热带气象学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＲＯＰＩＣＡＬ ＭＥＴＥ０Ｒ０ＬＯＧＹ ． ．、ｒ０１．２８．Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．．２０１２ 第加 勰 何军，翟丹华，郝全成，等．重庆地区大气可降水量的时空分布特征［Ｊ］．热带气象学报，２０１２，２８（２）：９６．１０３ 卷年 第 文章编号：１００４—４９６５（２０１２）０２．００９６．０８ 期月 重庆地区大气可降水量的时空分布特征 何军 ２，翟丹华２，郝全成 ，龙小雨２ （１．南京大学大气科学学院，江苏南京２１００９３；２．重庆市气象台，重庆４０１１４７； ３．广东省气候中心，广东广州５１００８０） 摘 要：利用１９６６－－２００８年重庆地区３４站地面水汽压逐日整编资料，根据经验表达式计算得到了重庆地 区４３年整层大气可降水量序列，统计分析了重庆地区可降水量的时空分布特征及气候变化趋势，并探讨了可 降水量与降水量的关系。结果表明，重庆地区可降水量整体呈西多东少分布，与其年降水转化率和年降水量的 分布大致相反；１９６６－－２００８年重庆地区可降水量呈增长趋势，各季节增长幅度不同，东北部和中西部偏南区域 增长最显著；可降水量与降水量的关系较复杂，仅西部的部分站点二者显著相关，其余地区二者的相关性很小； 可降水量仅为降水量的必要条件，即强降水的发生需要大的可降水量（水汽），但大的可降水量不一定能产生 强降水；旱年与涝年相比，在盛夏和初秋（伏早期）的高可降水量Ｅｌ数显著偏少。 关键词：天气学；时空分布；经验公式；可降水量；降水量 文献标识码：Ａ Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４．４９６５．２０１２．０２．０１１ 中图分类号：Ｐ４２６．６１－３ 直气柱所含有的水汽总量，假设这些水汽全部凝 １引 言 结并积聚在气柱底面上所具有的液态水深度，单 位为ｍｍ。本文拟用可降水量作为分析所用的水 水汽在不同时间和空间尺度的大气运动中发 挥了重要作用，为了更准确地预报降水和恶劣天 气，需进一步加深对水汽分布的分析，从而能更 汽参量，利用ＮＣＥＰ再分析资料［１］、探空资料［２］、 地面湿度参量［。 】、卫星反演 ］和ＧＰＳ地基仪遥 测资料 ］可以求得可降水量。由于地面湿度参 量具有空间精度高、时间序列长、资料完整的优 了解当地的气候特征和变化。重庆地江上游， 地形复杂多样，地势西低东高。重庆中西部为四 川盆地内浅丘，四川盆地水汽分布常形成闭 点，计算出的可降水量具有高时空分辨率，并得 到张学文［１３］和卢士庆等［Ｈ］的验证。所以本文拟用 地面湿度参量中的水汽压来计算可降水量。 合高值区…；东南部位于盆地东南边缘的大娄山 区；东北部为秦岭南侧的大巴山区，既是南北气 候过渡带，也是重要的水汽过渡带。重庆的地理 分布使其水汽分布与中国水汽分布的一般规律有 较大不同。加强对重庆地区水汽的气候特征分析， ２资料和方法 计算可降水量的地面水汽压资料来自重庆地 区３４个地面观测站整编资料，为１９６６－－２００８年 逐Ｅｔ ４个时次（北京时０２、０８、１４、２０时）数据 寻找水汽与降水量的关系，可以提高天气分析和 降水潜力（空中水资源）评估的能力，并为 ＧＰｓ／ＰｗＶ的日常业务应用提供参考依据。 整层大气可降水量（简称可降水量）是指垂 集，所用降水量资料同为上述３４站１９６６－－２００８ 年逐日数据，各观测站的地理位置见图ｌ。 收稿日期：２０１０．１２—０８；修订日期：２０１１－０４—２６ 基金项目：公益性行业（气象）科研专项（ＧＹＨＹ２００９０６０１０）资助 通讯作者：何军，男，重庆市人，工程师，学士，主要从事短期和短时天气预报研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｅｙａｎｇｈｅ＠１６３．ｃｏｒｎ ９８ 热带气象学报 降水量均超过１ ３００ ｍｎ＇ｌ。可降水量值最高的西部 偏西地区和闭合高值区的涪陵一丰都一武隆一线， 其年降水量均比其他区域偏小（小于１ １００ ｍｉｌ１）。 可降水量与降水量高低值区并不重合，说明了降 水不仅与上空水汽含量相关，还受大气环流和地 形等有关成雨机制因素的影响。 