[科普中国]-华西秋雨

华西秋雨（Autumn rain of West China），是我国华西地区秋季多雨的特殊天气现象。它主要在四川、重庆、渭水流域（甘肃南部和陕西中南部）、汉水流域（陕西南部和湖北中西部）、云南东部、贵州等地。其中尤以四川盆地和川西南山地及贵州的西部和北部最为常见。华西秋雨可以从9月持续到11月份左右，持续时间长则是其最鲜明的特点。最早出现日期有时可从8月下旬开始，最晚在11月下旬结束。不过由于秋季暖湿气流通常不及盛夏，因而降雨强度并不是特别大，比较缠绵。

华西秋雨基本信息特征主要降雨时段是在9、10两个月。“华西秋雨”的主要特点是雨日多，而另一个特点是以绵绵细雨为主，所以雨日虽多，但雨量却不很大，一般要比夏季少，强度也弱。

平均来讲，华西秋雨的降雨量一般多于春季，仅次于夏季，在水文上则表现为显著的秋汛。秋雨的年际变化较大，有的年份不明显，有的年份则阴雨连绵，持续时间长达一月之久。

华西秋雨是四川盆地的一个显著的气候特色。四川盆地，秋季平均每月的雨日数，大约在13~20天左右，即平均每三天有一天半到两天有雨，较同时期我国其他地区明显为多，但盆地里秋季降水的强度在一年四季里是最小的，也就是说，秋季降水以小雨为主，是典型的绵绵秋雨。

从古到今，四川盆地的绵绵秋雨就十分引人注目。唐代文学家柳宗元曾用“恒雨少日，日出则犬吠”来形容四川盆地阴雨多、日照少的气候特色，以后便演变成了著名的成语“蜀犬吠日”，比喻少见多怪。

涉及范围华西秋雨指得是我国西部地区秋季多雨的特殊天气现象，主要包括四川、重庆、贵州、云南、甘肃东部和南部、陕西关中和陕南及湖南西部、湖北西部等地。一般在9-11月。

形成原因华西秋雨天气的形成无疑是冷暖空气相互作用的结果。每年进入9月以后，华西地区在5500米上空处在西北太平洋副热带高压和伊朗高压之间的低气压区内。西北太平洋副热带高压西侧或西北侧的西南气流将南海和印度洋上的暖湿空气源源不断地输送到这一带地区，使这一带地区具备了比较丰沛的水汽条件。同时随着冷空气不断从高原北侧东移或从我国东部地区向西部地区倒灌，冷暖空气在我国西部地区频频交汇，于是便形成了华西秋雨。

秋季频繁南下的冷空气与滞留在该地区的暖湿空气相遇，使锋面活动加剧而产生较长时间的阴雨，平均来讲，降雨量一般多于春季，仅次于夏季，在水文上则表现为显著的秋汛。

当冷空气势力较强时，冷暖空气交汇比较激烈，降雨强度也会随之加大，同样也可造成严重的洪涝灾害。

白虎志、董文杰在《华西秋雨的气候特征及成因分析》（载自《高原气象》）一文中认为，在分析华西秋雨气候特征的基础上，设计了综合考虑秋季降水量和降水日数的秋雨指数，并进行了EOF和REOF分解以及秋雨主要影响因素分析。结果表明：第一模态反映了长江中上游以北地区与以南地区降水相反的形势，第二模态反映了华西降水的一致性；REOF将华西秋雨可分为6个气候区。华西秋雨的变化趋势表明，1960年代到1970年代初期、1980年代初期为相对多秋雨期，1970年代中后期、1980年代中后期到20世纪末华西秋雨相对较少。21世纪开始又出现了较明显的华西秋雨现象。西太平洋副热带高压、印缅槽、贝加尔湖低槽是华西秋雨的主要影响系统，当贝加尔湖、印缅槽深且副热带高压强时，有利于华西多秋雨；反之，则秋雨不明显。1

