[科普中國(guó)]-雅安天漏

雅安天漏是指氣候類型為亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，降雨多，多數(shù)縣年降雨1000～1800毫米以上，有“雨城”、“天漏”之稱。濕度大，日照少。年均降雨量1800毫米左右，民間有“雅安天漏”的說法，有雨城之稱，是四川降雨量最多的區(qū)域。除高寒山地外，一般冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，春季回暖旱，降水集中于夏季，多夜雨，但大相嶺南北氣候有顯著差異。

概念雅安天漏是由雅安自身所處的特殊地理環(huán)境造就的。雅安的西側(cè)，是號(hào)稱世界屋脊的青藏高原，而東面則是平疇千里的四川盆地。雅安處于這兩種天壤之別的地貌環(huán)境之間，常受高原下沉氣流和盆地暖濕氣流的交互影響，再加上從印度洋來(lái)的南支西風(fēng)挾帶大量暖濕氣流，常被迫繞高原東移進(jìn)入雅安境內(nèi)，這幾種氣流相互作用，致使雅安不但雨日多、雨時(shí)長(zhǎng)，而且雨量大。
（1）雨城天漏是雅安喇叭狀的地形造就的
“雨城天漏還有一個(gè)重要原因，那便是雅安別具一格的地理形狀造就的?！毖虐彩袣庀笈_(tái)臺(tái)長(zhǎng)劉正禮補(bǔ)充說，他從事預(yù)報(bào)工作多年，把目光投向雅安四周的山脈就不難發(fā)現(xiàn)，雨城好象是一個(gè)受氣的“小媳婦”，其人身自由完全被“丈夫”和“公婆”控制住了：它的西面是高大雄峻的二郎山，西北方是險(xiǎn)峻的夾金山，南部又有大相嶺橫旦相向，只有東面一個(gè)出口。
這樣的地形組成喇叭形狀，東來(lái)的暖濕氣流只能進(jìn)不能出，一到夜間，四周山上的冷氣流下沉，冷暖氣流一經(jīng)交匯，雨城這一受氣的“小媳婦”就只能以淚洗面———下起淅淅瀝瀝的雨來(lái)了，這同時(shí)也是雅安為何夜雨較多的原因。
（2）雨城天漏是太平洋偏南氣流輸送的水汽
雨城天漏需要大量的暖濕水汽，從大氣環(huán)流形勢(shì)分析，為雨城輸送水汽的大氣環(huán)流有太平洋副高和偏南氣流。有它們的幫助，“雨城”的天空因此長(zhǎng)漏不休。

（3）雨城天漏最根本的原因還是地形。

“雅安天漏”研究進(jìn)展青藏高原是世界上平均海拔最高、范圍最大、地形最復(fù)雜的高原，其巨大的地形、抬高的熱源和水汽循環(huán)，對(duì)中國(guó)、東亞、北半球乃至全球天氣氣候和環(huán)境變化都有重要影響。青藏高原可分為主體和周邊地區(qū)，主體決定了大尺度環(huán)流及其大范圍天氣氣候的基本分布；而周邊地區(qū)尤其是高原東側(cè)陡峭地形區(qū)，造成了大氣環(huán)流的復(fù)雜性及其區(qū)域天氣氣候的特殊性。其中雅安位于四川省西部，地理位置為101°55'—103°20'E、28°50'—33°55'N，西接高原東部的川西高原，東連川渝盆地西部的川西平原，地處川西高原與川渝盆地過渡帶高原東側(cè)陡峭邊坡區(qū)；全區(qū)山巒縱橫，地形復(fù)雜，西部為二郎山，東北部為邛崍山，西北部為夾金山，東南部為小相嶺北段，中部為大相嶺，但東部為低山丘陵，整個(gè)地勢(shì)北、西和南部高，東部和中部低，兼有開口向東“迎風(fēng)坡”和“喇叭口”的特點(diǎn)。正是在高原一盆地特殊地形下，由于復(fù)合地形與大氣環(huán)流的相互作用，造成了雅安獨(dú)特的天氣氣候特征，成為我國(guó)內(nèi)陸的一個(gè)降水中心（圖1）。雅安素有“雨城”、“天漏”之稱，尤其是雅安區(qū)域大氣狀況與我國(guó)大范圍天氣氣候變化密切聯(lián)系。人們已認(rèn)識(shí)到，以雅安為代表的青藏高原東側(cè)地區(qū)，是受高原熱力、動(dòng)力作用影響最直接、最顯著的區(qū)域之一；雅安及其周邊地區(qū)的對(duì)流活動(dòng)、水汽循環(huán)、云與輻射、邊界層結(jié)構(gòu)等與地形相關(guān)的大氣物理過程及其在數(shù)值預(yù)報(bào)模式中的合理描述，對(duì)深入揭示青藏高原對(duì)我國(guó)天氣氣候的具體影響、科學(xué)認(rèn)識(shí)其變化過程與異常成因、切實(shí)改進(jìn)我國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)模式、有效提升天氣氣候?yàn)?zāi)害預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)水平均具有特殊意義。因此，雅安天氣氣候—“雅安天漏”一直是我國(guó)大氣科學(xué)研究與應(yīng)用的一個(gè)重要課題。

