覃国威，孟庆怡

1.广西壮族自治区来宾市气象局，广西来宾 546100；2.贵州省黔西南州气象局，贵州兴义 562400

对降水的研究一直是气候研究的重点，秋季降水也不例外。正所谓“一场春雨一场暖，一场秋雨一场寒”。可见，秋雨对气候变化的影响不可忽视。华西地区由于其特殊的地理位置，秋雨特征显著。当前对秋季降水的研究多从分析其时空变化特征、环流特征、与海温的关系以及与台风的联系等出发。高由禧等[1]对秋季降水的出现地区、起止日期等进行了详细研究外。除了对秋季降水年际变化特征的研究，更多的是对单独异常年份或秋雨偏多区域的研究。这方面的研究，前者年际变化的影响较小，多从当年大尺度环流的角度分析其异常的原因，如贾小龙等[2]分析了2007年我国秋季降水异常的成因，西太平洋副热带高压偏北以及印缅槽、贝加尔湖低压槽偏强，使得冷空气被阻挡在北方，造成北方多降水。

秋季是我国作物成熟和收获的季节，秋雨多寡会直接或间接地影响当年秋季作物的收成和来年的农业生产[3-4]。我国作为一个农业大国，秋季作物的收成将严重影响我国农民的生计。尽管秋季全国大部地区少雨[5-6]，但是一旦某一年的秋季降水出现了异常，不管是秋汛还是伏旱，必将严重影响农业生产，造成重大的经济损失[7-9]。因此，做好秋季气候异常分析有助于防灾减灾。本研究以2017年秋季的几次集中降水过程为例，结合其大尺度环流特征和水汽、动力条件，对2017年秋季几次异常强的降水过程进行分析。

1 资料和方法

所用降水资料为我国586个站1961—2017年逐月降水资料和2017年逐日降水资料。环流场资料为NCEP/NCAR提供的多年平均逐月再分析资料和2017年全球逐日再分析资料，水平分辨率为2.5°×2.5°，垂直方向为17层（10、200、300、500、700、100、150、200、250、300、400、500、600、700、850、925、1 000 hPa），包括高度场、风场、垂直速度和700 hPa的比湿。所用的分析方法为EOF分析等。

2 我国秋季降水的时空分布特征

我国秋季降水大致呈现出南多北少的分布特征。除了华南沿海有较大降水外，降水集中在长江流域及其以南的地区，降水的极大值中心在四川东部附近，其平均降水达到270 mm以上。秋季最明显的降水出现在华西地区，秋季降水一般集中在川东、川南东部、汉水流域和渭水流域等地区，也就是所谓的华西秋雨（图1）。

图1 1961—2017年多年平均秋季降水分布

根据1961—2017年秋季（9—11月）降水距平资料进行EOF分析，了解我国秋季降水的时空变化特征。秋季降水距平场EOF分析的前两个模态通过North检验，其中第一模态方差贡献为19.2%，第二模态方差贡献为10.8%。下文将针对前两个模态（图2）进行分析。

图2 1961—2017年秋季降水EOF分析

图2a为1961—2017年我国秋季降水EOF分析第一特征向量的分布。可以看出，除了甘肃和青海及东北小部分地区外，第一特征向量基本为正值，说明我国秋季降水具有整体一致的变化特征。第一时间系数（图2c）反映出秋季降水在1980年代初之前有年际变化的特征，之后具有年代际变化特征。在1960年代前半叶、1970年代中期和1980年代初期，以及2008年之后，时间系数多为正值，结合第一特征向量可知，在这些时段内，我国秋季降水为正距平，属于秋季多雨期；1960年代中后期到1970年代前期、1970年代后期、从1980年代后期到20世纪初，我国秋季降水偏少；2008年前后开始，我国又进入秋季多雨期。

图2b为1961—2017年 我 国 秋 季降水EOF分析第二特征向量。可知，我国秋季降水另一个模态为南北反向的分布特征：长江以南与华北西北特征向量符号相反，东北地区和长江以南是同号。这表明当长江以南秋季降水偏多时，华北和西北地区秋季降水偏少。第二时间系数（图2d）表现出很明显的年际变化特征。结合第二特征向量的分布可以看出，2017年江淮地区秋季降水为正距平。

由图2可以发现，2017年江淮地区秋季降水为正距平。而对2017年秋季降水的统计发现，江汉、江淮、黄淮南部、华北中部及青海东南部、四川西北部、重庆、广西等地降水量较常年同期偏多20%，甚至1倍，局地偏多1倍以上。

3 2017年秋季降水的特点

图3a为2017年秋季降水距平百分率，可以看出2017年秋季降水呈现出北部、中部大，南部小的特征，东北、青海、华西、江淮和新疆西南部降水偏多60%及以上，而内蒙古地区、新疆中东部、青藏高原中东部及云贵高原降水偏少，偏少最多达60%。

