晏紅明 李清泉 孫丞虎 袁媛 李多

1云南省氣候中心，昆明650034

2國(guó)家氣候中心，北京100081

1 引言

雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的監(jiān)測(cè)是氣象服務(wù)的重要內(nèi)容，對(duì)于農(nóng)作物栽種安排和政府決策等均有十分重要的實(shí)際意義。但由于東亞區(qū)域地形及大氣環(huán)流系統(tǒng)影響的復(fù)雜性，不同區(qū)域的降水在空間分布和時(shí)間變化上的差異都十分明顯（王遵婭等，2004；王英等，2006；Li et al., 2002），例如西南雨季、江南春雨、華南前汛期、梅雨、華北雨季、華西秋雨等天氣氣候現(xiàn)象都表明了中國(guó)不同區(qū)域降水變化的獨(dú)特性和復(fù)雜性。因此，怎樣來(lái)確定不同地區(qū)特殊的天氣氣候現(xiàn)象起訖日期一直是氣象服務(wù)和氣象研究關(guān)注的重點(diǎn)。目前比較多的工作主要集中在華南前汛期及梅雨的開(kāi)始和結(jié)束日期標(biāo)準(zhǔn)的討論（鄭彬等，2006；丁一匯等，2007；強(qiáng)學(xué)民和楊修群，2008；梁萍等，2010），而對(duì)其他區(qū)域雨季起訖日期定義標(biāo)準(zhǔn)的研究還比較少。

降水量變化是表征干濕季節(jié)最直接和最重要的指標(biāo)，目前有關(guān)汛期劃分標(biāo)準(zhǔn)的大部分工作也主要根據(jù)降水量的變化來(lái)確定。林之光（1985）以旬降水量超過(guò)全年降水量的 3%來(lái)定義雨季開(kāi)始日期；張家誠(chéng)（1991）以旬雨量與年平均雨量相比的百分率在4% 以上為進(jìn)人雨季的標(biāo)準(zhǔn)；郭其蘊(yùn)和王繼琴（1981）以候雨量大于25 mm作為華南雨季開(kāi)始期標(biāo)準(zhǔn)。另外，覃武等（1994）從區(qū)域角度定義了華南前汛期標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定從4月1候起華南地區(qū)10個(gè)站中有7站以上候雨量≥25 mm或10站候總雨量≥350 mm，且同時(shí)有5站以上候雨量≥25 mm，則取該候?yàn)榇ǖ挠昙鹃_(kāi)始候，然后考察緊接該候之后連續(xù)4候平均降水的情況，當(dāng)后面4候的平均候總雨量≥30 mm時(shí)，即把待定雨季開(kāi)始候作為當(dāng)年華南前汛期雨季開(kāi)始候。另外，由于華南前汛期、梅雨和華北雨季的起訖日期與西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)性進(jìn)退密切聯(lián)系，一些研究在確定雨季起訖日期時(shí)還參考了西太平洋副熱帶高壓脊線位置的變化。梁萍等（2010）通過(guò)連續(xù)滑動(dòng)候雨日覆蓋率與西太平洋副熱帶高壓的位置來(lái)確定梅雨開(kāi)始日期。以上標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)華南前汛期和梅雨，在目前的有關(guān)業(yè)務(wù)中起到了很好的作用。

中國(guó)西南地區(qū)位于青藏高原向東延伸的部分，具有緯度偏低、地形復(fù)雜、季風(fēng)氣候顯著等特點(diǎn)，是西南夏季風(fēng)輸送水汽進(jìn)入我國(guó)影響夏季降水的門戶區(qū)域。因此，西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的確定不僅對(duì)西南地區(qū)的氣象服務(wù)工作，對(duì)我國(guó)大范圍汛期降水的短期氣候預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)都具有十分重要的意義。而有關(guān)西南地區(qū)的雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的確定，目前還沒(méi)有規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的研究也比較少，西南區(qū)域內(nèi)各個(gè)省的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。另外，西南地區(qū)的雨季與華南前汛期降水、梅雨和華北雨季等不同，華南前汛期開(kāi)始于南海季風(fēng)爆發(fā)之前，并非完全屬于季風(fēng)降水（池艷珍等，2005；鄭彬等，2006），而梅雨及華北雨季與西太平洋副熱帶高壓的向北推進(jìn)和撤退密切聯(lián)系，與東亞副熱帶季風(fēng)的變化有關(guān)，屬于季風(fēng)降水（吳志偉等，2006）。西南地區(qū)受季風(fēng)影響顯著，有明顯的干濕季節(jié)之分，一般5～10月為濕季，該時(shí)段內(nèi)降水集中，大部分地區(qū)的雨量占年降水總量的85%以上，汛期降水主要受西南季風(fēng)和東亞季風(fēng)的交替影響，大部分地區(qū)的降水屬于季風(fēng)降水（程建剛等，2009）。但由于西南地區(qū)的雨季與西太平洋副熱帶高壓等大尺度系統(tǒng)的季節(jié)性變化關(guān)系不密切，且西南大部地區(qū)一年四季基本受西南風(fēng)控制，風(fēng)向的季節(jié)性變化特征不明顯。如果類似于梅雨和華北雨季，參考西太平洋副熱帶高壓等大尺度環(huán)流系統(tǒng)的季節(jié)演變特征來(lái)確定雨季開(kāi)始和結(jié)束日期就顯得比較困難。另外，由于西南地區(qū)的地形比較復(fù)雜，降水變化的區(qū)域差異明顯，西南季風(fēng)的建立并不一定會(huì)同時(shí)帶來(lái)西南區(qū)域大范圍的強(qiáng)降水，導(dǎo)致西南地區(qū)雨季開(kāi)始。根據(jù)目前云南省氣象局業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，一些研究表明云南雨季開(kāi)始日期最早可出現(xiàn)于4月下旬，最晚可到6月底，早晚相差可達(dá)兩個(gè)月（劉瑜，2000）。因此，怎樣合理地確定西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束的劃分標(biāo)準(zhǔn)是值得進(jìn)一步探討的問(wèn)題。

雨季開(kāi)始和結(jié)束與大氣環(huán)流的季節(jié)轉(zhuǎn)換相聯(lián)系，因此用候作為劃定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間單位最為合適（強(qiáng)學(xué)民等，2008）。本文利用1961～2011年西南地區(qū) 92個(gè)站逐日降水觀測(cè)資料，1961～2010年NCEP/NCAR逐日高低層大氣環(huán)流資料。在分析不同時(shí)間尺度西南地區(qū)降水變化特征和季節(jié)轉(zhuǎn)換期高低層大氣環(huán)流變化特征的基礎(chǔ)上，從區(qū)域角度出發(fā)，以候作為時(shí)間單位提出西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束日期劃分標(biāo)準(zhǔn)的思路、方法和指標(biāo)，然后通過(guò)對(duì)多年雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的對(duì)比試驗(yàn)分析進(jìn)一步考察所確定標(biāo)準(zhǔn)的合理性。

希望本文所提出的西南區(qū)域雨季起訖日期指標(biāo)能對(duì)西南區(qū)域汛期的氣候預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)，以及氣象服務(wù)工作起到一定的參考作用，同時(shí)也有助于西南區(qū)域內(nèi)不同省、市各自雨季標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善和統(tǒng)一。本文所提到的多年平均均指 1981～2010年的 30年氣候平均，候雨量是指一個(gè)候的累積降水量。

