第30卷第3期 2010年6月 水文 JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY V01.30 No.3 Jun.,2010 浙江省梅雨特征及时空分布分析 金新芽 ,邵学强 ,陶永格 (1.浙江省水文局,浙江杭州310009;2.浙江省防汛抗旱指挥部办公室,浙江 杭州 310009) 摘要:通过对1954 ̄2006年浙江省梅雨的时空分布进行客观分析,计算了该省梅雨强度指数、梅 期及梅雨量的频率, 结合形成梅雨的大气环流条件,探索浙江梅雨特征及一般规律,并提出了防御梅雨洪水的建议。 关键宇:梅雨特征;时空分布;浙江省 中图分类号:P331.1 文献标识码:A 文章编号:1000—0852(2010)03—0093—04 浙江地江中下游南部,每年的6 ̄7月份正处在东亚季 风向北推进的阶段,往往强盛的暖湿气流与北方南下的冷空气 在这一带相遇并形成静止锋,静止锋上多气旋波活动,常常出现 阴雨连绵天气,造成降雨集中、暴雨频繁,持续时间长,也就是人 们所称的“梅雨”。梅雨灾害是浙江省洪涝灾害的主要因素之一, 2结果与分析 2.1梅雨的天气形势分析 2.1.1梅雨大气环流 形成梅雨锋暴雨的大气环流条件一般包括:①在亚洲的高 研究浙江省梅雨特征及其时空分布的目的,在于更好的探明梅 雨水旱灾害成因、流域水资源分布及生态环境。本文对1954~ 纬度地区对流层中部有阻塞高压或稳定的高压脊,大气环流相 对稳定少变;②中纬度地区西风环流平直,频繁的短波活动为江 淮地区提供冷空气条件;③西太平洋副热带高压有一次明显西 伸北跳过程,500hPa副高脊线稳定在北纬20。-25。之间,暖湿气 流从副高边缘输送到江淮流域。 在这种环流条件下,梅雨锋徘徊于江淮流域,并常常伴有西 南涡和切变线,在梅雨锋上中尺度系统活跃。这不仅维持了梅雨 期连续性降水,而且为暴雨提供了充沛的水气。梅雨锋暴雨是不 2006年问影响浙江的梅雨入梅、出梅时间,梅雨期降水量以及 最大1d、3d、7d暴雨量进行分析,计算出梅雨强度指数、梅雨期 及梅雨量的频率,探索浙江梅雨的一般规律,有利于提高人们对 浙江梅雨的认识,有助于防汛抗旱的开展和水资源的开发利用。 1梅雨分析的资料与方法 1.1 资料 本文资料来自于浙江省气象台的入梅、出梅时间等气象资 料和浙江省水文局的降水量等水文观测资料。 1.2方法 同尺度环流系统相互作用下形成的一种特定地区的特殊天气, 由于大气环流的变异性,导致各年梅雨期开始有迟有早,梅雨持 续时问有长有短,有的年份,梅雨锋特别活跃,暴雨频繁,造成洪 涝灾害。有的年份,梅雨锋不明显,出现“空梅”,形成干旱天气。 有的年份,会出现梅雨带北移后又返回江淮流域再度维持相对 根据相关实测数据,分别整理、统计和分析梅雨期不同降水 量特征,并以此为依据探索浙江梅雨多年变化和地域差异,并对 53年(1954-2006年)梅雨期、梅雨量和梅雨强度进行分析,以便 稳定的现象,习惯上称“倒黄梅”。 2.1.2影响浙江梅雨的主要天气系统 探明浙江梅雨的基本特征和变化规律。 1.3系列选用 在梅雨期的大气环流形势下,影响浙江梅雨的主要天气系 统为:鄂霍次克海高压、西太平洋高压、江淮切变线及与其相应 的地面静止锋。浙江梅雨的强弱,决定于影响浙江梅雨的主要天 气系统的位置、移动、发展等变化情况。在典型梅雨天气大气环 流形势下,江淮切变线位置偏南,地面静止锋控制浙江,并且稳 定少动,出现浙江梅雨期长、梅雨量大的情况。鄂霍次克海阻塞 选取较均匀分布的资料系列长的国家基本雨量站472个作 为代表站,选取1954 ̄2006年共53年系列,进行梅雨期的降雨 量统计分析。为了满足资料一致性和代表性要求,对20世纪 50、6O年代由于站点少的问题,进行同步期多站与少站的统计 参数修正。 高压的强弱和有无,西太平洋高压脊线位置是否在北纬25。左 收稿日期:2009一O1—04 作者简介:金新芽(1976-),女,浙江江山人,高级工程师,硕士,主要从事水文水资源研究工作;邵学强(1975一),男,浙江东阳人,主任科员,硕士 主要从事防汛抗旱管理工作。 94 水文 第3O卷 右、有否深入内陆,浙江境内有无切变线和静止锋,锋面上有无 气旋波生成,西南地区有无低涡活动,冷空气活动是否活跃、有 无深入浙江等,这些天气系统的变化,都会对浙江的梅雨天气产 生影响。前期的环流背景、降水发生时大尺度环流形势的制约、 同期造成降水的影响系统、触发系统等都是造成浙江省梅汛期 主要降水区域年际差别大的原因。 2.2浙江梅雨时空分布 2.2.1入出梅时间分析 全省平均入梅时间为6月14 13,出梅时间为7月6 Et;5月 底和6月初入梅的早梅雨10年,6月下旬后入梅的迟梅雨9年。 最早人梅时间为1954年5月18日,最迟入梅时间为1959 年和1969年的6月28日;最早出梅时间为1961年6月15 13, 最迟出梅时间为1954年8月2日。 从空间分布上看,多年平均入、出梅时间也存在差异,浙江 南部的温州、台州、丽水等地多年平均入梅时间略早, E部的杭 州、嘉兴、湖州等地多年平均出梅时间稍迟。 2.2.2梅雨期分析 多年平均梅雨期23d,最长梅雨期77d(1954年),最短梅雨 期3d(1958年)。