从秋季各月的降水距平百分率分布来看（图3b、图3d），2017年秋季降水异常偏多，主要是由9月与10月降水偏多造成。9月降水偏多区域主要集中于中国东部地区的江淮，且在东西方向呈一条明显的多雨带，该区域降水比常年同期偏多60%及以上，而内蒙古和新疆西部及华东江南地区，降水比常年偏少30%左右；10月降水偏多区域主要位于华北南部和江淮地区，其中华北南部降水相对于10月多年平均降水偏多3倍，而江淮地区2017年10月降水比常年偏多近2倍；到了11月降水距平变为南多北少的分布，江淮地区的降水减少。

图3 2017年降水距平百分率

4 2017年秋季降水的环流形势分析

4.1 2017年秋季的环流特征

从多年平均的环流形势（图略）来看，副高中心主要位于西北太平洋，9月到11月，西太平洋副热带高压逐渐南退；中高纬基本为平直的西风环流，在贝加尔湖附近是短波槽脊的活动；青藏高原附近是一支稳定存在的南支槽，它的活动将会给西南地区带来降水。综上所述，无论是整个秋季还是秋季各月，副高中心是位于海上的，而且从影响降水的系统来看，北方和长江流域基本为平直的西风环流，并没有可以造成大型降水的明显系统。

4.2 9月环流特征分析

9月北半球的亚欧大陆的中高纬整体为“两槽一脊”的环流型，副高的588线抬至长江流域，其西脊点到达我国西南地区的90°E附近。长江以南的福建大部、江西大部、湖南南部和广东北部为正距平中心，说明2017年9月份的副高异常偏强。而贝加尔湖西北侧为负距平中心，且中心距平值为-6 dagpm，即贝加尔湖西北部的槽与常年同期相比异常深厚，这将有利于冷空气的堆积。结合槽底部平直的西风气流，在其上不断有小槽的活动，冷空气不断南下，随着副高西北侧的西南气流将孟加拉湾和南海的暖湿空气源源不断地输送到西南、江汉和江淮流域，与冷空气交汇，形成降水。

4.3 10月环流特征分析

10月500 hPa中高纬地区以纬向环流为主，副高异常偏西、偏强，其西侧脊点位于100°E附近，588特征线在长江以南地区。我国华南大部分地区处在副高南侧的下沉气流下，降水比常年明显偏少；而处于副高北侧的黄淮、江淮、江汉地区上升运动强烈，降水比常年偏多。通过对比其他月份的500 hPa平均高度场发现，10月的平均高度场与2017年秋季的最为接近：副高异常偏强，贝加尔湖底部没有大的槽脊发展，只有不断的短波槽移动。

综上所述，从一个侧面的角度可以说明2017年秋季降水异常偏多主要由10月份的降水异常偏多引起，或者说10月的降水异常对秋季降水异常偏多贡献最大。

4.4 11月环流特征分析

11月500 hPa高度距平分布与常年同期相比，具有以下特点：东亚大槽偏强，副高偏西、偏强。中高纬的位势高度整体上呈西高东低的分布，东亚大槽异常偏强，从东西伯利亚一直到日本岛最南端都是东亚大槽控制的范围；西部乌拉尔山地区是一个高压脊。在中纬度地区，以平直的西风环流为主，经向性不大，这导致了北方冷空气以向东输送为主，不利于冷空气的南下。副高588特征线并未抬至我国大陆地区，但是其西端却到达了海南以西，105°E附近，异常偏西。在11月500 hPa高度距平上我国黄河以北地区都是负的距平值，而东亚地区则是负的距平中心，距平中心值为6个十位势高度，与11月东亚大槽异常偏强相对应。黄河以南的区域虽然是一个正的距平区，但是从距平的大小来看，与常年同期相差并不明显，副高也没有明显北抬的迹象。

综上分析，11月冷空气被阻挡在北方，而副高的环流形势又抑制了孟加拉湾向我国水汽的输送，导致2017年11月南方干热、北方低温的天气。缺少了水汽的输送和冷空气南下的影响，江淮地区的降水相比于9月和10月就显得十分稀少，平均累计降水在200 mm以下，只在中旬出现了一次较大的降水。

5 结论与讨论

（1）我国秋季降水具有全国一致变化和以长江为界的南北反相变化2种主要模态，具有明显的年际变化特征，2000年中期后，我国秋季降水有增多的趋势。

（2）2017年秋季降水偏多，江淮地区为降水偏多集中区，主要由9和10月降水异常偏多造成。

（3）2017年秋季的副高异常偏西、偏北，而贝加尔湖低槽比往年偏深，导致冷暖气流在江淮地区交汇，造成降水偏多。

（4）9和10月江淮地区受副高和低空低涡、切变线的影响，出现几次强降水，造成9和10月的降水异常偏多；11月由于中高纬西风环流强大，冷空气只能向东输送，加上副高对水汽输送的抑制，造成11月上旬北方低温、南方干热。