2 西南區(qū)域站點(diǎn)的選擇

西南是指中國(guó)南部偏西的地區(qū)，本文根據(jù)行政區(qū)劃選取的西南區(qū)域包括四川、貴州、云南和重慶三省一市，其范圍大致介于 21°N～35°N 和97°E～110°E之間。西南區(qū)域境內(nèi)地形復(fù)雜，地勢(shì)起伏較大，北回歸線穿過(guò)云南南部，氣候類型多種多樣。根據(jù)目前所具有資料的完整性和連續(xù)性，本文在中國(guó)743站觀測(cè)資料中選取西南區(qū)域92個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)，所選取的站點(diǎn)分布如圖1所示。站點(diǎn)的地理分布比較均勻，基本可以代表西南不同區(qū)域的降水變化。圖中實(shí)線框包圍的區(qū)域?yàn)檫x取的西南區(qū)域，即區(qū)域 1（25°N～34°N，97°E～110°E）和區(qū)域 2（21°N～25°N，97°E～106°E）。

3 西南地區(qū)降水的分布和演變特征

在確定西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期之前，有必要首先分析季節(jié)轉(zhuǎn)換期間西南地區(qū)降水的變化和分布特征。以下主要分析 1981～2010年多年氣候平均的季節(jié)、月、候等不同時(shí)間尺度降水的分布和變化特征。

圖1 中國(guó)西南區(qū)域的站點(diǎn)分布Fig.1 Location of stations in Southwest China

3.1 降水分布特征

圖2分別為冬季風(fēng)向夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間4～6月西南地區(qū)逐月降水的氣候分布，可以看到西南地區(qū)降水變化的區(qū)域差異比較明顯。4月云南西北邊緣地區(qū)和貴州東部月降水偏多比較突出，超過(guò) 100 mm，而西南其他大部分地區(qū)的降水比較小，特別是川滇之間僅有不足20 mm的降水；5月月降水超過(guò)100 mm的范圍擴(kuò)大，主要集中在貴州、重慶、四川東部、云南南部和西部邊緣地區(qū)，而四川西部和南部、云南北部的降水仍然較小；6月西南區(qū)域降水明顯加強(qiáng)，除云南西北少部分地區(qū)外，其他地區(qū)的月降水量均超過(guò)100 mm，其中貴州東部和南部、云南南部的降水超過(guò)200 mm。4～6月總降水量最大值區(qū)位于貴州南部和云南南部，超過(guò)500 mm。

從 4～6月西南地區(qū)月降水量的變化來(lái)看，降水量的增加首先出現(xiàn)在貴州東部，然后逐漸向西擴(kuò)展，這一特征在一定程度上可能反映了西南地區(qū)雨季開(kāi)始逐漸向西推進(jìn)的過(guò)程，表明西南地區(qū)的雨季有可能首先從東部開(kāi)始，然后逐漸向西部地區(qū)推進(jìn)。但我們也看到，降水量首先增加的區(qū)域除了貴州東部外，云南西北邊緣地區(qū)的降水在4月份也出現(xiàn)了明顯增加，而這一區(qū)域降水變化的局地性比較明顯，從4月至6月，云南西北部地區(qū)降水較大的區(qū)域僅局限在同一范圍，降水受地形的影響比較明顯。

9～11月是夏季風(fēng)向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵期，從整體來(lái)看西南地區(qū)降水首先明顯減少（低于 100 mm）的區(qū)域出現(xiàn)在貴州中東部和云南東南部（圖3a），然后逐漸向西擴(kuò)展，10月除重慶東部、貴州東北部和云南西南部的月降水量仍然超過(guò) 100 mm外，其余地區(qū)的降水已明顯減弱（圖3b），11月西南全區(qū)域降水明顯減少至低于100 mm，其中四川西部和云南西北部的降水不足20 mm（圖3c）。值得注意的是，盡管貴州東部是降水最早開(kāi)始減弱的地區(qū)，而之后的 10～11月該區(qū)域的降水與其他地區(qū)相比并不少，9～11月總降水量分布也反映了貴州東部是9～11月降水相對(duì)較多的區(qū)域，總降水量超過(guò)200 mm（圖3d）。

盡管西南地區(qū)不同區(qū)域降水變化的季節(jié)差異比較大，但季節(jié)轉(zhuǎn)換期間全區(qū)域降水變化的一致性特征卻比較明顯。圖4分別為1961～2011年4～6月和9～11月候降水的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)（EOF）展開(kāi)第一模態(tài)（EOF1），可以看到占方差貢獻(xiàn)在25%以上的第一模態(tài)均反映了西南全區(qū)域降水一致的變化特征，其中第一模態(tài)方差貢獻(xiàn)的大值區(qū)主要位于四川南部至云南區(qū)域。EOF1表明了從區(qū)域角度來(lái)研究西南地區(qū)雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的劃分標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上是合理的。

圖2 （a）4月、（b）5月、（c）6月和（d）4～6月多年氣候平均降水分布（單位：mm）Fig.2 Distributions of climate mean precipitations in (a) April, (b) May, (c) June, and (d) April–June respectively (unit: mm)

3.2 候雨量演變特征

劃分雨季起止日期時(shí)，首先需要對(duì)雨季開(kāi)始或結(jié)束的雨量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和界定。在目前有關(guān)雨季開(kāi)始期標(biāo)準(zhǔn)中多用日雨量和候雨量的變化來(lái)定義（強(qiáng)學(xué)民和楊修群，2008；梁萍等，2010）。根據(jù)強(qiáng)學(xué)民等（2008）的分析，候雨量在很大程度上可以反映降水變化的季節(jié)特征，用候作為劃定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間單位最為合適。而由于西南區(qū)域明顯的干濕季節(jié)特征，在確定劃分標(biāo)準(zhǔn)之前，我們有必要首先對(duì)全年72候平均候雨量和濕季5～10月36候平均候雨量的變化進(jìn)行比較，來(lái)確定能夠較好地衡量雨季開(kāi)始和結(jié)束的雨量劃分標(biāo)準(zhǔn)。圖 5a給出西南區(qū)域92個(gè)站平均之后的多年平均逐候降水量變化?？梢钥吹?1～3月上旬和 12月候雨量變化的波動(dòng)較小，穩(wěn)定低于 5 mm；3月中旬之后候雨量逐漸增加，于5月2候（26候，指在全年72候中按順序所在的候數(shù)，下同）穩(wěn)定超過(guò) 72候平均候雨量（14.9 mm，以下簡(jiǎn)稱），并在5月4候（28候）出現(xiàn)了近8 mm的躍升，候雨量突然從5月3候（27候）的17 mm躍升至5月4候（28候）的25 mm，然后穩(wěn)定維持超過(guò)；10月3候（57候）之后的候雨量下降至穩(wěn)定低于。相對(duì)于5～10月36候平均候雨量（23.9毫米，以下簡(jiǎn)稱）而言，季節(jié)轉(zhuǎn)換期間候雨量變化的波動(dòng)較大，5月 4候～6月1候（28～31候），候雨量圍繞上下波動(dòng)，直到6月2候（32候）之后才穩(wěn)定超過(guò)R36；同樣，9月2～5候（50～53候）候雨量圍繞的波動(dòng)也比較明顯，直到9月5候（53候）之后才穩(wěn)定低于R36。

圖3 （a）9月、（b）10月、（c）11月和（d）9～11月多年氣候平均降水分布（單位：mm）Fig.3 Same as Fig.2, but for (a) September, (b) October, (c) November, and (d) September–November

