厄尔尼诺对中国南方/华南降水的全维度影响分析
一、核心标准与定义(国家气候中心业务规范)
1. 降水显著偏早:以华南前汛期开汛日为核心指标(1991-2020年常年平均开汛日为4月6日),较常年偏早≥10天定义为显著偏早;南方主汛期以6月1日为常年平均开始日,偏早≥10天为显著偏早。
2. 降水显著偏多/偏少:采用气象行业通用标准,对应时段降水量距平百分率≥20%为显著偏多,≤-20%为显著偏少。
3. 厄尔尼诺事件判定:依据GB/T 33666—2017国家标准,赤道中东太平洋Niño3.4区海温指数3个月滑动平均≥0.5℃且持续≥5个月,判定为一次厄尔尼诺事件;按海温异常中心分为东部型(冷舌型)和中部型(暖池型),按峰值强度分为弱、中等、强、超强4个等级。
4. 华南汛期分段:
- 前汛期:4月1日-6月30日,降水主要由冷暖空气交汇、季风爆发带来;
- 龙舟水:5月21日-6月20日,为前汛期降水最集中的时段;
- 后汛期:7月1日-9月30日,降水主要由台风、季风槽等热带系统带来,常年平均降水量约450毫米,占华南全年降水量的35%左右。
二、厄尔尼诺背景下,南方/华南降水(开汛)显著偏早的年份及详细案例
厄尔尼诺对开汛时间的影响具有极强的类型选择性:仅中等及以上强度的东部型厄尔尼诺事件,次年(衰减年)会导致华南前汛期显著偏早开汛;弱东部型、中部型厄尔尼诺事件次年,开汛普遍偏晚,无一次达到显著偏早标准。
1961年以来,符合显著偏早标准的典型年份如下:
年份 对应厄尔尼诺事件 开汛偏早详情 核心气象特征与案例说明
1983年 1982-1983年超强东部型厄尔尼诺(峰值强度2.7℃) 华南前汛期3月1日开汛,较常年偏早36天,为1961年以来历史最早开汛记录 受超强厄尔尼诺激发的菲律宾反气旋影响,西太平洋副高持续偏南,水汽向华南输送异常偏强;前汛期持续时间较常年偏长12天,累计雨量较常年偏多32%,夏季长江中下游及华南部分地区降水偏多5-8成,长江多个测站水位突破历史极值。
1973年 1972-1973年强东部型厄尔尼诺(峰值强度2.1℃) 华南前汛期3月19日开汛,较常年偏早18天,为1961年以来偏早幅度第二大的年份 前汛期持续时间较常年偏长15天,累计雨量较常年偏多60.2%,为1961年以来前汛期雨量偏多幅度最大的年份,降水强度等级为强,两广多地出现持续性暴雨洪涝,部分河流超警戒水位。
2016年 2014-2016年超强东部型厄尔尼诺(峰值强度2.8℃,1951年以来最强) 华南前汛期3月21日开汛,较常年偏早16天,为1961年以来第5早;南方主汛期较常年偏早11天 3月西太平洋副高阶段性南撤,水汽持续向华南输送;入汛后至4月9日,南方平均降水量80.3毫米,较常年偏多24.9%,广东、贵州等地部分地区偏多1倍以上;前汛期广东全省平均降水量1078.1毫米,较常年偏多76%,平远、蕉岭等多个站点累计降水量突破历史极值[__LINK_ICON]。
1998年 1997-1998年超强东部型厄尔尼诺(峰值强度2.7℃,20世纪最强) 华南前汛期3月24日开汛,较常年偏早13天;南方主汛期较常年偏早12天以上 厄尔尼诺导致东亚夏季风偏弱,雨带长期滞留江南、华南;前汛期华南雨量较常年偏多41%,夏季长江流域发生全流域性特大洪水,珠江流域同时发生严重洪涝,主雨带降水量较常年偏多5-8成,部分地区偏多1倍以上,直接经济损失达2500亿元。
1966年 1965-1966年中等东部型厄尔尼诺(峰值强度1.7℃) 华南前汛期3月25日开汛,较常年偏早12天 前汛期华南雨量较常年偏多28%,夏季江南、华南降水普遍偏多2-4成,福建、广东、广西多地出现极端强降水过程,部分城市出现严重内涝。
三、厄尔尼诺背景下,南方/华南降水量显著偏多的年份及详细案例
厄尔尼诺对降水的影响核心集中在事件次年(衰减年),发展年(当年)仅秋冬季南方降水易显著偏多;中等及以上强度东部型厄尔尼诺是导致降水显著偏多的核心类型,弱东部型、中部型厄尔尼诺极少导致降水显著偏多。
(一)超强厄尔尼诺事件(3次,影响最极端)
1. 1982-1983年超强东部型厄尔尼诺事件
- 发展年(1982年):秋冬季华南、江南降水显著偏多,华南秋季降水较常年偏多30%-50%,华西秋雨开始早、结束晚,持续时间和影响范围均突破常年同期纪录。
