滇中引水工程主要受水區(qū)水汽輸送時空變化

何士華, 賴毅舟, 葉鳳艷，沈春穎，潘 鋒

(1.昆明理工大學(xué) 電力工程學(xué)院，昆明 650500； 2.云南省設(shè)計院集團(tuán)有限公司，昆明 650118)

1 研究背景

水文循環(huán)是地球上水分、物質(zhì)和能量交換的重要過程，它的變化深刻影響著全球水資源系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變，影響著人類社會和生產(chǎn)活動[1-2]。夏軍等[3]研究表明掌握水循環(huán)要素的演變規(guī)律，對解決水資源脆弱性問題、干旱和洪澇預(yù)測以及水資源合理配置等具有重要意義。從全球尺度來看，水循環(huán)的大氣過程能夠?qū)⒑Ｑ笊峡盏乃斔椭陵懙厣峡铡膮^(qū)域尺度來看，區(qū)域水循環(huán)格局和強(qiáng)度受到大氣過程的重要影響[4]。因此，全球水循環(huán)的順利進(jìn)行離不開水循環(huán)的大氣過程。

近年來，NCEP/NCAR和ERA-Interim再分析資料在我國的使用頻率逐漸增加，主要運(yùn)用于各個地區(qū)和流域的水汽輸送和水分收支研究中。Malik等[5]利用NCEP-NCAR 再分析數(shù)據(jù)計算分析了中、西、南亞地區(qū)水汽通量散度，認(rèn)為全年水汽主要來源于西部，且東部與南部的水汽輻合與地形有關(guān)。Jhoana等[6]分析了亞馬遜南部長期干旱對南美洲和加勒比地區(qū)北部大氣水汽輸送的影響。強(qiáng)安豐等[7]利用ERA-Interim再分析資料，研究了三江源區(qū)1979—2016年的大氣降水和水汽通量的時空分布特征及降水轉(zhuǎn)化率；林厚博等[8]利用ERA-Interim再分析資料，研究了青藏高原范圍內(nèi)夏季水汽輸送通量分布情況；張新主[9]基于ERA-Interim再分析資料，對西南地區(qū)1989—2008年水汽輸送特征進(jìn)行了研究，分析了造成西南地區(qū)夏季干旱的可能原因和影響洪水期間水汽輸送異常的因素。其研究結(jié)果為后續(xù)開展水文循環(huán)及其演變機(jī)制及氣候變化影響的研究提供了重要參考依據(jù)。趙瑞霞等[10]基于長系列實(shí)測資料，在對黃河流域中上游進(jìn)行水汽收支計算的過程中，發(fā)現(xiàn)ERA再分析資料與實(shí)測資料具有更好的一致性。ERA-Interim的分辨率比其他再分析資料高，且年限長，具有較高的精度[11]。楊丹麗等[12]研究了再分析資料ERA-Interim在云南省的應(yīng)用情況，表明ERA-Interim有較高的精度。因此，本文基于ERA-Interim再分析資料對滇中引水工程主要受水區(qū)水汽輸送、水汽輻合與輻散等特征進(jìn)行研究與分析。

區(qū)域水資源的補(bǔ)給來源為降水，降水與大氣水的輸送特征和凝結(jié)過程密切相關(guān)。對滇中引水工程而言，其主要受水區(qū)上空的大氣水汽含量、水汽輸送和下墊面的水分平衡是緊密聯(lián)系的。研究滇中引水工程主要受水區(qū)水汽輸送時空變化，為進(jìn)一步探索該區(qū)域水汽與降水變化的轉(zhuǎn)換關(guān)系提供了依據(jù)，可為滇中引水工程跨區(qū)域水資源配置提供科學(xué)指導(dǎo)，填補(bǔ)滇中引水工程規(guī)劃設(shè)計階段大氣水部分的研究空白，具有重要的科學(xué)價值和工程實(shí)際需求。本文結(jié)合滇中引水工程實(shí)際，開展不同時間尺度的水汽輸送、水汽輻合與輻散時空演變研究，對區(qū)域氣候異常變化、干旱和洪澇預(yù)測以及水資源合理配置等具有重要意義。

