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1、华西秋雨的影响及成因分析 以陕西省为例 摘要:近年来华西秋雨对我国的气候环境变化的影响日益加深，对农业生产造成了巨大损失，如影响晚稻抽穗扬花、使红枣腐烂等，同时也给人们的生产生活带来不便。有些年份由于雨量大，持续时间长，造成洪涝灾害，直接影响到工农业生产和人民生命财产安全。本文讨论了华西秋雨在我国的时空分布特征，全面阐述华西秋雨的形成原因，并结合实际事例分析了华西秋雨对陕西省的农业生产影响严重，最后指出了应该加强对华西秋雨这种季节区域性降水的研究并提出了具体防范措施，供农业生产、工程建设、居民生活参考。关键字:华西秋雨 陕西省 影响 成因分析 引言 华西秋雨作为一种天气现象，又可将其看作是一种
2、气象灾害，对中国西部尤其是甘南、陕西、四川、重庆、黔北等地造成很大影响，尤其是农业生产活动，但是就目前来看国内这方面的研究尚不足，需要不断探索，本文通过研读大量文献、结合自身经验等方法，认真研究了不同年份华西秋雨形成的各种不同主导因子，总结出了华西秋雨形成的主体原因，目的是为了全面阐述华西秋雨的形成原因，揭示华西秋雨对人们的日常生产生活的重大影响，提出不同的应对策略，以减少不必要的损失，同时希望广大研究者及政府部门能够重视华西秋雨这一现象，为人民做好各项保障性措施，使人民的生产活动更具安全性、保障性。1.陕西省概况 陕西省，简称陕或秦，又称三秦，为中国西北省级行政单位，省会十三朝古都西安，位于
3、中国内陆的腹地，属于黄河中游和长江上游，地理坐标：东经1052911115，北纬31423935之间。面积约21万平方千米，人口3733万，下辖西安1省级市、宝鸡等9地级市及1农业示范区。1.1 陕西地形状况 陕西的地势总体是从西向东逐渐降低，中部低，南北两侧高；陕西主要分为三大自然区域：陕北高原， 关中平原， 秦巴山地；其分界线为北山和秦岭。 陕北黄土高原约占全省总面积45%，平均海拔8001300米，。其北部多风力作用形成的风沙区，南部多流水侵蚀的丘陵沟壑；关中平原是全省的精华之地，号称“八百里秦川”，面积约占全省土地总面积的19%；这里地形平坦，经济繁荣，交通便利，物产富饶，GDP约占全
4、省的2/3；陕南秦巴山地包括秦岭、巴山和汉江谷地，面积约占全省的36%，林木资源丰富，汉江谷地是农业主产区。陕西山地总面积741万公顷，占全省土地总面积的36%，高原总面积926万公顷，总面积的45%，平原391万公顷，占总面积的19%。耕地总面积480万公顷，占总面积的23.3%，水田面积20.4万公顷，占总面积的1%，旱地面积369.2万公顷，占总面积的17.9%，水浇地88.7万公顷，占总面积的4.3%，林地962.6万公顷，占总面积的46.8%，草地317.9万公顷，占总面积的15.4%，水域面积40.3万公顷，占总面积的2%。1.2 陕西省气候状况陕西省境内气候差异很大，由北向南渐次
5、过度为温带、暖温带和北亚热带，大部分地区属于温带大陆季风性气候。年平均降水量576.9毫米，年平均气温13.0，无霜期218天左右。最北边靠近内蒙古、宁夏一代为温带干旱半干旱气候、陕北大部分地区属于暖温带半干旱气候；关中平原则属于半湿润气候、陕南总体属于由亚热带向温带过渡带，山地大部为暖温带湿润气候，盆地为北亚热带湿润气候。 陕西各地的年平均气温在716，基本上是由北向南逐渐升高。其中陕北712；关中1214；陕南的浅山河谷为全省最暖地区，多在1416。由于受冬夏季风的影响，这里冬四季明显、冬冷夏热、。最热月7月平均气温，陕北2125，关中2327，陕南2427.5。最冷月1月平均气温，陕北1
