1、厄尔尼诺与甘肃河东秋雨关系分析第 25 卷第 4 期2008 年 I1 月海洋预报MARINEFORECASTSVO1.25,NO.4NOV.2008厄尔尼诺与甘肃河东秋雨关系分析任广成,樊文军,佘明祥(炮气象中心,北京 102208)摘要:利用 19512006 年天水,岷县,临夏和兰州 4 站秋季 (910 月)降水量资料,NINO 综合区(NINO1+2+3+4 区)海温距平指数资料和北太平洋海温资料 .,分析了甘肃河东秋雨的气候变化及其与厄尔尼诺和前期热带海温的关系.发现甘肃河东秋雨存在着明显的年代际变化;厄尔尼诺(拉尼娜)事件与甘肃河东秋雨关系密切;前期 6,7,8 月份热带海温距平
2、分布和热带关键区海温异常变化对甘肃河东秋雨有很好的预测指示意义.关键词:厄尔尼诺;河东秋雨;降水关系;分析中图分类号:P731 文献标识码:A 文章编号:10030239(2008)4 0009061 引言甘肃河东秋雨虽不及华西明显1,但秋季 910 月份的降水量仍在全年总降水量中占较大比重.据天水,岷县,临夏和兰州 4 站各月降水量分析,发现 9 月份平均降水量与 6 月份降水量相当,10 月份降水量多于 4 月份不及 5 月份降水量,910 月份降水量均占全年总降水量的 20%以上.众所周知,厄尔尼诺是赤道东太平洋海温异常增暖的现象,许多研究表明,厄尔尼诺的发生不仅对热带地区的气候带来异常
3、,而且对热带以外地区的气候也有很大影响3.因此,近些年来,关于厄尔尼诺现象对我国气候的影响研究诸多4 “. 然而,由于厄尔尼诺现象出现的时间和维持时间不同 ,强度不同,变化周期不同,尤其是关于厄尔尼诺的定义标准也存在不同,对我国气候的影响就显得十分复杂.本文采用目前国家气候中心关于厄尔尼诺(拉尼娜)的定义标准,就厄尔尼诺和前期热带海温与甘肃河东秋雨的关系进行分析,得出一些有意义的结论.国家气候中心关于厄尔尼诺(拉尼娜) 的定义标准,是以 NINO 综合区(NINO1+2+3+4 区)的海温距平指数作为判定厄尔尼诺(拉尼娜)事件的依据.凡 NINO 综合区海温距平指数持续6 个月以上0.5(一
4、0.5)为一次厄尔尼诺(拉尼娜)事件; 若该区指数持续 5个月0.5(一 0.5) 且 5 个月的指数之和4.0(一 4.0)也定义为一次厄尔尼诺(拉尼娜)事件 .2 甘肃河东秋雨的气候变化依据天水,岷县,临夏和兰州 4 站 19512006 年秋季 910 月降水量资料统计,收稿日期:20070725作者简介:任广成(1954 一),男,高级工程师,主要从事短期气候预测工作.1O 海洋预报 25 卷得出平均总秋雨量为 440ram,秋雨量最多的年份为 1961 年,总秋雨量为 794mm.秋雨量最少的年份出现在 1972 年,总秋雨量仅为 l59mm,总秋雨量最多年份与最少年份相差近 5 倍
5、.为便于分析甘肃河东秋雨的气候特征,采取过去的做法1.,将天水,岷县,临夏和兰州 4 站历年秋季 910 月降水量距平百分率分为 5 级,凡降水量距平百分率在0土 2O 之间为秋雨正常;i20士 40%之间为秋雨偏多 ,偏少;40% 以上为秋雨特多;一40%以下为秋雨特少.根据这一标准,自 1951 年以来,甘肃河东秋季 910 月降水量距平百分率在20%以下的有 22 年,占总年数的 39%.降水量距平百分率在i20士 40之间的共出现 20 年,占总年数的 36%,其中降水量距平百分率在 204O%之问的,即秋雨偏多年共出现 11 年;降水量距平百分率在一 20一 40%之间的,即秋雨偏少
6、年共出现9 年;降水量距平百分率40%的,即秋雨特多年出现 6 年,占总年数的 11%;降水量距平百分率一 40%的,即秋雨特少年出现 8 年,占总年数的 14.就是说甘肃河东秋雨特多年比特少年少 2 年,偏多年比偏少年多 2 年.为直观起见,图 1 给出天水,岷县,临夏和兰州 4 站历年秋季 910 月降水量距平百分率演变曲线,并列逐年代降水量距平百分率进行累积统计.从图 l 可以看出,上世纪 50 年代甘肃河东秋雨属于偏少时期,10年中出现 2 个特少年,1 个偏少年,1 个特多年和 2 个偏多年.降水量距平百分率累积值为一 30.60 年代甘肃河东秋雨则属于明显偏多时期,10 年中竞出现