2 數(shù)據(jù)處理

滇中引水工程是一項(xiàng)大型跨流域調(diào)水工程，該工程由兩部分組成：水源工程和輸水工程。水源工程位于麗江市石鼓鎮(zhèn)，水源于金沙江右岸；輸水工程從麗江石鼓鎮(zhèn)望城坡開始，經(jīng)過麗江、玉溪、昆明、楚雄、大理，到達(dá)碼頭新坡背。

根據(jù)規(guī)劃，2030年滇中引水工程計劃多年平均引水量達(dá)到27.04億m3，其中楚雄、昆明、玉溪、紅河四個州(市)引水量占總引水量的88%。2040年，滇中引水工程計劃多年平均引水量達(dá)到34.03億m3，其中，楚雄、昆明、玉溪、紅河4個州(市)引水量為30.4億m3，占總引水量的89%。通過對引水量及受水區(qū)地形地勢的考慮，確定涵蓋楚雄、昆明、玉溪、紅河4個州(市)的主要受水區(qū)為本文研究區(qū)，經(jīng)緯范圍為100°E—105°E，22°N—27°N，如圖1所示。研究區(qū)位于云南省中部，屬于亞熱帶高原季風(fēng)區(qū)，總面積約9.87萬km2，總體地勢由西北向東南逐漸遞減，在主要受水區(qū)南部地勢達(dá)到最低。區(qū)域內(nèi)河流、湖泊眾多，分屬珠江、紅河、金沙江三大水系。

圖1 滇中引水工程主要受水區(qū)Fig.1 Map of main water-receiving area of water diversion project in central Yunnan Province

本文基于多源數(shù)據(jù)對研究區(qū)展開研究，包括歐洲天氣預(yù)報中心(ECMWF)推出的ERA-Interim再分析數(shù)據(jù)集，地理空間數(shù)據(jù)云提供的ASTER GDEM Version2 DEM數(shù)據(jù)等。本文基于0.25°×0.25°空間分辨率的ERA-Interim再分析資料集，采用1998年1月至2018年12月共21 a逐月平均數(shù)據(jù)。垂直方向共劃分為27層，即1 000、975、950、925、900、875、850、825、800、775、750、700、650、600、550、500、450、400、350、300、250、225、200、175、150、125、100 hPa氣壓層。研究季節(jié)劃分為春季(3—5月份)、夏季(6—8月份)、秋季(9—11月份)和冬季(12月至次年2月份)。ERA-Interim 再分析資料下載地址為http:∥apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype=pl/。對再分析資料ERA-Interim的讀取、分析及處理，主要通過氣象學(xué)專業(yè)軟件數(shù)據(jù)分析工具Grads2.1及MatLab2016、Python編程實(shí)現(xiàn)。地形數(shù)據(jù)基于ASTER GDEM Version2，其空間分辨率為30 m，下載地址為http:∥www.gscloud.cn/。文中涉及的地形數(shù)據(jù)均由ASTER GDEM Version2經(jīng)過ArcGIS10.6軟件提取、裁剪計算獲得。

3 研究方法

水汽輸送通量是表征水汽輸送大小及方向的物理量，為單位時間流經(jīng)某一單位截面的水汽質(zhì)量。包括水汽的水平方向輸送和垂直方向輸送。通過比濕和風(fēng)速矢量的乘積從地面到某一高度處積分得到其水平方向輸送通量，即

(1)

其經(jīng)、緯向水汽輸送通量的計算公式為：

(2)

(3)

當(dāng)水平輸送到該區(qū)域的水汽大于水平輸送出的水汽時為水平輻合，否則為水平輻散[4]。某區(qū)域內(nèi)水汽聚集或輻散的物理量稱為水汽輸送通量散度。其計算公式為

(4)

式中：D為水汽輸送通量散度(g/(cm2·s·hPa))，D>0表示水汽輸送通量為輻散，D<0表示水汽輸送通量為輻合。

4 水汽輸送時空分布特征分析

水汽輸送是在大尺度范圍內(nèi)進(jìn)行的水汽活動，要掌握大氣過程的水汽來源及其水汽輸送路徑，可通過擴(kuò)大研究范圍進(jìn)行計算，因此，本文選取的研究范圍為85°E—110°E、12°N—34°N。

