《中國(guó)雨季監(jiān)測(cè)指標(biāo)東北雨季監(jiān)測(cè)》編制說(shuō)明

1、氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)雨季監(jiān)測(cè)指標(biāo)東北雨季監(jiān)測(cè)編制說(shuō)明一、工作簡(jiǎn)況1. 任務(wù)來(lái)源2019 年 9 月 30 日，氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)雨季監(jiān)測(cè)指標(biāo)東北雨季監(jiān)測(cè)由全國(guó)氣候與氣候變化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC540) 立項(xiàng)，項(xiàng)目編號(hào)為QX/T-2020-07 。前期國(guó)家氣候中心和沈陽(yáng)區(qū)域氣候中心聯(lián)合完成了東北雨季監(jiān)測(cè)指標(biāo)預(yù)研究項(xiàng)目，且編制的東北雨季監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定已由中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司發(fā)文，已在國(guó)家氣候中心和東北四省氣候中心進(jìn)行了多年試運(yùn)行，運(yùn)行效果穩(wěn)定，起止日期監(jiān)測(cè)結(jié)果合理。2. 編制的目的目前，全國(guó)各區(qū)域雨季均已開(kāi)展了業(yè)務(wù)運(yùn)行，并形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，唯獨(dú)東北地區(qū)雨季起止日期的監(jiān)測(cè)指標(biāo)正處于試運(yùn)行階段。雨季

2、開(kāi)始和結(jié)束日期的監(jiān)測(cè)是氣象服務(wù)的重要內(nèi)容，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和政府防災(zāi)減災(zāi)決策等均有十分重要的作用。因此，開(kāi)展東北雨季起止日期等指標(biāo)的客觀識(shí)別研究，研制監(jiān)測(cè)指標(biāo)，開(kāi)展國(guó)省兩級(jí)的東北雨季監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)，并基于監(jiān)測(cè)成果開(kāi)展東北雨季預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了增加該項(xiàng)業(yè)務(wù)的規(guī)范性和服務(wù)效果的權(quán)威性，有必要使該方面的科研成果編制為標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。3. 起草單位與協(xié)作單位本標(biāo)準(zhǔn)起草單位為沈陽(yáng)區(qū)域氣候中心和國(guó)家氣候中心，協(xié)作單位為黑龍江省氣候中心、吉林省氣候中心和內(nèi)蒙古自治區(qū)氣候中心。4. 主要工作過(guò)程（ 1） 2014 年開(kāi)始研究東北雨季起止日期客觀識(shí)別方法，并發(fā)表了2 篇 SCI 論文和 1 篇核心期刊論文。（

3、2）2015 年國(guó)家氣候中心和沈陽(yáng)區(qū)域氣候中心聯(lián)合完成了東北雨季監(jiān)測(cè)指標(biāo)預(yù)研究項(xiàng)目。（ 3）2014-2015 年，國(guó)家氣候中心和沈陽(yáng)區(qū)域氣候中心組織專家，開(kāi)展了多次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)（兩次會(huì)議評(píng)審及多次函審），對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了多次修改。（ 4）基于前期的研究成果， 東北雨季監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定于2016 年，由中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司發(fā)文。（ 5）東北雨季監(jiān)測(cè)內(nèi)容已在國(guó)家氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和沈陽(yáng)區(qū)域氣候中心氣候監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)平臺(tái)中進(jìn)行了集成，國(guó)家氣候中心和東北四省氣候中心進(jìn)行了4 年試運(yùn)行，運(yùn)行效果穩(wěn)定合理。5. 主要起草人及所做的工作氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)雨季監(jiān)測(cè)指標(biāo)東北雨季監(jiān)測(cè) 的主要起草人有：房一禾、 龔志強(qiáng)、 李多、

