張李娟,嚴(yán)小冬,夏 陽(yáng),楊 群,胡 萍,徐大紅

(1.貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300；2.貴州省氣候中心，貴州 貴陽(yáng) 550002；3.貴州省六盤(pán)水市氣象局，貴州 六盤(pán)水 553000)

0 引言

在全球氣候變暖背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，水資源短缺現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，干旱地區(qū)范圍擴(kuò)大、干旱程度加劇。銅仁市處于云貴高原向湘西丘陵過(guò)渡的斜坡地帶，西北高、東南低，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候的垂直差異顯著，年平均降雨量1249.5 mm。受地理位置和地形影響，銅仁市夏季(6—8月)常出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的高溫少雨天氣，導(dǎo)致夏伏旱時(shí)有發(fā)生。但銅仁夏旱發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和程度各年均不同，重旱年常造成糧食、經(jīng)濟(jì)作物大量減產(chǎn)，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)毓I(yè)生產(chǎn)和群眾生產(chǎn)生活。本文研究銅仁市夏季旱澇特征，總結(jié)其發(fā)生規(guī)律，為當(dāng)?shù)攸h委政府當(dāng)好決策參謀。

目前，許多專家學(xué)者對(duì)干旱做了大量研究[1-10]。慎東方等[1]分析得出21世紀(jì)以來(lái)貴州省偏旱年份明顯增多，干旱發(fā)生次數(shù)逐漸增多，連續(xù)偏旱年頻繁出現(xiàn)；貴州省各地市的干旱歷時(shí)大致呈東北向西南遞減的分布規(guī)律，各地市的平均干旱程度大致呈東高西低的規(guī)律分布。嚴(yán)小冬等[2]利用合成分析方法對(duì)1961—2016年貴州省持續(xù)干旱事件的變化特征進(jìn)行分析，并從多種角度討論了貴州省持續(xù)性干旱事件的成因。馬有絢等[3]探討青海省不同功能區(qū)春季干旱頻率、干旱站次比的時(shí)空演變特征，并著重分析影響青海省不同功能區(qū)春季旱澇分布的環(huán)流異常特征。劉仲藜等[4]對(duì)洞庭湖流域近58 a來(lái)季節(jié)性干旱時(shí)空變化和不同干旱范圍等級(jí)的大氣環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行分析，表明干旱事件在春、冬季主要受制于北方冷空氣的強(qiáng)弱，夏(秋)季在副熱帶高壓偏弱(強(qiáng))偏北時(shí)易發(fā)生較大面積干旱。

本文主要利用銅仁市1981—2020年近40 a地面氣象觀測(cè)資料，基于標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)等方法，對(duì)銅仁市夏季旱澇時(shí)空分布情況進(jìn)行分析，揭示銅仁市夏季旱澇時(shí)空分布特征，并篩選典型旱、澇年進(jìn)行環(huán)流特征分析，對(duì)銅仁市夏季旱澇預(yù)測(cè)具有一定指示意義，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、政府部門(mén)決策做好氣象服務(wù)保障。

1 資料與方法

1.1 資料

選取銅仁市10個(gè)國(guó)家自動(dòng)站1981—2020年逐日降水資料，分別計(jì)算出10個(gè)站不同時(shí)間尺度的SPI值，根據(jù)SPI值確定旱澇程度，計(jì)算不同程度干旱發(fā)生的頻率。40 a的資料時(shí)間跨度較大，能在一定程度上反映銅仁市的降水變化情況，有較好的代表性。季節(jié)劃分按6—8月為夏季。

1.2 方法

標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)由McKee等[5]提出，是一種干旱監(jiān)測(cè)模型，一般適用于月以上時(shí)間尺度的干旱監(jiān)測(cè)與評(píng)估。由于降水分布是偏態(tài)分布，在進(jìn)行降水分析時(shí)需先求出降水量Γ分布概率，再進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算，具體算法如下[6-7]：

