1991—2020年重庆水稻生育期连阴雨气候特征及成因

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-04-0629

干旱气象 ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (4): 629-636.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-04-0629

1991—2020年重庆水稻生育期连阴雨气候特征及成因

武强¹(), 毕淼¹, 何佳洋², 韩旭³, 李艳丽⁴, 阳园燕¹()

1.中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室，重庆市气象科学研究所，重庆 401147
2.重庆市农业技术推广总站，重庆 401121
3.重庆市江津现代农业气象试验站，重庆 402260
4.华电煤业集团数智技术有限公司，北京 100080

收稿日期:2023-10-07 修回日期:2024-04-26 出版日期:2024-08-31 发布日期:2024-09-13
通讯作者: 阳园燕（1978—），女，四川威远人，高级工程师，主要从事农业气象防灾减灾研究。E-mail：oyyygcs33@163.com。
作者简介:武强（1989—），男，山西河曲人，高级工程师，主要从事农田小气候与气象仪器研究。E-mail：theodorus@yeah.net。
基金资助:
重庆市自然科学基金面上项目(2023NSCQ-MSX4516);国家自然科学基金面上项目(42175193);重庆市气象部门业务技术攻关项目(YWJSGG-202213)

Climate characteristics and cause analysis of continuous rain events during growth duration of rice in Chongqing from 1991 to 2020

WU Qiang¹(), BI Miao¹, HE Jiayang², HAN Xu³, LI Yanli⁴, YANG Yuanyan¹()

1. CMA Key Open Laboratory of Transforming Climate Resources to Economy， Chongqing Institute of Meteorological Sciences， Chongqing 401147， China
2. Chongqing Agricultural Technology Extension Station， Chongqing 401121， China
3. Chongqing Jiangjin Modern Agrometeorology Test Station， Chongqing 402260， China
4. Huadian Coal Industry Digital Intelligence Group Co.， Ltd， Beijing 100080， China

Received:2023-10-07 Revised:2024-04-26 Online:2024-08-31 Published:2024-09-13

摘要/Abstract

摘要：

为掌握重庆水稻生育期连阴雨的发生规律与成因，科学指导水稻生产防灾减灾，基于1991—2020年重庆市气象资料、水稻生育期观测资料及再分析资料，研究重庆水稻不同种植区及不同生育期的连阴雨气候特征和大气环流特征。结果表明，重庆各种植区全生育期的连阴雨均呈减少趋势，其中，中部减少趋势最明显，连阴雨发生站次比气候倾向率为-0.33·（10 a）^-1；东南部连阴雨发生站次比最高，达1.18，但减少趋势最弱；东北部连阴雨发生站次比最低，仅0.55，且预计阴雨灾害将进一步减少。水稻营养生长期的连阴雨发生频次最高，生殖生长期最低。空间分布上，水稻全生育期连阴雨发生频次东南部最高，单点最大值达1.80；东北部最低，单点最小值仅0.27；高值区分布在重庆偏南区域，不同生育期略有差异；而低值区始终位于东北部。连阴雨发生最为频繁的营养生长期，各地区均受负位势高度异常控制，南北位势高度梯度减小，冷空气南下易导致连阴雨发生。连阴雨发生频次最高的重庆东南部，水汽起源于太平洋，由副热带高压外围的东南暖湿气流提供。营养生长期的水汽输送带相比苗期更偏南，呈西南向分布。

关键词: 水稻, 连阴雨, 气候特征, 成因分析

Abstract:

Studying the occurrence patterns and causes of continuous rain during growth duration of rice in Chongqing could scientifically guide rice cultivation and prevent and mitigate disasters. Based on meteorological data from 1991 to 2020, rice growth period observations, and NCEP/NCAR reanalysis data in Chongqing, this study explores the climatic characteristics and atmospheric circulation patterns of continuous rain events across different rice planting regions and growth stages in Chongqing. The findings indicate a general decreasing trend in continuous rain events across all planting regions. Notably, in the central Chongqing it displayed the most significant decrease trend with a climate tendency rate of -0.33 per decade. Although in the southeastern region the proportion of stations with continuous rain was highest (1.18), it showed the weakest decreasing trend. Conversely, in the northeastern region the proportion of stations with continuous rain was lowest at 0.55, and the trend of decreasing continuous rain was most pronounced there. The frequency of continuous rain was highest during the vegetative growth stage and lowest during the reproductive stage. Spatially, the frequency of continuous rain was greatest in southeastern Chongqing, the maximum was 1.80, and lowest in northeastern Chongqing, the minimum was 0.27. The areas with higher frequencies were predominantly in the southern parts of Chongqing, varying slightly across different growth stages, while the lowest frequencies were consistently found in the northeastern parts. During the vegetative stage, continuous rain was most frequent. All regions were generally influenced by a negative geopotential height anomaly, which reduced the north-south geopostitial height gradient, making it easier for cold air to move south and result in continuous rain. In the southeastern Chongqing, water vapor originated from the Pacific Ocean and carried by the southeast periphery of the subtropical high. Compared to the seedling stage, the water vapor conveyor belt during the vegetative stage was further south, moving in a southwest direction.

Key words: rice, continuous rain event, climate characteristic, cause analysis

中图分类号:

S162.5+3

武强, 毕淼, 何佳洋, 韩旭, 李艳丽, 阳园燕. 1991—2020年重庆水稻生育期连阴雨气候特征及成因[J]. 干旱气象, 2024, 42(4): 629-636.