4、趙春雨、顧正強(qiáng)、宋麗華、李永生、梁洪海、于秀晶、達(dá)布希拉圖、邸瑞琦。（ 1）房一禾：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)方案、驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)結(jié)果，執(zhí)筆標(biāo)準(zhǔn)文本及編制說(shuō)明等編寫(xiě)，協(xié)調(diào)編制小組成員工作。1（ 2）龔志強(qiáng)：主要參加人，參與技術(shù)指導(dǎo)及標(biāo)準(zhǔn)合理性驗(yàn)證等工作，并參與標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明的編寫(xiě)工作。(3) 李多：主要參加人，國(guó)家氣候中心東北雨季監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人。（ 4）趙春雨：主要參加人，參與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制定和雨季起止日期合理性驗(yàn)證。（ 5）顧正強(qiáng)：參加人，參與部分計(jì)算程序的編制。（ 6）宋麗華、李永生、梁洪海、于秀晶、達(dá)布希拉圖、邸瑞琦：參加人，對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的定義提出修改建議，并在實(shí)際業(yè)務(wù)中進(jìn)行檢驗(yàn)。二、標(biāo)準(zhǔn)

5、編制原則和主要內(nèi)容確定的論據(jù)1編制原則本標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照 GB/T1.1-2009 的要求起草， 力求語(yǔ)言表述規(guī)范， 用語(yǔ)準(zhǔn)確、 簡(jiǎn)明，結(jié)構(gòu)合理，同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)的編制從實(shí)際需求出發(fā)，遵循科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀、定量的原則，因而具有科學(xué)性、客觀性、適用性。（ 1）科學(xué)性及客觀性東北雨季（不同于主汛期）是指中國(guó)東北大部分地區(qū)在夏季的一段降水量相對(duì)集中的時(shí)期。以往常將東北和華北雨季作為一個(gè)整體來(lái)考慮，這樣考慮有兩點(diǎn)問(wèn)題：第一，東北和華北地區(qū)的影響系統(tǒng)并不完全一致，華北雨季更多地受副高北抬影響，而東北雨季既受到東北冷渦影響，又受到盛夏的副高（夏季風(fēng)）影響，因此，二者雨季的起止日期可能并不完全一致；第二，東北地區(qū)夏季

6、氣候平均降水量大于華北地區(qū)。因此，總體來(lái)講，東北雨季可能早于華北雨季開(kāi)始且晚于華北雨季結(jié)束， 即開(kāi)始日期早于 “七下”，結(jié)束日期晚于 “八上”（區(qū)別于東北主汛期） 。綜上所述，有必要將東北雨季和華北雨季區(qū)別分析，建立一個(gè)東北區(qū)域統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。（ 2）適用性本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了單站、各省和東北區(qū)域的雨季起止日期、雨季降水量、雨季降水強(qiáng)度和雨季長(zhǎng)度等監(jiān)測(cè)方法，同時(shí)也考慮了空汛的情況，國(guó)家氣候中心和東北四?。▍^(qū)）氣候中心已開(kāi)展了業(yè)務(wù)運(yùn)行，效果穩(wěn)定，起止日期合理。國(guó)家氣候中心可以從東北區(qū)域角度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，各?。▍^(qū)）對(duì)本?。▍^(qū)）的雨季進(jìn)行實(shí)際業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)。(3) 可操作性、時(shí)效性強(qiáng)本標(biāo)準(zhǔn)是為了業(yè)務(wù)應(yīng)用，要求意義明確

7、，計(jì)算方便，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。因而，項(xiàng)目組在制定本標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候進(jìn)行了充分考慮，盡量簡(jiǎn)化計(jì)算方法，保證所用數(shù)據(jù)有實(shí)際來(lái)源，方便進(jìn)行業(yè)務(wù)運(yùn)行，具有較高的可操作性。此外，計(jì)算方法均采用“向前滑動(dòng)”或“向前累計(jì)”等方法，保障了宣布雨季開(kāi)始和結(jié)束日期的時(shí)效性。2確定本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了東北雨季開(kāi)始日期和結(jié)束日期的監(jiān)測(cè)方法，根據(jù)開(kāi)始和結(jié)束日期及逐日降水量監(jiān)測(cè)，可計(jì)算東北雨季降水量、雨季降水強(qiáng)度和雨季長(zhǎng)度等指標(biāo)。以計(jì)算單站雨季的起止日2期為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)定各省滿足條件的站數(shù)占總站數(shù)的比例閾值從而確定各省雨季起止日期，最后將最早開(kāi)始和最晚結(jié)束省份的日期分別確定為東北區(qū)域雨季的起止日期。（具體監(jiān)測(cè)方法請(qǐng)