4.1 年均水汽輸送特征

圖2和圖3分別為滇中引水工程主要受水區(qū)年平均水汽輸送通量場、緯向及經(jīng)向年均水汽輸送等值線。

圖2 區(qū)域年平均水汽輸送通量場Fig.2 Regional average annual water vapor transport flux field

圖3 滇中引水工程主要受水區(qū)年平均水汽輸送通量等值線Fig.3 Contour lines of the annual mean water vapor transport flux in the main water receiving areas of the water diversion project in central Yunnan

從年平均水汽輸送通量場(圖2)可以看出，滇中引水工程主要受水區(qū)水汽來源主要為太平洋西部的南海和印度洋北部的孟加拉灣，多年平均水汽輸送通量在90～130 kg/(m·s)之間。兩支氣流在山脈阻隔作用下輸送強(qiáng)度降低，交匯后輸送至研究區(qū)內(nèi)，使得滇中引水工程主要受水區(qū)的水汽通量由東南向西北逐漸減小，在研究區(qū)東部水汽輸送通量達(dá)到最大，為130 kg/(m·s)，最小值出現(xiàn)在區(qū)域的北部，僅有90 kg/(m·s)。

從圖3可以看出，研究區(qū)水汽輸送以緯向輸送為主，為自西向東輸送，水汽輸送強(qiáng)度值在80～100 kg/(m·s)之間，緯向輸送上，研究區(qū)中部水汽輸送通量值最大，從中部向南部和北部逐漸減??；經(jīng)向輸送為自西向東輸送，與緯向輸送相比，強(qiáng)度值較小。緯向輸送上，中部強(qiáng)度值最大，為100 kg/(m·s)，水汽輸送通量從研究區(qū)中部向南北遞減。

4.2 不同季節(jié)水汽輸送特征

4.2.1 夏季水汽輸送特征

圖4為區(qū)域夏季(6—8月份)多年平均水汽輸送通量場。從水汽輸送背景場可以看出，區(qū)域內(nèi)水汽輸送的水汽來源相對單一，僅來自孟加拉灣和印度洋，受東部西太平洋副高壓的影響，使孟加拉灣向東繼續(xù)輸送的水汽在105°E附近轉(zhuǎn)為偏北輸送，同時在孟加拉灣85°E—95°E、12°N—21°N附近存在區(qū)域水汽輸送高值區(qū)，其水汽輸送通量值高達(dá)500 kg/(m·s)。夏季，研究區(qū)水汽輸送來源主要為印度洋北部的孟加拉灣水汽，孟加拉灣水汽在西太平洋副高壓影響下在105°E、15°N附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)，向東北輸送轉(zhuǎn)變?yōu)槠陛斔汀Ｍ瑫r，在孟加拉灣90°E、18°N附近形成一處水汽輸送通量值為500 kg/(m·s)的水汽輸送高值帶。水汽輸送通量沿孟加拉灣-中南半島北部-云南方向帶狀減弱，并且水汽在93°E～95°E處轉(zhuǎn)為向東輸送進(jìn)入研究區(qū)內(nèi)。孟加拉灣水汽在中南半島發(fā)生偏轉(zhuǎn)輸送至云南省境內(nèi)，到達(dá)研究區(qū)時，水汽輸送強(qiáng)度值僅有50～60 kg/(m·s)。

圖4 區(qū)域夏季多年平均水汽輸送通量場Fig.4 Average water vapor transport flux field in summer

由圖4(a)可以看出，夏季，主要受水區(qū)水汽輸送以西南風(fēng)水汽輸送為主，陳艷等[13]研究表明5月份云南上空水汽輸送來源主要為孟加拉灣的西南風(fēng)水汽輸送，與此吻合。整個大背景場當(dāng)中，在孟加拉灣存在一處水汽輸送高值帶，該水汽經(jīng)若開山脈的阻隔作用后削弱至原來強(qiáng)度的1/10流入研究區(qū)，在研究區(qū)內(nèi)由西南向東北輸送，在楚雄境內(nèi)形成一個中心強(qiáng)度為55 kg/(m·s)的水汽輸送高值帶，在紅河州境內(nèi)水汽輸送值最小，僅有45 kg/(m·s)。

