辐合)]

图5 2016年10月沿118°～123°E平均的(a)200 hPa水平散度、(b)600 hPa垂直速度、(c)850 hPa经向风和(d)850 hPa假相当位温的时间-纬度剖面(单位分别为10-5s-1，10-1 hPa·s-1，m·s-1和K，阴影表示大值区)，图中长虚线对应暴雨发生时间(7—8日、18—19日、22日)

可见远距离台风先后近海活动对浙江连阴雨期间水汽输送的加强起到了重要作用。低层台风东侧的偏南急流向浙江输送水汽，造成浙江水汽强辐合和不稳定能量的积累，使得大气层结不稳定增强。同时，受远距离台风的水汽输送影响，秋季连阴雨期间容易出现区域性暴雨，暴雨发生前一天有明显的低层南风增强、高通量水汽输入和中低层干冷空气楔入，暴雨发生时积累了高不稳定能量。中纬度西风槽提供有利于降水发展的大尺度背景和抬升机制，利于低层辐合的加强和垂直运动的发展和维持。

5 结 语

利用常规气象观测资料、台风实况资料和NCEP/NCAR再分析资料，采用天气学诊断分析、合成分析等方法，分析了2016年浙江发生在10月的历史罕见阴雨寡照天气，得出主要结论如下：

1)2016年10月浙江连阴雨与往年大多发生在9月的有所不同，此次连阴雨的发生与我国东南沿海近海有多台风先后活动密切相关。

2)在所分析的3段连阴雨中，只有最后一段属于浙江天气预报手册中已总结的类型，其他两段连阴雨均未被总结，属于一种新的环流类型，可称为台风远距离影响型。

3)该新环流类型连阴雨形成机理，主要是通过台风与副高相互作用，建立低空偏南急流，向浙江区域提供更多水汽和能量，大大增强连阴雨期间的水汽和不稳定层结条件，使得该类型连阴雨比其他类型连阴雨更易出现暴雨或区域性暴雨。

4)该新环流类型对近海台风活动提供了一个基本的范围。这个范围可大致划定为125°E以东、128°E以西，117°E以西、107°E以东，18°N以北、25°N以南。这可以作为分析浙江是否出现秋季连阴雨值得参考的一个条件。

对于该新类型的一些具体指标仍值得后续样本进一步细化完善。