假設(shè)某一時(shí)段的降水量為隨機(jī)變量x,則計(jì)算其Γ分布的概率密度函數(shù)的公式為：

(1)

其中：β>0為尺度參數(shù)；γ>0為形狀參數(shù)；參數(shù)β和γ的計(jì)算公式如下：

(2)

(3)

式中：

(4)

確定上述各式參數(shù)后，對(duì)某一年的降水量x0，可求出隨機(jī)變量x小于x0的事件的概率為:

(5)

利用數(shù)值積分可以計(jì)算事件概率的近似估計(jì)值。

計(jì)算降水量為0時(shí)的事件概率可用下式計(jì)算：

F(x=0)=m/n

(6)

式中：m為降水量為0的樣本數(shù)；n為樣本總數(shù)。

對(duì)Γ分布概率進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理，即將式(5)和(6)求得的值代入標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布函數(shù)，即：

(7)

對(duì)上式進(jìn)行近似求解得：

(8)

由公式(8)算出的SPI值即為標(biāo)準(zhǔn)化的降水指數(shù)SPI的數(shù)值。

旱澇等級(jí)劃分參照氣候干旱等級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]，劃分為無(wú)旱(SPI>-0.5)、輕旱(-1.0

2 結(jié)果與分析

不同時(shí)間尺度的SPI可用于監(jiān)測(cè)不同類型的旱澇，每個(gè)時(shí)間尺度的累計(jì)降水量虧損是干旱期間每個(gè)月降水量與平均值之差的總和，多種時(shí)間尺度的綜合分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)旱澇的綜合監(jiān)測(cè)評(píng)估[9]。SPI1代表該月降水量的標(biāo)準(zhǔn)差，SPI3代表該月降水量的標(biāo)準(zhǔn)差和前2個(gè)月降水量的標(biāo)準(zhǔn)差的總和，SPI12則代表該月降水量的標(biāo)準(zhǔn)差和前11個(gè)月降水量標(biāo)準(zhǔn)差的總和。由圖1可知，時(shí)間尺度越小的SPI值正負(fù)變換頻繁，即SPI1值波動(dòng)最為頻繁，表明短時(shí)間降水會(huì)導(dǎo)致旱澇轉(zhuǎn)換比較頻繁；SPI3考慮了前3個(gè)月的水文盈虧情況，能較好地反映出季節(jié)旱澇情況；SPI12受短期降水影響程度減小，旱澇轉(zhuǎn)換趨于平穩(wěn)，表現(xiàn)出周期變化特征，能較好地反映長(zhǎng)期旱澇變化特征和持續(xù)時(shí)間?；诖颂卣鳎疚睦肧PI12分析銅仁市旱澇年際變化特征，用SPI3分析各個(gè)季節(jié)的旱澇變化特征。1個(gè)月時(shí)間尺度的SPI值雖然頻繁變化，也可以把連續(xù)幾個(gè)月旱或澇的特征表現(xiàn)出來(lái)，導(dǎo)致相應(yīng)的3個(gè)月時(shí)間尺度的SPI數(shù)值更大，即旱、澇程度更為顯著。如：SPI1顯示1981年6—8月分別達(dá)中、重、重旱等級(jí)、1982年9、11月為重澇等級(jí)；SPI3顯示1981年6—8月達(dá)特旱等級(jí)，1982年9—11月達(dá)特澇等級(jí)。

