1961—2020年湖南省“端午水”的变化特征分析

罗潇 罗菁 彭玮莹

收稿日期：2023-12-10

作者简介：罗潇（1994—），女，湖南邵阳人，工程师，研究方向为应用气象。

摘 要：利用1961—2020年湖南省89个地面气象站逐日降水数据，再分析高度场、风场及湿度场资料，分析了湖南省多年“端午水”的变化特征，结果表明：在空间分布上，湘北出现的“端午水”次数较少，其次是湘南，湘西“端午水”出现次数最多；全省多年平均端午降水量分布不均匀，湘北的端午降水量整体大于湘南，其中湘西北有1个“端午水”大值中心。在时间变化上，有13年全省所有站点均出现“端午水”，有5年仅有不到一半的站点数出现“端午水”，全省平均端午降水量呈波动缓慢增加的趋势。在环流形势差异上，在典型“端午水”特多年，湖南地区水汽条件和动力条件明显优于典型“端午水”特少年。在湘北和湘东南地区，“端午水”和夏季降水的相关性最好，其次是湘中以南地区，湘中一带端午降水量与当年夏季降水的相关系数较低。

关键词：湖南省；“端午水”；特征分析；相关系数

中图分类号：P426.6 文献标识码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-03

每年5月底至6月初（端午节前后），受西南暖湿气流影响，湖南省会形成高空槽和中低层切变线等天气系统，从而引发大范围、连续性的暴雨天气，俗称“端午水”[1-2]。“端午水”的发生与南海冬、夏季风的交替密切相关，南海夏季风一般于5月中旬暴发，夏季风暴发后向北推进影响到湖南并产生季风对流降水[3]；同时，冬季风仍有残余势力，冷暖空气交汇造成锋面降水，在季风降水和锋面降水的共同影响下端午前后往往会出现强度大而集中的降水[4-6]。一般而言，如果前期降水量不大，“端午水”的出现将有助于农业生产，并起到缓解湖南地区闷热天气的作用。但如果前期已经出现持续强降雨，“端午水”将引发山洪、泥石流、山体滑坡等灾害，造成重大人员和财产损失。因此，对“端午水”的预报预警服务一直是气象决策服务关注的重点之一。

随着全球气候变暖，极端天气气候事件频繁发

生[7-8]，近年来“端午水”造成较大灾害时有报道，但“端午水”在气候变暖背景下强度有什么变化至今无人研究，其与后期的旱涝关系亦少人关注。因此，开展“端午水”变化规律、与夏季旱涝的关系以及典型“端午水”发生年大气环流特征研究，既有助于较全面认识“端午水”气候演变特征，又能揭示“端午水”与夏季旱涝的气候关联及发生“端午水”大气环流特征，可为基于“端午水”多寡特征，开展湖南夏季降水延伸期预报和旱涝趋势预测提供科学依据。

1 资料与方法

所用资料包括湖南省89个地面气象站1961—2020年逐日降水数据，采用的资料均进行了严格的质量控制。再分析资料来源于美国国家环境预报中心和国家大气研究中心（NCEP/NCAR），使用到的气象要素有位势高度、纬向风、经向风和比湿，时间分辨率为逐日，空间分辨率为2.5°×2.5°。

端午节为每年的农历五月初五，端午节前后5 d内

（即农历五月初一到初十）某气象站有≥1 d日降水量≥25 mm，或者农历五月初一到初十的累计降水量≥多年同期平均降水量的25%，则定义该站点出现了“端午水”[9]。此外，“端午水”站点数量不超过全省一半的年份被定义为典型“端午水”特少年，全省所有站点均出现“端午水”且全省平均降水量最多的5年为典型“端午水”特多年。

2 “端午水”的时空分布特征

统计计算湖南省每个站点1961—2020年出现“端午水”的次数如图1所示，整体来看，湘北出现的“端午水”次数较少，其次是湘南，湘西“端午水”出现次数最多，其中湘西南大多数站点近60年出现“端午水”次数在53～57次。从逐年全省出现“端午水”的站点数总数来看（图略），有13年全省所有站点均出现“端午水”，有5年仅有不到一半的站点数出现“端午水”。

从逐年全省平均端午降水量的时间变化（图2）来看，全省平均端午降水量呈波动缓慢增加的趋势，增长的趋势为每年0.29 mm，其中全省平均端午降水量最少为3.7 mm，出现在1961年，最多为150 mm，出现在1994年。

从逐站多年平均端午降水量的空间分布（图略）来看，近60年湖南省全省平均端午降水量为84.1 mm，多年平均最少端午降水量为63.9 mm，出现在新宁站，最多端午降水量为110.9 mm，出现在通道站。在空间上全省多年平均端午降水量分布不均匀，湘北的端午降水量整体大于湘南，其中湘西北有1个“端午水”大值中心。