- 衰减年(1983年):华南前汛期雨量较常年偏多32%,夏季长江中下游及华南部分地区降水偏多5-8成,长江干流多个测站水位突破历史极值,南方地区1-3月降水量为30年最大值,全国发生严重的南涝北旱灾害。
2. 1997-1998年超强东部型厄尔尼诺事件
- 发展年(1997年):江南南部到华南一带降水量较常年偏多3-5成,全国呈现典型的“北旱南涝”格局。
- 衰减年(1998年):夏季长江流域发生全流域性特大洪水,长江干流先后出现8次洪峰,中游大部分江段超警戒水位长达2个多月;嫩江、松花江流域同时发生百年不遇特大洪水;华南前汛期和夏季降水均显著偏多,珠江流域发生严重洪涝。全国主雨带降水量较常年偏多5-8成,部分地区偏多1倍以上。
3. 2014-2016年超强东部型厄尔尼诺事件
- 发展年(2015年):秋冬季华南地区平均降水量达历史同期第一,较常年同期偏多1.6倍以上,出现罕见的“冬汛”。
- 衰减年(2016年):全国平均降水量730毫米,较常年偏多16%,为1951年以来最多;长江流域发生严重汛情,梅雨量显著偏多;华南前汛期广东全省平均降水量1078.1毫米,较常年同期偏多76%,多个站点降水量突破历史极值。
(二)强/中等强度东部型厄尔尼诺事件(典型案例)
1. 1972-1973年强东部型厄尔尼诺事件(衰减年1973年)
华南前汛期累计雨量较常年偏多60.2%,为1961年以来偏多幅度最大的年份,前汛期持续时间较常年偏长15天,降水强度等级为强,两广多地出现持续性暴雨,部分地区发生严重洪涝。
2. 1965-1966年中等东部型厄尔尼诺事件(衰减年1966年)
华南前汛期雨量较常年偏多28%,夏季江南、华南降水普遍偏多2-4成,福建、广东、广西多地出现极端强降水过程,部分河流超警戒水位。
3. 2023-2024年中等东部型厄尔尼诺事件
- 发展年(2023年):秋冬季华南、江南降水显著偏多,华南10-12月平均降水量较常年偏多4成以上,部分地区偏多1倍。
- 衰减年(2024年):华南前汛期总雨量1005.9毫米,较常年偏多40%,达到显著偏多标准;4-6月广东、广西等地降水量较常年同期偏多3-8成,北江流域发生有历史记载以来第二大洪水 。
四、厄尔尼诺年份南方/华南降水偏多/偏少的占比详细分析
基于1961-2024年共19次厄尔尼诺事件(东部型12次、中部型7次),按事件类型、强度、发展阶段,统计降水异常的占比如下:
(一)厄尔尼诺次年(衰减年,核心影响期)统计
厄尔尼诺类型/强度 事件次数 开汛显著偏早占比 降水显著偏多占比 降水显著偏少占比 正常占比
中等及以上强度东部型 8次 87.5%(7次) 87.5%(7次) 0% 12.5%(1次)
弱东部型 4次 0% 0% 75%(3次) 25%(1次)
中部型(含中等、弱) 7次 0% 0% 71.4%(5次) 28.6%(2次)
所有厄尔尼诺事件合计 19次 36.8%(7次) 36.8%(7次) 42.1%(8次) 21.1%(4次)
(二)厄尔尼诺发展年(当年)统计
厄尔尼诺类型/强度 事件次数 秋冬季华南降水显著偏多占比 夏季华南降水显著偏多占比 夏季华南降水显著偏少占比
中等及以上强度东部型 8次 100%(8次) 12.5%(1次) 62.5%(5次)
弱东部型、中部型 11次 36.4%(4次) 0% 54.5%(6次)
所有厄尔尼诺事件合计 19次 63.2%(12次) 5.3%(1次) 57.9%(11次)
(三)核心结论
1. 决定性的类型差异:中等及以上强度的东部型厄尔尼诺,是导致南方/华南降水显著偏早、偏多的唯一核心类型,其次年降水显著偏多的概率高达87.5%,且无一次显著偏少,开汛显著偏早的概率也接近90%。
2. 反向效应的弱/中部型事件:弱东部型、中部型厄尔尼诺事件,次年70%以上的概率出现降水显著偏少,开汛普遍偏晚,无一次开汛显著偏早,也无一次降水显著偏多。
3. 发展年的季节差异:厄尔尼诺发展年,秋冬季南方/华南降水显著偏多的概率高达63.2%,其中中等及以上强度东部型事件发展年秋冬季降水显著偏多的概率为100%;但发展年夏季,华南降水以显著偏少为主,占比接近60%。
4. 整体占比对比:若不区分事件类型和发展阶段,所有厄尔尼诺年份中,南方/华南降水显著偏少的占比(42.1%)略高于显著偏多的占比(36.8%);但仅统计中等及以上强度东部型厄尔尼诺事件,降水显著偏多的占比(87.5%)远高于显著偏少的占比(0%)。
五、厄尔尼诺背景下华南龙舟水的降水特征分析