6、04，关中31，陕南03。冬季南北温差大，夏季南北温差小，春、秋温度升降快。 年降水量由于受地形影响，由南向北逐渐递减。春季少于秋季，春季降水量占全年的13%24%。冬季降水稀少，只占全年的1%4%。暴雨始于4月，于11月结束，主要集中在79月。 关中、陕南春季第一场320.0毫米的降水过程一般出现在4月上旬末到中旬。初夏汛雨出现在6月下旬后期到7月上旬前期，此期间，暴雨相对集中，关中、陕南地区出现洪涝灾害较多。2 华西秋雨简介2.1华西秋雨概念 华西秋雨（Autumn rain of West China），是我国西部地区秋季多雨的一种气候现象，主要出现在四川、贵州、重庆、云南、甘肃东部和南
7、部、陕西关中和陕南、湖南西部、湖北西部一带。其中尤以四川盆地和川西南山地及贵州的西部和北部最为常见。华西秋雨主要特点是雨日多，而另一个特点是以绵绵细雨为主，所以雨日虽多，但雨量却不很大，一般要比夏季少，强度也弱。当降水强度稍大时就必然会给生活生产带来诸多更大的灾难。平均来讲，降雨量一般多于春季，仅次于夏季，形成当地第二个峰值。华西秋雨一般出现在9-11月(见图1)，最早出现日期有时可从8月下旬开始，最晚在11月下旬结束；在水文上表现为显著的秋汛。 图1 2011年910月降水日数（来源：国家气候中心） 秋季降水以小雨为主，是典型的绵绵秋雨。主要是由于秋季频繁南下的冷空气与停滞在该地区的暖湿空气
8、相遇，使锋面活动加剧而产生较长时间的绵绵不断的阴雨，给生产生活带来严重的不良后果。2.2华西秋雨气候分区 另外根据白虎志、董文杰1在分析华西秋雨气候特征的基础上，设计了综合考虑秋季降水量(见图4)和降水日数(见图5)的秋雨指数，并进行了EOF（经验正交函数 ：气象学中常使用在气象要素场的分解或展开上的一种随资料组成而变化的特殊函数，它的特点是展开式收敛快，能以少数几项逼近变量场的状态）和REOF(旋转经验正交函数)分析以及对华西秋雨的主要影响因素进行了分析。结果表明：可将将华西秋雨可分为6个气候区（如图3:一区一代表站），即渭水和汉水和嘉陵江流域（陕西所在I区,IV区）、长江中游及以南地区、四
9、川盆地、澜沧江流域、青藏高原东部江河源区、青藏高原和黄土高原过度区。EOF分析出了第一模态反映了长江中上游以北地区与以南地区降水相反的形势，第二模态反映了华西降水的一致性；3 华西秋雨成因分析华西秋雨天气的形成无疑是冷暖空气相互作用的结果。每年进入8月下旬以后，华西地区5500米上空处在西北太平洋副热带高压和伊朗高压（有些年份有蒙古高压影响）之间的低气压交汇区内（见图4）。西北太平洋副热带高压西侧或西北侧的西南气流将南海和印度洋上的暖湿空气源源不断地输送到这一带地区，使这一带地区具备了比较丰沛的水汽条件。同时随着冷空气不断从青藏高原北侧东移或从我国东部地区向西部地区倒灌，冷暖空气在我国西部地区
10、频频交汇，于是便形成了绵绵不断的华西秋雨；当冷空气势力较强时，冷暖空气交汇比较激烈，降雨强度也会随之加大，同样也可造成严重的洪涝灾害。3.1 青藏高原与华西秋雨3.1.1青藏高原地表热状况对华西秋雨的影响 青藏高原热力作用对东亚大气环流和我国旱涝有重大影响，许多气象科技工作者作了长期的探索和研究 ，提出了表征高原地表热状况的若干方法，如雪盖、近地层气温、地气温差、地表净辐射以及热源强度等。根据陈忠明、刘富民等2研究表明华西秋雨与高原东部地面热源的关系要比高原西部地面热源更密切，即高原东部地面热源对华西秋雨的影响要比西部热源作用更大。对前期和同期及后期高原东部地面热源与华华西秋雨的相关性分析发现
11、，高原东部地面热源强度与同期华西秋雨降雨量呈显著的负相关：这一关系表明，当10月高原东部加热偏弱时，同期华西地区降雨偏多；相反，当10月高原东部加热偏强时，同期华西地区降雨偏少。3.1.2 青藏高原热源中心对华西秋雨的影响 另据鲍媛媛等3对2001年华西秋雨形成的主要物理机制进行的诊断和分析显示，华西一带强降水时段集中在9到10月份，阴雨日数多，降水集中。 当巴尔喀什湖地区500hPa呈准稳定的低压槽 ，其上不断有短波分裂东移，携带冷空气经高原东移，与强大的副热带高压西南侧的东南暖湿气流和来自孟加拉湾的西南暖湿气流交汇于陕西、四川盆地 、黔北、陇南一带，引起该地区的持续性降水 。诊断分析还表明
