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摘要：利用1951～2010年丰满流域逐日降水资料、NCEP再分析资料、吉林省探空资料，对该流域气候变暖背景下6～9月降水进行分析。结果表明：流域汛期降水量具有随着气候变暖降水量减少的特点，6～9月降水量减少38.8毫米，年降水量减少45.9毫米。气候变暖后大雨以下降雨天数减少，暴雨天数增加；还分析丰满流域出现区域暴雨次数及影响系统，气温变暖前平均每年出现1次，以气旋类和台风暴雨为主；气温变暖后暴雨平均每年出现1.5次，以气旋类和倒槽类为主。分析吉林省对流层各标准等压面温度变化，在850百帕高度以下温度是增温趋势，500百帕以上温度呈下降趋势，且有随高度增加下降趋势越明显的特征。
关键词：丰满；流域；气候变暖；降雨天数；特征
中图分类号： S425 文献标识码：A 文章编号： 1674-0432（2014）-10-59-3
多种观测事实证明，地球系统正经历一次以全球变暖为主要特征的显著气候变化过程（丁一汇，2006）。气候变暖已成为许多学者研究的对象。（秦大河，2007）指出近100年（1906～2005年）全球平均地表温度上升了0.74℃，过去50年升温率几乎是过去100年的2倍。特别是降水量从时间和空间分布上发生了明显变化，对人类的生存环境造成了重大的影响。我国是个多暴雨的国家，有关暴雨的发生机理及其预报方法研究一直是大气科学领域的重点研究课题之一，陶诗言（1980）曾经对我国暴雨做过全面和详细的分析，得出西风带环流、副热带环流和热带环流是影响我国暴雨的主要大气环流形势。东北暴雨具有北方暴雨的一般特点，即虽然暴雨次数少，但季节性突出、强度大、突发性强、局地特征明显，是该地区最主要的灾害性天气之一。1998年松嫩流域发生的超历史记录的大范围暴雨洪涝灾害和2005年在黑龙江省沙兰镇出现的强局地暴雨都造成了严重的人员伤亡并带来巨大的财产损失，从而引起国内外的广泛关注。近些年来，有关东北暴雨的研究逐渐增多，特别是在东北暴雨发生的大气环流背景和松、嫩流域发生的暴雨（孙力和安刚，2001；张庆云等，2001；Zhao and Sun , 2007）以及暴雨的中尺度分析（许秀红等，2000；寿亦萱和许建民，2007）等方面都做了很多有价值的工作。王东海等（2007）最近对东北暴雨研究进行了全面综述，他回顾了过去几十年来有关东北暴雨研究方面的进展，指出了目前亟待于解决的一些科技问题，并认为全面和系统地研究东北暴雨不仅将提高对东北洪涝灾害的认识，而且有利于加深对中国暴雨的全面理解。过去的许多学者对我国不同区域强降水、降水极值的变化趋势、雨涝变化、暴雨频数特征进行了探讨，大多数是对暴雨、强降水等特征、趋势进行分析（梁红，2012；孙力，2010，2002；董满宇，2007；廉毅，2007；李想，2005）；对气候变暖前后降雨次数、暴雨频次的差异以及造成强降水变化的成因研究较少。
丰满水库位于吉林省境内的第二松花江上游，是中国最早建成的大型水电站，最大蓄水量达到107.8亿立方米，丰满流域也是东北洪涝灾害频繁的地区，每年都有暴雨天气发生，对经济社会和人民生命财产造成威胁，本文对1951～2010 年丰满流域降雨天数、暴雨天数的变化特征，气候变暖前后该流域暴雨天数的差异等进行了分析。
1 资料与方法
图1 水文站与气象站汛期降水分布图
1.1 方法
雨量的定义。小雨：24小时降雨量在0.1～9.9毫米；中雨:24小时降雨量为10.0～24.9毫米;大雨:24小时降雨为25.0～49.9毫米；暴雨:24小时降雨量达到50.0～99.9毫米。文中统计各类降雨天数为14个站降雨天数之和。
1.2 资料