圖4 1961～2011年（a）4～6月和（b）9～11月候雨量EOF第一模態(tài)分布Fig.4 The first EOF modes of pentad precipitations during (a) April–June and (b) September–November in Southwest China for 1961–2011

定義一個(gè)區(qū)域的雨季開(kāi)始和結(jié)束日期，除了考慮降水強(qiáng)度的變化，在很大程度上還要考慮降水范圍的大小。圖5b、c分別給出西南區(qū)域92個(gè)站單站降水分別超過(guò)和的站點(diǎn)數(shù)占西南區(qū)域總站數(shù)的百分比。由圖5b可見(jiàn)，以為標(biāo)準(zhǔn)，百分比穩(wěn)定超過(guò)（低于）50%的時(shí)間出現(xiàn)在5月3候（10月 3候），即 27候（57候），其時(shí)間變化與圖 5a中候雨量穩(wěn)定超過(guò)或低于的日期比較一致。而就標(biāo)準(zhǔn)而言，百分比穩(wěn)定超過(guò)（低于）50%的時(shí)間出現(xiàn)在 6月 2候（9月 1候），即32候（49候）。與圖 5a中候雨量穩(wěn)定超過(guò)或低于的時(shí)間相比，開(kāi)始時(shí)間比較一致，而結(jié)束時(shí)間卻提前了 4個(gè)候。

圖5 西南區(qū)域多年平均（a）候雨量及西南地區(qū)單站候雨量分別超過(guò)（b）的站點(diǎn)數(shù)占總站數(shù)的百分比Fig.5 (a) Variation of climatology pentad rainfall in Southwest China; percentages of stations of pentad rainfall exceeding (b)和（c）to total stations in Southwest Chinaand (c)

綜合以上分析，無(wú)論從降水變化的強(qiáng)度還是范圍來(lái)看，初步以為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)界定西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的雨量標(biāo)準(zhǔn)是比較合理的。

由于以上分析的候雨量經(jīng)過(guò)了區(qū)域平均之后再做 30年平均，多次平均之后的結(jié)果實(shí)際上平滑了降水變化的區(qū)域差異和年際波動(dòng)的很多信息。從圖5a中候雨量的變化就可以看出，候雨量在5月2候（26候）超過(guò)之后的整個(gè)汛期期間一直穩(wěn)定地大于，至10月3候（57候）下降至低于之后也比較穩(wěn)定, 季節(jié)轉(zhuǎn)換期間候雨量圍繞的波動(dòng)是比較小的。而實(shí)際業(yè)務(wù)中我們發(fā)現(xiàn)，某一年西南區(qū)域候雨量圍繞的上下波動(dòng)是相當(dāng)明顯的。因此，在確定逐年雨季開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間的劃分標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，候雨量超過(guò)和低于的持續(xù)時(shí)間是必須考慮的重要方面。

圖6 1981～2010年候雨量EOF分析（a）第一模態(tài)及（b）相應(yīng)的多年平均候時(shí)間系數(shù)的變化Fig.6 (a) The first EOF mode of pentad rainfall for 1981–2010 and (b) the corresponding pentad time series

4 季節(jié)轉(zhuǎn)換期間高低層大氣環(huán)流及低層水汽的演變特征

另外，根據(jù)章基嘉等（1982）的方法，EOF分析的多年平均候時(shí)間系數(shù)變化可以在很大程度上反映季節(jié)變化特征。圖 6進(jìn)一步給出 1981～2010年逐年1～12月逐候（共2160候）的西南區(qū)域雨量 EOF第一模態(tài)分布及相應(yīng)多年平均候時(shí)間系數(shù)的變化?？梢钥吹秸伎偡讲钬暙I(xiàn)35%的EOF1同樣反映了全區(qū)一致的變化特征，相應(yīng) 1981～2010年多年平均候時(shí)間系數(shù)的變化與圖 5a給出的西南區(qū)域多年平均候雨量的變化幾乎是一致的。候時(shí)間系數(shù)于5月2候（26候）之后穩(wěn)定大于0，并于10月3候（57候）之后穩(wěn)定小于0，候時(shí)間系數(shù)所表現(xiàn)的季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)間與候雨量穩(wěn)定超過(guò)和低于的時(shí)間非常一致。因此，年候雨量EOF第一模態(tài)分布及相應(yīng)多年平均候時(shí)間系數(shù)的變化進(jìn)一步表明了西南區(qū)域降水變化的一致性特征及季節(jié)轉(zhuǎn)換特征，同時(shí)也進(jìn)一步表明了以作為界定西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期雨量標(biāo)準(zhǔn)的合理性。

通過(guò)以上對(duì)多年平均降水的空間分布及時(shí)間變化特征的分析，我們可以將作為雨量標(biāo)準(zhǔn)，以西南區(qū)域候雨量穩(wěn)定大于或小于的時(shí)間，并結(jié)合降水范圍的大小，來(lái)初步定義西南區(qū)域多年平均雨季的起止日期。綜合以上分析，我們可以初步將西南區(qū)域多年平均雨季開(kāi)始日期定義為5月3候（27候），結(jié)束日期定義為10月3候（57候）。

西南地處亞洲季風(fēng)區(qū)，汛期降水的變化與大范圍大氣環(huán)流的季節(jié)性調(diào)整密切聯(lián)系（楊輝等，2012）。本節(jié)我們通過(guò)分析1981～2010年多年平均高低層大氣環(huán)流在季節(jié)轉(zhuǎn)換期間變化的特征來(lái)進(jìn)一步考察以上初步確定的西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間的合理性。

4.1 亞洲季風(fēng)活動(dòng)特征

低層850 hPa風(fēng)系的季節(jié)性變化在很大程度上反映了冬夏季風(fēng)的轉(zhuǎn)換特征。分析冬季風(fēng)向夏季風(fēng)季節(jié)轉(zhuǎn)換期4～6月逐候850 hPa風(fēng)場(chǎng)的變化（圖略），發(fā)現(xiàn) 4月 1～4候（19～22候），0°～15°N 之間維持一條明顯的東風(fēng)帶，西南中西部地區(qū)為西風(fēng)帶沿青藏高原南側(cè)繞流的西風(fēng)氣流控制，東部為西太平洋副熱帶高壓西北側(cè)的西南氣流控制；4月 5候（23候），東風(fēng)帶首先在95°E附近斷裂，出現(xiàn)較弱的來(lái)自南半球的西南越赤道氣流；4月6候（24候）通過(guò)此通道的越赤道氣流逐漸加強(qiáng)，氣流經(jīng)中南半島，并與西太平洋西北側(cè)的西南氣流合并，影響我國(guó)西南的東南部和華南大部，而此時(shí)索馬里地區(qū)由南向北的越赤道氣流還沒(méi)建立。5月1候（25候），90°E～100°E附近的越赤道氣流明顯加強(qiáng)，索馬里自南向北的越赤道氣流建立。圖 7中區(qū)域（5°N～10°N，90°E～100°E）多年氣候平均逐候850 hPa緯向風(fēng)的變化顯著表明了該季節(jié)轉(zhuǎn)換期間95°E赤道附近西南氣流建立的突變特征，4月4候（22候）至5候（23候），95°E赤道附近緯向東風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫曄蛭黠L(fēng)，之后緯向西風(fēng)穩(wěn)定維持并加強(qiáng)至6月底達(dá)到次高值，8月初達(dá)到最高值。另外，從逐候850 hPa風(fēng)場(chǎng)（圖略）的變化來(lái)看，5月中下旬，印度洋至南亞地區(qū)的低層風(fēng)場(chǎng)仍處于調(diào)整階段，伴隨索馬里越赤道氣流的逐漸加強(qiáng)，青藏高原南側(cè)的西風(fēng)帶氣流逐漸向北移動(dòng)，索馬里越赤道氣流在北印度洋轉(zhuǎn)向?yàn)槲髂蠚饬骱笾饾u取代青藏高原南側(cè)繞流的西風(fēng)帶氣流，此時(shí)，阿拉伯?！《劝雿u—孟加拉灣—中南半島，以及西南和華南的大部分地區(qū)均為來(lái)自南半球在阿拉伯海轉(zhuǎn)向的西南季風(fēng)控制。6月，亞洲地區(qū)的低層風(fēng)系已表現(xiàn)為明顯的夏季環(huán)流特征。

