黔东南州2019年6—7月降水异常分析

杨 平，谢智沛

(1.贵州省三穗县气象局，贵州 三穗 556500；2.贵州省惠水县气象局，贵州 惠水 550600)

0 引言

在全球气候变暖背景下，异常降水等极端天气气候事件发生更为频繁，因而备受关注。李永华[1]和马振锋等[2]对西南地区6—7月降水异常进行了分析，桓玉等[3]分析研究了夏季东亚季风和南亚季风协同作用与中国南方夏季降水异常的关系，指出东亚季风较南亚季风偏弱，南亚高压强度偏强，位置偏东，西太平洋副高强度偏强，位置偏西偏南，中国南方为西南风控制，南海低空为偏南风，由阿拉伯海和孟加拉湾输送而来的水汽，与从北方南下的干冷空气在中国南方地区交汇，因异常的上升运动，引起中国南方大范围降水异常偏多。伍红雨[4]研究分析了贵州夏季降水异常的环流特征指出，多雨年南亚高压偏弱，西太平洋副热带高压较常年偏强，脊线明显偏南偏西，且影响贵州的印度西南季风、西太平洋副热带季风较常年也偏强，影响贵州的中、东路冷空气强。许多专家学者研究贵州夏季旱涝环流特征时指出[5-7]，中高纬度环流经向度大、副高偏西是贵州夏季降水偏多的有利环流形势。池再香等[8]研究了西太平洋副热带高压的位置与黔东南州夏季暴雨落区有密切的关系。王芬等[9]研究了前期北太平洋海温异常对贵州夏季降水的影响，认为前一年夏、秋及冬季海温的变化与贵州夏季降水关系更为密切，前期北太平洋海温与贵州中东部降水的异性相关更好，在北太平洋海温正异常年翌年，贵州夏季降水呈现全区一致的偏多，而在负异常年，贵州夏季降水呈现全区一致的偏少。丁斌[10]分析了中国西部地区夏季降水与水汽关系及旱涝异常特征，揭示了中国西部地区水汽的来源。气象工作者对黔东南州本地区的降水也有一些分析研究[11-12]，指出黔东南州内多为小雨天气，降水分布趋势由州西部分别向北部、南部递减。随着全球气候变暖，近几年黔东南州夏季降水趋于异常，由于6—7月降水占全年降水的比重较高，大部分县(市)达到40%～47%[11]，而夏季降水对山塘、水库等蓄水以及水力发电、农业、畜牧业生产和生活用水等有着重要影响。因此，有必要对黔东南州夏季6—7月异常降水进行分析，为黔东南州夏季降水异常的预测和防灾减灾提供科学依据具有重要意义。

1 资料与方法

本文利用黔东南州16个国家气象观测站1981—2010年6—7月和2019年6—7月的降水资料、NCCCMA资料、NCAR 1°×1°再分析资料，运用统计方法、对比分析法、差值法，对黔东南州2019年6—7月降水分布特征、大尺度环流形势、水汽输送特征、热力分布特征以及动力特征进行分析，找出黔东南州2019年6—7月降水异常的成因。

2 2019年6—7月降水异常特征

从图1a可以看出，黔东南州16个气象观测站2019年6—7月降水量均>300 mm，其中，13站降水量>400 mm，麻江、黄平、三穗和榕江等4个气象观测站降水量>500 mm，以榕江站611.0 mm为全州最多。由图1b 降水距平百分率显示，除锦屏、丹寨偏少外，其余县(市)6—7月降水量与历年同期相比偏多2%(雷山)～75%(三穗)。从图1c看出， 6—7月黔东南州最长连续累计降水量均>200 mm，台江、麻江、黄平、三穗、榕江等5个气象观测站累计降水量>300 mm；最长连续降水日数达到10～15 d(图1d)，14 d以上降水日数主要分布在州的中北部地区。日降水量≥25 mm的日数为4～10 d(图1e)，7 d以上的主要分布在州的西部、东部和南部地区，以榕江10 d为最多；日降水量≥50 mm的日数为≤3 d(图1f)，2 d以上的主要分布中北部和南部地区。由图1可知，6—7月总降水量大值区、降水正距平大值区、最长连续降水量大值区和日降水量≥25 mm日数大值区基本吻合。由此可见，2019年黔东南州降水量偏多的主要原因是由于降水持续时间较长以及日降水量≥25 mm以上的日数较多造成。