自從1946年呂炯在《氣象學(xué)報(bào)》上發(fā)表《巴山夜雨》以來(lái)，“雅安天漏”的研究逐步深入發(fā)展，尤其是20世紀(jì)70年后，對(duì)“雅安天漏”的基本事實(shí)、環(huán)流形勢(shì)、形成原因及其預(yù)報(bào)技術(shù)，進(jìn)行了大量觀測(cè)分析和天氣研究；90年代開始，又在“雅安天漏”的動(dòng)力診斷、數(shù)值模擬和理論研究方面取得一些新成果；進(jìn)入21世紀(jì)后，繼續(xù)開展了“雅安天漏”的氣候變化、數(shù)值模擬等深入研究。研究表明：由于雅安特殊的地理環(huán)境和地形條件，天氣氣候表現(xiàn)出鮮明的區(qū)域特征，不僅是我國(guó)內(nèi)陸降水的最大中心，也是云量的最大中心、日照的最小中心，“雅安天漏”雖是一種典型的局地現(xiàn)象，但它與高原影響和大范圍環(huán)流、天氣氣候演變密切相關(guān)，對(duì)區(qū)域天氣氣候數(shù)值模式發(fā)展也有重要意義”。然而，研究“雅安天漏”既是一個(gè)理論難點(diǎn)，也是一個(gè)技術(shù)難題。為推動(dòng)“雅安天漏”研究進(jìn)一步開展，本文從其天氣、氣候與氣候變化、科學(xué)問題和發(fā)展趨勢(shì)等方面，重點(diǎn)總結(jié)了近40多年來(lái)關(guān)于“雅安天漏”研究的主要進(jìn)展，分析了存在的薄弱環(huán)節(jié)，指出了今后研究的主要方向。

“雅安天漏"的天氣學(xué)研究1946年，呂炯就分析了青藏高原大地形與四川盆地對(duì)氣溫、降水的特殊影響，指出位于高原一盆地過渡帶川西地區(qū)的雅安是我國(guó)降水的一個(gè)中心，素稱“雅安天漏”；并提出了其多雨、夜雨特征形成的可能原因。此后，人們從不同側(cè)面分析了“雅安天漏”的基本特征、環(huán)流形勢(shì)、影響系統(tǒng)、形成原因和預(yù)報(bào)思路，主要揭示了“雅安天漏”的天氣學(xué)特征、高低層環(huán)流配置、邊界層作用、影響系統(tǒng)，并提出概念模型和預(yù)報(bào)指標(biāo)等。近40多年來(lái)，“雅安天漏”天氣學(xué)研究，在觀測(cè)分析、天氣診斷、數(shù)值模擬與機(jī)理等方面取得了若干有意義的成果。

（1）“雅安天漏”的大尺度環(huán)流分型研究

通過研究將雅安暴雨的大尺度環(huán)流型分為A、B、C三類。即：青藏高壓(脊)后部低渦(切變)東移觸發(fā)的暴雨過程(A類)，西太平洋副高邊緣西風(fēng)短波槽觸發(fā)的暴雨過程(B類)，西風(fēng)大槽發(fā)展影響產(chǎn)生的暴雨過程(C類)。其中，B類為“雅安天漏”最主要的典型形勢(shì)。同時(shí)，該研究表明，雅安暴雨與高層100hPa南亞高壓活動(dòng)關(guān)系密切；雅安暴雨前和過程中，對(duì)流層中下層為濕空氣匯、空氣質(zhì)量輻合、暖平流和正渦旋平流中心，對(duì)流層上層為干層、空氣質(zhì)量輻散、冷平流和負(fù)渦度平流中心；青藏高原大尺度地形和高原邊坡的喇叭口河谷中小尺度地形的綜合作用，在雅安產(chǎn)生準(zhǔn)定常的中尺度地形渦旋，在適當(dāng)?shù)臒崃蛣?dòng)力條件下，進(jìn)一步發(fā)展成“雅安天漏”中尺度系統(tǒng)，多尺度復(fù)合地形對(duì)“雅安天漏”的綜合作用十分明顯。

（2）“雅安天漏”的成因與預(yù)報(bào)研究

早在20世紀(jì)70年代中后期，應(yīng)用臺(tái)站觀測(cè)資料，從雅安暴雨的氣候特點(diǎn)、天氣系統(tǒng)、預(yù)報(bào)思路方面，詳細(xì)總結(jié)分析了“雅安天漏”的形成因子及其預(yù)報(bào)思路；尤其指出了青藏高原大地形的重要作用，由于東西向大相嶺山脈形成了以降水差異顯著為特征的南北天氣氣候分布，在高原大地形影響下，與副熱帶高壓異常演變密切聯(lián)系的低槽、低渦、冷空氣活動(dòng)等是其主要影響因子，也是預(yù)報(bào)的重要指標(biāo)。