梅雨期大于40d的有6年:1954年(77d)、1956 年(43d)、1974年(40d)、1980年(44d)、1996年(42d)、1999年 (45d)。梅雨期小于等于10d的有8年:1958年(3d)、1959年 (10d)、1961年(9d)、1981年(6d)、1982年(8d)、2000年(7d)、 2003年(9d)、2006年(6d)。 2.2.3梅雨量时空分布 (1)梅雨量时程分配 ①最大3d梅雨量日程分配比例:第1天占32.9%,第2天 占37.0%,第3天占30.1%。 ②最大7d梅雨量Et程分配比例:第1天占7.7%,第2天占 24.9%,第3天占19.4%,第4天占1.9%,第5天占18.6%,第6 天占l8.O%,第7天占9.6%。其中最大7d梅雨量有2个雨峰, 分别出现在第2天和第5天。 ③最大1d点梅雨量是1990年乐清砩头站367.2rnm,最大 3d点梅雨量是1996年淳安金竹岭站577.2mm,最大7d点梅雨 量是1998年庆元车根站665.9mm。 ④梅雨量年际分布:全省统一入出梅时间的多年平均梅雨 量为250.5mm。其中,最多年梅雨量是1954年895.6ram,最少年 梅雨量是1958年19.4mm;年梅雨量列第2~第5位的分别是 1999年538.0mm、1994年428.8mm、1997年422.2mm、1955年 的405.9mm。年梅雨量列倒数第2~第5位的分别为1981年 47.0mm、2005年64.6mm、1972年85.8mm、1978年95.8mm。 (2)梅雨量空间分布 多年平均梅雨量空间分布上由东向西递增,量级在150 ̄ 400ram之间。多年平均梅雨量最少的是舟山市只有189.0mm;嘉 兴、宁波、绍兴、台州、温州、湖州市的多年平均梅雨量为200 ̄ 250mm;杭州、丽水、金华市的多年平均梅雨量为250 ̄300mm; 最多的是衢州市339.2mm。 2.3 梅雨强度及频率计算 2.3.1 梅雨强度指数分析 为了便于对历年梅雨作综合性的比较分析,克服单一从梅 雨期长度和梅雨量作统计分析,引进梅雨强度指数这一物理量。 设M为梅雨强度指数值,计算公式为: ,∑R ∑R 肘= + ——+—— ∑ ∑ 式中:£为当年梅雨期长度(d); 为历史平均梅期长度;∑R为 地区或全省当年梅雨总量平均值;∑R为该区域梅雨总量的多 年平均值。 按照梅雨强度指数值大小划分:M≥3.5为特丰梅年; ≥ 3.1为丰梅年;2.0<M<3.1为正常梅年; ≤2.0为枯梅年;M≤ 1.5为特枯梅年。53年中特丰梅和特枯梅的年份分别有8年 和9年;梅雨期最丰的为1954和1999年,最枯的为1958和 1981年。这与以往浙江梅雨用单一的梅雨总量距平百分率来 划分得出的丰、枯等级基本一致。说明用梅雨强度指数来统计 分析浙江特丰、特枯梅雨是有效的、合理的,也切合浙江实际 的。又由于它是一个综合性的描述梅雨强度的指数值,以便于 做M值的周期分析。从浙江省梅雨强度指数九年滑动平均过 程线(见图1)可见,浙江梅雨的丰、枯周期起伏显著。 /\ \ 籁 / } \ .厂\ / \ 睡 膣 \ /,V / \ 世 \ 厂 、 ’ ’ \/ Y \厂 I S s T ● I l5 1T 2l 2: 2 5” ∞ ll钉jj ” ∞ ●1.|.| 年度: 图1 浙江省梅雨强度指数九年滑动平均过程线 Fig.1 Hydrograph of 9 years sliding average about intensity index of plum rains in Zhejiang Province 2.3.2梅雨期、梅雨量频率分析 将53年资料系列进行频率计算,求得全省不同重现期梅雨 期和梅雨量(见表1),并求得各市不同重现期的梅雨量(见表2)。 4梅雨特征分析 浙江梅雨是大范围大型降水过程,而不是局部小范围天气 现象。其主要特征如下: (1)梅雨降雨持续时间长。根据资料统计,影响浙江的台风暴 雨时间一般为3~5d,而浙江梅雨期多年平均为23d,是台风暴雨 时间的5倍多。按梅雨期长短初步分析,66%的年份梅雨期在1o ̄ 30d之间,百年一遇梅雨期为78d,1954年梅雨期达77d见表3。 (2)梅雨降雨总量大、历时长、强度大,且日程分配较均匀。全 第3期 金新芽等:浙江省梅雨特征及时空分布分析 95 省多年平均梅雨量为250.5mm,占多年平均降水量的15.6%。最 大年梅雨量(1954年)895.6ram,占多年平均年降水量的55.8%。 梅雨量在200---400mm的年份占49.1%。 (3)梅雨的丰、枯周期起伏显著。20世纪50年代和90年代 量的多少是影响浙江洪涝和干旱的主要因素之一。根据浙江梅 雨洪水的特性,在防御梅雨洪水方面建议如下: (1)汛前充分准备。每年要组织有关专家对钱塘江、苕溪、杭 嘉湖平原、浦阳江和瓯江等主要梅雨影响区展开调研,了解城 市、农村防洪状况,评估防洪能力,提出对策措施,完善防御预案 和洪水调度方案。 (2);11强预测预报。及时、准确的气象、水文预报,可为洪水 调度、防洪抢险提供可靠的依据,为领导决策赢得时机。特别要 重视过程性降雨量级及其地区分布和出梅时间的预报;连续洪 平均年梅雨量大于全省多年平均梅雨量,特别是90年代平均梅 雨量多于全省多年平均梅雨量达3成以上,本世纪以来平均梅 雨量少于全省多年平均梅雨量达3成以上。