圖1 銅仁市SPI指數(shù)的1、3、12個(gè)月尺度時(shí)間變化

2.1 旱澇時(shí)間變化

由圖SPI12變化曲線可知旱澇的年際變化特征。SPI12的最大值出現(xiàn)在2014年(2.19)，達(dá)到特澇等級(jí)；2020年達(dá)重澇等級(jí)；5 a(1982、1996、1999、2002、2016年)達(dá)中澇等級(jí)；6 a達(dá)輕澇等級(jí)。最小值出現(xiàn)在2011年(-2.38)，達(dá)特旱等級(jí)；1981、2005年達(dá)重旱等級(jí)；1986、1988年達(dá)中旱等級(jí)；7 a達(dá)輕旱等級(jí)。2014年的平均降水量為1575 mm，為1981—2020年年均降水量的最大值，高于多年平均年降水量；2011年的平均降水量為879.91 mm，為1981—2020年年均降水量的最小值，遠(yuǎn)低于多年平均年降水量。由此說(shuō)明SPI12分析結(jié)果與實(shí)際旱澇情況基本一致，即SPI指數(shù)的數(shù)值能反映研究區(qū)的旱澇情況。

旱澇年代變化上，銅仁市20世紀(jì)80年代后期總體偏旱，SPI12的值幾乎在0線以下，普遍達(dá)輕到中旱，僅有1987年末期—1988年初期SPI12的值在0線以上，但屬于正常時(shí)段；20世紀(jì)90年代中后期普遍偏澇，SPI12的值幾乎在0線以上，1997年前期出現(xiàn)特澇；21世紀(jì)初期—21世紀(jì)20年代末期旱澇交替出現(xiàn)，其中2005—2007年屬偏旱階段，2014—2016年屬于偏澇階段?？芍?981—2020年，銅仁有7 a輕旱、2 a中旱、2 a重旱、1 a特旱、15 a旱情不明顯、6 a輕澇、5 a中澇、1 a重澇、1 a特澇，年際干旱發(fā)生頻率為30%，年際雨澇發(fā)生頻率為32.5%。

以各個(gè)站點(diǎn)每年8月的SPI3作為該站點(diǎn)夏季的干旱特征值[10]。由夏季的SPI3值(圖略)隨時(shí)間變化情況可知，夏季旱澇表現(xiàn)出交替變化的特征，僅有1995—1996年、1998—1999年、2016—2017年為連續(xù)雨澇，1989—1990年、2005—2006年為連續(xù)干旱，夏季SPI3趨勢(shì)線傾向率較小為0.084/10a，表明1981—2021年銅仁市夏季旱、澇趨勢(shì)不明顯，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值為0.097，小于0.05顯著性水平值，表明夏季干、濕傾向也不顯著。16 a為正常年，12 a表現(xiàn)為干旱(1981、2013年出現(xiàn)特旱，6 a出現(xiàn)中旱，4 a出現(xiàn)輕旱)，12 a表現(xiàn)為雨澇(2014年SPI3值為2.00，達(dá)特澇，1996年為重澇，4 a出現(xiàn)中澇，6 a出現(xiàn)輕澇)。

2.2 旱澇空間分布

2.2.1 年干旱頻率空間分布 圖2a、2b為銅仁市1981—2020年年干旱頻率的空間分布。由圖可知，輕旱發(fā)生大致呈東、西部多，中部少，輕旱發(fā)生頻率在10%～23%之間，平均值為15.25%，德江、萬(wàn)山發(fā)生輕旱最多，沿河發(fā)生輕旱最少；中旱發(fā)生大致表現(xiàn)為東北多西南少(圖略)，中旱發(fā)生頻率在2%～15%之間，平均值為8.75%，發(fā)生中旱最多的區(qū)域是松桃，碧江次之，萬(wàn)山最少；重旱發(fā)生次數(shù)相對(duì)于中旱略有減少，其發(fā)生頻率在2%～13%之間，平均值為4.5%，思南發(fā)生重旱最多，其次是沿河、松桃、江口、玉屏，其余地區(qū)相對(duì)較少；特旱發(fā)生次數(shù)較其他等級(jí)干旱明顯減少，特旱發(fā)生頻率在0%～5%之間，平均值為2.5%，印江、石阡、萬(wàn)山發(fā)生特旱相對(duì)較多，德江、思南、松桃?guī)缀鯚o(wú)特旱等級(jí)干旱發(fā)生。從總干旱發(fā)生頻率看，銅仁市中西部、東北部相對(duì)頻繁，并向四周逐漸減弱，總干旱頻率在27%～35%之間，平均值為31%，其中德江、松桃發(fā)生干旱最為頻繁，印江、碧江、萬(wàn)山次之，沿河、石阡、玉屏發(fā)生干旱次數(shù)相對(duì)最少。