到20世紀(jì)90年代中期，基于大量區(qū)域暴雨的個(gè)例資料，從氣候、大尺度環(huán)流、物理量合成、地形作用和中尺度系統(tǒng)等方面對(duì)雅安暴雨進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明，“雅安天漏”是在青藏高原東坡特定的地形作用下產(chǎn)生的特殊降水現(xiàn)象，其分布具有顯著的中尺度特征；“夜雨”特點(diǎn)突出，其在環(huán)境場(chǎng)條件和中尺度系統(tǒng)的物理量結(jié)構(gòu)等方面，均異于華北、華東和華南等地暴雨。與此同時(shí)，曾慶存等通過對(duì)“雅安天漏”夜雨等基本特征、熱力與動(dòng)力等物理結(jié)構(gòu)和形成機(jī)制的研究，提出了“雅安天漏”形成的可能機(jī)制，首次從理論上解釋了其基本成因。其中，提出了地形不僅對(duì)雅安降水還對(duì)雅安夜雨具有非常重要的作用，兩者具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；尤其是提出了地面邊界層對(duì)“雅安天漏”起主要作用，以及可能是白天高原邊坡對(duì)其低層大氣的感熱、潛熱輸送影響的新認(rèn)識(shí)；最后，從高原東部邊坡白天感熱、潛熱輸送，區(qū)域空氣冷暖對(duì)比、白天邊界層觸發(fā)水平與垂直運(yùn)動(dòng)、傍晚環(huán)流圈加強(qiáng)、水汽凝結(jié)潛熱與垂直環(huán)流正反饋?zhàn)饔茫缫购蟓h(huán)流和降水達(dá)到最強(qiáng)等方面，揭示了“雅安天漏”的形成機(jī)制。

“雅安天漏”的氣候?qū)W研究近40多年來(lái)，“雅安天漏”氣候與氣候變化方面的分析研究雖不及天氣研究深入而系統(tǒng)，但也取得了一些有價(jià)值的成果。如“雅安天漏”的降水特征、自然季節(jié)、時(shí)空分布、月季變化、水汽輸送、云量變化、氣候資源及其開發(fā)等，另外還涉及觀測(cè)分析、統(tǒng)計(jì)診斷、降水變化、云量分布及其變化等方面的研究。

對(duì)雅安區(qū)域暴雨氣候特征的分析表明，雅安地區(qū)主汛期為6月下旬至9月上旬，區(qū)域暴雨集中在7月下旬至8月中旬；區(qū)域暴雨的年際變化與西太平洋副熱帶高壓的年際變化相關(guān)，暴雨頻發(fā)期的周期振蕩與副高的中、短期變化相聯(lián)系；暴雨預(yù)報(bào)要考慮其區(qū)域差異性。2007年，應(yīng)用小波分析，討論了1951—2006年雅安降水的時(shí)間變化，結(jié)果表明，雅安年和季節(jié)降水均存在多時(shí)間尺度變化特征，其中8～12a時(shí)間尺度周期變化最顯著，4—6a時(shí)間尺度周期變化次之。

應(yīng)用逐日氣象觀測(cè)站資料和衛(wèi)星遙感反演信息，研究了1951-2002年52年青藏高原東側(cè)“雅安天漏”的降水變化特征及其與周邊區(qū)域的對(duì)比聯(lián)系。結(jié)果表明，雅安地區(qū)中小強(qiáng)度降水對(duì)其總降水日數(shù)和總降水量均有顯著貢獻(xiàn)，分別占96.9%和66.9%，降水多數(shù)發(fā)生在夜間，夜間降水主要是中小強(qiáng)度形式的降水，并基本決定總降水量的變化特征，夜間雨日比白天多44.5d或33.4%，雨量比白天多520.6mm或134.4%。近52年，總降水日數(shù)和中小強(qiáng)度降水量整體表現(xiàn)出減少趨勢(shì)，尤其是從20世紀(jì)50年代到70年代和最近20多年，雅安地區(qū)總降水量和降水日數(shù)顯著減少，這與其中小強(qiáng)度降水變化的減少趨勢(shì)相聯(lián)系。對(duì)TRMM衛(wèi)星資料的分析同樣表明，雅安中小強(qiáng)度降水主要是局地對(duì)流性降水，雅安地區(qū)對(duì)流層低層的潛熱吸收和高層的潛熱釋放在夜間分別大于白天1—2倍和2—3倍，夜雨占主導(dǎo)地位。雅安地區(qū)潛熱總釋放和峰值均明顯大于青藏高原、中國(guó)東部和西太平洋暖池地區(qū)(圖2)?！把虐蔡炻钡纳鲜鰠^(qū)域氣候特征與青藏高原東側(cè)陡峭地形和大氣環(huán)流的相互作用緊密聯(lián)系。