对农业的影响华西秋雨雨日多，以绵绵细雨为主。阴雨天气导致气温下降，会对农作物生产带来不利影响。成熟的秋粮易发芽霉变，未成熟的秋作物生长期延缓，容易遭受冻害。一般来说，持续连阴雨的天数越长，对农作物的危害越大。如果我们把连续三天或三天以上出现降雨视为一次连阴雨过程，可以看出，连阴雨过程次数最多的是四川盆地南部和贵州的遵义、毕节等地，每年秋季平均有7-9次。平均最长连阴雨过程是在贵州西部和四川宜宾、邵觉及四川盆地以西地区，有10-11天，四川阿坝达14天；极端最长连阴雨过程在四川西部地区，一次过程可达20天以上。

不利影响秋天是收获的季节，也是冬作物播种、移栽的季节。绵绵细雨阻挡了阳光，带来了低温。不利于玉米、红薯、晚稻、棉花等农作物的收获和小麦播种、油菜移栽。它可以造成晚稻抽穗扬花期的冷害，空秕率的增加；也可使棉花烂桃，裂铃吐絮不畅；秋雨多的年份，还可使已成熟的作物发芽、霉烂，以至减产甚至失收。而且它不仅影响当年作物的收成，也将影响来年作物的产量。

有利影响“华西秋雨”虽然没有台风、暴雨所造成的灾害来得那样猛烈，但它同样给农业生产和国民经济建设带来非常大的损失。然而秋雨多，有利于水库、池塘及冬水田蓄水、预防来年的春旱。特别是对西北一些较干旱的地区来说，这时地温较高，土质结构比较疏松，雨水可以较深地渗透到土壤中，可保证冬小麦播种、出苗，同时土壤的蓄水保墒，也可减轻次年春旱对各种农作物的威胁，故有农谚“你有万担粮，我有秋里墒”的说法。

华西秋雨演变的新特征及其对大气环流的响应秋季，随着季风系统南撤，中国大部分地区雨季结束，秋高气爽。然而，在华西（21°N－39°N，95°E－114°E）地区，即以渭河、汉水流域为主的陕南、陇南地区以及四川、重庆、贵州及云南等地常出现影响范围大、持续时间长的连阴雨，称之为华西秋雨。华西秋雨一般在9－11月，主要特点是雨日多，以绵绵细雨为主。在秋收的季节里，阴雨天气导致气温下降，成熟的秋粮易发芽霉变，未成熟的秋作物生长期延缓，容易遭受冻害，对农业生产带来不利影响。而且，华西秋雨区内山地多，长时间连阴雨后容易出现滑坡泥石流。华西秋雨作为我国秋季主要的气候特征之一，对水库蓄水、秋收、秋播、生产及生活有着重要的影响，因此，一直倍受我国气象学者的关注。

早在1958年，就对华西秋雨进行了研究，指出其主要位于陇东南、陕南以及云贵等地。指出华西秋雨期间的降水空间分布表现为纬向型、经向型和准全区型。综合考虑降水量和降水日数两个因素，划定秋雨区为明显秋雨区和一般秋雨区。通过秋季降水量、降水日数占全年的比例对秋雨区进行分区。利用9－10月雨量占全年雨量百分率与该时段雨日的乘积定义了秋雨指数，并做了指数场的经验正交函数分解EOF，得到长江中上游地区降水南北相反的变化形势。1976年大气环流突变以后的20世纪80－90年代，秋季全国大部分地区降水减少，且黄河流域最为显著，而比较了1960－1990年与1978－2008年两个气候态的极值降水，指出我国秋季降水呈明显增加趋势。

关于华西秋雨的成因，认为其起讫与亚洲上空急流和印度季风的进退有关。9－10月500hPa环流欧亚型特征可能是同期华西纬向型降水分布的基本条件。秋雨形成的环流背景多是由于西风带环流与副热带环流的不同步转变。欧亚大陆秋季大气环流明显的年代际变化是渭河流域秋雨多寡模态变化的原因。西太平洋副热带高压（下称西太副高）偏北、西伸，是西北地区产生强降水的大尺度背景之一，黄土高原秋季降水异常与西太副高的夏季位置联系紧密。黄河上游降水偏多时，极地冷空气对500hPa高度距平差值场的分布有显著影响，高纬表现为西低东高型，新疆高压脊弱，低压槽活跃。