利用丰满流域的丰满站等14个水文站资料，时间序列为1951～2010年;利用同流域的蛟河气象站等5站降水资料，为保证资料的有效性，水文站资料与气象站资料（图1）从1961～2010年进行相关序列资料分析，发现气象观测站6～9月降水资料与丰满流域6～9月降水资料的相关系数达到0.92，通过0.001显著性水平，说明该流域水文站资料准确地反映流域的降水变化。根据降水的多少，将汛期定为6～9月。
1.3 趋势倾向计算
为了研究降水在长期气候变化中升降的定量程度，计算了线性趋势。b的符号表示降水等变量的趋势倾向, b的符号为正表示上升，b的符号为负表示下降。
2 气候变暖对汛期降雨的影响
廉毅（1997）指出，吉林省的平均气温呈现连续上升趋势上升幅度明显高于全国平均值，1986年后增温速率加快，1986年为气温突变年；1961～2010年吉林省年气温倾向率达到0.34℃/10年，夏季增温幅度较冬季弱，6～9月气温倾向率达到0.23℃/10年，也超过全国平均水平。丰满流域汛期降雨与气温变化呈负相关，丰满流域汛期降雨量呈下降趋势，相关系数为-0.13，显著性水平超过0.05。1951～1986年丰满流域汛期平均降雨量为541.5毫米，平均气温为19.1℃，1987～2010年平均降雨量为502.7毫米，平均气温为19.7℃。平均气温升高了0.6℃，降雨减少了38.8毫米。表1为气候变暖前后丰满流域汛期各月降雨差值，从表1中可以看到，在气温突变后，丰满流域年降雨量减少了45.9毫米，汛期降雨量减少了38.8毫米，在各月中只有7月降水略有增加外，其他各月降雨都是减少的，8月减少的最明显，达到15.3毫米。
表1 气候变暖前后丰满流域汛期各月降水差值（单位：毫米）
3 气候变暖对丰满流域汛期降雨日数的影响
3.1 气候变暖与丰满流域小雨至大雨天数的变化
表2是1951年至2010年丰满流域汛期出现大雨以下降雨各月天数，从表2中可以看到，1951～1986年丰满流域汛期各站平均小雨天数为507天，1987～2010年共计457天，两者相差50天，在各月出现小雨的天数中9月降雨天数减少的最明显，两者相差22天；1951～1986年丰满流域汛期各站平均中雨天数为158天，1987～2010年共计149天，两者相差9天，在各月中7月、9月减少的天数相同，都是4天；1951～1986年丰满流域汛期各站平均大雨天数为54天，1987～2010年共计50天，两者相差4天，在各月中7月大雨减少2天；小雨、中雨和大雨之和在气温突变前共计720天，气温突变后为657天，也就是说气温突变后，丰满流域大雨以下降雨天数减少了63天，在各月中也都是减少的，减少最多的月份是9月，减少了26天，8月份次之，减少了15天。
分析结果表明，丰满流域大雨以下量级降雨在气温发生突变后，各个量级降雨天数都是减少的，共计减少了63天，在各月中也都减少10天以上，最明显的月份是9月份，达到26天，次之是8月，减少了15天。
3.2 气候变暖与丰满流域暴雨天数的变化
图2是丰满流域1951~2010年出现暴雨天数距平图。从图2中可以看到，在1951～1986年间，暴雨距平天数负距平占58.3%，正距平占41.7%，平均每年汛期出现暴雨天数为11天，正、负距平基本在正、负10天之间波动；在1987～2010年间，暴雨距平天数正距平占54.5%，负距平占45.5%，平均每年汛期出现暴雨天数为16天，负距平波动在减小，正距平波动在加大，在1994年暴雨天数超过距平值26天，1995年超过距平值16天。暴雨天数在6～9月的各月分布情况（表2），在1951～1986年间，6月平均出现暴雨天数为1.4天，7月为4.4天，8月为4.4天，9月为0.8天，在1987～2010年间，6月出现暴雨天数为1.5天，7月为8.5天，8月为5.5天，9月为0.3天，从两个时段比较来看，7月暴雨天数增加最多达到4.1天，8月增加1.1天，只有9月暴雨天数是减少的，平均减少了0.3天。