可降水量仅表示该地的降水潜能，而各地不 同的可降水量的降水转化率是造成各地多变的降 水气候原因之一［¨。为分析重庆地区的降水效率， 计算了１９６６－－－２００８年３４站可降水量的年平均降 水转化率。结果显示，年降水转化率整体呈西低 东高分布（图２ｃ），与年降水量分布相似，与可 降水量分布大致相反。降水量最小的西部偏西地 区和涪陵．丰都一武隆一线的转化率最低，在９％以 下；降水量最大的酉阳一秀山则在１ １％以上；位于 降水量次高值中心的开县和梁平的降水转化率分 别为９．９％和１０．６％，均高于９．４％的全市平均值； 最北端的城口年可降水量全市最小，降水转化率 却最高（１３．１％），年降水量为ｌ ２３２ ｍｉｌｌ，排在３４ 站的第６位。上述分析表明，降水转化率（成雨机 制）比可降水量（水汽）对实际降水的作用更大。 计算显示，重庆中西部的年可降水量比东部 地区高９．８％，但东部地区凭借比中西部高１９．９％ 的年降水转化率，其年降水量反比中西部高出 ９．６％，故降水量和降水转化率均表现为西低东高 的分布。四川盆地的特殊地形对其可降水量、降 水转化率和降水量的分布有重要影响。重庆地区 西低东高的地形造成其可降水量整体为西多东少 分布；但东北部和东南部地处盆地边缘山区，当 西风带系统东移和南方洋面水汽向北输送过程中 在此强迫抬升，成雨机制优于地处盆地内的中西 部浅丘地带；另外夏季风由南向北、自东向西朝 内陆推进时，在重庆东部受山脉阻挡，造成重庆 地区的雨季开始期东部比中西部早；计算显示在 夏季风开始时，东部地区降水转化率比中西部高 ２５．９％，是一年中偏高最多的。所以特殊地形使 得重庆地区的降水转化率表现为东部明显高于中 西部，使原本可降水量略少于中西部的东部地区 的降水量反而略多于中西部，从而出现可降水量 与降水量分布大致相反的局地特征。 ３．２季可降水量的空间分布 重庆地区１９６６－－２００８年可降水量各季节的 空间分布（图３）相似度较高，与全年分布也较 相似，均呈西多东少的整体特征，并在东部地区 由南向北缓慢减少。西部偏西地区的各季节可降 水量均为最高值，另外在开县．万州．忠县和涪陵． 丰都为２个闭合高值区。可降水量的空间分布没 有随季节的变化而明显改变，再次证明了地形高 度和地理纬度是决定重庆地区可降水量分布的主 要因素。因为这两个因素是不变的，而可降水量 值的季节性变化主要由大气环流的季节性调整所 引起。冬季平均可降水量为１２．０ １９．３ ｎｌｌＴｌ，全 年最少，因为冬季主要受性干冷气流控制， 天气系统稳定少变，水汽含量很少。春季为２２．８～ ３３＿３ ｌ＇ｎｌｒｌ，这时是南方洋面暖湿气流逐渐北输， 水汽含量逐渐增加的过程。夏季平均可降水量为 ４２．１—５５．２ ｍｎｌ，一年中水汽含量最高，是冬季值 的３倍；另外夏季四川盆地常处在西南气流向西 北和华北区的水汽输送通道上，多为水汽通量辐 合区；夏季的高温、含湿能力强也导致可降水量 高。秋季为２６．０—３６．８ Ｉｎｌｒｌ，多于春季，是因为 秋季前期重庆地区的西南季风仍较强，暖湿气流 仍很活跃所致。 ３－３各月可降水量分布 图４显示，重庆地区１９６６－－－２００８年的可降水 量月分布呈单峰状，７月最大（５４．９ １Ｔｉｍ），８月 次之，１月最小（１６．０ ｉｒｔｒｎ），５—９月是可降水 量较多的月份，占全年５９．３％。降水转化率分布 是１月最低（仅为３．７％），随后逐渐增加，到５ 月达到最高（１３％），进入夏季减小，９月略有 上升，之后一直下降，１２月降至４％。从季节转 化率看，夏季最高为１０．４％，略高于春季的１０．２％， 冬季转化率最低仅为４．１％。可降水量与降水转化 率的月变化共同造成了降水量的各月分布，重庆 地区可降水量第３多且降水转化率第２多的６月 降水量最大，７月次之，可降水量最少且降水转 化率最小的１月的降水量全年最小。另外可降水 量从冬季到夏季的增长速率比夏季到冬季的减少 １期 何军等：重庆地区大气可降水量的时空分布特征 １０１ 年西部的沙坪坝和潼南的降水量呈略增加趋势， 贡献在西部地区相对较大。 其余４站呈略减少趋势。同期可降水量除丰都没 在各季节的平均可降水量与降水量的关系 有明显变化外，其余５站都呈增加趋势，奉节增 中，沙坪坝和丰都在夏季二者显著相关（超过Ｏ．０ｌ 湿全市最高（１．０ ｍｍ／（１０ ａ））。表ｌ显示，沙坪 的显著性检验水平），潼南的相关系数也通过０．