图1 黔东南州2019年5月31日20时—7月31日20时总降水(a)、降水量距平(b)、最长连续降水量(c)、最长连续降水日数(d)、日降水量≥25 mm日数(e)、日降水量≥50 mm日数(f)分布图(单位：mm、d)Fig.1 Distribution of total precipitation(a) precipitation anomaly(b)longest continuous precipitation (c)longest continuous precipitation days (d)daily precipitation ≥25 mm days (e) daily precipitation ≥50 mm days (f)in Qiandongnan from 20∶00 on May 31，2019 to 20∶00 on July 31，2019(unit：mm、d)

2019年6—7月黔东南州16个气象观测站平均降水量为460.2 mm，与1981年以来历史同期平均降水量相比明显偏多(图2)，偏多69.1 mm，自1981年以来的历史同期排第8位。

图2 1981—2019年5月31日—7月31日黔东南州平均降水量演变图(单位：mm)Fig.2 Evolution of mean precipitation in Qiandonnan during May 31，1981 to July 31，2019(unit：mm)

3 环流特征及其条件

3.1 大尺度环流背景

有利的大尺度环流形势背景是造成降水过程的重要原因[12]。南亚高压的控制区具有潮湿不稳定特征，对流活动非常活跃[13]。2019年6—7月100 hPa平均位势高度场(图3a)显示，南亚高压呈东西向带状分布，稳定盘踞在阿拉伯半岛、印度半岛和中国西南地区上空，中心强度为16 760 gpm，高压中心东部控制云贵高原及广西西部地区，贵州东南部地区位于南亚高压东部脊线附近辐散区。中层500 hPa平均高度场上(图3b)，欧亚中高纬度呈两槽一脊形势，中国西北地区—贝加尔湖—亚洲东北部地区为高压脊控制，乌拉尔山东部地区和鄂霍次克海—日本海—中国东部海区分别为低涡控制，环流经向度十分明显，有利于引导冷空气南下。中低纬度地区，亚洲西部到青藏高原地区多波动。高层辐散、低层辐合的有利配置，有利于低层降水系统的发生发展，产生强降水天气。同时，西北太平洋副热带高压(简称副高，下同)稳定维持，5 880 gpm西脊点位于中南半岛中部100°E附近，北界位于华南沿海，西南地区处于副高西北侧西南气流控制，西南暖湿气流对黔东南州的水汽和能量输送及动力辐合十分有利。

图3 2019年6月1日—7月31日100 hPa平均位势场(a)和500 hPa平均位势场(b) (单位：gpm)Fig.3 Average potential field of 100 hPa(a)and average potential field of 500 hPa(b)from June 1，2019 to July 31，2019(unit：gpm)

3.2 水汽输送特征

大尺度范围内水汽的输送和辐合对降水十分有利，是产生降水的必要条件， 降水过程的维持需要充足的水汽供应和水汽辐合。

850 hPa平均流场(图4a)显示，影响黔东南州2019年6—7月降水异常偏多的水汽供应主要是来自孟加拉湾，来自孟加拉湾的西南暖湿气流与北方南下的干冷气流在贵州、江南和华南上空交汇，黔东南州位于水汽辐合区内。850 hPa平均相对湿度场分布图(图4b)显示，贵州中东部地区平均相对湿度大于84%，黔东南州南部到广西东北部地区处于平均相对湿度大值区内，其中心值大于87%，结合图1a，黔东南州累计降水量大值区与相对湿度大值区基本一致。 由此可见，充沛的水汽输送和水汽辐合，是黔东南州2019年6—7月降水偏多的主要原因。

图4 2019年6月1日—7月31日850 hPa(a)平均流场(矢量箭头代表风向，单位：m·s-1)及1 000～300 hPa水汽通量散度距平场(矢量单位：kg·s-1·m-1，阴影区为水汽通量散度距平场，单位：10-5kg·s-1·m-2)和 850 hPa平均相对湿度(b)(单位：%)Fig.4 From June 1 to July 3，2019，850 hPa (a) mean flow field(vector arrow represents wind direction，unit： m·s-1 )and divergence anomaly field of moisture flux 1 000～300 hPa(vector unit：kg·s-1·m-1，shaded area divergence anomaly field of moisture flux，unit：10-5kg·s-1·m-2) and mean relative humidity of 850 hPa (unit： %)

