李恩莉，韓　潔

(寶雞市氣象局，陜西寶雞　721006)

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寶雞市夏季旱澇變化與環(huán)流形勢分析

李恩莉，韓潔

(寶雞市氣象局，陜西寶雞721006)

摘要：利用寶雞市1981—2013年11個氣象站的夏季降水資料和美國NECP/NCAR分辨率為2.5°×2.5°的再分析資料，統(tǒng)計分析寶雞市1981—2013年夏季旱澇變化特征及同期環(huán)流變化特征。結果表明：寶雞市夏季降水量整體呈減少趨勢，20世紀80年代為多雨期，90年代為少雨期，2000年以來寶雞夏季降水有所增加。全市空間分布呈南多東少特征，太白最多，眉縣扶風一帶最少。寶雞夏季澇年和旱年的環(huán)流形勢存在明顯差異，當100 hPa上南亞高壓較強，500 hPa高度距平場上歐亞中高緯度地區(qū)自西向東呈“正負正”距平波列，副熱帶高壓脊線偏南，陜西地區(qū)西南水汽輸送加強，對應同期春季100 hPa南亞高壓增強、我國整體為東北向負距平、西南向正距平，500 hPa烏拉爾山—貝加爾湖以北為負距平，東北到日本為正距平，這種環(huán)流形勢配合有利于寶雞地區(qū)夏季洪澇發(fā)生，旱年的環(huán)流形勢則相反。

關鍵詞：夏季旱澇變化；大氣環(huán)流；水汽輸送；寶雞

在全球氣候變暖的背景下，極端氣候災害頻繁發(fā)生，陜西洪澇和干旱異常氣候事件不斷出現(xiàn)[1]，不少學者對陜西省或渭河流域旱澇時空分布及成因進行了諸多分析和研究[2]。寶雞市地處陜西省西部，屬曖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，處于環(huán)境敏感區(qū)和氣候脆弱帶上。寶雞的降水量主要集中在夏季，由于不同年份西太平洋副熱帶高壓等大氣環(huán)流系統(tǒng)的活動有較大差異，寶雞一些年份異常多雨，而另一些年份異常高溫干旱，旱澇災害頻繁發(fā)生。李建芳對寶雞市區(qū)1934—2010年的旱澇變化特征做了相關研究[3]，但對災害成因未做深入分析。研究寶雞地區(qū)夏季旱澇環(huán)流形勢特征，對提高夏季旱澇預測水平，進而預防旱澇災害提供科學決策依據(jù)具有十分重要的意義。

1資料與方法

利用寶雞11個縣區(qū)1981—2013年6—8月的逐月降水資料和美國NCEP/NCAR分辨率為2.5°×2.5°的再分析資料，分析寶雞夏季旱澇變化特征及同期環(huán)流變化特征。旱澇指標主要有標準差指標、降水距平百分率、降水Z指數(shù)和Bhalme-Mooley干旱指標等。李紅梅比較了4種指標在陜西各個季節(jié)的適用性，指出降水距平百分率更能較好的反映陜西夏季的旱澇實況[4]。

首先計算出1981—2013年寶雞全市逐年夏季區(qū)域平均降水量，再計算全市平均降水距平百分率的時間序列，選取降水距平百分率最大和最小的年份各5 a，作為典型旱澇年。多年平均值采用1981—2010年的平均值。

2降水時空分布特征

寶雞地處高原東北側，秦巴山脈將其南北分割，秦嶺對氣流的強迫抬升和屏障作用十分明顯，加之寶雞向東開擴的喇叭口和西高東低的地形對華北南下的東路冷空氣有明顯的輻合和爬坡抬升作用，寶雞夏季降水呈南多東少的空間分布特征，其中位于秦嶺山脈中的太白、鳳縣夏季降水最多，渭河河谷的眉縣、扶風夏季降水最少(圖1)。