7、 3 个特多年,3个偏多年,只出现 1 个偏少年,降水量距平百分率累积值高达 242.70 年代按总降水量来讲,属于止常,降水量距平百分率累积值为 6,但降水并非平稳,只是降水多,少异常年份相当,其中特多年出现 2 个,偏多年 1 个,特少年 1 个和偏少年 2 个.80 年代开始甘肃河东秋雨转入偏少时期,共出现 2 个特少年和 1 个偏多年,降水量距平百分率累积值为一 36.9O 年代则进入明显偏少时期,竞出现 3 个特少年和 3 个偏少年,偏多年仅出现 1个,降水量距平百分率累积值为一 209.进入本世纪后,总的降水趋势属于偏多,降水量距平百分率累积值为 31,但降水异常年份频繁发生,6
8、年中,除 2006 年止常外,其余5年甘肃河东秋雨非偏多即偏少.摹翳笆鞋9 年滑动甲均值951195619611966197Il976198119861991199620012006(年)图 1 天水,岷县,临夏和兰州 I4 站 910 月降水量距平百分率及其滑动平均值历史演变图如 0 加印4 期任广成,等:厄尔尼诺与肃河东秋雨灭系分析3 厄尔尼诺与甘肃河东秋雨按目前国家气候中心关于厄尔尼诺(拉尼娜)的定义标准,自 1951 年以来,共出现13 次厄尔尼诺事件和 10 次拉尼娜事件.表 1,2 分别给出历次厄尔尼诺和拉尼娜事什始时间,持续时间,当年,次年和第 3 年天水,岷县,临夏和兰州 4
9、站秋季 910 月降水量距平百分率及降水级别统计结果.由表可以看出,在厄尔尼诺年,除 1968 年厄尔尼诺事件外,天水,岷县,临夏和兰州 4 站秋季 910 月降水量距平百分率全为负值,相应的降水级别以特少,偏少居多.显然,厄尔尼诺事件与甘肃河东秋雨关系密切.对于 1968 年厄尔尼诺事件与甘肃河东秋雨关系较差的原因,可能与此次事件开始于当年1】月并于次年 5 月结束,正好错开了我们所讨论的秋雨季节 910 月有关.在拉尼娜年,甘肃河东秋雨趋势与厄尔尼诺年相反,天水,岷县,临夏和兰州 4 站秋季 910月降水量距平百分率多为止值.相应的降水级别以多或止常为主,但 l998 年拉尼娜事件例外.统
10、计甘肃河东秋雨 6 个特多年,11 个偏多年,8 个特少年和 9 个偏少年 NINO综合区海温距平指数,发现 6 个秋雨特多年中,NINO 综合区海温距平指数均为负值 ;l1个秋雨偏多年中,NINO 综合区海温距平指数有 8 年为负值 ,3 年为弱的止值;8 个秋雨特少年中,有 6 年 NINO 综合区海温距平指数为止值 ,2 年为弱的负值;9 个秋偏少年中,有 7 年 NINO 综合区海温距平指数为止值,2 年为弱的负值 .为能更好的说明甘肃表 1 厄尔尼诺年,天水,岷县,临夏和兰州秋季 910 月降水量距平百分率及降水级别统计表 2 拉尼娜年,天水,岷县,临夏和兰州秋季 910 月降水量距
11、平百分率及降水级别统计一塑一旦垒堕丝垒堕堑垒笙三堡I954 年 4 月 340 正常 45 特多一 45 特少19619 月l964 年 4 月967 年 10l970 年 7 月1973,1i5 月984 年 10 月l988,q-5 月1995 印 9 月l998 年 7 月8l17l9379137248O 特多37 偏多57 特多一3 正常-2 正常5 正常14 正常-13 正常一48 特少.2 正常38 偏多二一.删一正特多偏多一12 海洋预报 25 卷河东秋雨与厄尔尼诺事件的关系,我们还计算了天水,岷县,临夏和兰州 4 站秋季910 月降水量距平百分率与各 NINO 海区海温距平和的
12、相关系数 .结果发现,与N1NO1,NINO2,NTNO3,N04 和 NTN0C 的相关系数分别达.0.53,一 0.47,.0.52,一 0.46 和一0.54.各相关系数均通过 0.001 统计显着性检验.说明各 NINO 海区海温越高,甘肃河东秋雨越少;反之亦然.为揭示甘肃河东秋雨的热带(10.N1O.S,18080.W)海温距平分布特征,我们还分别制作了 6 个秋雨特多年和 8 个秋雨特少年热带海温累积距平合成图(均略),发现在秋雨特多年合成图上,整个热带海区海温全为负距平,表现为拉尼娜海温距平分布型,最大负距平中心位于 NINO3 区东部 ,中心强度达.9.1.在秋雨特少年合成图上