2011年，張琪等利用中國(guó)西南地區(qū)1960--2005年85個(gè)測(cè)站云量資料，分析西南地區(qū)云量的時(shí)空分布與變化趨勢(shì)等特征。結(jié)果表明，西南地區(qū)冬、春和秋季總云量、低云量均呈“東多西少”分布，其中，冬季雅安位于東部總云量多云區(qū)和低云量多云中心，春、秋季總云量和低云量雅安均為一多云中心；夏季相反，西南地區(qū)總云量、低云量呈“東少西多”分布，其中，雅安屬于西部多云區(qū)；西南地區(qū)總云量、低云量均呈減少趨勢(shì)，并具有準(zhǔn)8a周期變化。年平均和夏季總云量在西南大部分地區(qū)呈逐年減少趨勢(shì)，雅安夏季總云量呈微弱減少趨勢(shì)，而西南地區(qū)低云量年和季節(jié)變化趨勢(shì)較為一致，主要在四川盆地呈減少趨勢(shì)，其它地區(qū)呈增加趨勢(shì)，其中，雅安低云量主要呈減少趨勢(shì)。這進(jìn)一步揭示了“雅安天漏”云量分布及其變化。

“雅安天漏"的主要科學(xué)問題與未來(lái)研究重點(diǎn)（1）主要科學(xué)問題

以上研究表明，“雅安天漏”不僅是一種獨(dú)特的區(qū)域氣候現(xiàn)象，而且在大范圍天氣氣候變化中也具有重要的科學(xué)意義。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們應(yīng)用觀測(cè)資料，開展了大量觀測(cè)分析、動(dòng)力診斷和數(shù)值模擬及其預(yù)報(bào)技術(shù)研究，取得了不少有價(jià)值的成果。從20世紀(jì)40年代早期的開創(chuàng)性工作，到20世紀(jì)90年代較為系統(tǒng)研究如，再到之后進(jìn)一步分析研究，為繼續(xù)研究“雅安天漏”打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但“雅安天漏”仍然存在一些未解的科學(xué)問題，還需要對(duì)其進(jìn)一步加強(qiáng)精細(xì)化觀測(cè)分析、理論性定量研究和實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后，如何推動(dòng)“雅安天漏”氣象學(xué)深入發(fā)展值得認(rèn)真思考。其主要科學(xué)問題有：①“雅安天漏”的三維精細(xì)化熱力、動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)；②青藏高原東側(cè)多尺度復(fù)合地形對(duì)“雅安天漏”的具體作用；③“雅安天漏”的熱源結(jié)構(gòu)、邊界層特征及其天氣氣候意義；④“雅安天漏”的數(shù)值模擬研究與其形成機(jī)理；⑤“雅安天漏”與大范圍天氣氣候變化的內(nèi)在聯(lián)系；⑥“雅安天漏”區(qū)域氣候特征及其氣候變化響應(yīng)。

因此，在前期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步圍繞上述科學(xué)問題，加強(qiáng)青藏高原東側(cè)復(fù)雜地形與大氣環(huán)流相互作用下，多尺度地形、熱源變化、水分循環(huán)、大氣邊界層、云與輻射、高原周邊及下游天氣氣候、氣候變化及區(qū)域響應(yīng)與“雅安天漏”的關(guān)系及其影響的天氣學(xué)、動(dòng)力學(xué)與氣候?qū)W的深入細(xì)致分析研究，無(wú)疑可進(jìn)一步提升對(duì)“雅安天漏”的認(rèn)識(shí)水平。

（2）未來(lái)研究重點(diǎn)

回顧“雅安天漏”研究的前期進(jìn)展，主要存在著新資料應(yīng)用不夠、動(dòng)力學(xué)研究不深、精細(xì)化分析缺乏、能量與邊界層分析少、云與輻射研究薄弱等不足。因此，基于對(duì)前期研究薄弱環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)，準(zhǔn)確把握未來(lái)研究的科學(xué)問題，結(jié)合國(guó)際上大氣科學(xué)技術(shù)，尤其是高原山地氣象學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，其未來(lái)研究重點(diǎn)應(yīng)集中圍繞綜合觀測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、資料分析、理論研究和數(shù)值模擬與預(yù)報(bào)技術(shù)等方面展開。

①“雅安天漏”的綜合觀測(cè)。針對(duì)青藏高原東側(cè)地形與大氣環(huán)流多尺度相互作用的復(fù)雜性，在雅安周邊及其下游地區(qū)現(xiàn)有觀測(cè)站網(wǎng)評(píng)估的基礎(chǔ)上，開展“雅安天漏”觀測(cè)布局研究，在“迎風(fēng)坡”和“喇叭口”等高原一盆地過渡帶關(guān)鍵區(qū)域，增設(shè)AWS、PBL、風(fēng)廓線、GPS水汽與探空等觀測(cè)設(shè)備和站點(diǎn)，結(jié)合衛(wèi)星、雷達(dá)等觀測(cè)，建設(shè)與多尺度復(fù)合地形匹配的中小尺度觀測(cè)網(wǎng)，形成對(duì)“雅安天漏”的綜合觀測(cè)。