圖1　寶雞市1981—2013年夏季降水量(單位為mm)空間分布圖

寶雞夏季降水不僅區(qū)域差異明顯，而且年際變率較大。從1981—2013年夏季降水年際變化(圖略)和降水距平百分率變化(圖2)來看，降水量1981年最多為533.1 mm，降水距平百分率為74%；1997年最少為93.9 mm，降水距平百分率為-69%。1981年以來降水量整體呈現(xiàn)減少趨勢，氣候傾向率為-12.5 mm/10 a。從20世紀80年代為多雨期，90年代為少雨期，2000年以來寶雞夏季降水有所增加。

圖2　寶雞市1981—2013年夏季降水距平百分率變化圖(直線為趨勢線)

3旱澇年份環(huán)流異常特征

大氣環(huán)流和水汽輸送是造成降水變化最重要和最直接的因子，其變化規(guī)律是認識旱澇年份的關鍵。根據(jù)降水距平百分率選出的旱澇年份見表1。對旱澇年份的環(huán)流形勢進行合成分析，以此得出有助于預測夏季降水的依據(jù)。

表1　寶雞市1981—2013年夏季典型旱澇年份

3.1100 hPa高度場

南亞高壓是夏季北半球100 hPa強大并穩(wěn)定的大尺度系統(tǒng)之一，其強度、位置的異常變化直接影響著我國夏季旱澇災害分布[5]。為了分析南亞高壓與寶雞旱澇的關系，對寶雞旱年和澇年的100 hPa位勢高度場進行合成分析。結果發(fā)現(xiàn)寶雞澇年100 hPa高度距平呈“正負正”分布(圖3a)，貝加爾湖為一閉合負距平中心(-12 gpm)，我國東部為正距平中心(9 gpm)，反映了南壓高壓偏強，高壓中心位置偏北偏東，加強了高空輻散，有利于陜西降水產生；而旱年100 hPa高度距平呈“負正負”分布(圖3b)，伊朗—青藏高原為負距平，南壓高壓強度偏弱，高空輻散減弱，不利于陜西降水產生，貝加爾湖為正距平中心(9 gpm)，負距平中心(-3 gpm)位于陜西中南部—四川一帶，寶雞處于負距平中心區(qū)。

為了對夏季旱澇趨勢預測提供幫助，分別對旱澇年份所對應的春季100 hPa位勢高度距平場進行合成分析。澇年(圖3c)，青藏高原以南為正距平，我國整體呈東北向負距平、西南向正距平的態(tài)勢；旱年(圖3d)，整個南亞地區(qū)為負距平控制，我國整體呈東北向正距平、西南向負距平的態(tài)勢，與澇年相反。

3.2500 hPa高度場

圖4a為寶雞夏季澇年500 hPa位勢高度場和距平場合成圖，可見中高緯度歐亞地區(qū)呈現(xiàn)“正負正”距平波列分布，形成負的歐亞—太平洋(EUP)遙相關型[6]，其中烏拉爾山為正距平，表明烏拉爾山高壓脊偏強，貝加爾湖長波槽偏深，西太平洋副熱帶高壓偏強偏西，有利于陜西降水偏多。寶雞旱年500 hPa高度距平場(圖4b)與澇年呈基本相反的分布形勢，歐亞中高緯度距平自西向東呈“負正負”距平波列分布，為正的歐亞—太平洋遙相關型[6]，表明中亞高脊偏強，西太平洋副熱帶高壓偏弱偏東，脊線位置偏南，寶雞主要受中亞高脊前西北氣流控制，多高溫天氣，不利于陜西降水產生，易出現(xiàn)干旱。

圖3　寶雞市1981—2013年夏季澇(旱)年及前期春季100 hPa位勢高度距平場合成(單位為gpm)(a 澇年，b 旱年，c 澇年前期春季，d 旱年前期春季)

圖4　寶雞市1981—2013年夏季澇年(a)、旱年(b)500 hPa位勢高度場合成(實線)和距平場合成(虛線)(單位為gpm)

對寶雞澇年同期夏季500 hPa高度場合成分析(圖4a)，可以看出烏拉爾山地區(qū)為一高壓脊，陜西中部地區(qū)處于高空淺槽中，并且位于584 dagpm線外圍，有較好的水汽輸送條件。而旱年的500 hPa高度場合成(圖4b)與澇年呈基本相反的形勢，烏拉爾山—貝加爾湖為低槽，陜西處于高壓脊前，且位于584 dagpm線南側。對比旱澇年份588 dagpm線的位置可知，澇年較旱年副高偏西偏南。

