葉天 余錦華 葉夢(mèng)茜 謝潔宏

(南京信息工程大學(xué) 氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210044)

引 言

干旱指一定時(shí)間段內(nèi)，某地區(qū)由于水分支出遠(yuǎn)大于水分收入，引起水分短缺，難以滿足植物生長(zhǎng)或人們生產(chǎn)生活實(shí)踐對(duì)水分需求的一種自然災(zāi)害。隨著全球增暖，干旱事件的發(fā)生頻率和范圍都有所增加，嚴(yán)重影響了人類的生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1-3]，如2003年江南、華南等地出現(xiàn)伏秋連旱；2009—2010年西南地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重特大干旱；2013年江南大部、華南北部出現(xiàn)歷史罕見(jiàn)的高溫干旱事件。研究干旱事件特征及其成因尤為重要。劉銀峰等[4]利用再分析資料從熱力學(xué)異常角度探討了2006年熱源異常與夏季西太平洋副熱帶高壓和川渝地區(qū)旱澇的關(guān)系；晏紅明等[5]和鄭建萌等[6]診斷分析了2009—2010年云南特大干旱的氣候特征及成因；夏揚(yáng)等[7]和李曈等[8]分析了2013年長(zhǎng)江中下游地區(qū)的夏季高溫干旱的環(huán)流特征及其成因；沙天陽(yáng)等[9]對(duì)我國(guó)西南地區(qū)東部秋季干旱的環(huán)流特征和成因進(jìn)行了分析。

傳統(tǒng)研究將干旱分為四類：(1)以降水指標(biāo)劃分為主的氣象干旱類，這類干旱事件主要特征為降水減少，其發(fā)展和結(jié)束都可能發(fā)生在較短時(shí)間內(nèi)；(2)以土壤水分和作物指標(biāo)劃分的農(nóng)業(yè)干旱類，在農(nóng)作物生長(zhǎng)期對(duì)其產(chǎn)量產(chǎn)生影響；(3)以地表徑流和地下水指標(biāo)劃分的水文干旱類；(4)以供水和人類需水指標(biāo)劃分為主的社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱類。不同類型干旱之間關(guān)系復(fù)雜，一般以氣象干旱最先發(fā)展。氣象干旱主要以降水和氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)定義的SPEI指數(shù)和PDSI指數(shù)識(shí)別，大多維持月及以上時(shí)間尺度。關(guān)于這類干旱特征及成因方面做了很多研究，如安迪等[10]利用SPEI指數(shù)分析了黃淮流域及周邊地區(qū)近54 a夏季干旱變化及其異常成因；黃慶忠等[11]利用Time-Series(TS)Version 3.23高分辨率氣候柵格數(shù)據(jù)集以及NCEP再分析數(shù)據(jù)，計(jì)算得到SPEI指數(shù)，研究了1949—2014年中國(guó)區(qū)域干濕氣候變化特征及其成因; 劉珂等[12]先采用氣候變化趨勢(shì)轉(zhuǎn)折判別模型分析了1961—2009年我國(guó)8個(gè)區(qū)域夏、冬季氣溫和降水的年代際變化，而后利用PDSI干旱指數(shù)研究了夏、冬季極端干旱在年代際尺度上的時(shí)空變化特征及其成因。

