鄒立堯,國(guó)世友,趙秀蘭
(1.中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院,北京 100081;2.黑龍江省氣象臺(tái),哈爾濱 150030;3.國(guó)家氣象中心,北京 100081)
三江平原位于黑龍江省東北部,是我國(guó)重要商品糧生產(chǎn)基地,降水時(shí)空匹配對(duì)三江平原糧食生產(chǎn)有關(guān)鍵制約作用[1-3],近些年旱澇災(zāi)害影響較大[4-5],尤其是強(qiáng)降水引發(fā)的水澇災(zāi)害是影響當(dāng)?shù)丶Z食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)主要因素之一[6],分析三江平原強(qiáng)降水氣候變化特征可為氣候變化背景下農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)、保障糧食安全提供重要科學(xué)依據(jù)。目前關(guān)于三江平原降水氣候變化研究分為兩類,一類是對(duì)生態(tài)環(huán)境影響方面[7-9],另一類是關(guān)于降水時(shí)空變化特征以及旱澇關(guān)系[10-12],但針對(duì)三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)氣候變化特征及影響因子研究相對(duì)較少[13-15];已有研究大多基于國(guó)家氣象站觀測(cè)資料,而國(guó)家氣象站在地形復(fù)雜的山地與丘陵地區(qū)站點(diǎn)較少,氣象資料空間代表性方面存在一定局限性。因此,增加長(zhǎng)時(shí)間序列農(nóng)墾氣象站資料,可使氣象觀測(cè)站分布更趨合理,加密三江平原西部和南部地形復(fù)雜區(qū)域資料,彌補(bǔ)國(guó)家氣象站氣象觀測(cè)資料在不同地形地貌條件下代表性相對(duì)不足缺陷,增強(qiáng)研究的客觀性和科學(xué)性。三江平原強(qiáng)降水多發(fā)生在夏季,因此,本文利用三江平原國(guó)家氣象站和農(nóng)墾氣象站兩類共計(jì)25個(gè)氣象站資料,側(cè)重分析1961~2019年三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)氣候變化特征,通過(guò)對(duì)夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常環(huán)流分析,探討三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常主要影響因子。
三江平原14個(gè)國(guó)家氣象站(鶴崗、蘿北、集賢、同江、佳木斯、雙鴨山、饒河、湯源、樺南、寶清、勃利、密山、虎林、雞西)和11個(gè)農(nóng)墾氣象站(勤得利、寶泉嶺、新華、二九零、建三江、雙鴨山、友誼、八五五、八五二、八五四、密山)1961~2019年夏季(6~8月)逐日降水觀測(cè)資料來(lái)源于國(guó)家氣象中心和黑龍江省氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng),站點(diǎn)主要分布在129~134°E、45~48°N范圍??紤]到站點(diǎn)建站時(shí)間不同,資料長(zhǎng)度不一,且存在部分缺測(cè),本文在分析研究前針對(duì)降水觀測(cè)資料作缺測(cè)插補(bǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化處理[16-17]。為分析強(qiáng)降水事件變化原因,應(yīng)用NCEP/NCAR逐月200、500、850 hPa位勢(shì)高度及200 hPa緯向風(fēng)、850 hPa經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)等資料。本文將日降水量達(dá)到或超過(guò)20 mm降水稱為強(qiáng)降水。
三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)年際變化研究方法采用趨勢(shì)分析方法。采用Jones等提出計(jì)算區(qū)域平均氣候時(shí)間序列方法[18-19],計(jì)算三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)、夏季強(qiáng)降水量、夏季降水量平均時(shí)間序列。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常環(huán)流分析研究方法主要采用天氣學(xué)方法[20]。
按照WMO關(guān)于氣候平均的規(guī)定,取1981~2010年30年強(qiáng)降水日為氣候平均值。即1961~2019年三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)氣候特征以1981~2010年30年的強(qiáng)降水日計(jì)算結(jié)果作為代表。通過(guò)計(jì)算分析三江平原25個(gè)氣象觀測(cè)站6~8月逐日降水資料,得到三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)氣候平均分布見(jiàn)表1,可見(jiàn),三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)空間分布呈西北、東北、東南多而中部偏西地區(qū)少特征,其中強(qiáng)降水日數(shù)最多區(qū)域位于鶴崗,為7.0~7.5 d·年-1;而集賢、雙鴨山(國(guó)家站和農(nóng)墾站)、寶清、勃利、二九零、友誼均少于5.5 d·年-1,雙鴨山農(nóng)場(chǎng)最少,不足5.0 d·年-1;其他大部分區(qū)域?yàn)?.5~6.0 d·年-1。
