邢雯慧 王飛龍 邱輝 時(shí)玉龍
摘要:為從更精細(xì)的角度分析長(zhǎng)江上游主汛期典型澇年的降雨特征及氣候成因,將長(zhǎng)江上游分為5個(gè)關(guān)鍵區(qū),利用長(zhǎng)江上游1961~2021年282個(gè)雨量站逐日降雨資料,通過(guò)Morlet小波分析等方法分析長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期降雨特征并找出長(zhǎng)江上游典型澇年進(jìn)行分類,最后對(duì)不同型降雨典型澇年的水汽輸送及氣候成因進(jìn)行了探討。研究表明:① 長(zhǎng)江上游與金沙江、長(zhǎng)江上游干流降雨量的年際波動(dòng)總體較為一致,異常澇年的出現(xiàn)時(shí)間也較為一致,嘉陵江、岷沱江流域年際波動(dòng)的階段性突變較為明顯,烏江流域的年際波動(dòng)則較為平穩(wěn);長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)降雨量周期變化較為一致,均存在3 a左右的振蕩周期。② 長(zhǎng)江上游典型澇年5個(gè)關(guān)鍵區(qū)降雨可分為3類,分別為關(guān)鍵區(qū)一致多型、關(guān)鍵區(qū)四多一少型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型。③ 長(zhǎng)江上游主汛期不同型降雨的水汽輸送來(lái)源存在一定差異,關(guān)鍵區(qū)一致多型及關(guān)鍵區(qū)四多一少型水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及孟加拉灣,而關(guān)鍵區(qū)三多兩少型水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及南海。④ 青藏高原積雪偏多有利于長(zhǎng)江上游降水量偏多;關(guān)鍵區(qū)一致多型一般發(fā)生于暖海溫向冷海溫轉(zhuǎn)折變化的年份,而關(guān)鍵區(qū)四多一少型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型一般發(fā)生在冬季海溫偏冷的年份。
摘要:降雨特征; 氣候成因; 典型澇年; 水汽輸送; 長(zhǎng)江上游
中圖法分類號(hào): P461+.2
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.01.013
0 引 言
洪澇災(zāi)害是中國(guó)較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,而長(zhǎng)江上游水系發(fā)達(dá)、地形復(fù)雜,雨量充沛,既受東南季風(fēng)及西南季風(fēng)的影響,又受青藏高原的影響,是洪澇災(zāi)害的高發(fā)區(qū)[1-4]。因此,正確認(rèn)識(shí)長(zhǎng)江上游典型澇年的降雨特征及其氣候成因?qū)τ陂L(zhǎng)江上游地區(qū)防洪及水資源高效利用具有重大意義,也可為長(zhǎng)江上游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有價(jià)值的科學(xué)依據(jù)。
洪澇災(zāi)害的形成及其嚴(yán)重程度往往是由各地降水過(guò)程在時(shí)空尺度上非均勻分布造成的[5-7],關(guān)于長(zhǎng)江上游的洪澇特征及氣候成因等方面目前已有較多研究,楊金虎[8]、李永華[9]等對(duì)近60 a來(lái)西南地區(qū)旱澇變化及極端和持續(xù)性特征進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)持續(xù)性洪澇事件的強(qiáng)度無(wú)明顯變化趨勢(shì),發(fā)生頻率有減少趨勢(shì);楊文發(fā)等[10]通過(guò)對(duì)“20·8”與“81·7”長(zhǎng)江上游暴雨洪水特征對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)兩次洪水在暴雨持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度、范圍等存在差異;王樂(lè)等[11-12]基于SPI指數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江上游各季節(jié)旱澇分布空間不均勻性顯著,長(zhǎng)江上游西部趨于澇,東部、南部趨于旱;劉志雄等[13]利用Z指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江上游年及四季旱澇有明顯的年代際變化特征,長(zhǎng)江上游四季旱澇與500 