从图1和表4分析 均表明:梅雨的丰、枯周期起伏显著。 5梅雨洪水防御 梅雨的危害通过梅雨降雨量和降雨历时而形成,梅雨降雨 表1 浙江省不同重现期的梅雨期和梅雨量 Table 1 Days of plum rains and rainfall during different return 水的预报和根据降雨量预报的江河、水库洪水趋势的估报。 (3)加强科学调度。梅雨期容易发生流域性洪水和连续洪 水,往往为双峰或多峰洪水过程,要及时掌握气象和水、雨情实 况及预报情况,应严格控制水库水位,必要时提前预泄,科学调 度。根据预报出梅时间及天气实况,注重拦蓄洪水的尾水,充分 periods in Zhejiang Province 重现期,a 梅雨期/d 梅雨量/mm loo 78 984 50 68 850 表3 20 54 670 10 44 532 5 34 370 利用水资源,为出梅后防御高温干旱提供充足水量。 (4)严格执行重要江堤、水库的巡查保安制度。梅雨历时长, 过程性降水量大,长时间雨水浸泡和高水位挡水后,水库、堤塘 易出险。要全面落实堤防及水库的巡查责任制,特别要加强高 水位和退水时段的巡查,及早发现险情,及时采取抢险措施,减 少灾害损失。 浙江梅雨期分布 Table 3 Distribution of plum rains periods in Zhejiang Province 梅雨期/d 比例/% <10 l5.1 11-20 30.2 21-30 35.8 >31 18.9 (5)重视小流域山洪、地质等灾害的防范。梅雨期降雨多、历 时长,土壤易饱和,易发生山洪泥石流、山体滑坡灾害,要全面落 实乡镇、村暴雨预警责任制,加强监测巡查,及时预警,组织危险 表2浙江省各市不同重现期的梅雨量 Table 2 Plum rainfall during different return periods in various cities of Zhejiang Province \重现期/ 梅雨量,m 、、、~ 1oo 50 20 i0 5 湖州市 嘉兴市 杭州市 绍兴市 宁波市 衢州市 金华市 1 089 926 1 132 875 805 1 207 893 908 772 957 760 704 1 038 768 680 575 727 606 563 810 6o0 512 435 567 484 458 646 478 365 310 4oo 350 330 460 340 台卅l市 丽水市 温州市 舟山市 883 1 207 684 805 753 888 602 683 580 690 488 526 458 540 402 403 320 400 300 3oo 表4浙江省各年代平均梅雨量 Table 4 Decade average plum rainfall in Zhejiang Province 统计时间 平均年梅雨量/mm 1954~1960 31O.1 1961~1970 216.5 1971~1980 245.9 198l~1990 216.6 1991-20oO 345.4 2001~2o06 167.2 与多年平均比值 1.238 0.864 0.982 0.865 1.379 0.667 96 水文 第30卷 区域群众安全转移。 1a.Study on relationship between types of the plum rains (6)加强城镇防洪排涝。要准备充足的防汛抢险器材和物 in Zhejiang Province and changes in global circulation in 资,做好城市低洼易积水区域等的防御准备和排涝工作。 northern hemisphere[J].Science&Technology Review,2005, 参考文献: 23(08).(in Chinese)) …1邵学强,陶永格,等.浙江梅雨分析与汇编【R】.浙江省人民政 【3】陶诗言,等.长江流域梅雨锋暴雨灾害研究【M].北京:气象出 府防汛抗旱指挥部办公室,2008.(SHAO Xue—qiang,TAO 版社,2004.(TAO Shi—yan,et a1.Study on the P1um Rains Yong—ge,et a1.Analysis and assembly of the plum rains Front Rainstorm in Yangtze River Basin【M】.Beiing:China in Zhejiang Province [R].Ofifce of Flood Control and Meteorological Press,2004.(in Chinese)) Drought Relief Headquarters of Zhejiang Province,2008.(in 【4]周曾奎.江淮梅雨的分析和预报【M】.北京:气象出版社,2006, Chinese)) 6.亿HOU Zeng-kui.The Plum Rain Analysis and Forecasting in [2]薛根元,等.浙江梅雨分型与梅汛期前期北半球大气环流演 Yangtze—Huaihe Area[M】.Beijing Meteorological Press,2006,6. 