“驟發(fā)干旱”即氣象條件驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)干旱，與傳統(tǒng)干旱認(rèn)為降水減少是驅(qū)動(dòng)干旱的主要因素不同，高溫?zé)崂丝赡苁求E發(fā)干旱的驅(qū)動(dòng)因素[13-14]。傳統(tǒng)的干旱指數(shù)不能及時(shí)反映天氣變化狀況，進(jìn)而較難監(jiān)測(cè)“驟發(fā)干旱”事件。如2012年美國(guó)中部大平原地區(qū)，持續(xù)降水異常偏少并伴隨著高溫?zé)崂撕统渥愕娜照?，使得蒸散發(fā)異常增大，植被和作物根區(qū)土壤濕度迅速減少，最終枯萎甚至死亡[15]，此次干旱帶有突發(fā)性且其部分機(jī)理當(dāng)時(shí)不太明確，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。這類干旱具有發(fā)生發(fā)展迅速、強(qiáng)度大、范圍廣和破壞性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此也被稱為“驟發(fā)干旱”[16-17]。驟發(fā)干旱事件在農(nóng)作物生長(zhǎng)季較常見(jiàn)[16]，在傳粉受精或灌漿期等農(nóng)作物生長(zhǎng)關(guān)鍵階段，雖持續(xù)時(shí)間短，但由于水分的缺少而導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量大幅下降[18-19]。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于“驟發(fā)干旱”的研究處于起步階段。大多數(shù)研究認(rèn)為，植被根區(qū)土壤濕度快速下降到低于某一閾值則認(rèn)為爆發(fā)驟發(fā)干旱。選取一系列指數(shù)，如蒸發(fā)脅迫指數(shù)[13-14，20-21]、土壤濕度指數(shù)[22]、快速變化指數(shù)[23]等研究驟發(fā)干旱早期爆發(fā)成因。還有一部分研究集中在驟發(fā)干旱的持續(xù)狀態(tài)，如Mo， et al[16]使用氣溫、土壤濕度和蒸散發(fā)的候數(shù)據(jù)定義了驟發(fā)干旱并分析了近百年美國(guó)驟發(fā)干旱的變化趨勢(shì)；WANG，et al[24]利用相似方法發(fā)現(xiàn)一類驟發(fā)干旱事件多發(fā)于我國(guó)南方濕潤(rùn)地區(qū)，另一類發(fā)生在我國(guó)北方地區(qū)，并與季節(jié)性干旱聯(lián)系起來(lái)；ZHANG，et al[25-26]利用CMIP5模式降尺度資料耦合VIC陸面水文模型，研究了贛江流域驟發(fā)干旱的變化特征并進(jìn)行了未來(lái)評(píng)估；張翔等[27]分析了1983—2015年我國(guó)農(nóng)業(yè)區(qū)域的三類驟發(fā)干旱的時(shí)空分布特征。

2013年夏季，我國(guó)南方多地持續(xù)高溫少雨，受災(zāi)嚴(yán)重。本文參考了我國(guó)區(qū)域驟發(fā)干旱的研究觀點(diǎn)，基于已有的研究，定義了格點(diǎn)驟發(fā)干旱指數(shù)，找出該類干旱在我國(guó)主要發(fā)生的區(qū)域，將其作為研究區(qū)域，給出區(qū)域性驟發(fā)干旱事件指標(biāo)，分析我國(guó)區(qū)域性驟發(fā)干旱事件的氣候特征，并診斷2013年區(qū)域典型驟發(fā)干旱事件影響要素及環(huán)流場(chǎng)的變化。研究結(jié)果有助于深入認(rèn)識(shí)我國(guó)區(qū)域性驟發(fā)干旱事件特征及其發(fā)生發(fā)展過(guò)程，為干旱預(yù)報(bào)預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料

氣溫和降水的逐日資料來(lái)源于中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心1961—2017年的2 400多個(gè)觀測(cè)站。由于缺乏直接觀測(cè)，土壤濕度和蒸散發(fā)數(shù)據(jù)選用了全球陸表同化數(shù)據(jù)系統(tǒng)GLDAS(Global Land Data Assimilation System)2.0版本(1979—2010年)[24]和2.1版本(2011—2017年)的每3 h數(shù)據(jù)集，分辨率為0.25°×0.25°。選用ECMWF對(duì)全球氣候的第五代大氣再分析資料ERA5(Fifth Generation of ECMWF Atmospheric Reanalysis of the Global Climate)的1979—2017年的逐小時(shí)、分辨率為0.25°×0.25°的500 hPa位勢(shì)高度、925 hPa風(fēng)場(chǎng)和地表凈太陽(yáng)輻射通量資料研究區(qū)域性驟發(fā)干旱事件發(fā)生的環(huán)流背景及成因。