②“雅安天漏”的科學(xué)試驗(yàn)。在建立“雅安天漏”綜合觀測(cè)站網(wǎng)基礎(chǔ)上，通過移動(dòng)氣象觀測(cè)平臺(tái)，針對(duì)地面和大氣熱源、水汽循環(huán)與輸送、邊界層大氣演變、云量與輻射等方面，形成高時(shí)空分辨率的立體觀測(cè)站網(wǎng)，開展“雅安天漏”專項(xiàng)科學(xué)野外試驗(yàn)，獲取“雅安天漏”的三維變化與過程演變的整體特征，建立“雅安天漏”的多源信息數(shù)據(jù)集。

③“雅安天漏”的資料分析。在常規(guī)觀測(cè)資料的基礎(chǔ)上，加大綜合觀測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、衛(wèi)星遙感、雷達(dá)探測(cè)等新資料的應(yīng)用，精細(xì)分析“雅安天漏”高低層動(dòng)力、熱力結(jié)構(gòu)的三維立體分布特征，感熱、潛熱基本結(jié)構(gòu)及其變化，云分布特征和水汽輸送與區(qū)域循環(huán)，“雅安天漏”典型降水過程的發(fā)生、發(fā)展與結(jié)束的物理過程，“雅安天漏”與周邊系統(tǒng)的多尺度相互聯(lián)系等問題，進(jìn)一步揭示“雅安天漏”的整體物理圖像和時(shí)空變化特征。

④“雅安天漏”的理論研究。根據(jù)觀測(cè)分析結(jié)果，應(yīng)用數(shù)值模擬、理論分析等方法，深入探討高原東側(cè)地形、熱源結(jié)構(gòu)，高原東側(cè)邊坡與主體和下游平原邊界層狀況及其相互關(guān)系、水汽變化、云分布特征等對(duì)“雅安天漏”的影響及其相互作用，認(rèn)識(shí)其形成、發(fā)展和減弱的基本規(guī)律和變化特征，明確其主要物理過程和關(guān)鍵影響因素，了解其區(qū)域成因和環(huán)境條件，揭示其形成與演變機(jī)理，對(duì)其成因做出更加全面的科學(xué)解釋。

⑤“雅安天漏”的預(yù)報(bào)技術(shù)。通過觀測(cè)分析與理論研究，在已有數(shù)值模式的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展“雅安天漏”預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)新技術(shù)，重點(diǎn)改進(jìn)數(shù)值模式中的復(fù)雜陡峭地形、特殊邊界層過程、云與輻射過程、模式分辨率等，逐步發(fā)展成為具有區(qū)域特色的、準(zhǔn)確率高的適合“雅安天漏”業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的數(shù)值天氣模式，增強(qiáng)“雅安天漏”等青藏高原及其周邊地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)能力，并由此進(jìn)一步提升我國(guó)的災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)與技術(shù)水平。

需要說明的是，研究?jī)H僅綜述了近40多年來(lái)“雅安天漏”研究的主要進(jìn)展，沒有包括四川暴雨尤其是川西暴雨等與“雅安天漏”相聯(lián)系的大量研究工作。1

“雅安天漏”降水變化氣候特征的分析在青藏高原復(fù)雜地形與大氣環(huán)流的相互作用下，高原周邊地區(qū)形成了一些具有顯著區(qū)域特色的天氣氣候現(xiàn)象。其中，由于青藏高原東側(cè)陡峭地形的特殊影響，以雨量、雨日、雨強(qiáng)和夜雨特征突出的四川省雅安市（觀測(cè)站位置：103.00°E，29.98°N）成為我國(guó)內(nèi)陸的一個(gè)降水中心（圖3），其“雅安天漏”氣候現(xiàn)象一直都是我國(guó)氣象科學(xué)研究的重點(diǎn)之一，并在觀測(cè)事實(shí)、動(dòng)力熱力特征、物理機(jī)制、降水氣候變化等方面取得了一系列成果。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，“雅安天漏”正是由于該市特有的喇叭口地形：西北部為險(xiǎn)峻的夾金山，西部為雄偉的二郎山，南部有大相嶺，東北部有邛崍山，東南部還有小相嶺北段阻隔，只有東邊一個(gè)缺口，這樣就迫使冷暖氣流在雅安市內(nèi)匯集，且東來(lái)暖濕氣流只能進(jìn)不能出，造成該地區(qū)雨時(shí)長(zhǎng)、雨量大、雨日多的區(qū)域性特點(diǎn)。以雅安為代表的青藏高原東側(cè)地區(qū)，是受高原動(dòng)力、熱力作用影響最直接且最顯著的區(qū)域之一，在提出“雅安天漏”研究中存在6個(gè)主要科學(xué)問題的同時(shí)，還指出了綜合觀測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、資料分析、理論研究和預(yù)報(bào)技術(shù)是“雅安天漏”未來(lái)研究的重點(diǎn)方向。