圖5a為寶雞夏季澇年前期春季500 hPa高度場合成分析，可以看出烏拉爾山—貝加爾湖以北為負距平，我國大部分地區(qū)受負距平控制，東北—日本為正距平；旱年(圖5b)，烏拉爾山—貝加爾湖為正距平中心，我國100°E以西為負距平，100°E以東為正距平，東北—日本以北為負距平。

圖5　寶雞市1981—2013年夏季澇年前期春季(a)和旱年前期春季(b)500 hPa高度距平場合成(單位為gpm)

3.3水汽輸送

水汽輸送的變化直接影響到旱澇的發(fā)生，田紅等[7]指出南海地區(qū)是輸入中國大陸的重要水汽通道，劉曉冉等[8]也指出川渝地區(qū)的水汽輸送主要來自孟加拉灣和南海的西南季風的水汽輸送帶。圖6給出了寶雞夏季旱澇年的700 hPa水汽通量距平合成場。由圖可見澇年(圖6a)水汽通道主要有兩條，即孟加拉灣和南海。我國東南部地區(qū)為反氣旋式距平水汽輸送，陜西為顯著西南距平水汽輸送，增強了暖濕水汽輸送，有利于陜西降水的產生，容易出現(xiàn)洪澇；旱年(圖6b)的水汽來源主要為孟加拉灣。東亞中低緯度地區(qū)存在一氣旋式距平水汽輸送，陜西地區(qū)受偏東偏北向水汽輸送距平控制，減弱了來自南海的水汽輸送，使陜西容易出現(xiàn)干旱。

圖6　寶雞市1981—2013年夏季澇(a)、旱(b)年700 hPa水汽通量距平場(單位為g/( cm2·hPa·s))

4小結

通過分析近33 a(1981—2013年)寶雞市夏季旱澇時空變化特征及大氣環(huán)流異常特征，可以得到以下幾點主要結論。

(1)受地形影響，寶雞市夏季降水區(qū)域差異明顯，呈南多東少的空間分布特征，位于秦嶺山脈中的太白、鳳縣夏季降水最多，渭河河谷的眉縣、扶風夏季降水最少。

(2)寶雞夏季降水年際變化較大，1981年以來降水量整體呈現(xiàn)減少趨勢。降水量1981年最多為533.1 mm，降水距平百分率為74%；1997年最少為93.9 mm，降水距平百分率為-69%。1981年以來整體呈現(xiàn)減少趨勢，20世紀80年代為多雨期，90年代為少雨期，2000年以來寶雞夏季降水有所增加。

(3)寶雞夏季澇年和旱年的環(huán)流形勢存在明顯差異，影響寶雞旱澇的基本模型為：夏季，當高層100 hPa上南亞高壓較強(弱)時，寶雞地區(qū)高空輻散加強(減弱)，中層500 hPa高度距平場上歐亞中高緯度地區(qū)自西向東呈“正負正(負正負)”距平波列時，表明烏拉爾山有(無)高壓脊發(fā)展，而在低緯度地區(qū)，副熱帶高壓偏東偏南(偏西偏北)，陜西地區(qū)的西南水汽輸送加強(減弱)，對應同期春季南亞高壓增強(減弱)、100 hPa我國整體為東北向負距平、西南向正距平(東北向正距平、西南向負距平)，500 hPa烏拉爾山到貝加爾湖以北為負(正)距平，東北到日本為正(負)距平，這種環(huán)流形勢配合有利于寶雞地區(qū)夏季洪澇(干旱)的發(fā)生。

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中圖分類號：P434

文獻標識碼：A

基金項目：寶雞市氣象局創(chuàng)新基金項目

作者簡介：李恩莉(1985—)，女，陜西蒲城人，學士，工程師，從事短期天氣預報與短期氣候預測。

收稿日期：2015-03-16

文章編號：1006-4354(2016)02-0014-05

李恩莉，韓潔. 寶雞市夏季旱澇變化與環(huán)流形勢分析[J].陜西氣象，2016(2)：14-18.