12、：9月，江淮 、江南一带多受西北太平洋副热带高压控制，盛行下沉气流，为热源低值区；而青藏高原地区对流旺盛 ，水汽凝结释放潜热 ，使其成为一个强大 的热源中心 ；华西地区正处于四川盆地以东低能量带与青藏高原高能量带之间的能量锋区。此能量锋区的存在促使从巴尔喀什湖低压槽分裂东移的短波槽在该地区发展。同时，东路冷空气的渗入进一步加大了能量锋区的强度 ，激发不稳定能量释放 ，造成了我国西部地区出现大暴雨甚至特大暴雨，形成灾害。 3.2合成环流系统的变动3.2.1陆地环流系统 根据藏高毗邻区的30个观测站35a(1961-1995a)降水资料中选取秋雨量显著偏少的6a（1972、1975、1982、19
13、85、1986和1987年）和显著偏多的6a（1964、1966、1970、1977、1981、和1991年），对其10月500hPa东亚地区（20-60N、50-150E）高度场合成分析，揭示影响华西秋雨异常的主要环流系统：利用秋雨量偏少的合成高度场减去秋雨雨量偏多的合成高度场。结果可得出影响华西秋雨的关键环流是从乌拉尔山沿东南方向延伸到长江流域的系统排列（见图5）。当这一带的环流呈现出“-、+、-”型式排列时，即乌山（图4：c）为一低压时，新疆和西北区（图4：b）为西北东南向高压脊，高原东部到长江流域（图4：a）为低压控制时，华西受西北高亚东南侧的切变低槽控制，加上西北区高压前部偏北气流对
14、冷空气的引导，致使华西秋雨量偏多。反之，当上述关键带环流为“+、-、+”排列时，即乌山为一强大高压时，新疆和西北区为西北东南向低槽，高原东部到长江流域为高压（高压偏强）控制时，华西秋雨量偏少。可见，高原东部到长江流域受不同性质系统（高压或低槽）的控制是导致华西秋雨异常的直接原因。 另外，西太平洋副热带高压、印缅槽（图4：e）、贝加尔湖低槽（图4：d）同样是影响华西秋雨的主要关键系统，当西太平洋副热带高压变强，贝加尔湖、印缅槽加深时，有利于华西地区秋季降水量明显增加；反之，则秋雨不明显。3.2.2 海洋环流系统（ENSO） 早在1990年，施能4就指出我国秋季降水与ENSO有密切关系。龚道溢等研
15、究表明，El Niflo年江南地降水偏多，北方偏少：La Nifia年情况相反。El Nifio年我国秋季降水出现南多北少分布型的频率增加近20，而La Nifla年出现南多北少型的频率减少20。在El Nifio年，西北地区秋季大部分地区降水偏少，La Nifla年则情况相反。 李莹等【5】通过2011年我国华西地区局部降水强度达、持续时间长、灾害影响严重的分析探讨，得出了形成华西秋雨异常事件的主要原因是受La Nifia事件的影响。赤道中东太平洋地区海温异常偏低在西北太平洋到我国沿海一带形成“异常气旋一反气旋对”的环流特征。这是影响华西秋季降水的关键系统。在这样的环流配置下，在中高纬度地区，贝加尔湖以东地区维持异常低槽区，极易引导冷空气持续频繁南下影响我国华西北部及其以北地区。低纬地区经孟加拉湾北上的西南气流强盛，与源自西太平洋偏强的东南气流汇合，将来自海洋的暖湿空气源源不断地向北输送，使冷暖空气续交汇于华西北部、渭水流域和汉水流域一带，从而形成较大范围的持续性降水，造成该地区连绵不断的秋雨天气，其中，源自西太平洋的偏东水汽输送异常明显，对降水异常偏多起主要作用。3.3跨欧亚最大降水月份东移与陕西省华西秋雨的形成整个天气系统的发展变化也会对各地降水量产生重大影响，中国气象局首席预报员孙军认为：我国大多数地区降水的年变化呈单峰性，一般出现在夏季，但在我国的华西地区