先剔除氣溫和降水資料中連續(xù)缺測(cè)超過(guò)1個(gè)月的站點(diǎn)，將其插值為格點(diǎn)數(shù)據(jù)，再將蒸散發(fā)和土壤濕度資料、500 hPa位勢(shì)高度、925 hPa風(fēng)場(chǎng)和地表凈太陽(yáng)輻射通量資料處理為逐日數(shù)據(jù)?？紤]到1 m內(nèi)的土壤水分能滿足大部分作物根部水分、營(yíng)養(yǎng)吸收的需求[28]，本文選用了1 m內(nèi)的土壤濕度來(lái)研究驟發(fā)干旱。由于驟發(fā)干旱持續(xù)時(shí)間短，為了有效捕捉驟發(fā)干旱事件，在對(duì)典型個(gè)例分析之前，氣溫、降水、蒸散發(fā)和土壤濕度數(shù)據(jù)均使用候平均時(shí)間尺度進(jìn)行分析[24](5、7和8月的最后一個(gè)候?yàn)? d平均)，在對(duì)區(qū)域典型事件過(guò)程分析時(shí)則使用逐日資料。

1.2 格點(diǎn)驟發(fā)干旱的定義

考慮到高溫?zé)崂伺c驟發(fā)干旱有關(guān)，但氣溫大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差并不是真正意義上的高溫?zé)崂?。因此，本文中格點(diǎn)驟發(fā)干旱定義如下：

T≥35 ℃且ETa>0且SM%≤30

(1)

式中：T為日最高氣溫的候均值(單位：℃)；ETa為蒸散發(fā)候均值的距平(指相對(duì)于1979—2017年的候平均，單位：mm·d-1)；SM%為整個(gè)時(shí)間序列內(nèi)土壤濕度百分位數(shù)[29]。在候時(shí)間尺度上，滿足上述標(biāo)準(zhǔn)則認(rèn)為該格點(diǎn)發(fā)生了驟發(fā)干旱。

1.3 區(qū)域性驟發(fā)干旱事件的識(shí)別

首先找出研究的關(guān)鍵區(qū)域：對(duì)1979—2017年4—9月格點(diǎn)驟發(fā)干旱候數(shù)的時(shí)間序列(我國(guó)區(qū)域外處理為缺測(cè))進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)正交展開(Empirical Orthogonal Function, EOF)分析并進(jìn)行North顯著性檢驗(yàn)，選取結(jié)果通過(guò)檢驗(yàn)的特征向量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)正交展開(Rotational Empircal Orthogonal Function, REOF)，識(shí)別空間型并選擇旋轉(zhuǎn)空間模態(tài)的高載荷區(qū)域作為關(guān)鍵區(qū)域。

若同一候，區(qū)域中至少有50%的格點(diǎn)同時(shí)發(fā)生驟發(fā)干旱，則將該候定義為該區(qū)域爆發(fā)驟發(fā)干旱事件的起始候，直到結(jié)束候，定義為一次區(qū)域性驟發(fā)干旱事件。在確定區(qū)域性驟發(fā)干旱事件過(guò)程中，若相鄰的兩次事件間隔不超過(guò)1候，仍認(rèn)為是一次區(qū)域性驟發(fā)干旱事件。

2 結(jié)果分析

2.1 格點(diǎn)驟發(fā)干旱的氣候特征

圖1為1979—2017年4—9月植被生長(zhǎng)季格點(diǎn)驟發(fā)干旱各月發(fā)生候數(shù)和總發(fā)生候數(shù)的氣候態(tài)?？梢钥闯?，近39 a驟發(fā)干旱多發(fā)于我國(guó)南方夏季，且7月發(fā)生最多，8月其次，6月河南南部也發(fā)生過(guò)幾次；驟發(fā)干旱平均每年發(fā)生1～1.6候，有兩個(gè)大值中心，分別位于湖南省中南部和浙江省西南部地區(qū)。這與Mo，et al[16]和WANG，et al[17]的結(jié)論類似，驟發(fā)干旱多發(fā)生在較濕潤(rùn)地區(qū)，主要因?yàn)檩^濕潤(rùn)地區(qū)水汽條件充足，高溫條件下蒸散發(fā)增強(qiáng)，使土壤水分快速減少，有利于發(fā)生驟發(fā)干旱。

