气候变化对甘肃省南部主汛期极端强降水的影响分析

摘要

根据1971～2010年甘肃省南部24个地面气象站逐日降水资料、陇南武都站高空探测资料以及NCEP/NCAR月平均和每日4次的再分析资料，利用曲线拟合和物理量诊断的方法分析了气候变化对甘肃省南部主汛期（7～8月）极端强降水的影响，并探讨了其成因。结果表明，甘肃省南部的年主汛期强降水日数在20世纪80年代末之前呈减少趋势，90年代初至今呈明显的增加趋势，转型时间在1991年前后，1971～1990年平均主汛期强降水日数为5.95d， 1991～2010年平均主汛期强降水日数为7.15d，这两个时段年平均主汛期强降水日数存在显著差异。另外，甘肃省南部地区24站的雨日和雷暴日数1990年至今呈减少趋势。成因分析结果表明：（1）随着全球气候变暖， 20世纪90 年代初以来大气的温湿垂直结构发生了变化，甘肃省南部地区的低层气温和相对湿度都明显上升，大气中下部温度和相对湿度为正距平，同时高层的气温和相对湿度呈明显下降趋势，大气中上部温度和相对湿度为负距平，意味着大气中的潜在不稳定性增加，对流性天气出现的机率增多。因此，大气温湿场变化引起的大气潜在不稳定性增加可能是导致甘肃省南部强降水日数增加的重要原因之一。（2）近20年来甘肃省南部上空气的不稳定性呈现增强趋势，不稳定指数K指数的年平均值和强降水日数的变化趋势基本一致，不稳定指数K指数增大，强降水天气出现的频率亦增大，而且对流层气柱水汽总量也是伴随1991年以后极端强降水频率的增加而增加的。因此，甘肃省南部上空大气的不稳定性增强，可能是导致甘肃省南部主汛期强降水日数增多的直接原因之一。（3）同时，近20a 来甘肃省南部大气中下部辐合作用加强，中上部辐散作用加强，导致了大气中部垂直上升气流出现几率增加，大气中的不稳定性增加，强降水天气出现的机率增多。因此，大气动力作用引起的大气不稳定性增加也可能是导致甘肃省南部强降水日数增加的一个原因。