一些学者对秋雨期环流的合成分析都表明，500hPa环流形势对秋雨多寡有重要影响。通过个例分析指出2003年陕西秋季连阴雨与高空西风急流和对流层低层的高温、高湿的热力特征密切相关。秋季中国大陆地区水汽总体年代际变化减少趋势，除27°N以南地区以外大陆受异常下沉气流控制。云南秋季旱涝主要与孟湾、中南半岛至云南的南风水汽通量输送异常有关。此外，西南风是影响中国西部秋季降水的主要因素，一些研究表明，青藏高原夏季风与其南部高度场存在负相关，当高原夏季风偏弱时，高原南部500hPa高度场偏低，印度低压均加强。9月以后随着青藏高原夏季风的南撤，雨区南退后形成“华西秋雨”。

对控制秋雨期环流异常的可能成因，通过数值试验得到5－9月感热增加时，对流层中高层高度场增加，从而在高层空气有辐散距平。研究指出，青藏高原东部热源与华西秋雨雨量呈负相关，并以2月东部热源与华西秋雨相关最显著。我国南方秋季降水年际变化与西、北太平洋海温成正相关，而与7月南印度洋海温成负相关，相关时滞为2个月。

20世纪下半叶，关于华西秋雨空间划分虽有许多定义，但未将秋雨指数量化。21世纪初，从定义的秋雨指数来看，由于雨量百分比的地理分布差异较小，而秋雨日数地理分布差异相对较大，因此，该指数更依赖于秋雨日数，不能较好地反映秋雨量的空间分布。同时，直接使用秋雨日数进行研究，不能消除地形因素对其造成的影响，使得该指数的物理意义不明确。此外，以前的研究多从500hPa环流因子考虑，而华西秋雨的发生、强度不仅与西太副高的位置有关，还与西风急流位置、水汽输送密切相关，所引起不同模态环流异常的可能成因与南方涛动、南亚季风等重要气候因子存在一定的联系。

研究在前人工作的基础上，结合秋雨量和秋雨日各自占全年的比例定义华西秋雨指数，分析在气候变暖背景下华西秋雨时空演变的新特征及其对大气环流的响应，研究重要气候因子与主要环流异常型的关系，加深对华西秋雨演变特征和形成机理的认识，为提高华西秋雨的预报提供科学依据。

华西秋雨异常的大气环流背景分析（1）环流背景

中国气候地理分布深受季风的影响，夏末秋初之际，夏季风系统迅速南撤，西太副高南压并控制我国东部大部分地区，使之上空盛行下沉气流，因而入秋后往往以晴朗天气为主，即秋高气爽。然而位于青藏高原以东，115°E以西的华西地区，却常有连绵的阴雨天气，出现一年中降雨的次峰值，即华西秋雨。华西秋雨的形成与大气环流的由夏入秋，由盛行夏季风转向冬季风这一过渡阶段的转变关系密切。

从9－10月对流层中部500hPa平均环流纬偏场可以看出（图1a），从贝加尔湖至欧洲上空为高压脊区，巴尔喀什湖至贝加尔湖上空受弱长波脊控制，日本海上空有东亚大槽维持，中高纬经向环流较强；亚洲中低纬地区位势高度偏低，华西地区又处于青藏高原夏季风区，随着高原夏季风在9月以后南撤，雨带在华西地区形成。青藏高原冬、夏季风在第51候的转换，即对应高原上空由气旋性环流向反气旋性环流的转变，对西部雨季有影响。纬偏图（图1a）也显示9－10月随着青藏高原夏季风南撤，高度场低值中心南移，华西地区上空受西风带中小槽控制，印度上空为稳定的印缅槽，伊朗上空为高压中心，西太副高中心位于160°E，32．5°N附近。一方面，中高纬的偏北气流引导冷空气南下在华西地区堆积；另一方面，西太副高西侧偏东气流将太平洋上空的水汽向中国东部沿海区域输送，之后进一步向西北输送。与此同时，处于伊朗高压与西太副高之间的印缅槽槽前西南气流强盛，使得西南季风携带的水汽可以输送到华西内陆地区（图1E）。从9－10月对流层中低层850hPa平均环流图（图1c）中可看出，总体形势与500hPa类似，只是高原东侧呈现稳定的低值区，表明华西地区在中低层低涡活动更为频繁，印缅低槽也比较活跃。从9－10月850hPa平均温度纬偏图（图1d）中可看到，高原以东地区为较深的温度槽区，华西地区经向温度梯度较小，高纬的冷空气随偏北气流南下使华西地区从北向南有大幅降温，与同一纬度其他地区相比，气温偏低。这也验证了前人研究工作中指出的强冷空气的活动与秋雨存在一定联系。