圖7 區(qū)域 1（5°N～10°N，90°E～100°E，空心圓圈）和區(qū)域 2（10°N～25°N，85°E～95°E，實(shí)心圓圈）多年氣候平均逐候 850 hPa 緯向風(fēng)變化Fig.7 Variations of climatology pentad zonal wind at 850 hPa in area 1 (5°N–10°N，90°E–100°E) and area 2 (10°N–25°N，85°E–95°E)

圖8a和圖8b分別為以27候?yàn)榻缃M合的雨季開(kāi)始前后850 hPa多年氣候平均風(fēng)場(chǎng)，表明了西南雨季開(kāi)始前后低層風(fēng)場(chǎng)明顯不同的變化特征，雨季開(kāi)始前印度洋低緯度10°N附近主要為東風(fēng)氣流，西南地區(qū)為來(lái)自高原南側(cè)的西風(fēng)氣流控制，華南為西太平洋副熱帶高壓西北側(cè)的西南氣流（圖 8a），而雨季開(kāi)始后北印度洋至中國(guó)西南和華南地區(qū)均為來(lái)自南半球在索馬里附近轉(zhuǎn)向后的西南氣流控制（圖8b）。

對(duì)比 4～6月西南地區(qū)的降水變化，發(fā)現(xiàn)熱帶地區(qū)的季風(fēng)演變與降水的季節(jié)性變化有很好的一致性。來(lái)自南半球的西南越赤道氣流首先于4月下旬出現(xiàn)在 95°E附近，氣流越過(guò)赤道后與西太平洋副熱帶高壓西北側(cè)的西南氣流合并，導(dǎo)致貴州東部的降水于4月首先增加，隨著西南氣流的向西推進(jìn)以及索馬里越赤道氣流的出現(xiàn)（5月1候，25候），西南雨季于5月3候（27候）開(kāi)始。過(guò)去有關(guān)季風(fēng)季節(jié)進(jìn)程的研究表明，亞洲夏季風(fēng)首先于5月4候（28候）在南海北部地區(qū)爆發(fā)，然后逐漸向北伸展到中國(guó)大陸及日本以南的太平洋地區(qū)，向西北伸展至孟加拉灣和印度，印度季風(fēng)于6月上旬爆發(fā)（Tao and Chen, 1987）。而隨著觀測(cè)資料逐漸增多，近幾年的很多研究發(fā)現(xiàn)亞洲夏季風(fēng)最早于5月初在孟加拉灣東岸建立（Lau and Yang, 1997；梁建茵和吳尚森，2000）。對(duì)比有關(guān)季風(fēng)季節(jié)進(jìn)程的研究結(jié)果與本文得到的西南雨季爆發(fā)平均日期在5月3候（27候）的結(jié)論，孟加拉灣夏季風(fēng)爆發(fā)于西南雨季開(kāi)始之前，而南海季風(fēng)爆發(fā)于西南雨季開(kāi)始之后，因此，西南雨季的變化有可能更主要地受到孟加拉灣季風(fēng)的影響。

從9～11月夏季風(fēng)向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間850 hPa逐候風(fēng)場(chǎng)（圖略）的變化，可以看到夏季風(fēng)的結(jié)束主要是以東亞?wèn)|部地區(qū)的偏東氣流逐漸向西推進(jìn)取代東南亞地區(qū)的西風(fēng)氣流而告結(jié)束。9月初，在西南地區(qū)以100°E為分界，以東為偏東氣流，以西為西南氣流，之后偏東氣流逐漸向西推進(jìn)越過(guò)100°E。相應(yīng)此時(shí)，在阿拉伯海和印度半島北部地區(qū)的偏西氣流也逐漸轉(zhuǎn)向?yàn)闁|北氣流，導(dǎo)致東南亞地區(qū)西南氣流的通道越來(lái)越狹窄。10月2候（56候）僅在孟加拉灣有范圍較小的西南氣流，10月3候（57候）隨著偏東氣流的逐漸向西擴(kuò)展，東風(fēng)氣流完全取代了孟加拉灣地區(qū)的西南氣流，10°N～25°N 范圍內(nèi)的東風(fēng)帶重新建立。東風(fēng)帶的建立標(biāo)志著西南季風(fēng)水汽輸送的結(jié)束。圖7中區(qū)域（10°N～25°N，85°E～95°E）多年氣候平均逐候850 hPa緯向風(fēng)變化表明了9～11月季節(jié)轉(zhuǎn)換期間10°N～25°N東風(fēng)氣流完全取代西風(fēng)氣流的突變特征，10月3候（57候），孟加拉灣附近的西風(fēng)轉(zhuǎn)為東風(fēng)，之后在 11～12月該區(qū)域的東風(fēng)氣流最明顯。另外，進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)東亞地區(qū)東風(fēng)氣流的向西推進(jìn)是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程，并且與西太平洋副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流及亞洲大陸高壓前部偏東氣流的變化相聯(lián)系，8月初在氣候平均場(chǎng)上東亞?wèn)|部110°E附近即已經(jīng)出現(xiàn)東風(fēng)氣流，并逐漸向西推進(jìn)，9月初向西推進(jìn)至100°E附近（圖略）。

圖8 分別為（a）19～26候、（b）28～36候、（c）49～56候和（d）58～66候的850 hPa多年氣候平均風(fēng)場(chǎng)（單位: m/s）Fig.8 Climatology wind fields at 850 hPa during pentads (a) 19–26, (b) 28–36, (c) 48–56, and (d) 58–66 (unit: m/s)