hPa高度場(chǎng)分布形勢(shì)有密切關(guān)系;李躍清[14]指出青藏高原東側(cè)大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)演變與長(zhǎng)江上游暴雨和洪水密切相關(guān);邱輝等[15]研究了2020年長(zhǎng)江流域暴雨成因,發(fā)現(xiàn)2020年8月中旬,副高異常偏北,來(lái)自孟加拉灣和南海的暖濕氣流偏強(qiáng),受多個(gè)西南渦及多輪冷空氣的影響,加上地形和臺(tái)風(fēng)的助力作用,為嘉陵江、岷沱江流域持續(xù)暴雨提供了有利的動(dòng)力、熱力和水汽條件。上述研究絕大部分關(guān)注長(zhǎng)江上游流域整體情況或某一個(gè)重點(diǎn)區(qū)域,對(duì)于典型澇年中長(zhǎng)江上游不同區(qū)域間的對(duì)比及差異研究相對(duì)較少。
本文根據(jù)長(zhǎng)江上游各支流自然屬性、降雨和來(lái)水特征[16-18]將長(zhǎng)江上游分為5個(gè)關(guān)鍵區(qū),并根據(jù)長(zhǎng)江上游主汛期(6~8月,下同)典型澇年中各個(gè)關(guān)鍵區(qū)降雨的響應(yīng)特征進(jìn)行分類,從更精細(xì)的角度分析長(zhǎng)江上游不同型降雨典型澇年的氣候成因,為提升長(zhǎng)江上游長(zhǎng)期預(yù)報(bào)精度提供有價(jià)值的參考,為長(zhǎng)江上游水旱災(zāi)害防御、水資源綜合利用等調(diào)度決策的制定提供科學(xué)依據(jù)。
1 資料和方法
1.1 資料及研究區(qū)域劃分
長(zhǎng)江上游即指長(zhǎng)江源頭到湖北省宜昌段集水區(qū),干流全長(zhǎng)4 504 km,占長(zhǎng)江全長(zhǎng)的72%,流域控制面積約110萬(wàn)km2。本文根據(jù)長(zhǎng)江上游各支流自然屬性、降雨和來(lái)水特征,結(jié)合流域下墊面特征及流域內(nèi)重點(diǎn)水庫(kù)站和重點(diǎn)水文站的控制范圍,將長(zhǎng)江上游分為5個(gè)關(guān)鍵區(qū),分別是金沙江、嘉陵江、岷沱江、烏江及長(zhǎng)江上游干流,具體分區(qū)如圖1所示。
研究所用降雨資料為長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局和湖北省氣象局聯(lián)合制作的長(zhǎng)江上游1961~2021年282個(gè)雨量站逐日(北京時(shí)間08:00至次日08:00)降雨資料。
1.2 Morlet小波分析
本研究對(duì)降水量的周期特征分析主要采用Morlet小波分析方法。
Morlet小波作為復(fù)數(shù)小波,它的實(shí)部和虛部位相相差π/2,消除了實(shí)數(shù)形式小波在變換過(guò)程中系數(shù)模的振蕩,并且從Morlet小波系數(shù)中可以分離出模和位相。
Morlet小波定義為
t=12eicte-t2(1)
式中:t表示Morlet小波基函數(shù);i表示虛數(shù)單位;c表示頻率;t表示時(shí)間。
對(duì)于時(shí)間序列f(t)∈L2(R),其連續(xù)小波變換定義為
Wfa,b=a-12∫∞-∞f(t)t-badt(2)
式中:Wfa,b為小波(變換)系數(shù);a為縮放因子(對(duì)應(yīng)于頻率信息),反映小波的周期長(zhǎng)度;b為時(shí)間平移因子(對(duì)應(yīng)于時(shí)空信息),反映時(shí)間上的平移。
當(dāng)a相同時(shí),小波變換系數(shù)隨時(shí)間變化過(guò)程反映系數(shù)在該尺度下的變化特征:小波變換系數(shù)正值對(duì)應(yīng)于偏多期,小波變換系數(shù)負(fù)值對(duì)應(yīng)于偏少期,小波變換系數(shù)為零對(duì)應(yīng)著突變點(diǎn);小波變換系數(shù)絕對(duì)值越大,說(shuō)明該時(shí)間尺度變化越顯著。將時(shí)間域上關(guān)于a的所有小波變換系數(shù)的平方進(jìn)行積分,即為小波方差:
vara=∫∞-∞Wfa,b2db(3)
在尺度a下,vara表示時(shí)間序列中該尺度周期波動(dòng)的強(qiáng)弱。小波方差隨尺度a的變化過(guò)程稱為小波方差圖。它反映了降水時(shí)間序列中所包含的周期波動(dòng),通過(guò)小波方差圖可以確定降水系列中存在的主要時(shí)間尺度,即主周期[19]。
2 降水量演變特征
長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期降水量1961~2021年變化特征如圖2所示。由圖2(a)、(b)、(c)可知,長(zhǎng)江上游與金沙江、長(zhǎng)江上游干流主汛期降雨量的年際波動(dòng)趨勢(shì)總體較為一致,異常澇年的出現(xiàn)時(shí)間也較為一致。由圖2(d)可知,岷沱江在2016年之前主汛期降雨距平基本在±20%之間波動(dòng),2016年以后主汛期降雨量出現(xiàn)一個(gè)明顯的突變,連續(xù)3 a異常偏多。由圖2(e)可知,嘉陵江主汛期降雨量在1981年及2020年后出現(xiàn)異常偏多的現(xiàn)象,其余時(shí)間距平基本在±20%之間波動(dòng)。由圖2(f)可知,烏江主汛期降雨量波動(dòng)較為平穩(wěn),基本在±20%之間波動(dòng)。
采用Morlet小波分析來(lái)研究長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期降水量的周期特征,結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3(a)可知,長(zhǎng)江上游在1990~2015年間存在2個(gè)3 a左右的振蕩周期,降水在3 a時(shí)間尺度上的2個(gè)明顯峰值均通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明長(zhǎng)江上游主汛期降水量在3 a左右的振蕩周期最強(qiáng)。由圖3(b)可知,長(zhǎng)江上游干流在1995~2000年間存在一個(gè)3 a左右的振蕩周期,降水在3 a時(shí)間尺度上的一個(gè)峰值通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明長(zhǎng)江上游干流主汛期降水量在3 a左右的振蕩周期最明顯。由圖3(c)可知,金沙江流域在1975~1980年間及2000~2015年間各存在一個(gè)6 a左右的振蕩周期,降水在6 a時(shí)間尺度上的峰值通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn)。另外,在1995~2015年間存在一個(gè)3 a左右的振蕩周期,降水在3 a時(shí)間尺度上存在的峰值通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明金沙江流域主汛期降水量在6 a及3 a左右的振蕩周期均比較明顯。由圖3(d)可知,岷沱江在1990~2015年間存在兩個(gè)3 a左右的振蕩周期,降水在3 a時(shí)間尺度上的兩個(gè)峰值均通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明岷沱江流域主汛期降水量在3 a左右的振蕩周期最強(qiáng)。由圖3(e)可知,嘉陵江在1995~2010年間存在一個(gè)3 a左右的振蕩周期,降水在3 a時(shí)間尺度上的峰值通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明嘉陵江流域主汛期降水量在3 a左右的振蕩周期最強(qiáng)。由圖3(f)可知,烏江在1990~2000年間存在一個(gè)3 a左右的振蕩周期,降水在3 a時(shí)間尺度上的峰值通過(guò)了95%顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明烏江流域主汛期降水量在3 a左右的振蕩周期比較明顯。
由上述分析可知,長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期降水量周期變化比較一致,均存在3 a左右的振蕩周期。