表2 气候变暖前后丰满流域各月小雨至大雨出现天数
（单位：毫米）
图2 丰满流域汛期暴雨天数距平图
4 区域暴雨特征分析
参考郑秀雅等（1986）对东北暴雨的分类标准，考虑暴雨对丰满流域的影响，丰满流域区域暴雨划分的标准是：日降水量大于等于 50 毫米 的测站≥3站为一次区域暴雨过程。
4.1 区域暴雨的时间分布
1951～2010年丰满流域共出现区域暴雨72次，平均每年出现1.2次，6月份出现4次，7月出现35次，8月出现30次，9月出现4次。在6月、9月出现的区域暴雨，只有1次出现在气候变暖以后，在7月出现的区域暴雨中，在气候变暖前出现14次，气候变暖后出现21次，8月区域暴雨气候变暖前后出现的次数变化不大，基本上各占一半。
4.2 出现区域暴雨系统分析
通过对影响系统分析，丰满流域区域性暴雨的天气过程分为6类（表3），即气旋类、台风类、切变类、冷涡类、副高边缘类及倒槽类。在1951～1986年之间丰满流域出现区域性暴雨共有36次，平均每年出现一次，受气旋类影响出现暴雨次数共计13次（68站次），占36.1%，受台风影响出现暴雨天气9次（45站次），占25%，切变类各出现5次，占13.9%，副高边缘类（22站次）、冷涡类（19站次）出现4次，占11.1%，倒槽类只出现1次占0.03%。在1987～2010之间丰满流域出现区域性暴雨共有36次，平均每年出现1.5次，受气旋类影响出现暴雨次数最多达到16次（68站次），占44.4%，冷涡类出现6次（16站次），占16.7%，切变类出现5次（26站次），占13.9%，受台风影响出现暴雨天气次数最少只有2次。在气候变暖前后，影响丰满流域的暴雨以气旋类暴雨为主，在气候变暖前，台风暴雨占第二位，在气候变暖后，台风暴雨天气明显减少，特别是近10年没有台风影响出现区域暴雨天气。
表3 影响丰满流域主要天气系统出现次数
4.3 各对流层温度的变化与暴雨天数的变化分析
利用吉林省长春、延吉、临江三个探空站 1961～2010 夏季850～1000百帕不同等压面月平均温度，得到在夏季 地面、850 百帕温度呈上升趋势，地面气温趋势倾向值为0.16℃/10年，850百帕气温趋势倾向值为0.05 ℃／10年；700百帕温度趋势没有变化，500百帕高度以上温度略有下降，在300百帕和100百帕温度下降趋势都非常显著，分别达- 0.37℃/10年和-0.55℃/10年。表4（略）是吉林省夏季地面到100各标准等压面上气候变暖前后气温变化情况，在夏季从地面到700百帕的温度差是增加的，500百帕以上高度温度差是下降的，具有随高度越高气温下降越明显的特点，说明夏季吉林省上空大气潜在不稳定性增强，这可能是导致丰满流域夏季暴雨日数增多的直接原因。
5 结语
丰满流域汛期降水量具有随着气候变暖即气温升高降水量减少的特点，气候变暖前后汛期气温相差0.6℃，6～9月降水量减少了38.8毫米，全年降水量减少了45.9毫米，最明显的月份是8月。
丰满流域6～9月出现小雨至大雨的天数也呈减少趋势，气候变暖后大雨以下降雨天数减少了63天，小雨天数减少的最明显，减少了50天；在各月的分布是9月份减少的最明显，8月份次之；气候变暖后暴雨天数呈增加趋势，增加最明显的月份是7月，达到4天，次之是8月，增加了1.1天。
丰满流域出现区域暴雨，在1986年以前平均每年出现1次，36年共出现36次区域性暴雨，以气旋类和台风产生暴雨为主；1986年以后产生的暴雨平均每年出现1.5次，24年共出现36次暴雨，以气旋类和倒槽类为主。