8、參考征求意見(jiàn)稿）三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果1. 驗(yàn)證分析利用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，我們計(jì)算了1961-2019 年?yáng)|北區(qū)域及各?。▍^(qū)）的雨季開(kāi)始日期、結(jié)束日期、雨季降水量、雨季降水強(qiáng)度和雨季長(zhǎng)度指標(biāo)，并對(duì)以上指標(biāo)歷年情況進(jìn)行了合理性驗(yàn)證。（ 1）雨季指標(biāo)歷年值圖 1-4 分別給出歷年?yáng)|北區(qū)域雨季開(kāi)始、結(jié)束日期、雨季降水量、雨季降水強(qiáng)度和雨季長(zhǎng)度的時(shí)間序列?？梢?jiàn)，東北雨季開(kāi)始日期多年（1961-2019 ）平均為 6 月 17 日，結(jié)束日期多年平均為 9 月 8 日，雨季降水量多年平均為268.2mm，雨季長(zhǎng)度多年平均為83 天，雨季降水強(qiáng)度多年平均接近 0

9、（由于是降水量的標(biāo)準(zhǔn)化值），以上指標(biāo)均存在較明顯的年際波動(dòng)。圖 11961-2019東北區(qū)域雨季開(kāi)始日期和結(jié)束日期時(shí)間序列圖 21961-2019東北區(qū)域雨季降水量時(shí)間序列3圖 31961-2019東北區(qū)域雨季降水強(qiáng)度時(shí)間序列圖 4 1961-2019 東北區(qū)域雨季長(zhǎng)度時(shí)間序列（ 2） 雨季指標(biāo)定義合理性分析這部分從東北區(qū)域雨季和各省雨季指標(biāo)的對(duì)比、東北雨季指標(biāo)與夏季降水量的關(guān)系、東北夏季降水異常年的雨季指標(biāo)情況和東北降水與環(huán)流系統(tǒng)逐日演變關(guān)系四個(gè)方面來(lái)驗(yàn)證雨季指標(biāo)定義的合理性。1） 東北區(qū)域雨季與各?。▍^(qū)）雨季指標(biāo)的對(duì)比表 1 給出東北區(qū)域及 4 ?。▍^(qū)）雨季指標(biāo)的多年平均值，可見(jiàn)，由于東北

10、區(qū)域雨季起止日期指標(biāo)的定義為：各省最早開(kāi)始和最晚結(jié)束省份的日期，所以東北區(qū)域雨季起止日期較各省雨季開(kāi)始日期更早，較各省雨季結(jié)束日期更晚。由表 1 可見(jiàn)， 4 ?。▍^(qū)）雨季開(kāi)始日大致在6 月底至 7 月初，結(jié)束日期大致在8 月底至 9 月初，即雨季主要集中在7-8 月， 7-8 月是東北地區(qū)的盛夏，也是降水量最集中的時(shí)段，因此，從這個(gè)角度看，定義較合理。此外，經(jīng)過(guò)前期反復(fù)討論，絕大部分專家認(rèn)為，從服務(wù)角度來(lái)講，將東北雨季定義在7-8 月較定義在“ 7 下 8 上”更合理。從 4 ?。▍^(qū)）雨季指標(biāo)的對(duì)比來(lái)看，平均降水量最多的省份（遼寧）開(kāi)始最早，結(jié)束最晚，降水量最大，長(zhǎng)度最長(zhǎng)。而平均降水量較少的省