對(duì)比圖3，發(fā)現(xiàn)9～11月西南地區(qū)的降水分布與該轉(zhuǎn)換季節(jié)期間東亞地區(qū)偏東氣流的向西推進(jìn)有密切聯(lián)系。隨著東亞?wèn)|部東風(fēng)氣流的向西推進(jìn)，西南氣流給西南地區(qū)帶來(lái)的水汽輸送由東至西逐漸減弱，相應(yīng)在降水分布場(chǎng)上表現(xiàn)為貴州東部的降水首先減弱，然后降水偏少的區(qū)域逐漸向西擴(kuò)展，西南中西部地區(qū)的降水也隨之逐漸減弱。分析逐候風(fēng)場(chǎng)的變化（圖略）發(fā)現(xiàn)10月3候（57候）10°N～25°N 的東風(fēng)氣流完全取代了西風(fēng)氣流，該范圍內(nèi)完整的東風(fēng)帶建立，西南地區(qū)完全轉(zhuǎn)為東風(fēng)氣流控制。東風(fēng)帶強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)，并逐漸向南擴(kuò)展，11月底熱帶印度洋至西太平洋地區(qū)的東風(fēng)帶向南移動(dòng)至5°N～20°N，冬季型環(huán)流形勢(shì)完全建立。圖8c和圖8d分別為以57候?yàn)榻缃M合的雨季結(jié)束前后850 hPa多年氣候平均風(fēng)場(chǎng)，雨季結(jié)束之前的一段時(shí)間，影響孟加拉灣-西南西部的西南氣流比較明顯，但也可以看到西南地區(qū)東部已轉(zhuǎn)為由東向西逐漸推進(jìn)的東風(fēng)氣流控制（圖 8c），該區(qū)域的流場(chǎng)變化與雨季開(kāi)始之后的一段時(shí)間的風(fēng)場(chǎng)（圖8b）是明顯不同的，雨季結(jié)束之后阿拉伯?！霞永瓰?0°N～25°N 范圍，以及中國(guó)的西南、華南地區(qū)均為明顯的東風(fēng)氣流控制（圖8d）。

4.2 南亞高壓的季節(jié)變化

南亞高壓是亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的重要成員，其季節(jié)變化與亞洲季風(fēng)活動(dòng)密切相關(guān)。分析冬季風(fēng)向夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間4～6月多年氣候平均逐候100 hPa流場(chǎng)的變化（圖略），同樣發(fā)現(xiàn) 4月 4～5候（22～23候），南亞高壓的突變特征比較明顯，突然從赤道西太平洋160°E西移至中南半島100°E附近，突變時(shí)間與低層850 hPa風(fēng)在95°E附近越赤道氣流出現(xiàn)的時(shí)間比較一致。5月南亞高壓逐漸向西北方向移動(dòng)，6月上旬南亞高壓向西北移動(dòng)到青藏高原上空，其中心大致位于（30°N，90°E）附近，夏季環(huán)流形勢(shì)完全建立。分析夏季風(fēng)向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間 9～11月多年平均逐候100 hPa流場(chǎng)的變化（圖略），9月1候（49候）之后南亞高壓逐漸東移，10月3候（57候）南亞高壓中心位置發(fā)生明顯突變，中心位置突然從（20°N，90°E）附近東移至（20°N，115°E），并于緊接的10月4候（58候）快速東移至（23°N，150°E）附近，之后南亞高壓中心位置在同經(jīng)度上逐漸南移，11月底南亞高壓中心南移至（15°N，150°E）附近。

圖9為以雨季開(kāi)始期5月3候（27候）和結(jié)束期10月3候（57候）分別組合的雨季開(kāi)始前后和結(jié)束前后 100 hPa流場(chǎng)，可以明顯看到雨季開(kāi)始前、雨季期間、雨季結(jié)束后南亞高壓位置的明顯差異，雨季開(kāi)始前南亞高壓偏南偏東，中心位于中南半島南部（圖 9a），雨季期間南亞高壓向西北移動(dòng)控制了青藏高原（圖9b和圖9c），雨季結(jié)束后南亞高壓再次東移至西太平洋 150°E附近地區(qū)（圖9d）。

南亞高壓建立時(shí)青藏高原南側(cè)為緯向東風(fēng)，因此對(duì)流層高層緯向風(fēng)的變化可以反映南壓高壓的活動(dòng)特征。圖10為200 hPa緯向風(fēng)沿經(jīng)向和緯向的剖面圖，可以看到在冬季風(fēng)向夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間，90°E附近緯向東風(fēng)的向北擴(kuò)展有一個(gè)突然變化的過(guò)程，1～4月上旬緯向東風(fēng)—直維持在 10°N以南，4月中旬以后突然向北擴(kuò)展，5月底即向北擴(kuò)展至20°N附近，7月底向北擴(kuò)展至30°N附近，然后又逐漸向南收縮，11月底向南收縮至15°N以南（圖10a）。緯向東風(fēng)沿15°N～20°N的時(shí)間—經(jīng)向剖面（圖 10b）也可看到，5月中旬以后青藏高原南側(cè)附近的緯向東風(fēng)建立，維持至 10月中旬以后又逐漸減弱消失，被緯向西風(fēng)所取代。

圖9 （a）19～26候、（b）28～36候、（c）49～56候和（d）58～66候的100 hPa多年氣候平均流場(chǎng)Fig.9 Same as Fig.8, but for 100-hPa stream fields

圖10 多年氣候平均200 hPa緯向風(fēng)沿（a）90°E和沿（b）15°N～20°N的剖面（單位：m/s）。虛線表示東風(fēng)，實(shí)線表示西風(fēng)Fig.10 Time–latitude and time–longitude cross sections of pentad 200-hPa zonal winds of climate means along (a) 90°E and (b) 15°N–20°N.Dashed lines denote easterlies and solid lines denote westerlies (unit: m/s)

4.3 水汽演變特征

充足的水汽輸送是大范圍降水產(chǎn)生的重要條件，西南區(qū)域雨季的開(kāi)始和結(jié)束同樣與水汽變化密切聯(lián)系。由于假相當(dāng)位溫θse在干濕絕熱過(guò)程中具有很好的保守性，能夠代表高溫高濕空氣（王安宇等，1999）。有的學(xué)者主張采用850 hPaθse=340 K或=335 K表示東亞夏季風(fēng)前緣（Yanai et al., 1973；黃榮輝等，1998），以及采用850 hPaθse=335 K作為臨界值來(lái)確定南海夏季風(fēng)的爆發(fā)日期（Zhang et al., 2002）；李貴福等（1983）的分析指出云南區(qū)域季風(fēng)的撤退與大氣低層θse的變化有關(guān)，并以700 hPa和850 hPa上θse≤67°C作為季風(fēng)從云南撤退的標(biāo)準(zhǔn)。這里我們用θse來(lái)分析西南區(qū)域水汽的變化特征，圖 11為圖 1矩形框所包括的西南區(qū)域范圍（25°N～34°N，97°E～110°E）和（21°N～25°N，97°E～106°E）θse區(qū)域平均的高度—時(shí)間剖面，以及850 hPa和700 hPa區(qū)域平均逐候θse的時(shí)間變化?？梢钥吹酱髿鈱?duì)流層中低層的水汽主要集中在對(duì)流層低層，并隨高度逐漸減弱（圖 11a）。因此，我們分別以340 K 和335 K作為 850 hPa和700 hPa西南區(qū)域θse干濕季節(jié)轉(zhuǎn)換的判定標(biāo)準(zhǔn)。由圖11b可見(jiàn)5月2候（26候）850 hPa西南區(qū)域θse超過(guò)340 K，并穩(wěn)定維持至10月4候（58候）減弱至低于340 K；700 hPa西南區(qū)域θse于5月3候（27候）超過(guò)335 K，并穩(wěn)定維持至10月3候（57候）減弱至低于335 K；700 hPa和850 hPa的θse峰值出現(xiàn)在7～8月。850 hPa和700 hPa的θse變化分別穩(wěn)定超過(guò)（低于）340 K和335 K的時(shí)間與第3節(jié)中候雨量穩(wěn)定超過(guò)（低于）的時(shí)間非常一致。