對(duì)1961~2021年主汛期(6~8月)長(zhǎng)江上游降雨量進(jìn)行分析,雨量明顯偏多年份分別為1962,1965,1974,1980,1981,1998,2014,2018,2020,2021年。分別分析上述典型年份5個(gè)關(guān)鍵區(qū)降雨,可將降雨類型分為3類,分別為關(guān)鍵區(qū)一致多型、關(guān)鍵區(qū)四多一少型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型(見(jiàn)表1)。關(guān)鍵區(qū)一致多型降雨典型年分別為1998年和2020年等長(zhǎng)江發(fā)生流域性大洪水年份;關(guān)鍵區(qū)四多一少型典型年分別為1962,1965,1974,1980,2014,2021年;關(guān)鍵區(qū)三多兩少型典型年分別為1981年和2018年,這兩年分別有1個(gè)關(guān)鍵區(qū)降雨量異常偏多,1981年嘉陵江偏多58%,2018年岷沱江偏多58%。
3 典型年水汽輸送特征
基于上述分析,對(duì)主汛期不同型降雨典型年份的水汽輸送進(jìn)行分析,由于氣候態(tài)的變化,重點(diǎn)針對(duì)1981年以來(lái)主汛期不同型降雨典型年份進(jìn)行分析。影響長(zhǎng)江流域的水汽主要源自孟加拉灣、南海及西太平洋[20],長(zhǎng)江上游典型年主汛期水汽輸送距平場(chǎng)見(jiàn)圖4。由圖4(a)與圖4(b)可知,關(guān)鍵區(qū)一致多型典型年中(1998年和2020年)主汛期長(zhǎng)江上游的水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及孟加拉灣,西太平洋存在一個(gè)極強(qiáng)反氣旋,說(shuō)明此處副熱帶高壓主體非常穩(wěn)定,長(zhǎng)江上游大部分地區(qū)水汽輸送通量散度表現(xiàn)為較強(qiáng)的負(fù)距平,表明長(zhǎng)江上游的水汽輻合較強(qiáng),對(duì)長(zhǎng)江上游的降雨極為有利。由圖4(c)、(d)可知,關(guān)鍵區(qū)四多一少型典型年中(2014年和2021年)主汛期主要來(lái)自西太平洋及孟加拉灣的水汽輸送較強(qiáng),長(zhǎng)江上游大部分地區(qū)水汽輸送通量散度表現(xiàn)為極強(qiáng)的負(fù)距平,表明長(zhǎng)江上游的水汽輻合較強(qiáng),對(duì)長(zhǎng)江上游的降雨極為有利。由圖4(e)、(f)可知,關(guān)鍵區(qū)三多兩少型典型年中(1981年和2018年)主汛期長(zhǎng)江上游的水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及南海,長(zhǎng)江上游大部分地區(qū)水汽輸送通量散度也表現(xiàn)為較強(qiáng)的負(fù)距平,長(zhǎng)江上游的水汽輻合比較強(qiáng),對(duì)長(zhǎng)江上游的降雨也較為有利。
由上述分析可知,長(zhǎng)江上游主汛期不同型降雨的水汽輸送存在一定差異,關(guān)鍵區(qū)一致多型及關(guān)鍵區(qū)四多一少型主汛期長(zhǎng)江上游的水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及孟加拉灣,而關(guān)鍵區(qū)三多兩少型主汛期長(zhǎng)江上游的水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及南海。
4 氣候成因分析
為探究長(zhǎng)江上游主汛期不同型降雨異常的氣候成因,對(duì)典型年份青藏高原積雪覆蓋率及Nino3.4區(qū)海溫的逐月變化進(jìn)行分析,如圖5與圖6所示。由圖5可知,關(guān)鍵區(qū)一致多型典型年中(1998年和2020年)從前冬至春季結(jié)束,青藏高原積雪均表現(xiàn)為偏多,其中,在1998年中3月份距平達(dá)到極大值,在2020年中1月份距平達(dá)到極大值。關(guān)鍵區(qū)四多一少型典型年中(2014年和2021年)前冬至春季前期青藏高原積雪存在差異,其中,2014年偏多,2021年偏少,但在春季后期至夏季,青藏高原積雪均表現(xiàn)為偏少且強(qiáng)度相當(dāng)。關(guān)鍵區(qū)三多兩少型典型年中(1981年和2018年)從前冬至春季結(jié)束,青藏高原積雪整體均表現(xiàn)為偏多,其中,1981年冬季到夏季,青藏高原積雪均表現(xiàn)為偏多,2018年冬季前期積雪偏少,此后轉(zhuǎn)為偏多,春季后期到夏季積雪面積接近常年到略偏少。