变关系研究[J].科技导报,2005,23(08).(XUE Gen—yuan,et (in Chinese)) Analysis of Characteristics and Space—-time Distribution of Plum Rains in Zhejiang Province JIN Xin—ya ,SHAO Xue-qiang2,TAO Yong—ge (1.Hydrology Bureau of Zhejiuag Province,Haugzhou 310009,China; 2.Zhejiang Ofifce of Flood Control and Drought Relief Headquarters,Haugzhou 310009,China) Abstract:The intensity indexes,period and rainfall frequency of plum rains were respectively calculated by analyzing the space— time distribution of plum rains from 1954 to 2006 in Zhejiang Province.The characteristics and general rule of plum rains were studied according to the atmospheric circulation conditions forming plum rains.And some suggestions were given on how to pre. vent plum rains flood. Key words:characteristics of plum rain;space-time distirbution;Zhejiang Province (上接第79页) 参考文献: 2006[S].北京:水利水电出版社,2006.(Ministyr of Water Resources of 【1]中华人民共和国水利部,中华人民共和国电力工业部.水利水电工程 the People’s Republic of China.Regulation for Calculating Design Flood 设计洪水计算规范SDJ22-79(试行)【S】.北京:水利出版社,1980. of Water Resources and Hydropower Projects SIA4-2006【S].Beijing: (Ministry of Water Resources of the People’s Republic of China,Ministry China WaterPower Press,2006.(in Chinese)) of Electricity and Industry of the People’s Republic of China.Regulation [4]刘九夫,谢自银.基因算法技术在水文频率计算中的应用[A].中国水 for Calculating Design Flood of Water Resources and Hydropower 利学会.全国水文计算进展和展望学术讨论会论文选集【C】.南京:河 Projects SDJ22—79(tria1)[S].Beijing:Water Resources Press,1980.(in 海大学出版社,1998.35—40.(LIU Jiu—fu,XIE Zi—yin.Application of ge— Chinese)) netic algorithm technology in hydrologic frequency calculation[A1.China 【2]中华人民共和国水利部,中华人民共和国能源部.水利水电工程设计 Water Resources Association.Colloguium Papers Collection on Advances 洪水计算规范SL44—93[S].北京:水利电力出版社,1993.(Ministry of in Domestic Hydrologic Calculation【E1.Nanjing:Hohai University Press, Water Resources of the People’s Republic of China,Ministry of Energy 1998.35-40.(in Chinese)) of the People’s Republic of China.Regulation for Calculating Design 【5]王家祁,姚惠明,关铁生.暴雨和降水偏态系数分析[J】_水科学进展, Flood of Water Resources and Hydropower Pr ̄ects SIA4—93【S].Beijing: 2006,17(3):365—370.(WANG Jia—qi,YAO Hui-ming,GUAN Tie-sheng. 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