《中国雨季监测指标东北雨季监测》编制说明

1、气象行业标准中国雨季监测指标东北雨季监测编制说明一、工作简况1. 任务来源2019 年 9 月 30 日，气象行业标准中国雨季监测指标东北雨季监测由全国气候与气候变化标准化技术委员会(SAC/TC540) 立项，项目编号为QX/T-2020-07 。前期国家气候中心和沈阳区域气候中心联合完成了东北雨季监测指标预研究项目，且编制的东北雨季监测业务规定已由中国气象局预报与网络司发文，已在国家气候中心和东北四省气候中心进行了多年试运行，运行效果稳定，起止日期监测结果合理。2. 编制的目的目前，全国各区域雨季均已开展了业务运行，并形成了行业标准，唯独东北地区雨季起止日期的监测指标正处于试运行阶段。雨季

2、开始和结束日期的监测是气象服务的重要内容，对于农业生产和政府防灾减灾决策等均有十分重要的作用。因此，开展东北雨季起止日期等指标的客观识别研究，研制监测指标，开展国省两级的东北雨季监测业务，并基于监测成果开展东北雨季预测业务有着重要的现实意义。为了增加该项业务的规范性和服务效果的权威性，有必要使该方面的科研成果编制为标准或规范。3. 起草单位与协作单位本标准起草单位为沈阳区域气候中心和国家气候中心，协作单位为黑龙江省气候中心、吉林省气候中心和内蒙古自治区气候中心。4. 主要工作过程（ 1） 2014 年开始研究东北雨季起止日期客观识别方法，并发表了2 篇 SCI 论文和 1 篇核心期刊论文。（

3、2）2015 年国家气候中心和沈阳区域气候中心联合完成了东北雨季监测指标预研究项目。（ 3）2014-2015 年，国家气候中心和沈阳区域气候中心组织专家，开展了多次标准研讨会（两次会议评审及多次函审），对标准进行了多次修改。（ 4）基于前期的研究成果， 东北雨季监测业务规定于2016 年，由中国气象局预报与网络司发文。（ 5）东北雨季监测内容已在国家气象业务内网和沈阳区域气候中心气候监测预测业务平台中进行了集成，国家气候中心和东北四省气候中心进行了4 年试运行，运行效果稳定合理。5. 主要起草人及所做的工作气象行业标准 中国雨季监测指标东北雨季监测 的主要起草人有：房一禾、 龚志强、 李多、

4、赵春雨、顾正强、宋丽华、李永生、梁洪海、于秀晶、达布希拉图、邸瑞琦。（ 1）房一禾：项目负责人，主要负责制定标准编写方案、验证统计结果，执笔标准文本及编制说明等编写，协调编制小组成员工作。1（ 2）龚志强：主要参加人，参与技术指导及标准合理性验证等工作，并参与标准文本和编制说明的编写工作。(3) 李多：主要参加人，国家气候中心东北雨季监测业务负责人。（ 4）赵春雨：主要参加人，参与标准技术制定和雨季起止日期合理性验证。（ 5）顾正强：参加人，参与部分计算程序的编制。（ 6）宋丽华、李永生、梁洪海、于秀晶、达布希拉图、邸瑞琦：参加人，对监测指标的定义提出修改建议，并在实际业务中进行检验。二、标准

5、编制原则和主要内容确定的论据1编制原则本标准严格按照 GB/T1.1-2009 的要求起草， 力求语言表述规范， 用语准确、 简明，结构合理，同时本标准的编制从实际需求出发，遵循科学、准确、客观、定量的原则，因而具有科学性、客观性、适用性。（ 1）科学性及客观性东北雨季（不同于主汛期）是指中国东北大部分地区在夏季的一段降水量相对集中的时期。以往常将东北和华北雨季作为一个整体来考虑，这样考虑有两点问题：第一，东北和华北地区的影响系统并不完全一致，华北雨季更多地受副高北抬影响，而东北雨季既受到东北冷涡影响，又受到盛夏的副高（夏季风）影响，因此，二者雨季的起止日期可能并不完全一致；第二，东北地区夏季