11、份（內(nèi)蒙）與遼寧的情況相反，因此，從這個(gè)角4度看，對(duì)各?。▍^(qū)）雨季指標(biāo)的定義較合理。表 1東北區(qū)域及4 ?。▍^(qū)）雨季指標(biāo)的多年平均值平均開(kāi)始日期平均結(jié)束日期降水量（ mm）長(zhǎng)度（天）東北區(qū)域6月 17日9月 8 日268.283遼寧省6月 27日9月 3 日349.868吉林省6月 27日8月 29日288.563黑龍江省7月 1 日8月 27日238.256內(nèi)蒙古東部7月 2 日8月 21日184.2502）東北雨季指標(biāo)與夏季降水量的相關(guān)關(guān)系由于東北雨季的定義為：東北大部分地區(qū)在夏季的一段降水量相對(duì)集中的時(shí)期，因此，東北雨季各指標(biāo)理論上可能與東北夏季降水有較好的相關(guān)關(guān)系。當(dāng)然，也未必完全如此

12、，這里僅給出大致的參考。由表 2 可見(jiàn)，除開(kāi)始日期與降水量相關(guān)系數(shù)不能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)外，其他指標(biāo)均通過(guò)0.01 信度的顯著性檢驗(yàn)。夏季降水與開(kāi)始日期的負(fù)相關(guān)說(shuō)明夏季降水量偏少對(duì)應(yīng)雨季開(kāi)始晚，而與結(jié)束日期的顯著正相關(guān)說(shuō)明夏季降水量偏少對(duì)應(yīng)雨季結(jié)束早。雨季降水量越大、強(qiáng)度雨大、長(zhǎng)度越長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)夏季降水量越大，以上指標(biāo)與夏季降水的關(guān)系均符合實(shí)際情況。需要說(shuō)明的是，雨季的開(kāi)始多數(shù)是由于一次東北冷渦過(guò)程或一次季風(fēng)降水過(guò)程導(dǎo)致的，所以開(kāi)始日期與整個(gè)夏季降水量不一定有顯著的相關(guān)關(guān)系，但結(jié)束日期與降水量相關(guān)顯著的原因有待于進(jìn)一步分析。表 2東北雨季指標(biāo)與東北夏季降水的相關(guān)系數(shù)（* 代表通過(guò)0.01 的信度檢驗(yàn)）

13、開(kāi)始日期結(jié)束日期雨季降水量雨季降水強(qiáng)度雨季長(zhǎng)度夏季降水-0.120.38*0.86*0.36*0.86*3）東北夏季降水異常個(gè)例年的雨季指標(biāo)情況分析表 3 給出東北夏季降水異常超過(guò)20%年份對(duì)應(yīng)的東北雨季各指標(biāo)值。并將東北夏季降水偏多（少）年，對(duì)應(yīng)開(kāi)始早（晚） 、結(jié)束晚（早） 、長(zhǎng)度長(zhǎng)（短） 、雨季降水量大（?。?、強(qiáng)度強(qiáng)（弱）的指標(biāo)加“ * ”（即符合常理的加* ）?？梢?jiàn)，東北夏季降水偏多年，開(kāi)始日期偏早概率僅為3/7 ，結(jié)束日期偏晚概率達(dá)6/7 ，而偏少年開(kāi)始日期偏晚概率達(dá)4/5 ，結(jié)束日期偏早概率僅為6/7 ；東北夏季降水偏多年，雨季長(zhǎng)度偏長(zhǎng)的概率為3/7 ，而偏少年，雨季長(zhǎng)度偏短的概率

14、為4/5 ；東北夏季降水偏多年對(duì)應(yīng)的雨季降水量均多于常年值，雨季強(qiáng)度均為偏強(qiáng)或強(qiáng)，而偏少年則均相反。綜上所述，東北夏季降水異常年，雨季結(jié)束日期、長(zhǎng)度、雨季降水量、雨季降水強(qiáng)度4 個(gè)指標(biāo)（尤其是后3 個(gè)指標(biāo)）均能較好地與之匹配。進(jìn)一步說(shuō)明該定義較合理。5表 3東北夏季降水異常年對(duì)應(yīng)的東北雨季各指標(biāo)情況（* 和 _代表符合實(shí)際的情況）東北夏季降水雨季開(kāi)始日雨季長(zhǎng)度雨季降水量雨季降水年份雨季結(jié)束日(天 )(mm)強(qiáng)度距平百分率198537.6%7 月 1日9月 18日 *79403.8*1.6*199829.7%6月11日*9月 19日 *100*402.8*1.6*199427%6月 26日9 月

