1961—2019年河南秋季连阴雨天气气候特征分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2021.04.008

摘要/Abstract

摘要：

利用河南省103个地面气象站1961-2019年逐日资料，采用滑动平均、小波分析、EOF分解等方法分析了河南区域性秋季连阴雨降水的时空分布特征，采用自组织神经网络方法(SOM)对河南区域性秋季连阴雨环流进行客观分型。结果表明：河南区域性秋季连阴雨以7-9 d的过程居多，其次为10 d以上过程。20世纪60年代和80年代是河南区域性秋季连阴雨多发期，90年代为连阴雨少发期，70年代和21世纪10年代发生次数与近59 a年均频次基本持平，21世纪10年代河南区域性秋季连阴雨比其他年代强，20世纪90年代强度最弱。20世纪70年代区域性秋季连阴雨年平均过程降水量存在准5 a周期，21世纪00年代前半期及10年代区域性秋季连阴雨年平均过程降水量存在2-3 a周期。近59 a河南区域性秋季连阴雨平均降水量分布上，黄河以南地区比黄河以北地区降水多，山区比平原地区多，降水大值区与山区分布基本一致。河南区域性秋季连阴雨降水空间分布型上，最主要的特征是全省一致变化型，其次是南北反相型。SOM方法不仅可以区分出环流形态上的差别，还可以区分出环流型的发生时间和连阴雨期间环流的阶段性演变特征。SOM分型得到8类区域性连阴雨环流型，从天气学意义上可归结为阻塞型、低槽型和平直环流型。大部分河南区域性秋季连阴雨过程为2到3种环流型的组合，不同环流型之间存在转换关系。

关键词: 区域性连阴雨, 自组织神经网络, 环流分型

Abstract:

Based on the daily data of 103 meteorological stations in He'nan province from 1961 to 2019, the temporal statistical characteristics and spatial distribution characteristics of regional continuous precipitation were analyzed using moving average, wavelet analysis, and EOF decomposition. The regional circulation of continuous precipitation was objectively classified using the self-organizing maps (SOM) of neural network method. The results show that the process of continuous precipitation in autumn in He'nan province is mainly 7-9 days, followed by more than 10 days. In the 1960s and 1980s, the regional continuous precipitation in autumn occurs frequently in He'nan province, and in the 1990s, it occurs less frequently. The frequency in the 1970s and 2010s is the same as the average annual frequency in the recent 59 years. In the 2010s, it is stronger than that in other years, and the intensity is the weakest in the 1990s. The mean precipitation of continuous precipitation in autumn in the 1970s has a quasi-5-year period, and in the first half of the 2000s and 1980s it has a 2-3-year period. In recent 59 years, the regional mean precipitation of continuous precipitation in autumn in He'nan province is higher in the south of the Yellow River than that in the north of the Yellow River, and higher in the mountainous area than that in the plain area. The distribution of large precipitation values is basically the same as that of the mountainous area. On the spatial distribution pattern of regional mean precipitation of continuous precipitation in autumn in He'nan province, the most important characteristic is the consistent variation pattern of the whole province, followed by the inverse pattern of the north and south. The SOM method can not only distinguish the difference of circulation shape, but also distinguish the occurrence time of circulation pattern and the periodic evolution characteristics of circulation during continuous rainy and cloudy periods. According to the SOM classification, there are 8 types of regional circulation types with continuous precipitation, which can be summarized as blocking, low trough and direct circulations in synoptic sense. Most of the regional continuous precipitation processes in He'nan province are the combination of two or three circulation types, and there is a conversion relationship among different circulation types.

Key words: Regional continuous precipitation, SOM (self organizing maps), Circulation types

中图分类号:

P468.0⁺24

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图/表 10

表1

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参考文献 25

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序号	开始日期	持续日数	序号	开始日期	持续日数	序号	开始日期	持续日数
1	1961/10/16	9	24	1975/10/24	5	47	1996/09/04	9
2	1961/11/12	9	25	1979/09/12	13	48	1999/09/28	9
3	1962/09/22	9	26	1980/10/04	9	49	2000/09/03	5
4	1962/11/15	9	27	1981/09/04	8	50	2000/09/24	7
5	1963/09/15	10	28	1981/09/27	11	51	2000/10/21	8
6	1964/08/28	24	29	1981/10/17	6	52	2003/08/24	16
7	1964/10/10	19	30	1982/08/28	9	53	2003/09/28	8
8	1965/09/30	13	31	1982/09/25	10	54	2005/09/17	20
9	1966/10/04	7	32	1983/10/03	5	55	2006/09/26	5
10	1967/11/20	9	33	1983/10/11	10	56	2006/11/22	6
11	1968/09/07	8	34	1984/09/05	7	57	2008/09/25	5
12	1968/10/06	8	35	1984/09/20	14	58	2009/09/12	9
13	1969/09/01	8	36	1984/11/09	6	59	2010/09/03	8
14	1969/09/20	10	37	1985/09/12	8	60	2011/09/04	16
15	1970/09/22	7	38	1985/10/09	12	61	2011/11/03	6
16	1971/09/28	6	39	1986/10/16	8	62	2014/09/07	12
17	1971/10/19	7	40	1987/10/12	7	63	2015/11/15	10
18	1971/11/3	7	41	1989/11/02	7	64	2016/10/20	12
19	1972/08/28	9	42	1992/09/11	12	65	2017/08/25	13
20	1973/09/04	5	43	1993/11/06	6	66	2017/09/23	26
21	1973/10/01	7	44	1993/11/16	5	67	2018/09/13	9
22	1974/09/28	10	45	1994/10/14	5	68	2019/09/10	11
23	1975/09/26	8	46	1994/11/13	5	69	2019/10/02	13

年代	年均次数/次	平均过程降水量/mm	平均过程日数/d
20世纪60年代	1.4	65.1	10.9
20世纪70年代	1.1	55.9	7.6
20世纪80年代	1.6	60.7	8.6
20世纪90年代	0.7	45.3	7.3
21世纪00年代	1.0	69.0	8.9
21世纪10年代	1.1	91.4	12.4
59 a平均	1.2	64.6	9.3

序号	特征值	贡献率/(%)	累积贡献率/(%)
1	65.30	63.40	63.40
2	18.76	18.22	81.62
3	4.47	4.34	85.96

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