2.2.2 年雨澇頻率空間分布 圖2c、2d為銅仁市1981—2020年年雨澇頻率的空間分布?？芍?，輕澇發(fā)生頻率大致呈中西部至東南部一帶高、其余低的特征，輕澇發(fā)生頻率在2%～28%之間，平均值為14%，思南發(fā)生次數(shù)最多，印江、玉屏、碧江、萬(wàn)山次之，德江發(fā)生輕澇最少；中澇發(fā)生大致呈四周高、中間低的特征(圖略)，中澇發(fā)生頻率在5%～18%之間，平均值為10.75%，德江發(fā)生次數(shù)最多，石阡次之，思南、碧江發(fā)生中澇次數(shù)最少；重澇發(fā)生頻率表現(xiàn)為西北和東南高(圖略)，其余區(qū)域發(fā)生重澇頻率基本差不多，重澇發(fā)生頻率在0%～10%之間，平均值為5%，沿河最容易發(fā)生，其次是德江、玉屏，石阡沒(méi)有重澇發(fā)生；西北部(沿河、德江、印江)和東南部(玉屏)沒(méi)有特澇發(fā)生，其余地區(qū)發(fā)生特澇頻率基本一樣；從總雨澇發(fā)生頻率看，市中西部、東南部發(fā)生雨澇的頻率相對(duì)較高，西北部最低，總雨澇頻率在25%～40%之間，平均值為31.25%，其中思南發(fā)生雨澇頻率最大，印江、玉屏、萬(wàn)山次之，沿河發(fā)生雨澇次數(shù)最少。

圖2 銅仁市年旱澇頻率空間分布(a.輕旱頻率；b.年總干旱頻率;c.輕澇頻率；d.年總雨澇頻率)

2.2.3 夏季干旱頻率空間分布 圖3a為1981—2020年夏季總干旱頻率空間分布圖。由圖可知，夏季銅仁市發(fā)生干旱頻率在25%～33%之間，干旱頻率平均值為30%，有7個(gè)區(qū)縣干旱頻率超過(guò)平均值，總體呈西北、東南多，逐漸向中間遞減的趨勢(shì)，其中沿河、德江、印江、玉屏、萬(wàn)山夏季發(fā)生干旱頻率最大，松桃、思南次之，石阡、碧江夏季發(fā)生干旱頻率最小。銅仁市夏季干旱以輕旱、中旱為主，除思南、江口夏季發(fā)生輕旱和中旱頻率一致且大于2縣其他等級(jí)干旱頻率外，其余8個(gè)區(qū)縣發(fā)生輕旱頻率均大于其他等級(jí)干旱頻率，其中銅仁市夏季發(fā)生輕旱頻率在10%～18%之間，其平均值為14.5%，有7個(gè)區(qū)縣輕旱頻率超過(guò)平均值，德江、印江夏季發(fā)生輕旱最多，江口夏季發(fā)生輕旱頻率最?。幌募局泻蛋l(fā)生頻率在0%～13%之間，其平均值為7.75%，有5個(gè)區(qū)縣中旱頻率超過(guò)平均值，思南夏季發(fā)生輕旱最多，沿河、德江、江口、玉屏次之，石阡夏季幾乎沒(méi)有發(fā)生中旱；夏季重旱頻率在0%～8%之間，其平均值為4.25%，有6個(gè)區(qū)縣重旱頻率超過(guò)平均值，沿河、萬(wàn)山發(fā)生重旱最多，松桃、印江、石阡、江口次之，思南夏季無(wú)重旱發(fā)生；夏季特旱頻率在0%～5%之間，其平均值為3.5%，有5個(gè)區(qū)縣特旱頻率超過(guò)平均值，沿河夏季無(wú)特旱發(fā)生，其余地區(qū)發(fā)生特旱頻率差不多。