6、气候平均降水量大于华北地区。因此，总体来讲，东北雨季可能早于华北雨季开始且晚于华北雨季结束， 即开始日期早于 “七下”，结束日期晚于 “八上”（区别于东北主汛期） 。综上所述，有必要将东北雨季和华北雨季区别分析，建立一个东北区域统一的监测标准。（ 2）适用性本标准规定了单站、各省和东北区域的雨季起止日期、雨季降水量、雨季降水强度和雨季长度等监测方法，同时也考虑了空汛的情况，国家气候中心和东北四省（区）气候中心已开展了业务运行，效果稳定，起止日期合理。国家气候中心可以从东北区域角度进行监测，各省（区）对本省（区）的雨季进行实际业务监测。(3) 可操作性、时效性强本标准是为了业务应用，要求意义明确

7、，计算方便，操作相对简单。因而，项目组在制定本标准的时候进行了充分考虑，尽量简化计算方法，保证所用数据有实际来源，方便进行业务运行，具有较高的可操作性。此外，计算方法均采用“向前滑动”或“向前累计”等方法，保障了宣布雨季开始和结束日期的时效性。2确定本标准主要内容的论据本标准主要规定了东北雨季开始日期和结束日期的监测方法，根据开始和结束日期及逐日降水量监测，可计算东北雨季降水量、雨季降水强度和雨季长度等指标。以计算单站雨季的起止日2期为基础，通过设定各省满足条件的站数占总站数的比例阈值从而确定各省雨季起止日期，最后将最早开始和最晚结束省份的日期分别确定为东北区域雨季的起止日期。（具体监测方法请

8、参考征求意见稿）三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果1. 验证分析利用本标准规定的方法，我们计算了1961-2019 年东北区域及各省（区）的雨季开始日期、结束日期、雨季降水量、雨季降水强度和雨季长度指标，并对以上指标历年情况进行了合理性验证。（ 1）雨季指标历年值图 1-4 分别给出历年东北区域雨季开始、结束日期、雨季降水量、雨季降水强度和雨季长度的时间序列。可见，东北雨季开始日期多年（1961-2019 ）平均为 6 月 17 日，结束日期多年平均为 9 月 8 日，雨季降水量多年平均为268.2mm，雨季长度多年平均为83 天，雨季降水强度多年平均接近 0

9、（由于是降水量的标准化值），以上指标均存在较明显的年际波动。图 11961-2019东北区域雨季开始日期和结束日期时间序列图 21961-2019东北区域雨季降水量时间序列3图 31961-2019东北区域雨季降水强度时间序列图 4 1961-2019 东北区域雨季长度时间序列（ 2） 雨季指标定义合理性分析这部分从东北区域雨季和各省雨季指标的对比、东北雨季指标与夏季降水量的关系、东北夏季降水异常年的雨季指标情况和东北降水与环流系统逐日演变关系四个方面来验证雨季指标定义的合理性。1） 东北区域雨季与各省（区）雨季指标的对比表 1 给出东北区域及 4 省（区）雨季指标的多年平均值，可见，由于东北

10、区域雨季起止日期指标的定义为：各省最早开始和最晚结束省份的日期，所以东北区域雨季起止日期较各省雨季开始日期更早，较各省雨季结束日期更晚。由表 1 可见， 4 省（区）雨季开始日大致在6 月底至 7 月初，结束日期大致在8 月底至 9 月初，即雨季主要集中在7-8 月， 7-8 月是东北地区的盛夏，也是降水量最集中的时段，因此，从这个角度看，定义较合理。此外，经过前期反复讨论，绝大部分专家认为，从服务角度来讲，将东北雨季定义在7-8 月较定义在“ 7 下 8 上”更合理。从 4 省（区）雨季指标的对比来看，平均降水量最多的省份（辽宁）开始最早，结束最晚，降水量最大，长度最长。而平均降水量较少的省

11、份（内蒙）与辽宁的情况相反，因此，从这个角4度看，对各省（区）雨季指标的定义较合理。表 1东北区域及4 省（区）雨季指标的多年平均值平均开始日期平均结束日期降水量（ mm）长度（天）东北区域6月 17日9月 8 日268.283辽宁省6月 27日9月 3 日349.868吉林省6月 27日8月 29日288.563黑龙江省7月 1 日8月 27日238.256内蒙古东部7月 2 日8月 21日184.2502）东北雨季指标与夏季降水量的相关关系由于东北雨季的定义为：东北大部分地区在夏季的一段降水量相对集中的时期，因此，东北雨季各指标理论上可能与东北夏季降水有较好的相关关系。当然，也未必完全如此