200hPa上9－10月平均环流形势主要表现为南亚高压维持，进一步分析从平均纬向风，图1b可以看出东亚副热带西风急流位于日本以东经朝鲜半岛至中国华北、西北东部一线，急流中心位于日本以东的洋面上，中心风速超过40m·s－1，而我国华北、西北东部的上空风速超过35m·s－1。华西地区位于副热带西风急流入口区右侧，因此，该地区高层有强正涡度平流，形成高空辐散，抽吸作用使得华西上空的垂直上升运动加强，有利于低层辐合。结合9－10月平均经向垂直剖面图也可以看出，在秋雨区垂直上升运动相当显著，表明高层东亚副热带西风急流对华西地区的垂直运动有较大影响。

从多年平均9－10月整层水汽通量分布图（图1E）中可看出，华西地区有两支水汽通道，一支从印度洋经孟加拉湾输送到大陆，该水汽通道在孟加拉湾地区向北输送过程中受青藏高原阻挡，沿高原东南侧向华西秋雨区输送，成为秋雨区重要的西南水汽源；另一支为西太副高南缘偏东气流携带大量水汽西移，在南海地区与来自热带的水汽交汇后继续向西输送，最终在中南半岛西侧与印度洋水汽交汇，转而向中国大陆输送。在这样的环流形式下，北方干冷气团与南方暖湿空气屡次在华西地区对峙，锋面活动加剧，伴随急流的抽吸作用使上升运动加强，且水汽供应充分，形成华西地区秋雨绵绵的气候特征。

（2）第一模态异常分布型的环流特征

利用对华西秋雨指数进行EOF分析的第一模态（西南西与东北东秋雨指数反向变化）对应的时间系数，选择时间系数偏大的6年，即华西地区北部秋雨异常偏多的年份（1961，1975，1983，1985，2000和2001年）和偏小的6年，即西南部秋雨异常偏多的年份（1972，1990，1991，1993，1997和1998年），对9－10月平均高低层环流形势、垂直速度以及水汽输送情况进行差值合成分析，进而探讨第一类异常型的大气环流特征。

从北部秋雨强、弱年9－10月对流层中部500hPa高度场差值合成图（图2a）中可看出，欧洲上空为正，西伯利亚中、西部至巴尔喀什湖为负，中心30gpm。低纬大部分地区位势高度差值为负，尤其是孟加拉湾至中南半岛地区，差值达－15gpm。上述异常中心值均达到了95%置信度。欧亚大陆从西北到东南位势高度差值呈现“+－+”的形势，类似于500hPa常见的欧亚遥相关型。高度场5880gpm等值线合成（图2a）也体现出在华西东北部秋雨偏多时，西太副高中心位置偏西，范围较多年平均有所减小的特征。这一高度差值形势表明，当位于贝加尔湖的浅脊强度减弱，西太副高中心位置偏西，而印缅低槽则显著加深，北方冷空气略偏弱，来自孟加拉湾和西太副高西侧的暖湿空气偏强，这种异常形势有利于干冷与暖湿空气在华西地区北部汇合，容易形成绵绵秋雨，而西南部秋雨偏弱。

从700hPa高度场差值合成图中可看出，亚洲中部及以南的广大地区为负，我国西部上空有显著负值区存在，对应风场合成图可以看到这一显著气旋式差值涡旋。华西地区差值一致为负，即为偏南风差值，可见，当该地区低层盛行偏南风，有利于低纬的暖湿空气向北输送，使得冷暖空气在偏北的位置交汇，有利于秋雨北多南少。

200hPa高度场差值合成图上，除印缅地区以外总体形势与500hPa相似，亚欧大陆从西北到东南位势高度差值呈现“+－+”的形势，风场合成图上我国中东部的反气旋差值十分显著，表明当南亚高压的位置偏北，对应高压附近的水平与垂直环流产生显著的异常变化，对应北方秋雨偏强。

