貴州西部冬春連旱特征及成因分析

張潤瓊 嚴銳 萬漢蕓

摘要：利用1961年1月[CD1]2010年12月貴州省西部12個氣象站地面觀測逐日氣溫、降水量及NECP 1961年1月[CD1]2010年12月北半球逐月100hpa、500hpa高度場以及海平面氣壓場1.0°×1.0°的月平均再分析資料分析了貴州西部冬春季連旱的特征及形成原因。分析表明：貴州西部冬春季降水量呈波動變化，總體上呈下降趨勢，冬春季降水量偏多的年份主要出現(xiàn)在1985年以前，偏少的年份主要出現(xiàn)在1985年以后;貴州西部1961[CD1]2010年有9年出現(xiàn)了明顯的冬春連旱，最重的是2009[CD1]2010年，其次是1978[CD1]1979年。冬春連旱發(fā)生最頻繁的是20世紀80年代中后期;貴州西部的冬春干旱是一種氣候干旱，而冬春連旱是在特定的大尺度環(huán)流背景產(chǎn)生的，貴州西部的冬春季連旱年500hpa平均高度上具有東亞大槽異常偏東和西太平洋副熱帶高壓異常偏西的環(huán)流特征;在北半球100hpa平均距平場上，50°N以南為負距平，西南地區(qū)為-4～-12gpm 的負距平區(qū);500hpa平均距平場上，45°N以南為負距平，西南地區(qū)為-8～-12gpm的負距平區(qū);海平面氣壓平均距平場上，中國大部地區(qū)為負距平，西南地區(qū)為-4～-8hpa的負距平區(qū)，多熱低壓存在，致使北方冷空氣偏北偏東，不易南下影響貴州，加上西太平洋副熱帶高壓偏西切斷了孟加拉灣暖濕氣流向北輸送，從而造成貴州西部冬春連旱天氣。

關(guān)鍵詞：貴州西部;冬春連旱;成因;分析

前言

干旱是我國最主要的自然災(zāi)害之一，尤其是跨季節(jié)連旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活影響巨大，歷史上嚴重的旱災(zāi)幾乎都是季節(jié)連旱。西南地區(qū)特別是云貴高原喀斯特地區(qū)冬春季連旱的發(fā)生概率很高，平均每3a一遇，嚴重地區(qū)持續(xù)時間可達150d以上[1]。學(xué)者對干旱影響及形成的機制的研究主要集中在我國降水較少的北方地區(qū)[2-5]，和青藏高原東北側(cè)地區(qū)[6-9]，而干旱災(zāi)害特別是冬春干旱也是貴州西部喀斯特地區(qū)主要氣象災(zāi)害之一[10]。相關(guān)統(tǒng)計資料表明，貴州干旱在農(nóng)業(yè)上所造成的損失占所有農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的50%以上。貴州干旱主要有春旱和夏旱2種，夏旱主要發(fā)生在貴州中東部地區(qū)，而春旱主要發(fā)生在貴州西部地區(qū)，特別是冬春連旱[11-12]。1961[CD1]2010年有1968[CD1]1969年、1978[CD1]1979年、1986[CD1]1987年、2009[CD1]2010年貴州冬春季全省降水異常偏少，造成貴州西部地區(qū)嚴重干旱。林愛蘭等[13]研究了華南跨季節(jié)持續(xù)性干旱形成的物理原因，但針對貴州西部冬春跨季節(jié)持續(xù)性干旱的研究極少。因此，本文利用1961[CD1]2010年貴州西部的盤縣、水城、六枝、威寧、赫章、納雍、大方、畢節(jié)、織金、金沙、黔西11個氣象站的溫度、降水、空氣相對濕度、蒸發(fā)量等氣象資料及NECP再分析資料，研究了貴州西部冬春季連旱的特點、形成原因及防御對策，為貴州西部提高防御冬春季連旱能力提供科學(xué)依據(jù)。

1資料選取和方法介紹

1.1 資料選取

利用1961年1月[CD1]2010年12月的氣象站逐日觀測資料和Necp再分析資料，包括：貴州省西部盤縣、水城、六枝、威寧、赫章、納雍、大方、畢節(jié)、織金、金沙、黔西11個氣象站地面觀測逐日平均氣溫、降水量、空氣相對濕度和蒸發(fā)量等資料，來自貴州省氣候中心;1961年1月[CD1]2010年12月NECP北半球逐月100hpa、500hpa高度場以及海平面氣壓場1.0°×1.0°的月平均再分析資料。