15、 4日70403.1*1.6*196426.2%6月13日 *9月 27日 *106*383.9*1.3*201325.9%6月 28日9月 13日 *77383.9*1.3*201922.9%6月 28日9月 28日 *92*364.5*1.1*196619.9%6 月 4日 *9月 15日 *103*369*1.2*1999-20.3%6月23日 *8月 26日 *64*185.8*-1.1*1968-20.5%6月18日 *9 月 9日83128.8*-1.8*1982-21.8%7月15日 *9月 19日66*172.5*-1.2*2000-25%7月20日 *9月 15日57*140

16、.2*-1.6*2007-27.77 月 1日 *8月 31日 *61*168.8*-1.3*4）東北逐日降水量與雨季主要影響因子的逐日變化分析從東北地區(qū)逐日降水量曲線變化可見(jiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化值首次大于1 的日期為6 月中旬后期，與東北冷渦頻次指數(shù)由最大值到小于1 的日期和東北區(qū)域850hPa 經(jīng)向風(fēng)（暫且代表影響東北地區(qū)的夏季風(fēng)指數(shù)）指數(shù)穩(wěn)定大于1 的日期均一致，該日期與我們定義的東北雨季開(kāi)始日期（6 月 17 日）也對(duì)應(yīng)一致。此外，東北逐日降水量曲線大致在8 月 29 日穩(wěn)定小于1，大致在 9 月上旬，冷渦指數(shù)大于 0 且 850hPa 經(jīng)向風(fēng)指數(shù)較穩(wěn)定地小于0，此時(shí)季風(fēng)南撤，冷渦再次開(kāi)始作為主要

17、因子影響東北地區(qū)，該時(shí)間點(diǎn)與東北雨季結(jié)束日期對(duì)應(yīng)較一致。綜上所述，定義的雨季開(kāi)始和結(jié)束日期較合理。6 月中旬起，冷渦頻次開(kāi)始小于1，而東北區(qū)域850hPa 經(jīng)向風(fēng)指數(shù)穩(wěn)定大于1 ，說(shuō)明此時(shí)東北冷渦對(duì)東北地區(qū)的影響減小，夏季風(fēng)對(duì)東北地區(qū)的影響變大。但由于此時(shí)冷渦指數(shù)仍大于0，冷渦仍對(duì)東北地區(qū)有一定影響。注意到此時(shí)亦是東北夏季降水開(kāi)始顯著增加的時(shí)間點(diǎn)（圖5 上），因此，作為東北雨季開(kāi)始日期是合理的。歷年該時(shí)期，東北地區(qū)既可能受到東北冷渦影響也可能受夏季風(fēng)影響，而華北雨季更多是受夏季風(fēng)影響，這也是東北雨季早于華北雨季的原因之一。6圖 5 東北逐日降水量（上）東北冷渦頻次指數(shù)（中）和東北區(qū)域850hPa 經(jīng)向風(fēng)指數(shù)（下）（以上指數(shù)均為氣候態(tài)平均，且做了標(biāo)準(zhǔn)化處理）2. 預(yù)期效果本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了東北雨季起止日期等指標(biāo)的計(jì)算方法。預(yù)期利用該方法可計(jì)算得到歷史東北區(qū)域及各省（區(qū)）雨季起止日期等指標(biāo)，同時(shí)可以根據(jù)該方法對(duì)每年雨季起止日期進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本標(biāo)準(zhǔn)可應(yīng)用于國(guó)家級(jí)和?。▍^(qū)）級(jí)開(kāi)展雨季監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)和服務(wù)工作，也可為雨季預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)。從驗(yàn)證分析來(lái)看，以上預(yù)期效果均已達(dá)到。四、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度，以及與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況本標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)內(nèi)制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，未查閱到與此有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，因此本標(biāo)準(zhǔn)的制訂沒(méi)有采用國(guó)