圖3 1981—2020年銅仁市夏季干旱(a)、雨澇(b)頻率空間分布(單位：%)

2.2.4 夏季雨澇頻率空間分布 圖3b為銅仁市1981—2020年夏季總雨澇頻率空間分布圖。由圖可知，夏季銅仁市發(fā)生雨澇頻率在22%～40%之間，雨澇頻率平均值為31.5%，有4個(gè)區(qū)縣雨澇頻率超過(guò)平均值，主要是東南部、西北部雨澇頻率相對(duì)大，其余地區(qū)少，其中玉屏夏季發(fā)生雨澇頻率最大，印江次之，碧江最小。銅仁市夏季雨澇以輕澇、中澇為主，除松桃的中澇發(fā)生頻率比輕澇大，碧江重澇發(fā)生頻率較其他等級(jí)大外，其余區(qū)縣輕澇發(fā)生頻率均比其他等級(jí)大。夏季輕澇發(fā)生頻率在2%～28%之間，平均值為16.5%，有6個(gè)區(qū)縣輕澇頻率超過(guò)平均值，玉屏夏季發(fā)生輕澇最頻繁，印江次之，松桃、碧江相對(duì)最少；夏季中澇發(fā)生頻率在2%～15%之間，平均值為7.75%，有3個(gè)區(qū)縣中澇頻率超過(guò)平均值，沿河、松桃夏季發(fā)生中澇最頻繁，德江次之，石阡相對(duì)最少；夏季重澇發(fā)生頻率在2%～10%之間，平均值為5.75%，只有4個(gè)區(qū)縣夏季重澇頻率超過(guò)平均值，碧江夏季發(fā)生重澇最頻繁，松桃、玉屏、萬(wàn)山次之，沿河、石阡相對(duì)最少，其余區(qū)縣發(fā)生重澇頻率差不多；夏季特澇發(fā)生頻率在0%～5%之間，平均值為1.5%，特澇基本發(fā)生在銅仁市中部，市北部、東南部幾乎無(wú)特澇發(fā)生，石阡夏季發(fā)生特澇最多。

2.3 典型夏季旱澇年特征分析

2.3.1 典型夏季旱澇年篩選 夏季SPI值為相對(duì)最小(大)值，即選定為典型夏季旱(澇)年。最終確定銅仁市典型干旱年為1981、1994、2005、2011、2013年；典型雨澇年為1993、1995、1996、1999、2014年。

為探究銅仁市1981—2020年典型夏季旱澇年大氣環(huán)流特征，本文對(duì)選取的夏季旱、澇各5 a的氣象要素進(jìn)行合成分析，包括500 hPa高度場(chǎng)、水汽輸送、垂直環(huán)流、前期海溫等。

2.3.2 典型夏季旱澇年500 hPa高度場(chǎng) 由銅仁夏季偏澇年500 hPa位勢(shì)高度合成分析及其距平(圖4a)可知，北極渦旋盤(pán)踞在極地上空，中心強(qiáng)度為5500 gpm。低緯度帶上，副高西伸脊點(diǎn)位于135°E左右，孟加拉灣西北部存在南支低壓中心，貴州受二者之間的暖濕氣流控制。此外，整個(gè)歐亞中高緯均為位勢(shì)高度的負(fù)異常分布，其中在烏拉爾山北部和中國(guó)東北—日本存在顯著的負(fù)距平中心，表明在亞洲高緯—中國(guó)東北地區(qū)多低壓系統(tǒng)活動(dòng)，有利于引導(dǎo)北方冷空氣南下，與低緯暖濕氣流在中國(guó)南方交匯，有利于降水的形成，使得銅仁夏季降水異常偏多。