13、,整个热带海区海温则全为正距平,表现为厄尔尼诺温距平分布型,最大正距平中心位于 NINO1 区,中心强度达 12.8.由此看来甘肃河东秋雨不仅只与各NINO 海区海温关系密切,而且与整个热带海区海温关系也十分密切.4 前期热带海温与甘肃河东秋雨上述分析已说明,同期热带海温与甘肃河东秋雨关系密切.但从短期气候预测的角度,我们最关心的还是前期热带海温与甘肃河东秋雨的关系问题,目的在于用前期热带海温对甘肃河东秋雨趋势进行预测.对此,我们分别制作了 6 个秋雨特多年和 8 个秋雨特少年前期各月热带海温累积距平合成图(均略).分析发现,秋雨特多年同期热带海温所表现出的拉尼娜海温距平分布型和秋雨特少年同期
14、热带海温所表现出的厄尔尼诺海温距平分布型均在前期 6 月开始形成,7,8 月份继续维持,只是最火距平中心位箴和强度略有不同.如秋雨特多年前期 6,7,8 月整个热带海区海温全为负距平,但最大负距平中心位置,6 月在 NINO3 区东部,7 月在 NINOi 区,8 月在 NINO4 中部; 各月强度分别为一 6.6,?6.3 和一 8.6.秋雨特少年前期 6,7,8 月整个热带海区海温则全为止距平,最大止距平中心位置,6 月和 7 月也分别在 NINO3 区东部和 NINOl 区,8 月则在NNO3 区中部.各月强度均强于秋雨特多年,分别为 10.9“C,13.7和 12.4.在相应的天水,岷
15、县,临夏和兰州 4 站秋季 910 月降水量距平百分率与热带海温的相关分布场上(图略 ),前期 68 月各月均表现出较好的负相关,只是高负相关区分布略有不同,如 6 月高负相关区主要集中在热带海区的东部,即 NINO3 区东部;7 月高负相关区主要集中在 NINO1 区和 NINO4 中部;8 月高负相关区主要集中在 5.S,135.95.w 范围和NINO4 中部.为能更好地给出甘肃河东秋雨趋势预测的指标 ,我们把各月高负相关区,作为甘肃河东秋雨趋势预测的关键区,前期 6 月关键区的具体范围为5.N5S,110100.W9 格点 ;7 月关键区为 NINO1 区和 0o“-5.S,l80.1
16、75.W4 格点;8 月关键区为NINO1 和 5.S,13O.95.W8 格点.经计算得到,天水,岷县,临夏和兰州 4 站秋季 910 月降水量距平百分率与前期 6 月关键区海温距平和的相关系数为一 0.47,通过0.001统计显着性检验水平,与 7 月关键区海温距平和的相关系数分别为一 0.46,一 0.49,均通过 0.001 统计显着性检验水平:与 8 月关键区海温距平和的相关系数分别为一0.42,一 0.50,也均通过 0.001 统计显着性检验水平.表明前期 6,7,8 月各关键区海温变化均对甘肃4 期任广成,等:厄尔尼诺与甘肃河东秋雨关系分析 13河东秋雨趋势有很好的预测指示意义
17、.5 结论(1)甘肃河东秋雨的气候变化,具有上世纪 50 年代偏少,60 年代明显偏多,70 年代降水不稳定,80 年代再次转入偏少,9O 年代明显偏少 ,进入本世纪后,降水趋势又转入偏多的年代际变化特征.(2)厄尔尼诺(拉尼娜)事件与甘肃河东秋雨关系密切.厄尔尼诺事件甘肃河东秋雨偏少,拉尼娜事件甘肃河东秋雨偏多.各 NINO 海区海温均与甘肃河东秋雨存在很好的负相关关系.甘肃河东秋雨特多年,整个热带海区海温全为负距平控制;甘肃河东秋雨特少年,整个热带海区海温则全为正距平控制.(3)前期 6,7,8 月热带海区海温为负距平,预示着甘肃河东秋雨偏多;6,7,8月热带海区海温为正距平,预示着甘肃河
18、东秋雨偏少;前期 6,7,8 月各关键区海温变化对甘肃河东秋雨趋势预测有很好的指示意义.参考文献:f1何敏.我国主要秋雨区的分布及长期预报J】.气象 ,1984,9:10l3.2高由禧,郭其蕴 .我国的秋雨现象【J.气象,1958,29(4):264273.【3符淙斌 .尼诺预报的现状和问题J】.气象,1986,12(增刊 2):3343.4赵汉光,张先恭 ,丁一汇.厄尼诺与我国气候异常M 】.长期天气顶报论文集,气象版社,l990:1O8Il8.【5俞永强 ,陈文.海- 气相互作用对我国气候变化的影响【M. 北京:气象出版社,2005.6赵振国.厄尔尼诺现象与我国温度【J.气象,1989,l
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