表1 1981~2010年三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)氣候平均分布Table 1 Climate mean distribution of the number of heavy rainfall days in summer in Sanjiang Plain from 1981 to 2010
1981~2010年三江平原平均夏季強(qiáng)降水日數(shù)與強(qiáng)降水量、總降水量之間年際變化相關(guān)系數(shù)分別為0.9816、0.9358。通過(guò)對(duì)三江平原平均夏季強(qiáng)降水量與總降水量比值計(jì)算,可見(jiàn),大部分地區(qū)兩者比值均在35%以上,其中三江平原西北部即鶴崗西部超過(guò)40%,且夏季強(qiáng)降水日數(shù)多、強(qiáng)降水量大的地區(qū),其總降水量也大,說(shuō)明夏季強(qiáng)降水日數(shù)、強(qiáng)降水量在總降水量中均貢獻(xiàn)大[13]。
三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)較氣候平均值(4.7 d)偏多2 d以上有4年,強(qiáng)降水日數(shù)分別為1994(10.7 d)、2019(9.5 d)、1981(8.4 d)、2009(7.2 d)年,偏少2 d以上有5年,分別為1977(2.1 d)、1976(2.2 d)、1975(2.3 d)、1970(2.4 d)、2001(2.6 d)年??傮w看,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)較氣候平均值偏少年份居多,有37年,其中有20年偏少1 d以上;而夏季強(qiáng)降水日數(shù)較氣候平均值偏多年份有22年,其中僅有9年偏多1 d以上。夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少年多、偏多年少特征與三江平原發(fā)生夏季干旱頻率有20%~40%、雨澇頻率僅有1%~5%多旱少澇規(guī)律,存在較好一致性[21]。
由圖1可知,夏季強(qiáng)降水日數(shù)變化有明顯階段性,如1981~1985、1994~1998、2009~2010、2018~2019年強(qiáng)降水日數(shù)以偏多年份居多,其他時(shí)段以偏少年份為主,其中1966~1980、1999~2008年期間以強(qiáng)降水日數(shù)偏少年份居多。1961~2019年,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)年際變化總體呈增多趨勢(shì),線性趨勢(shì)線斜率為0.0182 d·年-1,但強(qiáng)降水日數(shù)年際變化幅度較大,最多年份達(dá)10.7 d(1994年),最少年僅為2.1 d(1977年),二者相差8.6 d。其中,強(qiáng)降水日數(shù)最多為1994年、其次2019年,再次1981年,均發(fā)生明顯澇害[4,22],對(duì)糧食生產(chǎn)造成不利影響;其中1981年澇害使三江平原51%耕地受災(zāi),糧食減產(chǎn)明顯,糧豆單產(chǎn)僅為平年1/3[4,6]。強(qiáng)降水日數(shù)最少的3年為1975~1977年,連續(xù)3年夏季發(fā)生農(nóng)業(yè)干旱,干旱情況幾十年不遇[23],使糧食生產(chǎn)遭受較大損失。
圖1 1961~2019年三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)逐年變化Fig.1 Annual variation of the number of summer heavy rainfall days in Sanjiang Plain during 1961-2019
黃榮輝[24]、張慶云[25]等研究表明,中國(guó)氣候?yàn)?zāi)害發(fā)生主要是因東亞氣候系統(tǒng)變化引起,其中包括中緯度擾動(dòng)(中高緯度地區(qū)阻塞形勢(shì)和中緯度西風(fēng)擾動(dòng))、西太平洋副熱帶高壓、東亞季風(fēng)等。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)與夏季降水量關(guān)系密切,影響夏季降水異常成因同樣適合于強(qiáng)降水日數(shù)變化。本文分析三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)6個(gè)典型偏多 年(1964、1965、1981、1991、1994、1998年)、6個(gè)典型偏少年(1967、1975、1976、1977、2001、2004年)的東亞氣候系統(tǒng)異常環(huán)流。