已有的研究表明，近50多年來(lái)全國(guó)平均降水量存在明顯的區(qū)域特征，除東北北部及西北大部分地區(qū)外，全國(guó)大部降水是減少的，四川就是其中之一。而且，四川省川西高原和平原盆地的降水變化存在明顯差異，其中盆地東、中、西部的降水變化也具有不同的變化特征。另外，雨日的氣候變化表現(xiàn)出與降水量變化既有密切關(guān)系，又有一定差異。分析中國(guó)雨日的氣候變化特征，發(fā)現(xiàn)整個(gè)中國(guó)年雨日明顯減少，尤其是西南地區(qū)，并且，春、夏、秋、冬四季雨日都呈下降趨勢(shì)。位于西南地區(qū)的四川盆地各量級(jí)雨日在盆地不同位置又表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，盆地西部是減少的，特別是暴雨日數(shù)減少明顯。分析指出，“雅安天漏”的降水變化主要決定于中小強(qiáng)度降水和夜間降水的變化特征。近50多年來(lái)，雅安總降水日數(shù)和中小強(qiáng)度降水量為減少的趨勢(shì)，主要發(fā)生在20世紀(jì)50年代到70年代和近期20多年，表現(xiàn)出降水日數(shù)和降水量急劇減少的區(qū)域特征。但是對(duì)于“雅安天漏”降水特征的季節(jié)變化、月變化及汛期變化缺乏相關(guān)的研究。

另外，上述對(duì)四川盆地降水特征的氣候研究對(duì)象均局限于日降水量、月降水量及年降水量，這樣就平滑了小時(shí)雨量的變化特征。在四川，特別是像雅安這種位于高原與盆地過渡的陡峭地形區(qū)內(nèi)，容易造成財(cái)產(chǎn)及人員傷亡的恰恰是強(qiáng)度大、時(shí)間集中的強(qiáng)小時(shí)雨強(qiáng)。隨著小時(shí)降水資料的日趨豐富，眾多學(xué)者開始重視對(duì)降水日循環(huán)特征的研究。江淮流域降水日變化具有雙峰值結(jié)構(gòu)，并與不同持續(xù)時(shí)間的降水過程有密切聯(lián)系。利用1991—2004年臺(tái)站觀測(cè)逐時(shí)降水資料分析了我國(guó)西南部降水日變化的基本特征，結(jié)果表明：西南部降水“夜雨”特征明顯，但存在午后次峰值，且區(qū)域差異顯著；降水頻次和降水強(qiáng)度亦存在明顯日變化。但是具有“天漏”之稱的雅安，其降水日變化又有什么特征呢？通過分析“雅安天漏”異常旱澇年的降水特征發(fā)現(xiàn)，雅安旱年降水日變化呈單峰單谷結(jié)構(gòu)，峰值在凌晨1:00，谷值在下午14:00；澇年日變化則為雙峰結(jié)構(gòu)，第一峰值在23:00，次峰值在凌晨3:00，谷值在下午16:00。

對(duì)于“雅安天漏”這種獨(dú)特的天氣氣候和區(qū)域變化特征，在已有工作的基礎(chǔ)上，開展深入的分析研究是非常必要的。因此，研究利用較長(zhǎng)時(shí)間的逐小時(shí)降水資料，進(jìn)一步詳細(xì)分析青藏高原東側(cè)四川省雅安降水的年代際變化、年際變化、季節(jié)變化、汛期變化、月際變化及其日變化特征，以加深對(duì)“雅安天漏”現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識(shí)。

資料和方法研究使用了四川省雅安1951—2008年的逐日降水觀測(cè)資料，以及基于降水自記紙記錄，經(jīng)過數(shù)字信息化處理得到的1961—2000年的逐小時(shí)降水量數(shù)據(jù)，時(shí)間均為北京時(shí)。考慮到數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性和完整性，其中年際、年代際、四季、汛期及逐月的降水量和雨日統(tǒng)計(jì)使用1951—2008年的逐日降水觀測(cè)資料；在降水日變化分析時(shí)，僅選取了1969—2000年的逐小時(shí)降水資料。并且，選取每年5—9月為汛期，10月至次年4月為非汛期。雨日定義為日降水量大于0.0mm的日數(shù)，小時(shí)降水量大于或等于0.1mm的時(shí)次確定為降水時(shí)次。

主要應(yīng)用了相關(guān)分析、趨勢(shì)分析、滑動(dòng)t檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)診斷方法。其中，趨勢(shì)分析為氣候趨勢(shì)系數(shù)分析（以下簡(jiǎn)稱趨勢(shì)系數(shù)），是計(jì)算氣象要素的時(shí)間序列與自然數(shù)數(shù)列之間的相關(guān)系數(shù)。由于趨勢(shì)系數(shù)是無(wú)量綱、在±1之間變化、標(biāo)準(zhǔn)化的一元線性回歸系數(shù)，因此，它消去了氣象要素的均方差和單位對(duì)線性回歸系數(shù)大小的影響，可用于比較不同的趨勢(shì)變化。并且，通過t檢驗(yàn)判斷這種氣候趨勢(shì)是有意義的，還是一種隨機(jī)振動(dòng)。這里考慮90%、95%、99%三種信度水平。