綜合以上高低層大氣環(huán)流和水汽的變化，在冬季風(fēng)向夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間的4月4～5候（22～23候）高低層大氣環(huán)流的突變特征比較明顯：低層熱帶印度洋—西太平洋地區(qū)的東風(fēng)帶斷裂，在 95°E附近開(kāi)始出現(xiàn)西南越赤道氣流；高層南亞高壓位置明顯西移，其中心位置突然從菲律賓以東洋面西移至中南半島。以上這些大范圍環(huán)流變化比較明顯的時(shí)間均發(fā)生在4月下旬，是西南雨季開(kāi)始的前兆信號(hào)。在夏季風(fēng)向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間的10月3候（57候）左右，低層熱帶印度洋和西太平洋附近的東風(fēng)帶建立，西南地區(qū)為自東向西推進(jìn)的東風(fēng)氣流控制；高層南亞高壓中心突然從青藏高原南側(cè)向東移動(dòng)至150°E附近的海洋。對(duì)比第 3節(jié)初步確定的西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的時(shí)間與大氣環(huán)流突變的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)在超前西南雨季開(kāi)始日期 4～5候，冬季型大氣環(huán)流形勢(shì)已經(jīng)發(fā)生了明顯的變化，夏季型環(huán)流形勢(shì)開(kāi)始建立；而夏季型環(huán)流向冬季型環(huán)流轉(zhuǎn)換的時(shí)間與西南雨季結(jié)束的時(shí)間卻比較一致，在 10月3候（57候）。另外，西南區(qū)域seθ干濕季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)間恰好與以上初步定義的西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了多年平均西南雨季開(kāi)始（5月3候，27候）和結(jié)束日期（10月3候，57候）的合理性。

圖11 西南區(qū)域（25°N～34°N，97°E～110°E和21°N～25°N，97°E～106°E）多年平均seθ的（a）時(shí)間—高度剖面（陰影區(qū)為seθ大于340 K的區(qū)域）和（b）逐候變化（單位：K）Fig.11 (a) Time-height cross section and (b) pentad variation of climatologically meanseθ(unit: K) averaged over Southwest China (25°N–34°N,97°E–110°E) and (21°N–25°N, 97°E–106°E), areas withseθexceeding 340 K in (a) are shaded

5 西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的劃分標(biāo)準(zhǔn)

5.1 不同標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比試驗(yàn)分析

以上分析表明，以 72候平均候雨量作為確定西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的雨量標(biāo)準(zhǔn)是比較合理的，得到的西南區(qū)域多年平均雨季開(kāi)始和結(jié)束的日期分別為5月3候（27候）和10月3 候（57候），這一時(shí)間與大氣環(huán)流突然變化和水汽演變的時(shí)間有很好的一致性。但是，前面我們也提到，由于分析西南區(qū)域多年平均雨季開(kāi)始和結(jié)束日期時(shí)，對(duì)候雨量的變化我們作了區(qū)域平均之后又進(jìn)行多年平均，在時(shí)間和空間上均作了平滑處理，所得到的候雨量變化的趨勢(shì)相對(duì)比較穩(wěn)定（圖 5a）。而針對(duì)某一年的候雨量，由于僅在空間上進(jìn)行了平滑處理，季節(jié)轉(zhuǎn)換期間候雨量圍繞的上下波動(dòng)是比較明顯的，因此確定雨季開(kāi)始和結(jié)束日期標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還必須考慮候雨量變化穩(wěn)定超過(guò)的持續(xù)性和穩(wěn)定性。那么究竟持續(xù)多少候比較合適？定義標(biāo)準(zhǔn)的閾值太高或太低所得到的結(jié)果都會(huì)有很大的差異。這里我們根據(jù)候雨量連續(xù)超過(guò)多年平均候雨量的候數(shù)定義了不同的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)比較分析來(lái)進(jìn)一步研究合適于西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的判定標(biāo)準(zhǔn)。在以下對(duì)比分析中，我們規(guī)定四種標(biāo)準(zhǔn)：

（1）從4月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的西南區(qū)域平均候雨量（以下簡(jiǎn)稱）超過(guò)區(qū)域多年平均候雨量，即＞，且西南區(qū)域內(nèi)有50% 站點(diǎn)的候雨量（RSP）超過(guò)相應(yīng)站點(diǎn)的多年平均候雨量（以下簡(jiǎn)稱為RS72），即RSP＞RS72，確定該候?yàn)橛昙鹃_(kāi)始候；從8月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＜，且西南區(qū)域內(nèi)有50%站點(diǎn)的RSP＜RS72，確定該候?yàn)橛昙窘Y(jié)束候。

（2）從4月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＞，且西南區(qū)域內(nèi)有 50%的站點(diǎn)RSP＞RS72，則將該候作為雨季開(kāi)始待定候，如果之后連續(xù)兩候的＞，則將待定候確定為雨季開(kāi)始候；從8月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＜，且西南區(qū)域內(nèi)有50%的站點(diǎn)RSP＜RS72，則將該候作為雨季結(jié)束待定候，如果之后連續(xù)兩候的＜，則將待定候確定為雨季結(jié)束候。

（3）從4月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的RP＞R72，且西南區(qū)域內(nèi)有 50%的站點(diǎn)RSP＞RS72，則將該候作為雨季開(kāi)始待定候，如果之后連續(xù)三候的RSP＞RS72，則將待定候確定為雨季開(kāi)始候；從8月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＜，且西南區(qū)域內(nèi)有50%的站點(diǎn)RSP＜RS72，則將該候作為雨季結(jié)束待定候，如果之后連續(xù)三候的＜，則將待定候確定為雨季結(jié)束候。

（4）從4月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＞，且西南區(qū)域內(nèi)有 50%的站點(diǎn)RSP＞RS72，則將該候作為雨季開(kāi)始待定候，如果之后連續(xù)四候的＞，則將待定候確定為雨季開(kāi)始候；從8月1候開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＜，且西南區(qū)域內(nèi)有50%的站點(diǎn)RSP＜RS72，則將該候作為雨季結(jié)束待定候，如果之后連續(xù)四候的＜，則將待定候確定為雨季結(jié)束候。

在以上定義中，我們根據(jù)環(huán)流季節(jié)變化的時(shí)間來(lái)確定雨季開(kāi)始期監(jiān)測(cè)的時(shí)間為4月1候，結(jié)束期監(jiān)測(cè)的時(shí)間為8月1候。同時(shí)為了避免遇到一些極端的情況，我們根據(jù)夏季型環(huán)流和冬季型環(huán)流完全建立的時(shí)間，對(duì)以上定義作了進(jìn)一步的規(guī)定：凡是至6月30日還沒(méi)有達(dá)到以上雨季開(kāi)始期監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的，就將6月6候（36候）確定為雨季開(kāi)始候；凡是至11月30日還沒(méi)有達(dá)到以上雨季結(jié)束期監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的，就將11月6候（66候）確定為雨季結(jié)束候。