1.2劃分標(biāo)準

利用降水距平百分率（Pa）對貴州西部冬春干旱進行分級，其標(biāo)準為：1級（輕級旱）：-20%< Pa≤-10%，2級（中級旱）：-30%< Pa≤-20%，3級（重級旱）： 40%< Pa≤-30%，4級（特重級）： Pa≥-40%。

2貴州西部冬春連旱分析

2.1貴州西部冬春季降水變化

貴州西部冬春季降水量呈波動變化，極大值和極小值交替出現(xiàn)。從總的氣候趨勢看，貴州西部冬春季降水量總體上呈下降趨勢，下降幅度為-7.4mm /10a，貴州西部冬春季降水量較多的代表年份有1970[CD1]1971年、1979[CD1]1980年、1982[CD1]1983年、1983[CD1]1984年、1991[CD1]1992年、2003[CD1]2004年，主要出現(xiàn)在20世紀80年代中期以前，其中1982[CD1]1983年冬春季降水量的正距平為126.6mm，距平百分率達到51.5%。降水量較少的代表年份有1968[CD1]1969年、1978[CD1]1979年、1985[CD1]1986年、1986[CD1]1987年、1988[CD1]1989年、2009[CD1]2010年，主要出現(xiàn)在20世紀80年代中期以后，其中2009[CD1]2010年冬春季降水量的負距平達到-109.4mm ，距平百分率達到-48.05%。

貴州西部冬春季降水量在1961[CD1]1984年持續(xù)偏多，20世紀80年代中期后開始減少，20世紀90年代持續(xù)偏少，進入2000年后，貴州西部冬春季降水量有所增加。

2.2貴州西部冬春連旱分析

根據(jù)貴州西部1961年1月[CD1]2010年12月降水資料， 利用降水距平百分率（Pa）對貴州西部冬春干旱進行分級， 1961[CD1]2010年貴州西部有9a出現(xiàn)了明顯的冬春連旱，最重的是2009[CD1]2010年，其旱情冬季為特重旱、春季為重旱、冬春季為特重旱;其次是1978[CD1]1979年，其旱情冬季為特重旱、春季為中旱、冬春季為重旱;1986[CD1]1987年，其旱情冬季為重旱、春季為中旱、冬春季為中旱。冬春連旱發(fā)生頻率最高的是20世紀80年代中后期，1985[CD1]1989年貴州西部出現(xiàn)了4個年度的持續(xù)性的冬春連旱（表1）。

3冬春連旱成因分析

3.1冬春連旱形成的氣候背景

貴州西部年平均降水量雖多在1200m以上，但降雨量主要集中在每年雨季開始后的5月下半月[CD1]10月上半月，雨季結(jié)束后10月下半月[CD1]次年雨季開始前的5月上半月降雨量不多，特別是12月[CD1]次年的3月降雨量不到全年總降雨量的15%。再加上貴州西部冬、春季降雨量年際變化大，冬、春旱時常發(fā)生，為貴州西部的冬春連旱提供了有利的氣候背景。

3.2冬春連旱形成的環(huán)流背景

季節(jié)連旱一般都是在特定的大尺度環(huán)流背景產(chǎn)生的。根據(jù)日常業(yè)務(wù)工作中對貴州冬、春季干旱天氣的天氣形勢分析可知，造成貴州冬、春季干旱的主要影響系統(tǒng)是西南熱低壓，其存在常伴有偏南大風(fēng)，天空晴朗少云、氣壓降低、氣溫升高、濕度減小、無降水、蒸發(fā)旺盛等天氣特征[19]，而西南熱低壓發(fā)展與維持又與特定的大氣環(huán)流背景相關(guān)。為了分析貴州西部春連旱年的環(huán)流原因，本文選取了2009[CD1]2010年、1987[CD1]1988年、1968[CD1]1969年、1978[CD1]1979作為典型冬春連旱年，并對合成平均場和合成距平場進行分析。

3.2.1冬春連旱年冬春季環(huán)流特征

分析這4次典型的冬、春季連旱年500、700和850hpa及海平面氣壓場的平均環(huán)流圖（圖略）發(fā)現(xiàn)：貴州西部冬春連旱年北半球500hpa平均圖上，東亞大槽在140°E附近，較多年平均位置偏東10個經(jīng)度左右，我國大部分地區(qū)為槽后西北氣流影響;西太平洋副熱帶高壓西伸脊點在105°E附近，比多年平均位置偏西20個經(jīng)度左右。這與許炳南老師的研究較一致[11]，700hpa及以上基本盛行偏西風(fēng)或西北風(fēng)，850hpa和海平面氣壓場基本受變性冷高壓及偏北氣流影響，春季也常受西南暖濕氣流影響，但氣流較弱。致使北方冷空氣影響偏東偏北，不易南下影響貴州西部，加上西太平洋副熱帶高壓偏西，切斷了孟加拉灣暖濕氣流向北輸送，從而造成貴州西部冬、春季長時間維持少雨干旱天氣。