由圖6可知,關(guān)鍵區(qū)一致多型典型年(1998年和2020年)均屬于暖海溫向冷海溫的轉(zhuǎn)折年,其中,1997年4月至1998年5月赤道中東太平洋發(fā)生一次極強(qiáng)東部型+中部型厄爾尼諾事件,此后海溫轉(zhuǎn)為偏冷狀態(tài);2018年9月至2019年6月,赤道中東太平洋發(fā)生了一次弱的中部型厄爾尼諾事件,2019年7月至2020年春季Nino3.4區(qū)海溫一直維持中性偏暖狀態(tài)后海溫轉(zhuǎn)為偏冷狀態(tài)。關(guān)鍵區(qū)四多一少型典型年(2014年和2021年)冬季赤道中東太平洋海溫均偏冷但后期海溫的發(fā)展存在一定的差異。其中,2014年赤道中東太平洋海溫從春季開(kāi)始由冷狀態(tài)轉(zhuǎn)為暖狀態(tài);而2021年則海溫一直維持冷狀態(tài),2020年8月至2021年3月赤道中東太平洋地區(qū)發(fā)生一次拉尼娜事件,4~9月,赤道中東太平洋地區(qū)海表溫度處于中性偏冷狀態(tài),10月開(kāi)始,赤道中東太平洋地區(qū)再次進(jìn)入拉尼娜狀態(tài),并于2022年冬季形成一次弱到中等強(qiáng)度的拉尼娜事件。關(guān)鍵區(qū)三多兩少型典型年(1981年和2018年)冬季赤道中東太平洋海溫均偏冷但后期的發(fā)展存在一定差異,其中,1981年冬季到夏季赤道中東太平洋海溫一直處于中性偏冷狀態(tài);而2018年前冬赤道中東太平洋處于中性偏冷狀態(tài)春季后期海溫轉(zhuǎn)為中性偏暖狀態(tài)。
由上述分析可知,長(zhǎng)江上游主汛期關(guān)鍵區(qū)一致多型一般發(fā)生于暖海溫向冷海溫轉(zhuǎn)折變化的年份,而關(guān)鍵區(qū)四多一少型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型一般發(fā)生在冬季海溫偏冷的年份。整體而言,青藏高原積雪偏多有利于長(zhǎng)江上游降水量偏多,長(zhǎng)江上游主汛期關(guān)鍵區(qū)一致多型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型一般冬春季青藏高原積雪明顯偏多,而關(guān)鍵區(qū)四多一少型冬季青藏高原積雪存在一定差異,對(duì)降雨的指示意義較弱。
5 結(jié) 論
本文根據(jù)長(zhǎng)江上游各支流自然屬性、降雨和來(lái)水特征,將長(zhǎng)江上游分為5個(gè)關(guān)鍵區(qū),分別對(duì)長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期的降雨特征及典型年份的水汽輸送、氣候成因等方面進(jìn)行分析,得到以下結(jié)論:
(1) 分別分析長(zhǎng)江上游典型年份5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期降雨響應(yīng)特征,可將典型年降雨類型分為3類,分別為關(guān)鍵區(qū)一致多型、關(guān)鍵區(qū)四多一少型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型。
(2) 分析長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)降雨量的年際波動(dòng),可以發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江上游與金沙江、長(zhǎng)江上游干流的年際波動(dòng)總體較為一致,異常澇年的出現(xiàn)時(shí)間也較為一致,嘉陵江、岷沱江流域年際波動(dòng)的階段性突變較為明顯,烏江流域的年際波動(dòng)則較為平穩(wěn);采用Morlet小波分析對(duì)長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期的降水量進(jìn)行周期分析可知,長(zhǎng)江上游及5個(gè)關(guān)鍵區(qū)主汛期降水量周期變化比較一致,均存在3 a左右的振蕩周期。