分析吉林省各标准等压面温度结果发现，850百帕高度以下温度是增温趋势，500百帕以上温度是下降趋势，且有随高度增加下降趋势越明显的特征，说明夏季吉林高空潜在不稳定性增强，致使暴雨天气增多。
参考文献
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作者简介：章娜，吉林省气象服务中心，工程师，研究方向：软件工程。
关键词：丰满；流域；气候变暖；降雨天数；特征
中图分类号： S425 文献标识码：A 文章编号： 1674-0432（2014）-10-59-3
多种观测事实证明，地球系统正经历一次以全球变暖为主要特征的显著气候变化过程（丁一汇，2006）。气候变暖已成为许多学者研究的对象。（秦大河，2007）指出近100年（1906～2005年）全球平均地表温度上升了0.74℃，过去50年升温率几乎是过去100年的2倍。特别是降水量从时间和空间分布上发生了明显变化，对人类的生存环境造成了重大的影响。我国是个多暴雨的国家，有关暴雨的发生机理及其预报方法研究一直是大气科学领域的重点研究课题之一，陶诗言（1980）曾经对我国暴雨做过全面和详细的分析，得出西风带环流、副热带环流和热带环流是影响我国暴雨的主要大气环流形势。东北暴雨具有北方暴雨的一般特点，即虽然暴雨次数少，但季节性突出、强度大、突发性强、局地特征明显，是该地区最主要的灾害性天气之一。1998年松嫩流域发生的超历史记录的大范围暴雨洪涝灾害和2005年在黑龙江省沙兰镇出现的强局地暴雨都造成了严重的人员伤亡并带来巨大的财产损失，从而引起国内外的广泛关注。近些年来，有关东北暴雨的研究逐渐增多，特别是在东北暴雨发生的大气环流背景和松、嫩流域发生的暴雨（孙力和安刚，2001；张庆云等，2001；Zhao and Sun , 2007）以及暴雨的中尺度分析（许秀红等，2000；寿亦萱和许建民，2007）等方面都做了很多有价值的工作。王东海等（2007）最近对东北暴雨研究进行了全面综述，他回顾了过去几十年来有关东北暴雨研究方面的进展，指出了目前亟待于解决的一些科技问题，并认为全面和系统地研究东北暴雨不仅将提高对东北洪涝灾害的认识，而且有利于加深对中国暴雨的全面理解。过去的许多学者对我国不同区域强降水、降水极值的变化趋势、雨涝变化、暴雨频数特征进行了探讨，大多数是对暴雨、强降水等特征、趋势进行分析（梁红，2012；孙力，2010，2002；董满宇，2007；廉毅，2007；李想，2005）；对气候变暖前后降雨次数、暴雨频次的差异以及造成强降水变化的成因研究较少。
丰满水库位于吉林省境内的第二松花江上游，是中国最早建成的大型水电站，最大蓄水量达到107.8亿立方米，丰满流域也是东北洪涝灾害频繁的地区，每年都有暴雨天气发生，对经济社会和人民生命财产造成威胁，本文对1951～2010 年丰满流域降雨天数、暴雨天数的变化特征，气候变暖前后该流域暴雨天数的差异等进行了分析。
1 资料与方法
图1 水文站与气象站汛期降水分布图
1.1 方法
雨量的定义。小雨：24小时降雨量在0.1～9.9毫米；中雨:24小时降雨量为10.0～24.9毫米;大雨:24小时降雨为25.0～49.9毫米；暴雨:24小时降雨量达到50.0～99.9毫米。文中统计各类降雨天数为14个站降雨天数之和。
1.2 资料
利用丰满流域的丰满站等14个水文站资料，时间序列为1951～2010年;利用同流域的蛟河气象站等5站降水资料，为保证资料的有效性，水文站资料与气象站资料（图1）从1961～2010年进行相关序列资料分析，发现气象观测站6～9月降水资料与丰满流域6～9月降水资料的相关系数达到0.92，通过0.001显著性水平，说明该流域水文站资料准确地反映流域的降水变化。根据降水的多少，将汛期定为6～9月。