2.2.1 夏季中高緯度阻塞異常
中高緯度阻塞形勢(shì)對(duì)我國(guó)大范圍持續(xù)性天氣和氣候異常有重要作用,尤其是東北亞阻塞高壓活動(dòng)與我國(guó)三江平原夏季降水密切相關(guān)[19-20,25]。
三江平原夏季強(qiáng)降水日偏多年500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)如圖2所示,6月在東北平原存在較深低槽,鄂霍茨克海存在弱高壓脊,日本以南為副熱帶高壓。在低槽前部,西南氣流將渤海、黃海暖濕空氣輸送到三江平原,與槽后西北冷空氣作用產(chǎn)生強(qiáng)降水過(guò)程。從高度異常上表現(xiàn)為正、負(fù)、正分布。對(duì)于三江平原而言,當(dāng)東北冷渦形成時(shí),東北平原低槽與東北冷渦匹配往往產(chǎn)生較強(qiáng)降水。
圖2 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(hPa)Fig.2 500 hPa geopotential height field in the year of the number of heavy rainfall days more than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(hPa)
7月分布形勢(shì)與6月相似,區(qū)別為東北平原的低槽位置偏西、強(qiáng)度減弱,鄂霍茨克海高壓脊增強(qiáng),西太平洋副熱帶高壓脊線北移約10個(gè)緯度,在這種配置下,西南季風(fēng)沿槽前到達(dá)三江平原,與從中高緯低槽槽后偏北冷空氣相遇引起強(qiáng)降水天氣。從異常變化上體現(xiàn)出,鄂霍茨克海地區(qū)表現(xiàn)為異常正高值中心,三江平原為弱負(fù)值區(qū)。
8月分布形勢(shì)與6、7月主要差異表現(xiàn)在鄂霍茨克海高壓脊范圍變大,50~80°N是異常的正值區(qū)。從中西伯利亞高原到鄂霍茨克海呈寬廣的一個(gè)高壓脊,東北平原上空低槽仍存在。西太平洋副熱帶高壓位置與7月相比變化較小。
對(duì)于夏季而言,夏季中高緯地區(qū)500 hPa位勢(shì)高度與6月環(huán)流形勢(shì)一致,即東北亞地區(qū)為一槽,鄂霍茨克海一個(gè)高壓脊,50°N以北為正異常,在鄂霍茨克海北部上揚(yáng)斯克山脈、切爾斯基山脈為正異常中心,西太平洋上為副熱帶高壓。
由圖3可見(jiàn),6月在東北平原有一弱低槽,與三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)相比,低槽位置偏南;在庫(kù)頁(yè)島存在一個(gè)淺槽,鄂霍茨克海有一高壓脊。高度異常分布上體現(xiàn)出自西向東表現(xiàn)為負(fù)、正、負(fù)、正分布形勢(shì),其中一個(gè)很強(qiáng)的正異常中心位于西西伯利亞平原,在庫(kù)頁(yè)島附近存在一個(gè)負(fù)異常中心;在40°N以南地區(qū)為負(fù)異常區(qū)。7月中高緯度500 hPa位勢(shì)高度等值線比較平直,僅在額爾齊斯河附近可看出有明顯低槽。8月分布形勢(shì)與7月相似,僅500 hPa位勢(shì)高度等值線更加平直,在西西伯利亞、南千島群島分別有一個(gè)負(fù)異常中心。就夏季而言,在東北平原-朝鮮半島-日本九州島為弱的正異常區(qū),其外圍為大范圍負(fù)異常區(qū),在庫(kù)頁(yè)島存在一個(gè)負(fù)異常中心。
圖3 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少年500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(hPa)Fig.3 500 hPa geopotential height field in the year of the number of heavy rainfall days less than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(hPa)
通過(guò)以上分析可發(fā)現(xiàn),影響三江平原夏季降水量重要因子包括鄂霍茨克海高壓脊(鄂霍茨克海高壓)、東北平原低槽(東北冷渦),在強(qiáng)降水日偏多年,兩個(gè)系統(tǒng)分別表現(xiàn)為正異常、負(fù)異常,也就是兩個(gè)系統(tǒng)均偏強(qiáng);三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年的東北平原低槽及鄂霍茨克海高壓脊均強(qiáng)于常年。在三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少年,東北冷渦、鄂霍茨克海阻塞高壓活動(dòng)較弱。即東北冷渦與鄂霍茨克海阻塞高壓呈“蹺蹺板”結(jié)構(gòu),并存在較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系,當(dāng)鄂霍茨克海地區(qū)位勢(shì)高度增加(降低)時(shí),東北地區(qū)位勢(shì)高度降低(增加),鄂霍茨克海阻塞高壓加強(qiáng)(減弱),東北冷渦也加強(qiáng)(減弱),二者互為生消,與梁紅等研究結(jié)果一致[26]。