年降水長(zhǎng)期變化特征對(duì)“雅安天漏”近58a的降水量和雨日變化進(jìn)行了分析，得出的結(jié)論：降水量及雨日均呈減少的變化趨勢(shì)，其中年降水量以52.2mm/10a的速率減少，該變化趨勢(shì)通過了95%的信度水平，特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，下降十分顯著；雨日的減少速率達(dá)到了3.5d/10a，比降水量減少得更明顯，其變化趨勢(shì)通過了99%的信度水平。值得注意的是，1991年是一個(gè)通過了95%顯著性滑動(dòng)t檢驗(yàn)的突變點(diǎn)。這說明雨日從20世紀(jì)90年代初期開始急劇減少是一個(gè)突變現(xiàn)象，并且與降水量開始顯著減少的時(shí)間一致。這種變化應(yīng)該跟全球變暖有一定的聯(lián)系，可能在全球變暖的大背景下造成了季風(fēng)減弱、副高偏南，使得低緯度水汽向北、向西輸送到達(dá)雅安的量變少，再加上地形與環(huán)流的相互作用，使得該地區(qū)降水量和雨日顯著減少。

從不同強(qiáng)度降雨日的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)（圖4）進(jìn)一步可見，雅安年小雨雨日和中雨雨日均明顯減少，兩者的減少速率分別為1.7d/10a和1.27d/10a。其中，年中雨雨日的變化趨勢(shì)通過了99%的信度水平。并且，年小雨雨日和中雨雨日的變化占年雨日變化的86%，說明雅安年雨日的減少主要受兩者減少的影響。

表1至表3給出了“雅安天漏”年降水量、雨日及雨強(qiáng)不同年代的平均值、均方差、距平百分率、趨勢(shì)系數(shù)和趨勢(shì)變化值。由于降水量的變化可以由降水日數(shù)的變化引起，也可由降水強(qiáng)度的變化引起，或者由降水日數(shù)和降水強(qiáng)度共同變化所致。因此，對(duì)比3張表格中趨勢(shì)系數(shù)的變化，就可以看出在每個(gè)年代際中降水量的變化是由哪個(gè)變化引起的。

年降水量在21世紀(jì)初是顯著減少的，而雨日在該時(shí)段卻呈現(xiàn)出弱的增加趨勢(shì)，說明降水量在該年代的減少受雨日變化影響不大。20世紀(jì)80年代，雨強(qiáng)的趨勢(shì)系數(shù)為正值，且通過了90%的信度水平；20世紀(jì)90年代，雨強(qiáng)的趨勢(shì)系數(shù)為負(fù)值，通過了99%的信度水平。這說明降水量在20世紀(jì)80年代的顯著增加和90年代的顯著減少是雨日和雨強(qiáng)變化共同影響的結(jié)果。另外，盡管降水量在20世紀(jì)50、60、70年代和21世紀(jì)初的變化并不顯著，但只有雨強(qiáng)的變化趨勢(shì)與之同步，雨日的變化趨勢(shì)與之恰好相反。因此，降水量在20世紀(jì)50—70年代和21世紀(jì)初的變化也主要受雨強(qiáng)變化的影響。

季節(jié)降水及汛期降水變化特征從春、夏、秋、冬四季雅安降水量和雨日變化看到，“雅安天漏”降水量的季節(jié)差異明顯，夏季降水最多（996.9mm），其次是秋季（363.9mm）和春季（282.1mm），冬季最少（72mm）。趨勢(shì)系數(shù)表明，除冬季外，春、夏、秋三季的降水量均減少，其中，秋季減少最顯著，趨勢(shì)系數(shù)通過了95%的信度水平，減少速率20.8mm/10a。夏、秋兩季降水量的減少占年降水量減少的85%，并且這兩個(gè)季節(jié)的降水量與年降水量相關(guān)性遠(yuǎn)超春季和冬季，說明雅安年降水量的長(zhǎng)期變化主要受夏季和秋季降水的影響。

“雅安天漏”雨日分布的季節(jié)變化比降水量小。秋季雨日最多（58.8d），其次是夏季（58.3d）和春季（55d），冬季雨日最少（41.8d）。與降水量變化相似，除冬季外，春、夏、秋三季的雨日均減少，而且雨日的減少比降水量更顯著。其中，秋季雨日減少最顯著，通過了99%的信度水平，減少?gòu)?qiáng)度也最大，平均減少1.7d/10a。其次是春季，通過了95%的信度水平，平均1.3d/10a。秋、春兩季雨日的減少占年雨日減少的86%，說明“雅安天漏”年雨日的減少主要受秋、春兩季雨日減少的影響。