Ｏ５ 坝年平均可降水量与年降水量的相关系数为 的显著性检验，说明中西部夏季大气水份与降水 ０．４７３，呈显著相关（超过０．Ｏ １的显著性检验水 的关系相对密切。虽然酉阳和城口在春季、潼南 平）；潼南二者也显著相关（通过Ｏ．０５的显著性 在秋季、奉节在冬季的可降水量与降水量的相关 检验）。这２站的降水量伴随可降水量的增加而 性较好（通过０．０５的显著性检验），但多数站在 增长（减少而降低），变化趋势一致；而其他４ 这３个季节里二者的相关系数很小，丰都在春季、 站的年平均可降水量与年降水量相关性很小，酉 奉节在秋季二者的相关系数为负值（春秋季为环 阳二者相关系数为０．２７３，丰都和奉节的相关系数 流调整期），显示在春季和秋季的可降水量与降 均小于０．２；城口二者的相关系数仅为Ｏ．０２。可见， 水量相关性更小。可见降水量的多少不仅与本地 重庆地区除西部外，其余地区可降水量与降水量 区空气中的水汽含量有关，还与在大尺度环流背 相关性很小，说明可降水量（水汽）对降水量的 景下的水汽输送及变换相关。 表１全年和各季节大气可降水量与降水量的关系 注：・为通过Ｏ．０５显著性检验， 为通过Ｏ．Ｏ１显著性检验。 ５．２各类型雨日的可降水量与降水量的关系 利于产生降水的低值系统、水汽汇有关［ 。 为分析可降水量的大小与各级降水量之间的 ５．３ 典型旱涝年的可降水量的差别 关系，统计了沙坪坝、丰都、奉节、酉阳、城口 虽然重庆大部地区的降水量与可降水量并无 和潼南６站１９６６－－２００８年发生小雨、中雨、大雨 显著相关性，但要产生大降水量还是需要大的可 和暴雨及以上雨日的可降水量。表２显示，６站 降水量。为了分析旱涝年的可降水量差别，选取 在４３年中，暴雨及以上雨日的可降水量平均值最 １ ９９８和２００６年分别代表典型涝年和旱年。１ ９９８ 大，沙坪坝、丰都和潼南均大于５１ ｎｌｒｎ，奉节和 年为４３年中最大降水ｉｆ－（年降水量为１ ４２９ ＩＴＩ１ＴＩ）， 酉阳约为４５ ｍｍ，城口为４０．２ ｍｍ；其次是大雨 标准化距平为２．３３；２００６年是百年一遇的大早年 日，然后是中雨日，小雨日的可降水量平均值最 （年降水量仅８６８ ｍｍ），标准化距平为一２．１５。 小，即降水的量级越大其可降水量的平均值也越 由此２年可降水量的逐日变化（图８）可知，１９９８ 大。６站各种雨日的可降水量的最小值同样表现 年重庆地区可降水量平均值为３５．６ ｍｍ，２００６年 为：暴雨以上日＞大雨日＞中雨日＞小雨日；但最 为３２．８ ｍｉｌｌ，１９９８年高８．５％。可降水量差距最明 大值均很高，基本大于５５ ｍｉｒｌ，跟降水量级没有 显时段在第１９５—２６２天，即７月中旬一９月中旬， 关系。说明大的可降水量仅是强降水产生的必要 这一时段多为重庆伏旱期。１ ９９８年这一时段可降 条件，即强降水的产生需要大的可降水量，但大 水量平均值为５５．５ ｒｆｌｌＴｌ，２００６年为４６．１ Ｉｎ／Ｄ＿，１９９８ 的可降水量不一定能产生强降水。产生大的降水 年比２００６年高２０．４％，说明伏早期间的水汽大小 量，其水汽源不仅来自上空气柱，还与大气中有 对全年的降水量有重要影响，进而影响全年的旱 １期 何军等：重庆地区大气可降水量的时空分布特征 １０３ 较好，其余季节各地二者均无明显相关。可降水 量仅是降水量的必要条件，即强降水的产生需要 大的可降水量（水汽），但大的可降水量不一定 能产生强降水。旱年与涝年相比，在盛夏和初秋 （伏旱期），高可降水量日数显著偏少。 参考文献： ［１】蔡英，钱正安，吴统文，等．青藏高原及周围地区大气可降水量的分布、变化与各地多变的降水气候［Ｊ］．高原气象，２００４，２３（１）：３３—１２． ［２】杨红梅，葛润生，徐宝祥．用单站探空资料分析对流层气柱水汽总量［Ｊ］．气象，１９９８，２４（９）：８－１１． ［３］杨景梅，邱金恒．我国可降水量同地面水汽压的经验表达式［Ｊ］．大气科学，１９９６，２Ｏ（５）：６２０－６２６． ［４］杨景梅，邱金恒．用地面湿度参数计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量的方法研究［Ｊ］＿大气科学，２００２，２６（１）：１０—１２． ［５］朱元竟，李万彪，陈勇．ＧＭＳ一５估计可降水量的研究［Ｊ】．应用气象学报，１９９８，９（１）：９－１５． ［６］李万彪，朱元竞．