3.3 不稳定能量特征

由2019年6—7月平均假相当位温分布(图5a)可看出，黔东南州(25～28°N，107～109.5°E)位于高能舌区，基本上受346 K等值线控制，中南部地区大于348 K，同时在110°E以东、28°N以北地区有低能舌向南侵入，黔东南州位于高能区与低能区交汇的能量锋区，大气层结不稳定。从6—7月沿108°E平均假相当位温垂直剖面图(图5b)看出，黔东南州境内从近地层到600 hPa为358～348 K的高能区控制，500 hPa为低能区；大气下暖湿、上干冷的层结结构十分清晰，有利于强降水天气的产生，是导致黔东南州2019年6—7月降水偏多的重要原因。

图5 2019年6月1日—7月31日假相当位温(a)和沿40°N的径向假相当位温的垂直剖面(b,单位：K)Fig.5 (a) Pseudo-equivalent potential temperature and(b)radial pseudo-equivalent potential temperature along 40°N from June 1 to July 31，2019(unit：K)

3.4 动力特征

降水天气过程的产生，除了需要充足的水汽输送和水汽辐合以及不稳定能量外，还需要动力抬升条件[14]。由2019年6—7月850 hPa平均流场图(图6a)可以看出，从印度洋经中南半岛向中国南方地区输送的西南暖湿气流在贵州和江南南部地区出现明显的风速和风向辐合，黔东南州位于西南气流大值区左侧和西南气流与东南气流交汇的暖式切变辐合区内，有利于动力辐合，这是造成黔东南州2019年6—7月降水偏多的重要因素。从850 hPa平均散度场分布(图6b)看出，2019年6—7月贵州大部地区均为负散度辐合区，黔东南州南部和广西北部为强辐合区，辐合中心位于广西北部，其中心值小于-0.4 hPa·s-1，黔东南州中南部地区散度值小于-0.1 hPa·s-1，为较强辐合上升运动区，有利于降水天气过程的产生。结合图1a，黔东南州降水量大值区(南部)与强辐合区有较好的对应关系。

图6 2019年6月1日—7月31日850 hPa平均流场(a，阴影区表示平均风速≥5 m· s-1)及其平均散度(b，单位：Pa· s-1)分布Fig.6 Distribution of mean flow field(a)at 850 hPa from June 1，2019 to July 31，2019 (shaded region represents mean wind speed ≥5 m·s-1)and mean divergence(b)(unit：Pa· s-1)

4 结论

①2019年6—7月黔东南州平均总降水量较常年同期偏多，是自1981年以来历史同期第3位，黔东南州最长连续累计降水量均>200 mm，最长连续降水日数达到10～15 d，日降水量≥25 mm和降水量≥50 mm的日数分别为4～10 d、0～3 d， 6—7月总降水量大值区、降水正距平大值区、最长连续降水量大值区和日降水量≥25 mm日数大值区基本吻合，降水量偏多主要是由于降水持续时间较长以及日降水量≥25 mm以上的日数较多造成。

②2019年6—7月南压高压和副高稳定维持，中高纬度地区环流以经向为主，中低纬高原多波动东移，黔东南州上空位于南亚高压东部脊线附近辐散区和副高西北侧西南暖湿气流不稳定区，高层辐散、低层辐合有利配置，有利于黔东南州降水天气的发生发展，导致黔东南州2019年6—7月降水量偏多。

③2019年6—7月黔东南州位于高能区与低能区交汇的能量锋区，大气上干冷下暖湿的不稳定层结结构十分清晰，有利于强降水天气的产生；加之西南暖湿气流在贵州地区有明显的风速和风向辐合，黔东南州位于西南气流大值区左侧和西南气流与东南气流交汇的暖式切变辐合区内，有利于动力辐合；水汽输送辐合强，能量充沛，动力辐合较强，是黔东南州2019年6—7月降水偏多的主要原因。