為分析鄂霍茨克海阻塞高壓區(qū)域高度場(chǎng)異常與三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)關(guān)系,對(duì)盛夏季節(jié)(7~8月)(60~70°N,130~150°E)范圍內(nèi)45個(gè)格點(diǎn)500 hPa位勢(shì)高度值求平均,并作標(biāo)準(zhǔn)化處理,得到指數(shù)I,用其描述盛夏鄂霍茨克海阻塞高壓區(qū)域500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)強(qiáng)弱變化。
在I指數(shù)偏強(qiáng)(I>0.5)即有利于鄂海阻高建立年份中,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多的概率為57.1%;I指數(shù)偏弱(I<-0.5)即不利于鄂海阻高建立年份中,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少的概率為70.6%。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)與I指數(shù)年際變化相關(guān)分析表明,I指數(shù)偏強(qiáng)有利于三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多,I指數(shù)偏弱有利于三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少。
2.2.2 中高緯度高空風(fēng)異常特征
在6月200 hPa緯向風(fēng)場(chǎng)中(見(jiàn)圖4),急流中心位于日本本州島及以東洋面,最大值超過(guò)35 m·s-1,此時(shí)中低緯之間東西風(fēng)交界線位于25°N附近,在風(fēng)場(chǎng)距平上發(fā)現(xiàn),西西伯利亞平原存在異常的西風(fēng)中心,中心強(qiáng)度大于2 m·s-1;在日本及其以東洋面為另一個(gè)異常西風(fēng)中心,中心強(qiáng)度>3 m·s-1。
圖4 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年200 hPa緯向風(fēng)異常(m·s-1)Fig.4 200 hPa zonal wind anomaly in the year of the number of heavy rainfall days more than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(m·s-1)
7月200 hPa緯向風(fēng)強(qiáng)度明顯減弱,且急流中心位于大陸,東北平原為西風(fēng)異常區(qū),在天山山脈與昆侖山之間,最大值<35 m·s-1,高空東風(fēng)向北北界接近30°N。8月存在兩個(gè)高空急流中心,一個(gè)位于天山山脈與昆侖山之間,另一個(gè)在日本北海道,后一個(gè)較6月偏北,東西風(fēng)分界線與7月相比無(wú)變化。就夏季而言,急流中心有兩個(gè),一個(gè)位于天山山脈與昆侖山之間,另一個(gè)位于日本本州島及以東洋面,中心強(qiáng)度分別高于30、25 m·s-1。從風(fēng)場(chǎng)異常體現(xiàn)出,巴爾喀什湖-東北平原-鄂霍茨克海上空為異常東風(fēng)區(qū),貝加爾湖、日本及其以東洋面上空為異常西風(fēng)區(qū)。
由圖5可知,6月在陰山附近的異常東風(fēng)強(qiáng)度明顯偏強(qiáng),在秦嶺一帶為明顯異常西風(fēng)中心。7月在中西伯利亞高原、北海道島西部各有一個(gè)異常西風(fēng)中心,而在九州島附近為異常東風(fēng)中心。8月在大興安嶺附近有一異常西風(fēng)中心,秦嶺有一異常東風(fēng)中心。就夏季而言,在鄂霍茨克海、祁連山-九州島均為異常東風(fēng)區(qū),而在西西伯利亞高原和北海道各存在一個(gè)異常西風(fēng)中心。
圖5 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少年200 hPa緯向風(fēng)異常(m·s-1)Fig.5 200 hPa zonal wind anomaly in the year of the number of heavy rainfall days less than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(m·s-1)
通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn),中高緯度高空急流與三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)關(guān)系緊密,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年與偏少年200 hPa緯向風(fēng)存在差異,尤其是8月在急流區(qū)域存在明顯不同,為此根據(jù)200 hPa緯向風(fēng)異常狀況,定義一個(gè)8月高空急流指數(shù),該指數(shù)定義為(40~50°N,100~130°E)區(qū)域8月200 hPa緯向風(fēng)距平。