表 1分別為根據(jù)以上不同的四種標(biāo)準(zhǔn)得到的1971～2011年逐年西南雨季開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。對(duì)比分析我們看到對(duì)于不同的雨季開(kāi)始期標(biāo)準(zhǔn)，最后確定的多年平均雨季開(kāi)始候均在 5月。標(biāo)準(zhǔn) 1確定的雨季開(kāi)始時(shí)間為5月1候（25候），其中1977、1982、2000、2009年雨季開(kāi)始日期比較早，在4月1候（19候），其次是1985和2004年，在4月3候（21候）開(kāi)始。對(duì)比環(huán)流的變化來(lái)看，雨季開(kāi)始日期明顯超前環(huán)流突變的時(shí)間，這樣的結(jié)果似乎有些不合情理，其可能原因是只考慮了一個(gè)候的雨量變化，而候雨量的波動(dòng)很明顯，具有很大的隨機(jī)性。標(biāo)準(zhǔn)2確定的日期，除了1985和2004年雨季在4月3候（21候）開(kāi)始外，大部分年份的雨季于5月相繼開(kāi)始，多年平均結(jié)果與前述分析的結(jié)果也比較接近，在5月4候（28候）左右。標(biāo)準(zhǔn)3和標(biāo)準(zhǔn)4確定的多年平均雨季開(kāi)始時(shí)間分別為5月5候（29候）和 5月 6候（30候），與標(biāo)準(zhǔn) 2確定的時(shí)間僅相差 1～2個(gè)候。分析逐年的雨季開(kāi)始日期也發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)2與標(biāo)準(zhǔn)3雨季開(kāi)始時(shí)間除了在1975、1979、1991、1995、2004、2007年有一些差異之外，其他年份的結(jié)果基本上是一致的，標(biāo)準(zhǔn)3和標(biāo)準(zhǔn)4所確定的雨季開(kāi)始時(shí)間的差異就更小。這些特征表明雖然標(biāo)準(zhǔn)的閾值在不斷提高，但確定的日期已經(jīng)不會(huì)再發(fā)生太大的改變，逐漸趨于穩(wěn)定。因此，選取第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為判斷西南區(qū)雨季開(kāi)始的標(biāo)準(zhǔn)是比較合適的。

對(duì)于雨季結(jié)束日期的判斷，在以上四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)1和標(biāo)準(zhǔn)2確定的多年平均雨季結(jié)束時(shí)間分別在9月2候（50候）和9月6候（54候），標(biāo)準(zhǔn)3和標(biāo)準(zhǔn)4確定的時(shí)間在10月，其中標(biāo)準(zhǔn)3確定的多年平均雨季結(jié)束時(shí)間與前述分析結(jié)果比較接近，在10月3候（57候），且標(biāo)準(zhǔn)4確定的時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)3確定的日期也比較接近，在10月4候（58候）。分析逐年的結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) 1確定的雨季結(jié)束時(shí)間明顯偏早，在1971～2011年之間就有16年的雨季結(jié)束日期出現(xiàn)在8月，16年出現(xiàn)在9月。標(biāo)準(zhǔn)2確定的時(shí)間雖然有所改進(jìn)，但偏早的年份仍然較多。標(biāo)準(zhǔn)3和標(biāo)準(zhǔn)4的結(jié)果比較接近，表明雖然標(biāo)準(zhǔn)的閾值在不斷提高，但確定的日期已逐漸趨于穩(wěn)定。因此，選取標(biāo)準(zhǔn)3作為判斷西南雨季結(jié)束期標(biāo)準(zhǔn)比較合適。

5.2 特殊年份的比較分析

很多研究表明，雨季結(jié)束日期的早晚與季節(jié)轉(zhuǎn)換期間的雨量變化有一定的關(guān)系（晏紅明等，2012）。因此我們進(jìn)一步對(duì)比分析表 1中確定的雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的變化與西南地區(qū)4～5月和9～10月的雨量變化（圖 12）來(lái)驗(yàn)證以上標(biāo)準(zhǔn)的可靠性和合理性。

表1 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1971～2011年西南雨季開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間的判斷結(jié)果Table 1 Time of annual onset and end of rainy season according to different criterions for 1971–2011 in Southwest China

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)2雨季開(kāi)始期判定標(biāo)準(zhǔn)，1985、2004、2007、2008年的雨季在4月份開(kāi)始，相應(yīng)這些年份4～5月的降水也偏多，特別是2004年，降水偏多接近60 mm，是自1971年以來(lái)4～5月降水偏多最明顯的年份。相反，雨季開(kāi)始比較晚的1979、1983、1986、1987、1997年，相應(yīng)4～5月的雨量均比多年平均偏少，其中1979年是自1971年以來(lái)區(qū)域平均雨量偏少最明顯的年份，降水偏少接近60 mm（圖12a）。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3雨季結(jié)束判定標(biāo)準(zhǔn)，1981、1996、1998、1999、2002、2005為雨季結(jié)束偏早明顯的年份，相應(yīng)9～10月的雨量除1999年偏多外，其余年份均明顯偏少，特別是 1996、1998、2002年的降水偏少比較明顯。相反，在雨季結(jié)束偏晚比較明顯的1975、1977、1978、1993、2000、2001年，9～10月的降水均超過(guò)多年氣候平均雨量。逐年季節(jié)轉(zhuǎn)換期間雨量的變化進(jìn)一步表明了本文定義的西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期判斷標(biāo)準(zhǔn)是比較合理的。

6 結(jié)論和討論

通過(guò)對(duì)西南區(qū)域候雨量變化和季節(jié)轉(zhuǎn)換期間大氣環(huán)流變化特征的分析，以及對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比試驗(yàn)，得到了一些有意義的結(jié)論，并定義了西南區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的判斷標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）由于季節(jié)轉(zhuǎn)換期間4～6月和 9～10月云南、四川、貴州、重慶的降水變化具有全區(qū)一致性特征，從區(qū)域角度出發(fā)來(lái)考慮西南雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的變化是合理的。

（2）對(duì)比分析表明用 72候平均候雨量的變化作為判定雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的雨量標(biāo)準(zhǔn)比較合理，得到的西南區(qū)域多年平均雨季開(kāi)始日期為5月3候（27候），結(jié)束日期為10月3候（57候）。

（3）多年平均高低層大氣環(huán)流在4月4～5候（22～23候）和10月3候（57候）的突變特征比較明顯，4月5候（23候）低層850 hPa熱帶印度洋和西太平洋的東風(fēng)帶斷裂，95°E附近首先出現(xiàn)西南越赤道氣流；高層南亞高壓中心從菲律賓以東洋面西移至中南半島。10月3候（57候）低層850 hPa熱帶印度洋和西太平洋的東風(fēng)帶重新建立，西南區(qū)域?yàn)樽詵|向西逐步推進(jìn)的東風(fēng)氣流控制；高層南亞高壓中心從青藏高原南側(cè)東移到（30°N，150°E）附近洋面。多年平均大氣環(huán)流由冬季型向夏季型突變的日期比西南雨季開(kāi)始日期偏早 4～5個(gè)候，而由夏季型向冬季型突變的日期與西南雨季結(jié)束日期比較一致。

圖12 1971～2011年（a）4～5月和（b）9～10月西南區(qū)域降水距平（單位：mm）Fig.12 Precipitation anomalies in Southwest China during (a) April–May and (b) September–October from 1971 to 2011 (unit: mm)

（4）西南雨季開(kāi)始日期標(biāo)準(zhǔn)為：從4月1候（19候）開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＞，且西南區(qū)域內(nèi)有 50%的站點(diǎn)RSP＞RS72，則將該候作為雨季開(kāi)始待定候，如果之后連續(xù)兩候的＞，則將待定候確定為雨季開(kāi)始候。凡是至6月30日還沒(méi)有達(dá)到雨季開(kāi)始期監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的，就將6月6候（36候）確定為雨季開(kāi)始候；