典型冬春連旱年12月[CD1]次年5月距平場上，100hpa（圖3a）50°N以南為負距平，負距平中心（-20 gpm）在朝鮮半島附近，西南地區(qū)為-4～-12gpm 的負距平區(qū)，正距平范圍小，正距平中心（24gpm）在吉爾吉斯坦附近;500hpa（圖3b）的45°N以南為負距平，負距平中心（-40gpm）在伊朗附近，西南地區(qū)為-8～-12gpm的負距平區(qū)，正距平范圍小，強度弱，正距平中心（40gpm）在勘察加半島附近;但海平面氣壓場上（圖3c）負距平區(qū)范圍擴大且強度增強，中國大部地區(qū)為負距平，四川—重慶—貴州西部—云南為-4～-8hpa 的負距平區(qū)。

3.2.2冬春連旱年冬季環(huán)流特征

典型冬春連旱年12月[CD1]次年2月平均距平場上，100hpa上（圖3d）40°N以南為負距平，負距平中心（-40gpm）在阿富汗附近，西南地區(qū)為-10～-20gpm 的負距平區(qū)，45°N以北為正距平區(qū)，50～65°N附近為一東西向大值帶，正距平中心（40gpm）勘察加半島附近;500hpa（圖3e）45°N以南為負距平，負距平中心（-50gpm）在巴基斯坦附近，西南地區(qū)為-5～-10gpm的負距平區(qū)，新疆北部到俄羅斯為正距平;正距平中心（+80gpm）在俄羅斯中部;海平面氣壓場上（圖3f）45°N以南為0到負距平，中國大部地區(qū)為負距平，西南地區(qū)為-0～-4hpa的負距平區(qū)。

3.2.3冬春連旱年春季環(huán)流特征

典型冬春連旱年3[CD1]5月距平場上，100hpa（圖3g）上的65°N以南為負距平，西南地區(qū)為-20gpm 左右的負距平區(qū)，正距平范圍小，在70°N以北，正距平中心（90gpm）在東西北利亞;500hpa上（圖3h），中高緯度的40°～70°N為負距平，負距平大值帶55°～60°N之間，大值中心（-40gpm）在貝加爾湖附近，西南地區(qū)為5gpm的正距平區(qū);海平面氣壓場上（圖3i）50°N以南為0到負距平，中國大部地區(qū)為負距平，西南地區(qū)為-0.5～1hpa的負距平區(qū)。

4結(jié)論與討論

貴州西部冬春季降水量呈波動變化，從總的氣候趨勢看，貴州西部冬春季降水量總體上呈下降趨勢，冬春季降水偏多的年份主要集中在1985年以前，偏少的年份主要集中在1985年以后。冬春季降水量在20世紀60[CD1]80年代前期持續(xù)偏多，20世紀80年代中期急劇減少， 20世紀90年代持續(xù)偏少，進入2000年后，冬春季降水量有所增加。

貴州西部1961[CD1]2010年有9a出現(xiàn)了明顯的冬春連旱，最重的是2009[CD1]2010年，其次是1978[CD1]1979年。冬春連旱發(fā)生最為頻繁的是20世紀80年代中后期，1985[CD1]1989年貴州西部有4個年度出現(xiàn)了冬春連旱。

貴州西部的冬春季連旱年500hpa平均高度上具有東亞大槽異常偏東和西太平洋副熱帶高壓異常偏西的環(huán)流特征。在北半球100hpa平均距平場上，50°N以南為負距平，西南地區(qū)為-4～-12gpm 的負距平區(qū);500hpa平均距平場上，45°N以南為負距平，西南地區(qū)為-8～-12gpm的負距平區(qū);海平面氣壓平均距平場上，中國大部地區(qū)為負距平，西南地區(qū)為-4～?-8hpa的負距平區(qū)，多熱低壓存在，致使北方冷空氣偏北偏東，不易南下影響貴州，加上西太平洋副熱帶高壓偏西切斷了孟加拉灣暖濕氣流向北輸送，從而造成貴州西部冬春連旱天氣。

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