在選定區(qū)域上空8月200 hPa緯向風(fēng)距平變化幅度較大,最大值與最小值相差約8 m·s-1。在8月高空急流指數(shù)大于2.0 m·s-1,即8月高空急流比較強(qiáng)年份中,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少的概率為72.7%;而8月高空急流指數(shù)小于-2.0 m·s-1,即8月高空急流較弱年份中,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多的概率僅為50%,也就是說(shuō),200 hPa緯向風(fēng)偏強(qiáng)與三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)關(guān)系較為密切,200 hPa緯向風(fēng)偏弱與三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)關(guān)系并不密切。
2.2.3 西太平洋副熱帶高壓特征
以往研究表明,西太平洋副熱帶高壓對(duì)我國(guó)降水帶位置異常分布起重要作用,其西伸程度、中心緯度位置、強(qiáng)度和維持時(shí)間對(duì)我國(guó)東北及三江平原夏季旱澇有決定性影響[26-28]。因此,為揭示三江平原夏季強(qiáng)降水日異常原因,需研究西太平洋副熱帶高壓變化情況。
圖6 是三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年6~8月及夏季850 hPa位勢(shì)高度分布情況。6月148 hPa線從我國(guó)東南沿海地區(qū),從東海沿著日本島南面向東偏轉(zhuǎn)。從高度異常上發(fā)現(xiàn),在30°N以南148 hPa線經(jīng)過(guò)地區(qū)為負(fù)距平異常,表明6月副高偏強(qiáng)、偏東。7月148 hPa線在30°N以南與6月類似,但在30°N以北148 hPa線從東海經(jīng)過(guò)朝鮮海峽從日本本州島中部穿過(guò),再向北、向東延伸。8月148 hPa線在30°N以南向南、向東推進(jìn),而30°N以北148 hPa線從東海經(jīng)過(guò)朝鮮半島南部至日本海從日本本州島與北海道島穿過(guò),再向北、向東延伸,與7月份相比向北推進(jìn)。最后,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年夏季850 hPa位勢(shì)高度場(chǎng),148 hPa線在中南半島中部進(jìn)入南海中部北轉(zhuǎn)至我國(guó)東南沿海地區(qū),經(jīng)由東海北部從日本島中南部東折到太平洋上,副高偏強(qiáng),位置偏東、偏南。
圖6 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年850 hPa位勢(shì)高度(hPa)Fig.6 850 hPa geopotential height in the year of the number of heavy rainfall days more than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(hPa)
圖7 是三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少年850 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)。與三江平原夏季強(qiáng)降水日偏多年相比,6月148 hPa線偏東、偏南;7月偏北、偏東;8月30°N以南偏東、偏南,30°N以北偏西、偏北。夏季而言,30°N以南偏東、偏南,30°N以北類似。
圖7 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少年850 hPa位勢(shì)高度(hPa)Fig.7 850 hPa geopotential height in the year of the number of heavy rainfall days lsee than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(hPa)
通過(guò)以上分析可見(jiàn),三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年與偏少年西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度、位置存在差異。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年,6月副熱帶高壓區(qū)域(20~30°N,120~150°E)內(nèi)850 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)為正異常,偏少年為負(fù)異常;7月偏多年正異常區(qū)域仍維持在原地,而偏少年則在(30~40°N,120~170°E)區(qū)域存在正異常區(qū),偏少年副高范圍偏北;8月偏多年在海南島至臺(tái)灣存在弱正異常區(qū)域,而偏少年卻在黃海有弱正異常中心,偏少年副高偏西。
2.2.4 中低緯度夏季風(fēng)環(huán)流特征