1.3 趋势倾向计算
为了研究降水在长期气候变化中升降的定量程度，计算了线性趋势。b的符号表示降水等变量的趋势倾向, b的符号为正表示上升，b的符号为负表示下降。
2 气候变暖对汛期降雨的影响
廉毅（1997）指出，吉林省的平均气温呈现连续上升趋势上升幅度明显高于全国平均值，1986年后增温速率加快，1986年为气温突变年；1961～2010年吉林省年气温倾向率达到0.34℃/10年，夏季增温幅度较冬季弱，6～9月气温倾向率达到0.23℃/10年，也超过全国平均水平。丰满流域汛期降雨与气温变化呈负相关，丰满流域汛期降雨量呈下降趋势，相关系数为-0.13，显著性水平超过0.05。1951～1986年丰满流域汛期平均降雨量为541.5毫米，平均气温为19.1℃，1987～2010年平均降雨量为502.7毫米，平均气温为19.7℃。平均气温升高了0.6℃，降雨减少了38.8毫米。表1为气候变暖前后丰满流域汛期各月降雨差值，从表1中可以看到，在气温突变后，丰满流域年降雨量减少了45.9毫米，汛期降雨量减少了38.8毫米，在各月中只有7月降水略有增加外，其他各月降雨都是减少的，8月减少的最明显，达到15.3毫米。
表1 气候变暖前后丰满流域汛期各月降水差值（单位：毫米）
3 气候变暖对丰满流域汛期降雨日数的影响
3.1 气候变暖与丰满流域小雨至大雨天数的变化
表2是1951年至2010年丰满流域汛期出现大雨以下降雨各月天数，从表2中可以看到，1951～1986年丰满流域汛期各站平均小雨天数为507天，1987～2010年共计457天，两者相差50天，在各月出现小雨的天数中9月降雨天数减少的最明显，两者相差22天；1951～1986年丰满流域汛期各站平均中雨天数为158天，1987～2010年共计149天，两者相差9天，在各月中7月、9月减少的天数相同，都是4天；1951～1986年丰满流域汛期各站平均大雨天数为54天，1987～2010年共计50天，两者相差4天，在各月中7月大雨减少2天；小雨、中雨和大雨之和在气温突变前共计720天，气温突变后为657天，也就是说气温突变后，丰满流域大雨以下降雨天数减少了63天，在各月中也都是减少的，减少最多的月份是9月，减少了26天，8月份次之，减少了15天。
分析结果表明，丰满流域大雨以下量级降雨在气温发生突变后，各个量级降雨天数都是减少的，共计减少了63天，在各月中也都减少10天以上，最明显的月份是9月份，达到26天，次之是8月，减少了15天。
3.2 气候变暖与丰满流域暴雨天数的变化
图2是丰满流域1951~2010年出现暴雨天数距平图。从图2中可以看到，在1951～1986年间，暴雨距平天数负距平占58.3%，正距平占41.7%，平均每年汛期出现暴雨天数为11天，正、负距平基本在正、负10天之间波动；在1987～2010年间，暴雨距平天数正距平占54.5%，负距平占45.5%，平均每年汛期出现暴雨天数为16天，负距平波动在减小，正距平波动在加大，在1994年暴雨天数超过距平值26天，1995年超过距平值16天。暴雨天数在6～9月的各月分布情况（表2），在1951～1986年间，6月平均出现暴雨天数为1.4天，7月为4.4天，8月为4.4天，9月为0.8天，在1987～2010年间，6月出现暴雨天数为1.5天，7月为8.5天，8月为5.5天，9月为0.3天，从两个时段比较来看，7月暴雨天数增加最多达到4.1天，8月增加1.1天，只有9月暴雨天数是减少的，平均减少了0.3天。
表2 气候变暖前后丰满流域各月小雨至大雨出现天数
（单位：毫米）
图2 丰满流域汛期暴雨天数距平图
4 区域暴雨特征分析