相比之下，在銅仁夏季偏旱年(圖4b)，孟灣西北部的低壓中心范圍較偏澇年有所擴(kuò)大且西移，與之相對(duì)應(yīng)的水汽輸送條件亦有所減弱。此時(shí)，歐亞中高緯的烏拉爾山和中國(guó)東北的位勢(shì)高度異常中心轉(zhuǎn)為正異常分布，說(shuō)明副高強(qiáng)度偏強(qiáng)，使得北方冷空氣的活動(dòng)被限制在高緯地區(qū)，中國(guó)南方地區(qū)的冷暖空氣交匯作用減弱，不利于降水的產(chǎn)生，導(dǎo)致夏季降水異常偏少。

圖4 500 hPa位勢(shì)高度合成平均(等值線)及距平(陰影)分布(a，澇年；b，旱年)(單位：gpm，交叉斜線區(qū)域表明位勢(shì)高度距平通過(guò)95%顯著性t檢驗(yàn))

以上分析結(jié)果與呂純?cè)碌萚11]研究的結(jié)論一致，即在西南地區(qū)典型濕潤(rùn)年，西太副高偏南、偏弱，西南地區(qū)北部為高度負(fù)異常；典型干旱年，西太副高偏北、偏強(qiáng)，西南絕大部分地區(qū)處于高度正距平區(qū)域。

2.3.3 典型夏季旱澇年水汽輸送 為分析銅仁市夏季發(fā)生旱、澇時(shí)的水汽輸送差異，分別對(duì)銅仁市典型旱、澇年整層大氣積分的水汽通量及水汽通量散度進(jìn)行合成分析(圖5)。由圖5a可知，由孟加拉灣帶來(lái)的西南氣流以及南海地區(qū)反氣旋式環(huán)流輸送的偏南氣流，給銅仁帶來(lái)大量水汽，且銅仁范圍內(nèi)整層大氣積分的水汽通量散度表現(xiàn)為水汽通量輻合。充足的水汽加上水汽通量輻合，使得銅仁地區(qū)的降水異常偏多，導(dǎo)致銅仁市雨澇發(fā)生。由圖5b可知，孟加拉灣東側(cè)由西北轉(zhuǎn)西南氣流，但南海地區(qū)存在異常氣旋式環(huán)流，南海北部為偏東氣流，阻礙了向銅仁輸送的水汽通道，使得銅仁降水所需的水汽不足，且銅仁范圍內(nèi)整層大氣積分的水汽通量散度表現(xiàn)為較弱的水汽通量輻散。水汽來(lái)源的不足加上水汽通量輻散，使得銅仁地區(qū)降水異常偏少，導(dǎo)致銅仁市干旱發(fā)生。

圖5 整層大氣(地面至300 hPa)積分的水汽通量(箭頭，單位：g·s-1·cm-1·Pa-1)及水汽通量散度(陰影，單位：g·s-1·cm-2·Pa-1)(a，澇年；b，旱年)

2.3.4 典型夏季旱澇年垂直環(huán)流 為了解銅仁發(fā)生旱、澇時(shí)的垂直環(huán)流特征，并對(duì)典型旱、澇年經(jīng)過(guò)銅仁的經(jīng)向環(huán)流的異常分布特征進(jìn)行合成分析。圖6為典型旱、澇年105～110°E平均的經(jīng)向垂直環(huán)流剖面圖。由圖6a可以看出，雨澇典型年中在貴州范圍內(nèi)整層為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，低層850～700 hPa有1個(gè)較強(qiáng)的輻合中心，對(duì)應(yīng)的上升氣流較強(qiáng)，帶來(lái)較強(qiáng)的暖濕氣流，這樣的垂直運(yùn)動(dòng)配置使得銅仁地區(qū)出現(xiàn)多雨，導(dǎo)致雨澇事件發(fā)生。由圖6b可以看出，貴州整層大氣均受下沉氣流控制，下沉運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，這樣的配置使得銅仁地區(qū)高溫少雨，導(dǎo)致干旱事件發(fā)生。