圖1 1979—2017年4—9月格點(diǎn)驟發(fā)干旱(a—f)各月發(fā)生候數(shù)和(g)發(fā)生總候數(shù)的氣候態(tài)(單位：候·a-1)

2.2 選取關(guān)鍵區(qū)域

對(duì)1979—2017年驟發(fā)干旱發(fā)生候數(shù)的時(shí)間序列進(jìn)行EOF分析(表1)，可見(jiàn)，EOF前3個(gè)模態(tài)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，且前3個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)達(dá)到55.8%，第一主成分方差貢獻(xiàn)最大，達(dá)到38.3%，第二、三主成分的方差貢獻(xiàn)分別為10.3%和7.2%。第一典型場(chǎng)表現(xiàn)為我國(guó)東南部地區(qū)的一致性特征，中心位于湖南、江西和浙江西部地區(qū)(圖2a)；第二典型場(chǎng)為東南—西北反向分布型，即浙江、福建等地區(qū)與湖南、湖北驟發(fā)干旱的發(fā)生是反位相(圖2b)；第三典型場(chǎng)顯示出從東南向西北的“正—負(fù)—正”三極型態(tài)(圖2c)。

為進(jìn)一步揭示驟發(fā)干旱發(fā)生的地域性特征，對(duì)EOF的前10個(gè)主成分進(jìn)行方差極大正交旋轉(zhuǎn)。由表1可以看出，旋轉(zhuǎn)后的前3個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)分別為27.3%、16.4%和5.5%，累積方差貢獻(xiàn)值為49.2%。從前3個(gè)旋轉(zhuǎn)空間?？梢钥闯?，前3個(gè)旋轉(zhuǎn)空間模中高載荷區(qū)主要分別位于湖南中北部地區(qū)(圖2d)、浙南閩北地區(qū)(圖2e)和川渝交界地區(qū)(圖2f)。因此選取3個(gè)驟發(fā)干旱發(fā)生頻繁及變率大的區(qū)域：A(26°～30°N，110°～114°E)、B(28°～30°N，117°～121°E)和C(29°～33°N，106°～110°E)，分別對(duì)應(yīng)著前3個(gè)旋轉(zhuǎn)空間模的高載荷區(qū)域。

圖2 1979—2017年驟發(fā)干旱發(fā)生候數(shù)的(a—c)EOF前3個(gè)模態(tài)及(d—f)對(duì)應(yīng)的REOF模態(tài)(黑色實(shí)線內(nèi)載荷值絕對(duì)值≥0.4)：(a) EOF1；(b) EOF2；(c) EOF3；(d) REOF1；(e) REOF2；(f) REOF3

表1 1979—2017年驟發(fā)干旱發(fā)生候數(shù)的EOF和REOF分析前10個(gè)模態(tài)方差貢獻(xiàn)

2.3 區(qū)域性驟發(fā)干旱事件

按照區(qū)域性驟發(fā)干旱事件(簡(jiǎn)稱事件)的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，得到近39 a 3個(gè)區(qū)域爆發(fā)的區(qū)域性驟發(fā)干旱事件頻數(shù)的時(shí)間序列和不同持續(xù)候數(shù)干旱事件的頻數(shù)(圖3)。

圖3 1979—2017年3個(gè)區(qū)域(a—c)驟發(fā)干旱事件頻數(shù)時(shí)間序列和(d—f)不同持續(xù)候數(shù)干旱事件頻數(shù)：(a、d) A區(qū)域；(b、e) B區(qū)域；(c、f) C區(qū)域

湖南中北部地區(qū)(A區(qū)域)1979—2017年共爆發(fā)驟發(fā)干旱事件16次。圖3a顯示，近10 a來(lái)驟發(fā)干旱事件爆發(fā)次數(shù)明顯偏多，并且大部分事件持續(xù)時(shí)間為1候，持續(xù)兩候的事件出現(xiàn)了1次，最長(zhǎng)一次事件持續(xù)了7候(圖3d)。浙南閩北地區(qū)(B區(qū)域)1979—2017年共爆發(fā)19次事件，比A區(qū)域干旱事件多爆發(fā)3次，最多的3次爆發(fā)在1994年，近10 a其爆發(fā)次數(shù)比A區(qū)域少(圖3b)。B區(qū)域事件的持續(xù)時(shí)間多為1～2候，出現(xiàn)過(guò)2次持續(xù)時(shí)間達(dá)6候的干旱事件(圖3e)。川渝交界地區(qū)(C區(qū)域)驟發(fā)干旱事件爆發(fā)次數(shù)不多，1997年和2006年各爆發(fā)2次區(qū)域性驟發(fā)干旱事件，且持續(xù)時(shí)間多為1候(圖3c、f)。