(3) 對(duì)主汛期不同型降雨典型年份的水汽輸送進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江上游主汛期不同型降雨的水汽輸送來(lái)源存在一定差異,關(guān)鍵區(qū)一致多型及關(guān)鍵區(qū)四多一少型主汛期長(zhǎng)江上游的水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及孟加拉灣,而關(guān)鍵區(qū)三多兩少型主汛期長(zhǎng)江上游的水汽輸送主要來(lái)自西太平洋及南海。
(4) 在不同型降雨典型年的分析中,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江上游主汛期關(guān)鍵區(qū)一致多型一般發(fā)生于暖海溫向冷海溫轉(zhuǎn)折變化的年份,而關(guān)鍵區(qū)四多一少型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型一般發(fā)生在冬季海溫偏冷的年份。整體而言,青藏高原積雪偏多有利于長(zhǎng)江上游降水量偏多,長(zhǎng)江上游主汛期關(guān)鍵區(qū)一致多型及關(guān)鍵區(qū)三多兩少型一般冬春季青藏高原積雪明顯偏多,而關(guān)鍵區(qū)四多一少型冬季青藏高原積雪存在一定差異,對(duì)降雨的指示意義較弱。
參考文獻(xiàn):
[1] 袁文德,鄭江坤,董奎.1962~2012年西南地區(qū)極端降水事件的時(shí)空變化特征[J].資源科學(xué),2014,36(4):766-772.
[2] RUN L,SHAW C L,RALPH J C,et al.Response to comments by Yuan Wang on “Trends of extreme precipitation in Eastern China and their possible causes”[J].Advances in Atmospheric Sciences,2015,32(10):1447-1448.
[3] 程根偉,陳桂蓉.長(zhǎng)江上游洪澇災(zāi)害分析及防災(zāi)減災(zāi)措施[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,1996,5(1):74-79.
[4] 陳桂蓉,程根偉.長(zhǎng)江上游干旱災(zāi)害分析及防災(zāi)減災(zāi)措施[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,1997,6(1):72-76.
[5] 胡學(xué)平,王式功,許平平,等.2009~2013年中國(guó)西南地區(qū)連續(xù)干旱的成因分析[J].氣象,2014,40(10):1216-1229.
[6] 池再香,杜正靜,陳忠明,等.2009~2010 年貴州秋、冬、春季干旱氣象要素與環(huán)流特征分析[J].高原氣象,2012,31(1):176-184.
[7] 王艷君,高超,王安乾,等.中國(guó)暴雨洪澇災(zāi)害的暴露度與脆弱性時(shí)空變化特征[J].氣候變化研究進(jìn)展,2014,10(6):391-398.
[8] 楊金虎,張強(qiáng),王勁松,等.近60年來(lái)西南地區(qū)旱澇變化及極端和持續(xù)性特征認(rèn)識(shí)[J].地理科學(xué),2015,35(10):1333-1340.
[9] 李永華,高陽(yáng)華,唐云輝.重慶城區(qū)近百余年旱澇變化[J].高原氣象,2008,27(1):162-168.
[10] 楊文發(fā),訾麗,張俊,等.“20·8”與“81·7”長(zhǎng)江上游暴雨洪水特征對(duì)比分析[J].人民長(zhǎng)江,2020,51(12):98-103.
[11] 王樂(lè),邢雯慧.1960~2017年來(lái)長(zhǎng)江流域暴雨特征分析[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2019(9):14-21.
[12] 王樂(lè),訾麗.基于SPI指數(shù)的長(zhǎng)江上游多尺度旱澇特征分析[J].中國(guó)防汛抗旱,2022,32(5):30-37.