（5）西南雨季結(jié)束日期標(biāo)準(zhǔn)為：從8月1候（43候）開(kāi)始，當(dāng)某一個(gè)候的＜，且西南區(qū)域內(nèi)有 50%的站點(diǎn)RSP＜RS72，則將該候作為雨季結(jié)束待定候，如果之后連續(xù)三候的＜，則將待定候確定為雨季結(jié)束候。凡是至11月30日還沒(méi)有達(dá)到以上雨季結(jié)束期監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的，就將11月6候（66候）確定為雨季結(jié)束候。

作為西南夏季風(fēng)輸送水汽進(jìn)入我國(guó)的門戶區(qū)域，西南季風(fēng)異常對(duì)我國(guó)西南地區(qū)乃至內(nèi)陸區(qū)域的夏季降水有十分重要的影響。本文在對(duì)季節(jié)轉(zhuǎn)換期間大氣環(huán)流變化的分析中，對(duì)比討論了熱帶地區(qū)季風(fēng)環(huán)流演變與西南地區(qū)降水變化的關(guān)系，表明季節(jié)轉(zhuǎn)換期間西南區(qū)域的降水變化與熱帶季風(fēng)演變密切聯(lián)系。但除了季風(fēng)對(duì)西南雨季降水變化的影響外，中高緯度地區(qū)的冷空氣活動(dòng)造成的冷暖空氣交匯對(duì)西南地區(qū)大范圍降水的發(fā)生也起著十分重要的影響。晏紅明等（2003）在早期的研究就發(fā)現(xiàn)，云南 5月雨量變化不僅與南亞季風(fēng)的活動(dòng)有關(guān)，與5月中低緯度地區(qū)的冷空氣活動(dòng)也有很大的關(guān)系，僅當(dāng)季風(fēng)水汽輸送與冷空氣相互配合時(shí)才會(huì)導(dǎo)致西南區(qū)域大范圍降水的產(chǎn)生。地面氣壓場(chǎng)變化可以很好地反映冷空氣活動(dòng)，但由于冷空氣活動(dòng)具有非常明顯短周期特征，多年平均逐候地面氣壓場(chǎng)的變化并沒(méi)有出現(xiàn)類似于低層850 hPa風(fēng)和高層南亞高壓的突變特征（圖略）。從表1我們看到1979年和2004年分別是西南雨季開(kāi)始偏晚（6月1候，31候）和偏早（4月3候，21候）比較明顯的兩個(gè)年份，分析相應(yīng)西南區(qū)域（25°N～34°N，97°E～110°E）和（21°N～25°N，97°E～106°E）高低層氣溫的變化（圖 13），發(fā)現(xiàn)在雨季開(kāi)始較晚的 1979年，4～5月高低層氣溫負(fù)距平不明顯，直到6月上中旬才出現(xiàn)一次明顯的降溫過(guò)程，6月 11日對(duì)流層中低層氣溫比同期氣候平均值偏低6°C（圖13a），相應(yīng)該年西南雨季于6月1候（31候爆發(fā)）。相反在西南雨季開(kāi)始較早的 2004年，冷空氣對(duì)西南地區(qū)的影響比較頻繁，4月上中旬西南地區(qū)高低層氣溫比同期氣候平均值偏低4°C以上（圖13b），相應(yīng)該年西南雨季于4月3候（21候）開(kāi)始。以上分析進(jìn)一步表明了西南雨季開(kāi)始時(shí)間與冷空氣活動(dòng)的密切聯(lián)系。而我們?cè)诜治隼淇諝饣顒?dòng)與西南區(qū)域雨季結(jié)束日期變化的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)冷空氣活動(dòng)與西南雨季結(jié)束時(shí)間變化的關(guān)系并不密切（圖略）。從9～11月環(huán)流演變的特征（圖8c和圖8d）來(lái)看，西南夏季風(fēng)的結(jié)束主要與東亞?wèn)|部偏東氣流的向西推進(jìn)有關(guān)，而該東風(fēng)氣流在開(kāi)始出現(xiàn)初期主要與西太平洋副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流有關(guān)，后期則與東亞大陸高壓前部的偏東氣流有關(guān)，但為什么該期間的冷空氣活動(dòng)對(duì)西南雨季結(jié)束日期的變化影響不明顯？是否該期間的水汽變化對(duì)西南區(qū)域大范圍降水的影響更為重要？有關(guān)這些問(wèn)題還有待于進(jìn)一步的研究。另外，從前面的分析我們看到，季節(jié)轉(zhuǎn)換期間4～6月多年氣候平均環(huán)流突變的時(shí)間（4月5候）比西南雨季開(kāi)始的時(shí)間（5月3候）偏早4候左右，而9～11月環(huán)流突變的時(shí)間（10月3候）卻與雨季結(jié)束的時(shí)間（10月3候）基本一致，這些特征可能恰好分別表明了冷空氣活動(dòng)對(duì)西南雨季開(kāi)始期和水汽條件對(duì)西南雨季結(jié)束期影響的重要性。

圖13 （a）1979年和（b）2004年4～6月逐日西南區(qū)域氣溫的高度—時(shí)間剖面圖（單位：°C）Fig.13 Height–time cross sections of daily temperature in Southwest China (25°N–34°N，97°E–110°E) and (21°N–34°N，97°E–106°E) from April to June in(a) 1979 and (b) 2004 (unit: °C)

另外，由于降水變化的區(qū)域性特征比較明顯，再加上復(fù)雜地形的影響，西南區(qū)域降水變化的區(qū)域性特征就顯得更加突出（羅寧等，2006；周國(guó)蓮和晏紅明，2007；蔣興文和李躍清，2010；符傳博等，2011；晏紅明等，2012）。從本文分析我們看到，貴州東部、重慶東部以及云南西北部邊緣地區(qū)的降水與西南其他區(qū)域的降水變化有十分不同的特征，這些區(qū)域4月的降水就超過(guò)100 mm，與華南前汛期降水比較類似。因此，盡管EOF分析表明了季節(jié)轉(zhuǎn)換期間西南區(qū)域降水變化的一致性特征，但這些區(qū)域的降水變化差異卻是不可忽視的。我們?cè)谟嘘P(guān)雨季開(kāi)始和結(jié)束日期定義的時(shí)候，怎樣來(lái)統(tǒng)籌考慮一個(gè)區(qū)域雨季開(kāi)始和結(jié)束日期標(biāo)準(zhǔn)的合理性還值得進(jìn)一步研究。針對(duì)這一問(wèn)題，我們?cè)龠M(jìn)一步通過(guò)更詳細(xì)的分析定義單個(gè)站點(diǎn)雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的確定標(biāo)準(zhǔn)，這樣我們可以通過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合環(huán)流的變化特征來(lái)進(jìn)一步研究西南區(qū)域雨季開(kāi)始或結(jié)束日期的演變進(jìn)程等問(wèn)題。由于篇幅有限，關(guān)于西南區(qū)域單站雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的分析和定義標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的研究，我們將另文撰寫。

致謝 本項(xiàng)工作與國(guó)家氣候中心的趙振國(guó)、任福民、周兵、李躍鳳、龔志強(qiáng)、王東阡、柳艷菊、司東等同志進(jìn)行了多次有益的討論，得到了貴州省氣候中心周濤、四川省氣候中心楊淑群和楊小波、重慶市氣候中心李耿四位同志提供的站點(diǎn)資料信息，并就各省目前的情況和他們進(jìn)行了交流。在此對(duì)以上同志表示衷心的感謝。同時(shí)，也非常感謝審稿專家及編輯提出的寶貴意見(jiàn)。

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