為研究區(qū)域性驟發(fā)干旱事件的演變特征，針對(duì)A、B兩個(gè)區(qū)域，分別分析了日最高氣溫、蒸散發(fā)異常、土壤濕度百分位數(shù)和降水異常4個(gè)要素在干旱事件爆發(fā)前兩候到爆發(fā)后兩候期間的演變過(guò)程。

圖4為A區(qū)域驟發(fā)干旱事件的演變過(guò)程。驟發(fā)干旱爆發(fā)前兩候，氣溫較低，降水、蒸散發(fā)和土壤濕度基本在常年平均的狀態(tài)(圖4a—d)，在干旱事件爆發(fā)前1候，湖南和湖北等地的氣溫開始升高(圖4e)，蒸散發(fā)也開始增加(圖4f)，同時(shí)降水開始低于正常水平(圖4h)，土壤濕度開始下降(圖4g)。干旱爆發(fā)候，湖南湖北等地的氣溫相比于前1候迅速增加，達(dá)到35 ℃以上(圖4i)，蒸散發(fā)也迅速增大(圖4j)，此時(shí)降水維持負(fù)距平(圖4l)，土壤濕度明顯迅速下降，土壤濕度百分位數(shù)基本維持在20%以下(圖4k)。事件爆發(fā)后1候(圖4m—p)，高溫消退，降水和蒸散發(fā)基本恢復(fù)正常，但土壤濕度仍低于臨界值，雖然范圍縮小，但干旱仍在持續(xù)，甚至持續(xù)到事件爆發(fā)后兩候(圖4s)。值得注意的是，在事件爆發(fā)前1候的降水已經(jīng)是虧損狀態(tài)，此時(shí)土壤濕度略低于臨界值，當(dāng)氣溫迅速升高時(shí)，蒸散發(fā)迅速增大，導(dǎo)致土壤濕度快速減小，因此事件的發(fā)生主要是由高溫驅(qū)動(dòng)，降水不足為干旱的發(fā)生發(fā)展提供了有利條件。

圖4 1979—2017年A區(qū)域(26°～30°N，110°～114°E)驟發(fā)干旱事件(a—d)爆發(fā)前兩候、(e—h)爆發(fā)前一候、(i—l)爆發(fā)期間、(m—p)爆發(fā)后一候和(q—t)爆發(fā)后兩候的T(單位：℃)、ETa(單位：mm·d-1)、SM%(單位：%)和Pa(單位：mm·d-1)的合成場(chǎng)(僅顯示超過(guò)α=0.05置信度的網(wǎng)格點(diǎn))

分析了B區(qū)域驟發(fā)干旱事件的演變過(guò)程(圖略)之后發(fā)現(xiàn)，和A區(qū)域類似，B區(qū)域事件的爆發(fā)也是主要由高溫驅(qū)動(dòng)，爆發(fā)前氣溫迅速升高，蒸散發(fā)迅速增大，降水異常偏少，導(dǎo)致土壤濕度快速下降，部分地區(qū)遠(yuǎn)低于臨界值。在事件爆發(fā)后1候氣溫、蒸散發(fā)和降 水恢復(fù)正常，但是土壤濕度的恢復(fù)速度較慢，干旱持續(xù)到爆發(fā)后兩候。但相比于A區(qū)域，B區(qū)域事件爆發(fā)的過(guò)程較長(zhǎng)，從開始到爆發(fā)約需2候。