研究區(qū)夏季經(jīng)緯向水汽輸送通量等值線如圖5所示。由圖5可知，夏季水汽經(jīng)緯向水汽輸送差值小于整層年水汽輸送通量經(jīng)緯向差值，緯向輸送由西北向南逐漸減弱，強(qiáng)度約為25～45 kg/(m·s)，經(jīng)向輸送強(qiáng)度約為30～45 kg/(m·s)，在研究區(qū)南部達(dá)到最大值。

圖5 滇中引水工程主要受水區(qū)夏季水汽輸送通量等值線Fig.5 Contours of water vapor transport flux in summer in the main water receiving areas of the water diversion project in central Yunnan Province

4.2.2 冬季水汽輸送特征

冬季(12月至次年2月)是南支槽的加強(qiáng)階段，對于冬季受西風(fēng)干氣流控制的云南來說，南支槽是影響降水、大風(fēng)等現(xiàn)象的主要天氣系統(tǒng)[14]。冬季，南支槽盛行，云南省位于槽前，受到西南風(fēng)和偏西風(fēng)控制，區(qū)域冬季水汽輸送通量如圖6所示。研究區(qū)水汽來源比較單一，主要來自中緯度的西風(fēng)水汽輸送。其中，青藏高原南支的西風(fēng)在孟加拉灣以北轉(zhuǎn)為西南方向水汽輸送，然后進(jìn)入云南省。研究區(qū)水汽輸送的重要來源為20°N—29°N之間自西向東的水汽通量帶。

圖6 區(qū)域冬季多年平均水汽輸送通量場Fig.6 Regional annual average water vapor transport flux field in winter

冬季，水汽輸送最大值位于研究區(qū)東部(昆明市東南邊和紅河州東北邊)，約為125 kg/(m·s)左右，最小值位于研究區(qū)北部，僅為90 kg/(m·s)。受到孟加拉灣北部向西水汽輸送和來自南海地區(qū)的水汽通量帶的影響，研究區(qū)內(nèi)水汽輸送強(qiáng)度南部大于北部，東部大于西部。

從研究區(qū)冬季水汽輸送通量的緯向和經(jīng)向等值線圖7可知，冬季，研究區(qū)水汽輸送以緯向輸送為主，與夏季相同，在研究區(qū)北部，水汽輸送等值線分布密集，水汽輸送強(qiáng)度由北向南逐漸遞減，水汽輸送通量值約為85～125 kg/(m·s)；經(jīng)向輸送強(qiáng)度較小，由西北向東南逐漸增多，最小值區(qū)位于楚雄州，僅有20 kg/(m·s)，最大值區(qū)仍位于東南部，為40 kg/(m·s)。

圖7 滇中引水工程主要受水區(qū)冬季水汽輸送通量等值線Fig.7 Contour lines of water vapor transport flux in the main water receiving areas of the central Yunnan water diversion project in winter

4.2.3 春、秋季水汽輸送特征

受北半球西風(fēng)帶的北移和減弱、南支槽的2個弱槽發(fā)生(4—5月份)和孟加拉灣風(fēng)暴發(fā)生(5月份、10—11月份)的影響，春季、秋季研究區(qū)的水汽輸送特征呈現(xiàn)出季節(jié)過渡型的特點(diǎn)。

春季(3—5月份)研究區(qū)多年平均水汽輸送通量場如圖8所示。春季是南支槽的活躍期，影響云南春季水汽輸送的天氣系統(tǒng)主要為青藏高原南部的南支槽和昆明靜止鋒[15]。南支槽前水汽輸送增加，呈現(xiàn)出冬夏季的過渡特征。在阿拉伯海、孟加拉灣以東和南海形成氣旋性環(huán)流差分，增加了西風(fēng)環(huán)流[16]，促使南支槽加深，位置向西偏移至88°E左右。來源于孟加拉灣的水汽和青藏高原南側(cè)水汽在西南氣流驅(qū)動下匯集成一支水汽輸送強(qiáng)度值為220 kg/(m·s)的強(qiáng)水汽輸送帶，該水汽輸送帶經(jīng)緬甸流入云南境內(nèi)后，水汽輸送通量值削減160 kg/(m·s)左右。