利用ＧＭＳ一５红外窗数据反演水汽的应用研究［Ｊ］＿北京大学学报（自然科学版），１９９８，３４（１）：３５—４１． 【７】孙凡，陈渭民，杨昌军，等．ＧＭＳ一５卫星资料和常规地面资料反演大气可降水量［Ｊ］．南京气象学院学报［Ｊ］，２００４，２７（５）：６８—７６． ［８］丁金才，黄炎，叶其欣，等．２００２年台风Ｒａｍａｓｕｎ影响华东沿海期间可降水量的ＧＰＳ观测和分析【Ｊ］．大气科学，２００４，２８（４）：１３４—１４５． 【９］姚建群，丁金才，王坚捍，等．用ＧＰＳ可降水量资料对一次大一暴雨过程的分析［Ｊ］．气象，２００５，３１（４）：４９－５３． 【１Ｏ】王勇，柳林涛，郝晓光，等．准实时地基ＧＰＳ可降水量的解算方案与可靠性研究【Ｊ】．热带气象学报，２００７，２３（２）：１７７—１８１． ［１１】王勇，刘严萍，柳林涛，等．区域ＧＰＳ网对流层延迟直接推算可降水量研究［Ｊ］．热带气象学报，２００７，２３（５）：５１０—５１４． ［１２】张斌，薛根元，张双成．基于ＩＧＳ超级跟踪站近实时解算浙江地基ＧＰＳ大气可降水量［Ｊ］＿热带气象学报，２００９，２５（２）：２２２—２２６． ［１３】张学文．可降水量与地面水汽压力的关系［Ｊ］．气象，３０（２）：９－１ １． ［１４】卢士庆，闫宾，刘晓东．几种求算大气可降水量方法比较［Ｊ】．内蒙古气象，２００９（１）：１５—１８． ［１５】魏凤英．现代气候统计诊断与预测技术［Ｍ】．北京：气象出版社，２００７． 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ｔｒｅｎｄ ｏｒｆｍ １ ９６６ ｔｏ ２００８，ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｓｅａｓｏｎ ｔｏ ｓｅａｓｏｎ．Ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｏｖｅｒ ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｕｔｈ ｐａｒｔ ｏｆ ｗｅｓｔ ａｎｄ ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｉｓ ｓｉｇｎｉｉｃａｆｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｂｅｉｎｇ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｏｎｌｙ ｉｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｉｔｓ ｗｅｓｔｗｅｎ ｒｅｇｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｏｎｌｙ ａ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｂｕｔ ｌａｒｇｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ ｗａｔｅｒ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｈｅａｖｙ ｒａｉｎｆａｌｌ ｎｅｃｅｓｓａｒｉｌｙ．Ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ａｎｄ ｅａｒｌｙ ｆａ１１，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｄｒｏｕｇｈｔ ｙｅａｒｓ ｉｓ ｍｕｃｈ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｌｆｏｏｄ ｙｅａｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ；ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ；ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａｓ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ ｗａｔｅｒ； ｐｒｅｃｉｐｉｔａｉｏｎ