2.4 區(qū)域性典型驟發(fā)干旱事件影響要素及環(huán)流場(chǎng)特征

2013年A區(qū)域經(jīng)歷了兩次區(qū)域性典型驟發(fā)干旱事件。圖5表明第一次過(guò)程爆發(fā)前，土壤水分充沛，氣溫較低，6月10日左右氣溫開始上升，蒸散發(fā)也開始增大，土壤濕度開始減少，大約6月20日氣溫達(dá)到最大，蒸散發(fā)隨著氣溫的迅速上升而增大，土壤濕度迅速下降至最低，爆發(fā)了第一次區(qū)域性驟發(fā)干旱事件。在爆發(fā)前2～3 d，降水已經(jīng)異常減小至最小，而氣溫仍在迅速上升，導(dǎo)致蒸散發(fā)繼續(xù)增大，土壤濕度低于臨界值，此次過(guò)程主要由高溫驅(qū)動(dòng)，降水的異常減少提供了條件。第二次過(guò)程爆發(fā)前，氣溫基本維持在33 ℃以上，7月1日降水開始增多，2～3 d之后蒸散發(fā)開始增大，降水達(dá)到極大值后開始減小，蒸散發(fā)達(dá)到極大值后也開始減小，整個(gè)過(guò)程中蒸散發(fā)隨著降水的變化而變化，最后土壤濕度下降到臨界值之下，爆發(fā)了第二次區(qū)域性驟發(fā)干旱事件，此次過(guò)程為降水所驅(qū)動(dòng)，高溫促使干旱的發(fā)生。

圖5 2013年A區(qū)域兩次驟發(fā)干旱事件前后 T(紅線，單位：℃)、SM%(黑線，單位：%)、ETa(綠線，單位：mm·d-1)和Pa(藍(lán)線，單位：mm·d-1)的5 d滑動(dòng)平均曲線(灰色時(shí)段為驟發(fā)干旱爆發(fā)起始候，水平線表示SM% 臨界值)

高溫?zé)崂说漠a(chǎn)生往往與特定的大氣環(huán)流形勢(shì)密切聯(lián)系。第一次事件爆發(fā)期間(圖6a)，雖然副高主體仍在西北太平洋上空，但湖南上空出現(xiàn)位勢(shì)高度正距平，表明A區(qū)域在第一次干旱事件爆發(fā)過(guò)程中，受異常高壓的影響，異常下沉氣流，一方面使降水減少，另一方面下沉絕熱加熱，引發(fā)高溫?zé)崂水a(chǎn)生。位于湖南上空的925 hPa低層風(fēng)場(chǎng)盛行偏南風(fēng)(圖6a)，低緯地區(qū)為該地輸送偏暖氣流，有利于氣溫的升高。而第二次事件爆發(fā)期間(圖6b)，我國(guó)東部地區(qū)受異常偏西、偏強(qiáng)的副高控制，位勢(shì)高度正異常覆蓋40°N以南、110°～140°E范圍，這表明A區(qū)域在此期間大部分時(shí)間在持續(xù)異常強(qiáng)大的副高控制之下，持續(xù)高溫過(guò)程。低層風(fēng)場(chǎng)呈反氣旋性環(huán)流，對(duì)應(yīng)著副高主體，湖南地區(qū)正處于西南偏暖氣流控制中(圖6b)。同時(shí)，該反氣旋性環(huán)流進(jìn)一步促使副高西伸北抬及穩(wěn)定維持，使得湖南等地出現(xiàn)高溫。

結(jié)合剖面(圖6)，6月初副高仍在偏南位置，A區(qū)域上空出現(xiàn)位勢(shì)高度正距平，6月10日開始，其往南擴(kuò)展，短短5 d內(nèi)覆蓋了A區(qū)域(圖6c)，導(dǎo)致A區(qū)域氣溫迅速升高(圖5)。7月5日左右，A區(qū)域受副高控制，副高位置較常年偏北，但A區(qū)域的位勢(shì)高度正距平基本不變，表明在此期間高溫持續(xù)控制整個(gè)A區(qū)域(圖6c)，導(dǎo)致A區(qū)域的高溫的維持(圖5)。6月初副高仍在150°E附近，7月初西太平洋副熱帶高壓西伸，最西伸展到125°E附近，較常年明顯偏西(圖6d)，副高在第二次干旱事件爆發(fā)期間持續(xù)控制A區(qū)域。兩次驟發(fā)干旱事件爆發(fā)期間湖南、湖北和貴州等地的地表凈太陽(yáng)輻射通量都有顯著增加(圖略)，通過(guò)輻射和顯熱的非絕熱加熱過(guò)程，升高氣溫。