参考郑秀雅等（1986）对东北暴雨的分类标准，考虑暴雨对丰满流域的影响，丰满流域区域暴雨划分的标准是：日降水量大于等于 50 毫米 的测站≥3站为一次区域暴雨过程。
4.1 区域暴雨的时间分布
1951～2010年丰满流域共出现区域暴雨72次，平均每年出现1.2次，6月份出现4次，7月出现35次，8月出现30次，9月出现4次。在6月、9月出现的区域暴雨，只有1次出现在气候变暖以后，在7月出现的区域暴雨中，在气候变暖前出现14次，气候变暖后出现21次，8月区域暴雨气候变暖前后出现的次数变化不大，基本上各占一半。
4.2 出现区域暴雨系统分析
通过对影响系统分析，丰满流域区域性暴雨的天气过程分为6类（表3），即气旋类、台风类、切变类、冷涡类、副高边缘类及倒槽类。在1951～1986年之间丰满流域出现区域性暴雨共有36次，平均每年出现一次，受气旋类影响出现暴雨次数共计13次（68站次），占36.1%，受台风影响出现暴雨天气9次（45站次），占25%，切变类各出现5次，占13.9%，副高边缘类（22站次）、冷涡类（19站次）出现4次，占11.1%，倒槽类只出现1次占0.03%。在1987～2010之间丰满流域出现区域性暴雨共有36次，平均每年出现1.5次，受气旋类影响出现暴雨次数最多达到16次（68站次），占44.4%，冷涡类出现6次（16站次），占16.7%，切变类出现5次（26站次），占13.9%，受台风影响出现暴雨天气次数最少只有2次。在气候变暖前后，影响丰满流域的暴雨以气旋类暴雨为主，在气候变暖前，台风暴雨占第二位，在气候变暖后，台风暴雨天气明显减少，特别是近10年没有台风影响出现区域暴雨天气。
表3 影响丰满流域主要天气系统出现次数
4.3 各对流层温度的变化与暴雨天数的变化分析
利用吉林省长春、延吉、临江三个探空站 1961～2010 夏季850～1000百帕不同等压面月平均温度，得到在夏季 地面、850 百帕温度呈上升趋势，地面气温趋势倾向值为0.16℃/10年，850百帕气温趋势倾向值为0.05 ℃／10年；700百帕温度趋势没有变化，500百帕高度以上温度略有下降，在300百帕和100百帕温度下降趋势都非常显著，分别达- 0.37℃/10年和-0.55℃/10年。表4（略）是吉林省夏季地面到100各标准等压面上气候变暖前后气温变化情况，在夏季从地面到700百帕的温度差是增加的，500百帕以上高度温度差是下降的，具有随高度越高气温下降越明显的特点，说明夏季吉林省上空大气潜在不稳定性增强，这可能是导致丰满流域夏季暴雨日数增多的直接原因。
5 结语
丰满流域汛期降水量具有随着气候变暖即气温升高降水量减少的特点，气候变暖前后汛期气温相差0.6℃，6～9月降水量减少了38.8毫米，全年降水量减少了45.9毫米，最明显的月份是8月。
丰满流域6～9月出现小雨至大雨的天数也呈减少趋势，气候变暖后大雨以下降雨天数减少了63天，小雨天数减少的最明显，减少了50天；在各月的分布是9月份减少的最明显，8月份次之；气候变暖后暴雨天数呈增加趋势，增加最明显的月份是7月，达到4天，次之是8月，增加了1.1天。
丰满流域出现区域暴雨，在1986年以前平均每年出现1次，36年共出现36次区域性暴雨，以气旋类和台风产生暴雨为主；1986年以后产生的暴雨平均每年出现1.5次，24年共出现36次暴雨，以气旋类和倒槽类为主。
分析吉林省各标准等压面温度结果发现，850百帕高度以下温度是增温趋势，500百帕以上温度是下降趋势，且有随高度增加下降趋势越明显的特征，说明夏季吉林高空潜在不稳定性增强，致使暴雨天气增多。
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作者简介：章娜，吉林省气象服务中心，工程师，研究方向：软件工程。