[13] 劉志雄,肖鶯.長(zhǎng)江上游旱澇指標(biāo)及其變化特征分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2012,21(3):310-314.
[14] 李躍清.1998年青藏高原東側(cè)邊界層風(fēng)場(chǎng)與長(zhǎng)江暴雨洪水的關(guān)系[J].大氣科學(xué),2000,30(5):641-648.
[15] 邱輝,熊瑩,邢雯慧,等.2020年主汛期長(zhǎng)江流域暴雨特征及成因分析[J].人民長(zhǎng)江,2020,51(12):105-110.
[16] 沈滸英,孫嘉翔.長(zhǎng)江流域分區(qū)面雨量特征分析[J].人民長(zhǎng)江,2021,52(9):79-84.
[17] 蔡和荷,張行南,夏達(dá)忠,等.長(zhǎng)江上游流域數(shù)值降雨預(yù)報(bào)產(chǎn)品精度評(píng)估[J].水電能源科學(xué),2022,40(4):1-4,9.
[18] 肖鶯,杜良敏,張俊.長(zhǎng)江上游面雨量低頻特征分析[J].人民長(zhǎng)江,2019,50(8):87-90,150.
[19] 潘雅婧,王仰麟,彭建,等.基于小波與R/S方法的漢江中下游流域降水量時(shí)間時(shí)間序列分析[J].地理研究,2012,31(5):812-814.
[20] 邢雯慧,王堅(jiān)紅,張方偉,等.秋汛期影響漢江流域降水的水汽通道特征研究[J].人民長(zhǎng)江,2019,50(2):101-106.
(編輯:郭甜甜)
Climatic causes of typical flooding years during main flood season in key areas of upper reaches of Changjiang River
XING Wenhui1,WANG Feilong2,QIU Hui1,SHI Yulong2
(1.Bureau of Hydrology,Changjiang Water Resources Commission,Wuhan 430010,China; 2.China Three Gorges Corporation,Yichang 443100,China)
Abstract:
To analyze the rainfall characteristics and climatic causes of typical flood years during the main flood season in the upper reaches of the Changjiang River from a more detailed perspective,this study divided the upper reaches of the Changjiang River into five key areas.Then using the daily rainfall data from 282 rainfall stations in the upper reaches of the Changjiang River from 1961 to 2021,we analyzed the rainfall characteristics of the main flood season in the upper reaches of the Changjiang River and the five key areas by Morlet wavelet analysis,and classified the typical flooding years.Finally we explored the water vapor transport and the climatic causes of the typical flooding years with different types of rainfall.The results showed that:① The interannual fluctuations of rainfall in the upper reaches of the Changjiang River,Jinsha River and the upper main stream of the Changjiang River were consistent on the whole,and the occurrence time of abnormal wet years was consistent.The rainfall cycles in the upper reaches of the Changjiang River and the five key regions were consistent,with a three-year oscillation cycle.② The rainfall in the five key areas of the upper reaches of the Changjiang River in typical wet years could be divided into three categories:uniform polytype in the key area,four-over-one-under type in the key area,and three-over-two-under type in the key area.③ There were differences in the water vapor transport sources of different rainfall types in the upper reaches of the Changjiang River during the main flood season.The water vapor transport of uniform polytype and four-over-one-under type in the key area were mainly from the Western Pacific and the Bay of Bengal,while the water vapor transport of three-over-two-under type in the key area was mainly from the Western Pacific and the South China Sea.④ More snow cover on the Qinghai-Tibet Plateau is conducive to more precipitation in the upper reaches of the Changjiang River.The uniform polytype in the key area generally occurred in the years when the warm sea temperature changed to the cold sea temperature.The four-over-one-under type and three-over-two-under type in the key area generally occurred in the years when the winter sea temperature was cold.
Key words:
rainfall characteristics;climatic causes;typical flooding years;water vapor transport;upper reaches of Changjiang River