圖6 2013年A區(qū)域(a)第一次和(b)第二次驟發(fā)干旱爆發(fā)期間500 hPa位勢(shì)高度(黑色等值線)和位勢(shì)高度距平(陰影)以及925 hPa風(fēng)場(chǎng)(箭矢，單位：m·s-1)的空間分布；兩次驟發(fā)干旱事件爆發(fā)前后500 hPa位勢(shì)高度距平分別沿(c)110°～140°E平均的經(jīng)向時(shí)間剖面和(d)20°～35°N平均的緯向時(shí)間剖面(單位：gpm；黑色等值線為2013年5 880 gpm，紅色等值線為氣候態(tài)5 880 gpm，黑色虛線為驟發(fā)干旱爆發(fā)起始候)

3 結(jié)論

基于觀測(cè)和再分析資料，利用氣溫、蒸散發(fā)和土壤濕度對(duì)驟發(fā)干旱進(jìn)行定義，探討了1979—2017年驟發(fā)干旱的氣候特征并用REOF方法選取了驟發(fā)干旱頻發(fā)及變率大的區(qū)域，在此基礎(chǔ)上定義區(qū)域性驟發(fā)干旱事件并研究其演變特征，進(jìn)一步分析典型個(gè)例的要素和環(huán)流特征。主要結(jié)論如下：

(1)1979—2017年，驟發(fā)干旱多發(fā)生于我國(guó)南方夏季較潮濕地區(qū)，每年發(fā)生1～1.6候，大值區(qū)分別位于湖南中南部和浙江西南部地區(qū)。

(2)驟發(fā)干旱頻發(fā)且變率大的區(qū)域分別是湖南中北部地區(qū)、浙南閩北地區(qū)和川渝交界地區(qū)。湖南中北部區(qū)域干旱事件持續(xù)時(shí)間多為一個(gè)候且近10 a發(fā)生次數(shù)明顯偏多；浙南閩北區(qū)域比湖南中北部區(qū)域的驟發(fā)干旱事件發(fā)生更頻繁，1994年發(fā)生次數(shù)最多，近10 a發(fā)生次數(shù)比湖南中北部區(qū)域少。

(3)影響驟發(fā)干旱事件爆發(fā)要素的演變過(guò)程顯示，在干旱爆發(fā)前1候，異常高溫出現(xiàn)，蒸散發(fā)迅速增加，導(dǎo)致土壤濕度快速下降，爆發(fā)驟發(fā)干旱事件。在事件爆發(fā)后的1～2候，土壤濕度仍為虧損狀態(tài)。相比于湖南中北部區(qū)域，浙南閩北區(qū)域總體的爆發(fā)速度略慢。

(4)2013年湖南中北部區(qū)域經(jīng)歷了兩次驟發(fā)干旱事件，第一次干旱爆發(fā)前，其區(qū)域上空短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)位勢(shì)高度正距平，受異常高壓的影響，異常下沉氣流導(dǎo)致降水減少和絕熱增溫，加上偏暖氣流和異常非絕熱加熱，氣溫快速升高，蒸散發(fā)隨之增大，土壤濕度迅速減小，爆發(fā)了第一次干旱事件，此次過(guò)程由高溫驅(qū)動(dòng)；第二次干旱爆發(fā)前，明顯較常年偏西、偏北的西太平洋副熱帶高壓穩(wěn)定控制該區(qū)域，偏南氣流以及大氣的絕熱和非絕熱加熱過(guò)程，使得高溫一直維持，蒸散發(fā)隨著降水的變化而變化，導(dǎo)致第二次干旱事件的爆發(fā)，此次過(guò)程由降水驅(qū)動(dòng)，高溫起促進(jìn)作用。

致謝：感謝南京信息工程大學(xué)水文與水資源工程學(xué)院袁星教授提供蒸散發(fā)和土壤濕度資料。