由于南亚高压位置出现了显著变化，200hPa纬向风差值（图2b）表现为西西伯利亚至地中海地区上空为显著的差值东风，中心位于西西伯利亚上空，数值>6m·s－1。中国北方直至里海以西为西风，中心分别位于中国东北和中亚，数值>9m·s－1，而黄河以南的地区均为东风，中心位于长江流域，数值>9m·s－1。千岛群岛上空则为2m·s－1的东风，东风与西风异常区均达到了99%置信度。200hPa纬向风异常显示，东亚地区中高纬西风急流偏弱，日本附近西风急流异常偏弱，中国北部至蒙古国西风急流异常偏强，中国中南部上空西风偏弱，位于日本以东经朝鲜半岛至中国北部、西北东部一线的东亚副热带西风急流中心位置偏西，中心强风速带变窄，华西北部上空的急流入口处上升运动加强，在动力作用下低层加压显著。同时，由于急流带变窄而使得华西南部地区西风偏弱，该地区抽吸上升运动减弱，华西北部上升运动加强，有利于秋雨在这一地区产生。

从北部秋雨强弱年合成的流场垂直剖面图中可看出，30°N－37．5°N、102．5°E－120°E范围内有显著的差值上升运动，垂直速度差异达到了99%置信度，这验证了前面的结论。可见，当9－10月东亚副热带西风急流中心偏西，中心强风速带偏窄时，有利于华西北部产生较强的上升运动，水汽冷却凝结，从而导致该地区秋雨相对偏多，而华西南部相对偏少。此外，从纬向（沿32．5°N）垂直流场的合成差值剖面图（图3a）中看出，105°E以东的地区有一支差值上升气流，而90°E－100°E出现差值下沉气流，从而在纬向剖面上形成了气旋式的差值环流（从赤道方向看）。因此，垂直环流场上西南地区与北部的反向异常变化可能是导致秋雨出现第一类异常型的重要原因。

从北部秋雨强弱年的整层水汽通量差值场（图3b）可看出，原来在孟加拉湾汇合的水汽通道异常不明显，云南西部水汽通量为弱的偏东输送差值，而在南海出现了一支异常强的水汽输送带，这支加强的水汽源主要为来自南海以及西太平洋的水汽，该水汽输送带在我国华南、华东地区登陆后继续北上，使得川、甘、陕交界处的水汽通量加强，水汽辐合明显，辐合中心位于陕西西南部，数值>－6×10－5kg·m－2·s－1，为该地区秋雨异常偏多提供了丰沛的水汽条件。而西藏东部、云南西部有弱的偏东水汽通量输送差值，减弱了平均态上印度季风绕青藏高原南麓向西南地区输送的水汽通量，因此，华西西南部地区的水汽通量偏弱，水汽条件不充足，不利于降水产生。

研究结论结合华西地区9－10月降雨量与降雨日数分别占全年百分率之和定义华西秋雨指数，分析了华西秋雨的时空演变特征和秋雨气候特征，进一步探讨了秋雨主要异常型对大气环流的响应，得到以下主要结论：

（1）研究定义的秋雨指数能较好地体现华西秋季雨日长的“绵绵细雨”特征，秋雨指数极大值主要有两个中心，其中北部中心位于陇南、陕中、陕南、川东和川北，南部中心位于四川南部至云南中西部。华西秋雨强度和范围在近50年中存在明显的年代际变化，随着气候变暖背景加强，21世纪初北部秋雨区位置偏北、范围增大及强度增强。华西地区平均秋雨指数在1990－2009年间有非常显著的5～8年周期。

（2）华西秋雨演变的第一空间模态体现出北部秋雨区东北东和西南西之间的反相异常变化特征，第二模态体现出华西秋雨北部边缘的秋雨与中南部秋雨区反向变化的特征。

（3）9－10月华西秋雨的主要影响系统为对流层中低层华西地区维持的低值系统，中层高纬较强的经向环流、印缅低槽与西太副高；对流层顶的东亚副热带西风急流。华西秋季连绵阴雨的形成与冷暖空气在该地交绥、频繁的锋面活动、稳定的辐合抬升运动及充分的水汽供应有关。当西风急流中心西移，中心强风速带偏窄时，抽吸作用有利于华西北部产生较强的上升运动，同时西太副高偏北、印缅槽偏深及水汽输送偏强偏北，有利于华西北部水汽辐合，所以华西北部降水偏多、南部偏少；反之亦然。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学