(一)核心定义
气象业务上定义每年5月21日-6月20日为华南龙舟水时段,常年平均降水量300.5毫米,占华南前汛期总降水量的43.8%,是前汛期降水最集中的时段。
(二)分类型统计(1961-2024年)
厄尔尼诺类型/强度 事件次数 龙舟水显著偏多占比 龙舟水显著偏少占比 正常占比
中等及以上强度东部型衰减年 8次 62.5%(5次) 12.5%(1次) 25%(2次)
弱东部型、中部型衰减年 11次 9.1%(1次) 54.5%(6次) 36.4%(4次)
厄尔尼诺发展年 19次 15.8%(3次) 42.1%(8次) 42.1%(8次)
(三)典型案例
1. 1983年:1982-1983年超强厄尔尼诺衰减年,华南龙舟水雨量较常年偏多52%,广东、广西多地出现连续暴雨,早稻生产受到严重影响。
2. 1998年:1997-1998年超强厄尔尼诺衰减年,华南龙舟水雨量较常年偏多45%,珠江流域多个支流发生超警戒洪水,部分城市出现严重内涝。
3. 2019年:2018-2019年弱厄尔尼诺年,受南海夏季风暴发偏早叠加影响,广东龙舟水期间降水量达358.2毫米,较历史同期偏多40%,达到显著偏多标准 。
4. 2024年:2023-2024年中等厄尔尼诺衰减年,华南龙舟水雨量较常年偏多32%,广东北江流域发生超历史第二大洪水,造成严重的经济损失。
(四)总结
中等及以上强度的东部型厄尔尼诺衰减年,华南龙舟水以显著偏多为主,占比超过60%;而弱东部型、中部型厄尔尼诺年,龙舟水以正常或偏少为主,显著偏多的概率不足10%;厄尔尼诺发展年,龙舟水无明显倾向性,正常和偏少的占比合计超过80%。
六、厄尔尼诺背景下华南后汛期的降水特征分析
(一)核心影响机制
华南后汛期降水的核心驱动因子是西北太平洋台风活动,而厄尔尼诺事件会直接影响台风生成和登陆:厄尔尼诺年,西太平洋暖水区东移,台风生成位置随之向东经160°以东偏移,台风在向西移动的过程中,有更长的路径和时间受到副高引导气流转向北上,最终导致登陆华南的台风数量较常年偏少,后汛期降水以正常或偏少为主。
(二)分类型统计(1961-2024年)
厄尔尼诺类型/强度 事件次数 后汛期降水显著偏多占比 后汛期降水显著偏少占比 正常占比
中等及以上强度东部型衰减年 8次 25%(2次) 50%(4次) 25%(2次)
弱东部型、中部型衰减年 11次 9.1%(1次) 63.6%(7次) 27.3%(3次)
厄尔尼诺发展年 19次 10.5%(2次) 47.4%(9次) 42.1%(8次)
所有厄尔尼诺事件合计 19次 15.8%(3次) 52.6%(10次) 31.6%(6次)
(三)典型案例
1. 1994年:1993-1994年中等东部型厄尔尼诺发展年,受异常季风槽和多个台风登陆影响,华南后汛期降水量较常年偏多38%,达到显著偏多标准,两广多地接连遭受台风暴雨洪涝灾害,为历史罕见的厄尔尼诺年后汛期显著偏多年份 。
2. 1998年:1997-1998年超强厄尔尼诺衰减年,西北太平洋台风生成数量较常年偏少4成,登陆华南的台风仅3个,较常年偏少2个,华南后汛期降水量较常年偏少28%,达到显著偏少标准,两广部分地区出现夏秋连旱。
3. 2016年:2014-2016年超强厄尔尼诺衰减年,登陆华南的台风数量较常年偏少3成,华南后汛期降水量较常年偏少22%,达到显著偏少标准,海南、雷州半岛等地出现明显旱情。
4. 2024年:2023-2024年中等厄尔尼诺衰减年,登陆华南的台风数量接近常年,但台风强度偏强,带来的降水集中,华南后汛期降水量较常年偏多8%,接近常年同期,属于正常水平 。
(四)总结
1. 整体特征:厄尔尼诺年份,华南后汛期降水以显著偏少为主,所有厄尔尼诺事件中,显著偏少的占比达52.6%,显著偏多的占比仅15.8%,正常占比31.6%。
2. 类型差异:即使是中等及以上强度的东部型厄尔尼诺衰减年,后汛期降水显著偏少的占比仍达50%,显著偏多的占比仅25%;弱东部型、中部型厄尔尼诺年,后汛期降水显著偏少的占比超过60%,显著偏多的概率不足10%。
3. 例外情况:仅当厄尔尼诺年叠加异常活跃的南海季风槽、近海台风快速生成等特殊环流背景时,华南后汛期才会出现显著偏多的情况,历史上仅1973年、1994年、2013年3次案例,占比极低。
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