圖8 區(qū)域春季多年平均水汽輸送Fig.8 Regional annual average water vapor transport in spring

研究區(qū)春季水汽輸送的主要來源為孟加拉灣北部的強(qiáng)水汽輸送帶和西太平洋南海的強(qiáng)水汽輸送帶。它是西太平洋副熱帶高水汽輸送帶在南側(cè)偏東的一個分支，北移后與孟加拉灣北部自西向東的水汽輸送帶交匯，進(jìn)入云南南部和東部，輸送到主要受水區(qū)南部，水汽輸送通量值為200 kg/(m·s)。

秋季(9—11月份)整層積分的水汽輸送通量結(jié)果如圖9所示。秋季是夏季和冬季的過渡季節(jié)。太平洋西部25°N—30°N附近存在一處副熱帶高壓脊，水汽輸送強(qiáng)度達(dá)到180 kg/(m·s)，西太平洋的偏東風(fēng)水汽輸送在東南亞地區(qū)發(fā)生偏轉(zhuǎn)輸送至云南省境內(nèi)，到達(dá)研究區(qū)時強(qiáng)度較??；另一支水汽輸送帶在孟加拉灣北部保持向東北方向輸送，在阿拉干山脈的阻隔作用下，輸送至研究區(qū)時強(qiáng)度較小。

圖9 區(qū)域秋季多年平均水汽輸送Fig.9 Regional average annual water vapor transport in autumn

研究區(qū)水汽輸送強(qiáng)度從北到南逐漸減弱，最大值位于楚雄州和昆明市中北部，為85 kg/(m·s)，在紅河州河口縣減小至最小值，為35 kg/(m·s)。

4.3 滇中引水工程主要受水區(qū)逐月水汽輸送特征

秋季是云南從濕季到干季的過渡季節(jié)，夏季主要受水區(qū)水汽輸送明顯小于其他3個季節(jié)。為了更清晰揭示研究區(qū)過渡季節(jié)及夏季各月水汽輸送演變特征，主要計算了1998—2018年共21 a中5、6、7、10、11月份的水汽輸送通量。

區(qū)域5、6、7月份水汽輸送通量如圖10所示。5月份，孟加拉灣水汽流在孟加拉灣北部形成環(huán)狀水汽輸送高值區(qū)，水汽輸送強(qiáng)度值達(dá)到220 kg/(m·s)，對研究區(qū)產(chǎn)生較大影響。主要受水區(qū)內(nèi)，從北到南輸送強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，最大強(qiáng)度約為180 kg/(m·s)；6月份，孟加拉灣夏季風(fēng)達(dá)到峰值，使得孟加拉灣輸送強(qiáng)度加強(qiáng)(最高強(qiáng)度達(dá)450 kg/(m·s))。但由于受到印度低壓[17]、青藏高壓的影響，使得偏西南水汽在恒河平原三角洲處轉(zhuǎn)向輸送，再經(jīng)青藏高原的“轉(zhuǎn)向”作用變?yōu)槠黠L(fēng)水汽輸送帶，減弱了輸送至主要受水區(qū)上空水汽的強(qiáng)度(最高強(qiáng)度不到150 kg/(m·s))，等值線稀疏，并且有南移趨勢；7月，在孟加拉灣北部87°E、17°N附近形成一處中心強(qiáng)度為550 kg/(m·s)的水汽輸送通量高值帶。但由于印度低壓系統(tǒng)和南亞高壓的影響，水汽輸送至研究區(qū)后水汽輸送強(qiáng)度變小，僅為50 kg/(m·s)。對比而言，5—7月份的水汽輸送強(qiáng)度呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢。