分析中高緯度位勢(shì)高度分布及其變化特征,初步明確影響三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常物理因子。對(duì)流層低層環(huán)流形勢(shì)變化是直接造成強(qiáng)降水日數(shù)異常關(guān)鍵因素,因此研究夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)異常對(duì)了解三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常具有重要意義。
由圖8可知,6月,在東亞和西太平洋850 hPa矢量風(fēng)異常場(chǎng)中,最明顯特征是在貝加爾湖上空及日本島南部太平洋上空異常反氣旋。貝加爾湖反氣旋帶來(lái)西伯利亞異常北風(fēng)與西太平洋異常反氣旋引導(dǎo)南部海區(qū)暖濕空氣交匯,導(dǎo)致異常切變線出現(xiàn)在東北平原,三江平原產(chǎn)生較強(qiáng)降水。7月,海洋異常反氣旋繼續(xù)存在,貝加爾湖異常反氣旋向東北移動(dòng),中心位于新西伯利亞群島附近,與其比鄰的異常氣旋中心位于西太平洋海盆上空;南部海區(qū)異常南風(fēng)與新西伯利亞群島來(lái)的異常北風(fēng)在三江平原上空匯合,產(chǎn)生明顯風(fēng)切變,出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣。8月,海洋異常反氣旋環(huán)流繼續(xù)存在,南海存在一氣旋性異常環(huán)流,兩個(gè)異常環(huán)流輸送空氣在三江平原形成異常風(fēng)切變,出現(xiàn)明顯強(qiáng)降水。也就是說(shuō)三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年的6~8月850 hPa矢量風(fēng)異常均有利于強(qiáng)降水日數(shù)增加。就夏季平均而言,位于臺(tái)灣島以東洋面異常反氣旋、北海道島東部洋面異常氣旋、新西伯利亞群島附近異常反氣旋等異常環(huán)流,有利于三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)增加。
圖8 三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年850 hPa矢量風(fēng)異常情況(m·s-1)Fig.8 850 hPa vector wind anomaly in the year of the number of heavy rainfall days more than the climatological average in summer in Sanjiang Plain(m·s-1)
由圖9可知,6~8月及夏季三江平原上空均為異常反氣旋控制,海上向三江平原輸送暖濕空氣減少,直接影響三江平原少雨天氣,導(dǎo)致三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常偏少。
1961~2019年,三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)年際變化顯著,氣候平均分布空間差異明顯;強(qiáng)降水日數(shù)年際變化總體呈增加趨勢(shì),其中最多年10.7 d(1994年)比最少年2.1 d(1977年)多8.6 d。近60年,夏季強(qiáng)降水日數(shù)較氣候平均值偏少年份較多,為37年;偏多年份相對(duì)少些,為22年。強(qiáng)降水日數(shù)異常偏少偏多與旱澇災(zāi)害密切相關(guān),強(qiáng)降水日數(shù)最多3年均發(fā)生明顯澇害,強(qiáng)降水日數(shù)最少3年均發(fā)生嚴(yán)重旱災(zāi)。夏季強(qiáng)降水日數(shù)多、強(qiáng)降水量大地區(qū),其總降水量也大,說(shuō)明夏季強(qiáng)降水日數(shù)、強(qiáng)降水量在總降水量中均貢獻(xiàn)大。
鄂霍茨克海高壓偏強(qiáng)有利于三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多,偏弱有利于三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏少。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常年,中高緯度高空急流存在差異,8月較明顯,8月高空急流偏強(qiáng)有利于三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)異常年,西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度、位置存在差異;6月,偏多年副熱帶高壓區(qū)域(20~30°N,120~150°E)內(nèi)850 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)為正異常,偏少年為負(fù)異常;7月,偏多年正異常區(qū)域仍維持在原地,偏少年副高范圍比偏多年偏北(30~40°N,120~170°E);8月,偏少年比偏多年副高位置偏西。三江平原夏季強(qiáng)降水日數(shù)偏多年,850 hPa矢量風(fēng)異常,表現(xiàn)在三江平原上空有明顯風(fēng)向切變;而偏少年則為異常反氣旋控制。