WU Qiang, BI Miao, HE Jiayang, HAN Xu, LI Yanli, YANG Yuanyan. Climate characteristics and cause analysis of continuous rain events during growth duration of rice in Chongqing from 1991 to 2020[J]. Journal of Arid Meteorology, 2024, 42(4): 629-636.

图/表 9

图1 重庆市地理分区及气象观测站分布

Fig.1 Geographical division and distribution of meteorological observation stations in Chongqing City

图2 重庆市不同种植区域水稻生育期

Fig.2 Growth duration of rice in different planting regions of Chongqing City

图3 1991—2020年重庆市西部（a）、中部（b）、东北部（c）、东南部（d）水稻生育期连阴雨发生站次比变化注:基于自然资源部地图技术审查中心标准地图[审图号:GS(2023)2767号]制作，底图边界无修改。下同。

Fig.3 Interannual variations of the proportion of stations with continuous rain occurrence in growth duration of rice in different planting regions in the western (a), central (b), northeastern (c) and southeastern (d) of Chongqing from 1991 to 2020

表1 不同区域水稻生育期连阴雨发生站次比多年平均及气候倾向率

Tab.1 Multi-year average values and climatic tendency rate of the proportion of stations with continuous rain occurrence in growth duration of rice in different planting regions

生育期	站次比多年均值				气候倾向率/（10 a）^-1
生育期	西部	中部	东北部	东南部	西部	中部	东北部	东南部
苗期	0.23	0.24	0.17	0.47	-0.01	-0.11	-0.11^***	-0.07
营养生长期	0.53	0.54	0.31	0.49	-0.07	-0.20^*	-0.10	-0.10
生殖生长期	0.07	0.07	0.07	0.22	-0.01	-0.02	-0.05	0.09
全生育期	0.84	0.85	0.55	1.18	-0.08	-0.33^**	-0.26^***	-0.08

图4 1991—2020年重庆市水稻苗期（a）、营养生长期（b）、生殖生长期（c）、全生育期（d）连阴雨发生频次空间分布

Fig.4 Distribution of the frequency of continuous rain occurrence at seedling stage (a), vegetative growth stage (b), reproductive growth stage (c) and the whole growth duration (d) of rice in Chongqing from 1991 to 2020

表2 1991—2020年重庆市不同区域水稻生育期连阴雨发生频次

Tab.2 Frequency of continuous rain occurrence in growth duration of rice in different planting regions in Chongqing City from 1991 to 2020

生育期	频次	西部	中部	东北部	东南部
苗期	F_{A main}	0.23	0.27	0.17	0.47
	F_{A min}	0.13	0.17	0.03	0.17
	F_{A max}	0.37	0.37	0.30	0.70
营养生长期	F_{A main}	0.53	0.54	0.31	0.49
	F_{A min}	0.27	0.37	0.20	0.20
	F_{A max}	0.83	0.67	0.43	0.77
生殖生长期	F_{A main}	0.07	0.07	0.07	0.22
	F_{A min}	0.03	0.00	0.00	0.10
	F_{A max}	0.17	0.13	0.20	0.40
全生育期	F_{A main}	0.84	0.85	0.55	1.18
	F_{A min}	0.60	0.53	0.27	0.53
	F_{A max}	1.10	1.00	0.77	1.80

图5 1991—2020年重庆市水稻不同生育期连阴雨发生频次密度

Fig.5 The density of continuous rain occurrence in different growth duration of rice in Chongqing from 1991 to 2020

图6 1991—2020年重庆西部（a、b、c）、中部（d、e、f）、东北部（g、h、i）、东南部（j、k、l）水稻苗期（a、d、g、j）、营养生长期（b、e、h、k）和生殖生长期（c、f、i、l）连阴雨发生频次与500 hPa位势高度场距平回归分析（单位：gpm）（黑色线为500 hPa位势高度场，红色线为588 dagpm线，黑色打点为通过α=0.05显著性检验区域）

Fig.6 The geopotential height anomaly at 500 hPa regressed with the frequency of continuous rain occurrence at seedling stage （a， d， g， j）， vegetative growth stage （b， e， h， k） and reproductive growth stage （c， f， i， l） of rice in the western （a， b， c）， central （d， e， f）， northeastern （g， h， i） and southeastern （j， k， l） of Chongqing from 1991 to 2020 （Unit： gpm）（The black lines indicate the 500 hPa potential height field， the red lines indicate the 588 dagpm line， and the black dot is the area that passed the significance test at α= 0.05）

图7 1991—2020年重庆西部（a、b、c）、中部（d、e、f）、东北部（g、h、i）、东南部（j、k、l）水稻苗期（a、d、g、j）、营养生长期（b、e、h、k）和生殖生长期（c、f、i、l）连阴雨发生频次与850 hPa水汽输送回归分析（单位：kg·m-1·s-1）（蓝色部分通过α= 0.05显著性检验，阴影区域为青藏高原）

Fig.7 The vertically integrated water vapor flux at 850 hPa regressed with the frequency of continuous rain occurrence at seedling stage （a， d， g， j）， vegetative growth stage （b， e， h， k） and reproductive growth stage （c， f， i， l） of rice in the western （a， b， c）， central （d， e， f）， northeastern （g， h， i） and southeastern （j， k， l） of Chongqing from 1991 to 2020 （Unit： kg·m-1·s-1）（The blue portion passed the significance test at α= 0.05， the shaded area is the Tibetan Plateau）

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1991—2020年重庆水稻生育期连阴雨气候特征及成因

Climate characteristics and cause analysis of continuous rain events during growth duration of rice in Chongqing from 1991 to 2020

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