圖10 區(qū)域5、6、7月份年平均水汽輸送Fig.10 Average annual water vapor transport in May, June and July

區(qū)域10月份、11月份年平均水汽輸送通量如圖11所示。10月、11月研究區(qū)水汽輸送的來源為西太平洋的東風(fēng)水汽輸送和中緯度偏西風(fēng)水汽輸送，主要以東風(fēng)水汽輸送為主。10月份，西太平洋副高壓脊跳躍至20°N以南地區(qū)，東風(fēng)水汽輸送在西太平洋副高壓脊影響下在孟加拉灣北部與中緯偏西風(fēng)水汽輸送匯聚，并發(fā)生轉(zhuǎn)向形成西南風(fēng)水汽輸送，輸送至研究區(qū)內(nèi)。11月份，西太平洋副高壓脊結(jié)束季節(jié)性的南北移動，東風(fēng)水汽輸送進(jìn)一步加強(qiáng)，但在印度半島氣旋環(huán)流東側(cè)氣流的影響下，轉(zhuǎn)為向南輸送，進(jìn)入研究區(qū)后水汽輸送強(qiáng)度明顯減弱。

圖11 區(qū)域10、11月份年平均水汽輸送Fig.11 Average regional water vapor transport in October and November

進(jìn)一步計算8月份、9月份區(qū)域水汽輸送通量場發(fā)現(xiàn)，主要受水區(qū)內(nèi)，8月份的水汽輸送強(qiáng)度約為50 kg/(m·s)，達(dá)到全年最小值，9月份水汽輸送強(qiáng)度約為60 kg/(m·s)，略高于8月份。

4.4 水汽輻合與輻散特征

水汽輸送過程中，常常會伴隨著輻合和輻散狀態(tài)的變化，當(dāng)水汽處于輻合狀態(tài)，并且伴隨水汽輸入現(xiàn)象發(fā)生，則該地區(qū)表現(xiàn)為水汽匯(-)；反之，當(dāng)水汽處于輻散狀態(tài)并出現(xiàn)水汽輸出現(xiàn)象時，該區(qū)表現(xiàn)為水汽源(+)，水汽的輻合輻散狀態(tài)的變化由水汽輸送通量散度反映。

本文選取850 hPa氣壓層和450 hPa氣壓層分別為低層大氣和高層大氣代表層，計算并繪制出滇中引水工程主要受水區(qū)春、夏、秋、冬各代表月份1、4、7、10月份的水汽輸送通量散度場，并分析研究區(qū)上空的水汽輻合和輻散特征。

滇中引水工程850 hPa低層大氣1、4、7、8月份的水汽輻合6和輻散如圖12所示。由圖12可知，1月份、4月份，研究區(qū)北部水汽輻合較為明顯，呈現(xiàn)出大范圍的水汽輻合特征，且輻合的強(qiáng)度較大，為水汽匯區(qū)；7月份，南部地區(qū)水汽輻合較明顯。中部地區(qū)，除10月份以外，其他月份均表現(xiàn)為水汽輻散。對比了1月份、4月份與其他2個月份的水汽輸送通量的路徑和強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)1月份和4月份的水汽輸送強(qiáng)度明顯高于7月份和10月份，且水汽輻合區(qū)發(fā)生在水汽輸送帶大值區(qū)。7月份，研究區(qū)西南部水汽輻合活動逐漸增強(qiáng)，呈現(xiàn)出明顯的輻合特征。

圖12 滇中引水工程主要受水區(qū)850 hPa水汽通量散度場Fig.12 Water vapor flux divergence field at 850 hPa barosphere in the main water receiving area of the water diversion project in central Yunnan