圖6 105～110°E平均異常垂直環(huán)流剖面(a，澇年；b，旱年)(流線為風(fēng)場(chǎng)，陰影為垂直速度，紅框?yàn)橘F州所在區(qū)域)

2.3.5 典型夏季旱澇年前期海溫演變特征 大量研究表明，海溫能通過(guò)海氣相互作用影響全球大氣環(huán)流的異常變化，進(jìn)而對(duì)區(qū)域氣候特征產(chǎn)生影響，但海溫對(duì)大氣環(huán)流的影響存在一定的滯后作用。因此，分別對(duì)銅仁夏季偏澇年和偏旱年的前1 a秋季(9—11月)、冬季(12—翌年2月)及同年春季(3—5月)、夏季(6—8月)和同期夏季的海溫距平和850 hPa風(fēng)場(chǎng)異常分布進(jìn)行合成分析(圖7)，以期尋找與銅仁夏季旱澇異?？赡艽嬖诼?lián)系的海溫關(guān)鍵區(qū)和重要影響時(shí)段。

圖7 全球前期海溫(陰影，單位：℃)及850 hPa風(fēng)場(chǎng)(箭頭，單位：m·s-1)演變(a、b為秋季；c、d為冬季；e、f為春季；g、h為夏季)

從銅仁夏季偏澇年(圖7a,c,e,g)前期海溫的合成分析可知，赤道中東太平洋存在厄爾尼諾事件的發(fā)生發(fā)展，正海溫距平區(qū)從秋季到冬季逐漸發(fā)展增強(qiáng)，從冬季到夏季又逐漸減弱，冬季范圍最大、強(qiáng)度最強(qiáng)，海溫正距平中心值超過(guò)了0.5℃；在海溫正距平中心的南北兩側(cè)的南、北太平洋分別有對(duì)稱的負(fù)距平中心對(duì)發(fā)展，在徑向上形成“負(fù)—正—負(fù)”的三極型分布。其中北太平洋的海溫負(fù)距平穩(wěn)定維持，負(fù)距平值同樣超過(guò)-0.5℃，而南太平洋的海溫負(fù)距平從春季到冬季逐漸向東向南擴(kuò)展，秋、冬季南太平洋的海溫負(fù)距平達(dá)-0.5℃。相比之下，印度洋沒(méi)有明顯的海溫異常。與海溫異常變化相對(duì)應(yīng)，赤道中東太平洋為異常偏西風(fēng)，夏季從南海北上的偏南氣流與北方偏北氣流在中國(guó)南方地區(qū)交匯，造成銅仁夏季降水異常偏多。

從銅仁夏季偏旱年(圖7b,d,f,h)前期海溫的合成分析可知，與偏澇年的厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展不同，偏旱年的赤道中東太平洋存在拉尼娜現(xiàn)象的減弱和消亡。在前期秋季，中東太平洋的海溫負(fù)距平值超過(guò)了-0.5℃，形成東太平洋拉尼娜現(xiàn)象；到了冬季赤道中東太平洋負(fù)距平區(qū)域面積減小，強(qiáng)度減??；到了春、夏季負(fù)距平區(qū)域完全消失并轉(zhuǎn)變?yōu)槿醯暮卣嗥?。同時(shí)從秋季到春季北太平洋中部海溫正距平逐漸向西向北發(fā)展增強(qiáng)，春季正距平中心強(qiáng)度值超過(guò)0.5℃；秋季西太平洋附近為海溫正距平，到夏季逐漸變?yōu)楹刎?fù)距平；與偏澇年明顯不同，印度洋存在海溫負(fù)距平，從秋季到冬季發(fā)展增強(qiáng)，再?gòu)亩镜较募局饾u減弱，冬季印度洋的海溫負(fù)距平值超過(guò)了-0.5℃。與海溫異常相對(duì)應(yīng)，夏季中國(guó)南方存在顯著的南風(fēng)氣流幅散，冷空氣活動(dòng)不足，不利于銅仁夏季降水，導(dǎo)致干旱事件發(fā)生。