秋季降水量和雨日顯著減少這一結(jié)論與文獻(xiàn)2得出的結(jié)論一致，該文還提出在秋季，青藏高原背風(fēng)坡地區(qū)不同量級(jí)降水均呈減少趨勢(shì)，并且這種現(xiàn)象與80年代中東太平洋增溫有一定聯(lián)系。另外，川渝地區(qū)夏季降水量與赤道印度洋海溫區(qū)域呈顯著相關(guān)，具體表現(xiàn)為印度洋關(guān)鍵區(qū)海溫與川西高原和盆地東部夏季降水量呈同位相變化，與盆地西部降水量呈反位相變化有關(guān)。對(duì)于位于盆地西南部的“雅安天漏”是不是存在與上述遙相關(guān)相同的特征，或者存在其他的成因，還需要進(jìn)行后續(xù)相關(guān)研究。

汛期降水統(tǒng)計(jì)表明，“雅安天漏”的汛期降水量在834.9~1975.5mm之間。平均而言，雅安汛期降水量占年總降水量的77.9%，并以48.4mm/10a的速率減少，通過了95%的信度水平，而汛期降水量的減少占年降水量減少的92.7%。圖5是1951—2008年“雅安天漏”汛期降水量的距平百分率變化。從圖可見，偏澇年主要集中在20世紀(jì)90年代以前；偏旱年相對(duì)集中在兩個(gè)時(shí)段：20世紀(jì)90年代中期以后，以及20世紀(jì)60年代中期至20世紀(jì)80年代初期。從9a滑動(dòng)平均趨勢(shì)看，汛期降水量的變化與年總降水量基本一致。

1951—2008年汛期雨日統(tǒng)計(jì)表明，“雅安天漏”平均每年的汛期雨日達(dá)到98.5d，占年總雨日的46%，遠(yuǎn)沒有汛期降水量占年總降水量的比重大。汛期雨日最多的年份有118d，最少只有77d。1951—2008年“雅安天漏”汛期雨日的距平變化顯示，近58a雅安汛期雨日明顯減少，其變化趨勢(shì)通過了99%的信度水平，比汛期降水量減少更顯著。減少速率達(dá)到了2.2d/10a，占年總雨日減少量的62.9%。從9a滑動(dòng)平均趨勢(shì)看，20世紀(jì)80年代中期以前，趨勢(shì)線均位于零線以上，雨日偏多；進(jìn)入90年代初期以后，雨日顯著減少。

研究結(jié)論通過對(duì)“雅安天漏”降水變化特征進(jìn)行多時(shí)間尺度的細(xì)致分析，得到了如下主要結(jié)論：

1）與整個(gè)四川省的降水變化一致，近58a“雅安天漏”的年降水總量和年雨日是減少的，并且后者比前者減少得更加顯著。另外，雨日在20世紀(jì)90年代初期發(fā)生了由多到少、急劇減少的突變，突變點(diǎn)在1991年。進(jìn)一步分析得知，降水量在90年代的顯著減少是受雨日、雨強(qiáng)變化的共同影響。

2）“雅安天漏”降水量的季節(jié)變化比雨日的季節(jié)變化更明顯。除冬季外，春、夏、秋三季降水量和雨日均減少，其中，秋季減少最顯著。年降水量的減少主要受夏、秋兩季降水量減少的影響，年雨日的減少主要是受秋、春兩季雨日減少的影響。

3）“雅安天漏”汛期降水量占年降水量的77.9%，并以48.4mm/10a的速率減少。汛期降水量的減少占年降水量減少的92.7%；汛期雨日的減少比汛期降水量顯著，減少速率達(dá)到2.2d/10a，并占年雨日減少的62.9%。

4）平均而言，“雅安天漏”8月降水量最多，10月雨日最多。從逐月的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)來(lái)看，7月雨量減少最明顯，5月雨日減少最明顯。值得注意的是，21世紀(jì)初期以來(lái)，“雅安天漏”強(qiáng)降水月份減少，雨日集中時(shí)段也有所縮短。

5）“雅安天漏”降水的日變化非常突出，呈單峰單谷結(jié)構(gòu)。一般降水量和降水頻次在午夜0:00達(dá)到峰值，在下午15:00~16:00出現(xiàn)谷值。兩者從谷值到峰值的增加速率是從峰值到谷值衰減速率的2倍，表明雅安降水易在夜間形成強(qiáng)降水，并具有較強(qiáng)的持續(xù)性。另外發(fā)現(xiàn)雅安夜雨存在降雨量和發(fā)生頻次均減小的變化趨勢(shì)，其降雨量和發(fā)生頻次最大值出現(xiàn)時(shí)間提前、向前半夜移動(dòng)的變化特征。

不過，研究只是基于本地觀測(cè)事實(shí)做出的一些現(xiàn)象分析，關(guān)于“雅安天漏”的區(qū)域降水特征與全球變暖的關(guān)系，以及這些變化特征的影響機(jī)制還需要在下一步工作中進(jìn)行深入分析。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大學(xué)