滇中引水工程450 hPa高層大氣1、4、7、8月份的水汽輻合和輻散如圖13所示。由圖13可知，高層大氣的水汽輻合、輻散程度比低層大氣弱。年內(nèi)分布上，1月份，研究區(qū)北部出現(xiàn)水汽輻合帶，最大強(qiáng)度值為-6×10-6g/(cm2·s·hPa)，研究區(qū)中部和南部表現(xiàn)為水汽輻散。4月份，整個研究區(qū)水汽輸送通量值均為正值，為水汽輻散帶，其強(qiáng)度與1月份相當(dāng)。7月份，研究區(qū)北部和中部仍為水汽輻散帶，南部地區(qū)有較弱的水汽輻合，強(qiáng)度值僅有-0.5×10-6g/(cm2·s·hPa)。10月份，研究區(qū)大部分地區(qū)為水汽輻合，且水汽輻合強(qiáng)度大于其他月份。

圖13 滇中引水工程主要受水區(qū)450 hPa水汽通量散度場Fig.13 Water vapor flux divergence field at 450 hPa barosphere in the main water receiving area of the water diversion project in central Yunnan

一般情況下，低層輻合，高層輻散，易使氣流上升，產(chǎn)生云和降水。反之，低層輻散，高層輻合，則氣流下沉，易形成干旱。對比研究區(qū)低層和高層水汽輸送通量場，7月份，850 hPa氣壓層上，主要受水區(qū)南部地區(qū)存在水汽輻合中心，強(qiáng)度值為-0.8×10-6g/(cm2·s·hPa)，而450 hPa氣壓層上，研究區(qū)西南部為水汽輻散帶，因此西南部易于形成降水，夏季雨量充沛。任曉華等[18]的研究表明，滇中引水工程主要受水區(qū)年內(nèi)降水量主要集中在6—8月份，降水量大但空間分布不均勻，主要位于研究區(qū)南部，這與本文的結(jié)論是吻合的。

5 結(jié) 論

基于0.25°×0.25°空間分辨率的ERA-Interim再分析資料集，計算了滇中引水工程主要受水區(qū)1998—2018年共21 a的水汽輸送通量及其散度，分析了研究區(qū)年、季節(jié)和月平均的水汽輸送特征以及代表月份的水汽輻合與輻散狀態(tài)，獲得如下主要結(jié)論：

(1)從年際變化來看，研究區(qū)水汽輸送的來源主要為孟加拉灣水汽輸送和南海水汽輸送；地形分布上，研究區(qū)水汽輸送強(qiáng)度由西北向東南方向逐漸增加，東部達(dá)到最大值；同時，研究區(qū)水汽輸送以緯向輸送為主，經(jīng)向輸送較小，緯向水汽輸送通量值呈現(xiàn)出研究區(qū)中部最大向南部和北部逐漸減小的特征，經(jīng)向水汽輸送強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在東南部，由南向北逐漸減少。

(2)從季節(jié)來看，研究區(qū)各季節(jié)水汽來源不同。春季，水汽來源于南海和孟加拉灣北部；夏季，水汽來源為阿拉伯海和印度洋，以西南風(fēng)水汽輸送為主，研究區(qū)內(nèi)，楚雄州水汽輸送強(qiáng)度達(dá)到最大，紅河州境內(nèi)最?。磺锛?，在中南半島上空副高反旋環(huán)流的影響下，西南風(fēng)水汽輸送使得研究區(qū)水汽輸送時強(qiáng)度從北部向南部逐漸減弱；冬季，研究區(qū)水汽來源主要為中緯度地區(qū)的偏西風(fēng)水汽輸送。

(3)逐月變化上，5—7月份的水汽輸送強(qiáng)度呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢，輸送通量等值線逐漸南移；5月份，水汽來源為孟加拉灣水汽和南半球低緯地區(qū)的偏東氣流，低緯偏東氣流跨過赤道輸送至亞洲大陸。6—7月份，水汽來源與5月份相同，但由于孟加拉灣水汽輸送強(qiáng)度逐漸增加，成為6—7月份研究區(qū)水汽輸送的主要來源，水汽輸送強(qiáng)度在7月份達(dá)到最大；10—11月份水汽來源為西太平洋的水汽輸送帶和中緯度水汽輸送。

(4)7月份，850 hPa氣壓層上，研究區(qū)南部地區(qū)存在水汽輻合中心，而450 hPa氣壓層上，研究區(qū)西南部為水汽輻散帶，因此西南部易于形成降水，夏季降水豐沛。