綜上所述，赤道中東太平洋的厄爾尼諾現(xiàn)象與南、北太平洋海溫異常分布對(duì)銅仁夏季偏澇現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展有著密切關(guān)系；赤道中東太平洋拉尼娜現(xiàn)象、印度洋及西太平洋的海溫異常分布對(duì)銅仁夏季偏旱的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系，與嚴(yán)小冬等[2]研究得出的貴州持續(xù)性干旱事件與東太平洋拉尼娜現(xiàn)象、北太平洋以及北大西洋地區(qū)的海溫異常分布存在密切關(guān)系的結(jié)論基本吻合。因此，上述地區(qū)的海溫異?？蔀殂~仁市夏季旱、澇事件的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)提供線索和依據(jù)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)銅仁市夏季旱澇時(shí)空分布情況進(jìn)行分析，揭示銅仁市夏季旱澇時(shí)空分布特征；對(duì)夏季典型旱、澇年的環(huán)流特征進(jìn)行研究，揭示銅仁市夏季典型旱、澇年環(huán)流特征，為銅仁市夏季旱澇預(yù)測(cè)提供參考。

①SPI得出的旱澇結(jié)果與實(shí)際旱澇情況一致，SPI值能較好地反映銅仁市旱澇情況。銅仁市20世紀(jì)80年代后期總體偏旱，90世紀(jì)后期總體偏澇，2005—2007年屬偏旱階段，2014—2016年屬偏澇階段。

②銅仁市四季均呈現(xiàn)出旱澇頻繁交替變化特征。其中，春季略有向雨澇發(fā)展的趨勢(shì)，但雨澇傾向不顯著，其余季節(jié)沒(méi)有明顯旱澇發(fā)展的趨勢(shì)。

③銅仁市中西部、東北部發(fā)生干旱相對(duì)頻繁，并向四周逐漸減弱，其中德江、松桃發(fā)生干旱最頻繁。市中西部、東南部發(fā)生雨澇的頻率相對(duì)較高，西北部最低。

④夏季的干旱、雨澇均以輕、中旱為主。夏季干旱呈西北、東南多，逐漸向四周遞減的趨勢(shì)；夏季雨澇頻率東南部、西北部雨澇相對(duì)多，其余少。

⑤銅仁夏季偏澇年整個(gè)歐亞中高緯均為位勢(shì)高度的負(fù)異常分布；孟加拉灣輸入西南氣流及南海輸送偏南的氣流帶來(lái)大量水汽，且銅仁范圍內(nèi)整層大氣輻合；整層為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，低層850～700 hPa有1個(gè)較強(qiáng)的輻合中心，對(duì)應(yīng)的上升氣流較強(qiáng)，帶來(lái)較強(qiáng)的暖濕氣流，這樣的垂直運(yùn)動(dòng)配置使得銅仁地區(qū)出現(xiàn)多雨；赤道中東太平洋的厄爾尼諾現(xiàn)象與南、北太平洋海溫異常分布對(duì)銅仁夏季偏澇現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展有著密切關(guān)系。

⑥銅仁夏季偏旱年歐亞中高緯的烏拉爾山和中國(guó)東北的位勢(shì)高度異常中心轉(zhuǎn)為正異常分布；孟加拉灣東側(cè)由西北轉(zhuǎn)西南氣流，但南海地區(qū)存在異常氣旋式環(huán)流，南海北部為偏東氣流，阻礙水汽輸送，且銅仁范圍內(nèi)整層大氣積分表現(xiàn)為較弱的水汽通量輻散；整層大氣受下沉氣流控制，下層運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，使得銅仁地區(qū)高溫少雨；赤道中東太平洋拉尼娜現(xiàn)象、印度洋及西太平洋的海溫異常分布對(duì)銅仁夏季偏旱的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。