12、，这里仅给出大致的参考。由表 2 可见，除开始日期与降水量相关系数不能通过显著性检验外，其他指标均通过0.01 信度的显著性检验。夏季降水与开始日期的负相关说明夏季降水量偏少对应雨季开始晚，而与结束日期的显著正相关说明夏季降水量偏少对应雨季结束早。雨季降水量越大、强度雨大、长度越长，对应夏季降水量越大，以上指标与夏季降水的关系均符合实际情况。需要说明的是，雨季的开始多数是由于一次东北冷涡过程或一次季风降水过程导致的，所以开始日期与整个夏季降水量不一定有显著的相关关系，但结束日期与降水量相关显著的原因有待于进一步分析。表 2东北雨季指标与东北夏季降水的相关系数（* 代表通过0.01 的信度检验）

13、开始日期结束日期雨季降水量雨季降水强度雨季长度夏季降水-0.120.38*0.86*0.36*0.86*3）东北夏季降水异常个例年的雨季指标情况分析表 3 给出东北夏季降水异常超过20%年份对应的东北雨季各指标值。并将东北夏季降水偏多（少）年，对应开始早（晚） 、结束晚（早） 、长度长（短） 、雨季降水量大（小） 、强度强（弱）的指标加“ * ”（即符合常理的加* ）。可见，东北夏季降水偏多年，开始日期偏早概率仅为3/7 ，结束日期偏晚概率达6/7 ，而偏少年开始日期偏晚概率达4/5 ，结束日期偏早概率仅为6/7 ；东北夏季降水偏多年，雨季长度偏长的概率为3/7 ，而偏少年，雨季长度偏短的概率

14、为4/5 ；东北夏季降水偏多年对应的雨季降水量均多于常年值，雨季强度均为偏强或强，而偏少年则均相反。综上所述，东北夏季降水异常年，雨季结束日期、长度、雨季降水量、雨季降水强度4 个指标（尤其是后3 个指标）均能较好地与之匹配。进一步说明该定义较合理。5表 3东北夏季降水异常年对应的东北雨季各指标情况（* 和 _代表符合实际的情况）东北夏季降水雨季开始日雨季长度雨季降水量雨季降水年份雨季结束日(天 )(mm)强度距平百分率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）东北逐日降水量与雨季主要影响因子的逐日变化分析从东北地区逐日降水量曲线变化可见，标准化值首次大于1 的日期为6 月中旬后期，与东北冷涡频次指数由最大值到小于1 的日期和东北区域850hPa 经向风（暂且代表影响东北地区的夏季风指数）指数稳定大于1 的日期均一致，该日期与我们定义的东北雨季开始日期（6 月 17 日）也对应一致。此外，东北逐日降水量曲线大致在8 月 29 日稳定小于1，大致在 9 月上旬，冷涡指数大于 0 且 850hPa 经向风指数较稳定地小于0，此时季风南撤，冷涡再次开始作为主要

17、因子影响东北地区，该时间点与东北雨季结束日期对应较一致。综上所述，定义的雨季开始和结束日期较合理。6 月中旬起，冷涡频次开始小于1，而东北区域850hPa 经向风指数稳定大于1 ，说明此时东北冷涡对东北地区的影响减小，夏季风对东北地区的影响变大。但由于此时冷涡指数仍大于0，冷涡仍对东北地区有一定影响。注意到此时亦是东北夏季降水开始显著增加的时间点（图5 上），因此，作为东北雨季开始日期是合理的。历年该时期，东北地区既可能受到东北冷涡影响也可能受夏季风影响，而华北雨季更多是受夏季风影响，这也是东北雨季早于华北雨季的原因之一。6图 5 东北逐日降水量（上）东北冷涡频次指数（中）和东北区域850hPa 经向风指数（下）（以上指数均为气候态平均，且做了标准化处理）2. 预期效果本标准规定了东北雨季起止日期等指标的计算方法。预期利用该方法可计算得到历史东北区域及各省（区）雨季起止日期等指标，同时可以根据该方法对每年雨季起止日期进行实时监测。本标准可应用于国家级和省（区）级开展雨季监测业务和服务工作，也可为雨季预测提供基础。从验证分析来看，以上预期效果均已达到。四、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况本标准为国内制定的行业标准，未查阅到与此有关的国际标准和国外先进标准，因此本标准的制订没有采用国