结合湖南省逐站1961—2020年出现“端午水”的次数可见，湘中偏南一带虽然出现的“端午水”次数较多，但是多年平均端午降水量反而为低值区。通过查阅资料发现，这是由于湖南省衡邵盆地多年平均状态下本身是一个少雨中心，因此在将逐年的端午期间降水量与同期气候值对比时，此区域容易达到“端午水”的标准，但是端午降水量整体不大，因此在空间分布上也出现了一个低值区。

3 “端午水”特多年与特少年的环流形势对比

根据资料与方法里的定义，选取出现“端午水”站点数量不超过全省一半的年份为典型“端午水”特少年，选取全省所有站点均出现“端午水”且全省平均降水量最多的5年为典型“端午水”特多年，具体年份如表1所示。

大气环流异常是导致降水异常的最直接的原因[10]，

500 hPa位势高度场能够清晰地反映了大气环流的异常，850 hPa风场作为底层大气环流的代表可以反映低层大气环流的辐合辐散。将“端午水”特多年和“端午水”特少年分别做环流形势的合成分析（图略）。可以看出，在“端午水”特多年，欧亚中高纬度500 hPa高度场整体体现为“东高西低”的形势，在中低纬度多有小槽活动，副高位置偏西，使得湖南地区不断有强盛的西南气流输送，为降水提供了较好的水汽条件。在

850 hPa风场上湖南地区均为一致的西南风，且处于气旋式环流中，此外，我国内蒙古、华北地区为偏北风控制，有利于偏东路的冷空气与西南暖湿气流在我国西南地区东部及江南地区汇合，从而导致降水多。

在“端午水”特少年，500 hPa位势高度场在中高纬度表现为纬向型环流，南支槽位置偏南，副高位置偏东，在850 hPa风场上中国东部均为一致的偏南风控制，在数值上，华南地区风速明显小于“端午水”特多年，水汽条件和风场条件均不利于降水，因此湖南端午降水少。

我国南方地区的主要水汽来源主要为来自孟加拉湾的水汽及西太副高西侧的西太平洋和南海的水汽，且对流层低层的来自印度洋的水汽输送为最主要的水汽来源[11]。因此分别对“端午水”特多年和“端午水”特少年作850 hPa水汽通量及水汽通量散度的合成场，由图3可知，在“端午水”特多年，孟加拉湾和南海地区的水汽通量很大，此时我国江南地区为水汽通量散度的辐合区，在“端午水”特少年，我国南部海上的水汽通量明显小于“端午水”特多年，且湖南大多数地区处于水汽通量散度辐散区，不利于水汽的汇合，因此降水明显小于“端午水”特多年。

4 “端午水”与当年夏季降水的相关性分析

将湖南省各站点逐年的端午降水量与当年夏季降水做相关性分析，得到各站点的相关系数及显著性检验如图4所示，在湘北和湘东南地区，“端午水”和夏季降水的相关性最好，其次是湘中以南地区，湘中一带端午降水量与当年夏季降水的相关系数较低，通过显著性检验的站点极少。全省来看，有41个站点通过95%的显著性检验，有22个站点通过99%显著性检验。因此在平时的预报中，湘北和湘南地区的夏季降水预报可以适当参考当年的端午降水量。

5 结论

（1）湘北出现的“端午水”次数较少，其次是湘南，湘西“端午水”出现次数最多。全省而言，有13年全省所有站点均出现“端午水”，有5年仅有不到一半的站点数出现“端午水”。

（2）全省平均端午降水量呈波动缓慢增加的趋势，增长的趋势为每年0.29 mm。全省平均端午降水量最少为3.7 mm，出现在1961年，最多为150 mm，出现在1994年。

（3）近60年湖南省全省平均端午降水量为84.1 mm，

在空间上全省多年平均端午降水量分布不均匀，湘北的端午降水量整体大于湘南，其中湘西北有1个“端午水”大值中心。

（4）在典型“端午水”特多年，中低纬度多小槽活动，副高位置偏西，在850 hPa风场上湖南地区处于气旋式环流中，孟加拉湾和南海地区的水汽通量很大，此时我国江南地区为水汽通量散度的辐合区，有利于水汽在湖南地区辐合。在典型“端午水”特少年，南支槽位置偏南，副高位置偏东，在850 hPa风场上中国东部均为一致的偏南风控制，我国南部海上的水汽通量明显小于“端午水”特多年，且湖南大多数地区处于水汽通量散度辐散区，水汽条件和风场条件均不利于降水。

（5）在湘北和湘东南地区，“端午水”和夏季降水的相关性最好，其次是湘中以南地区，湘中一带端午降水量与当年夏季降水的相关系数较低，通过显著性检验的站点极少。

参考文献

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