銅仁地區(qū) 2009—2010夏秋冬連旱程度分析及成因初探

楊秀勛,儲曉春,舒新明

(貴州省銅仁地區(qū)氣象局,貴州 銅仁 554300)

銅仁地區(qū) 2009—2010夏秋冬連旱程度分析及成因初探

楊秀勛,儲曉春,舒新明

(貴州省銅仁地區(qū)氣象局,貴州 銅仁 554300)

銅仁地區(qū) 2009—2010年出現(xiàn)歷史罕見的夏秋連旱并疊加冬旱的嚴(yán)重干旱,通過分析和評估發(fā)現(xiàn),在這次夏秋冬三季連旱過程中,一是以冬季干旱最重,地區(qū)大部達(dá)到特重等級,且地區(qū)西部旱情重于東部;二是夏季干旱普遍達(dá)到中旱等級,干旱嚴(yán)重程度僅次于冬旱;三是地區(qū)東部秋旱偏重,普遍達(dá)到中到重旱等級,而地區(qū)西部秋旱只達(dá)到輕旱標(biāo)準(zhǔn),旱情比東部偏輕;四是這次銅仁地區(qū)冬季出現(xiàn)罕見的特重干旱是前期長時間降水偏少累積、氣溫偏高所致,而西太平洋副熱帶高壓長時間跨季節(jié)異常穩(wěn)定偏強(qiáng)、脊點位置異常偏西、南海夏季風(fēng)異常以及中東太平洋海溫異常是造成這次干旱災(zāi)害的主要成因。

干旱;評估;成因分析

1 引言

2009年 7月至 2010年 2月,銅仁地區(qū)出現(xiàn)了歷史罕見的夏秋連旱并疊加冬旱的嚴(yán)重干旱氣候事件,期間旱情一直未能得到有效緩解,長時間跨季節(jié)的干旱,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重受災(zāi),并威脅和影響到了人民群眾的飲水安全。本文采用全區(qū) 10個氣象站的地面氣象報表資料和思南、印江、銅仁部分站點的土壤濕度監(jiān)測資料,分析干旱期間的雨情特點和干旱特征并對干旱程度進(jìn)行評估。使用國家氣候中心發(fā)布的有關(guān)季風(fēng)、大氣環(huán)流以及海溫監(jiān)測資料,分析干旱災(zāi)害的大氣環(huán)流異常、季風(fēng)異常和海溫異常以及對干旱的影響。

2 降水時空分布特點

干旱的實質(zhì)是缺水,而降水是農(nóng)田水份的主要來源,是造成干旱的主要因素之一;2009年夏季到2010年冬季,銅仁地區(qū) 9個月的降水總量在 500-650mm之間,與常年同期相比地區(qū)大部偏少 3-4成,降水時段和降水時空分布極端不均,表現(xiàn)為夏季降水量偏少最多,東部雨季結(jié)束時間最早、冬季持續(xù)少雨干旱時間最長,各站干旱期內(nèi)降水距平百分率統(tǒng)計見表 1。2009年夏季,除玉屏站 6-7月和沿河站 7月份降水充足外,其余均明顯偏少,70%的縣站連續(xù) 3個月出現(xiàn)負(fù)距平,且思南、德江、印江、松桃、銅仁、江口、萬山 7個站 7-8月降水量持續(xù)偏少3-8成,月降水量偏少 6成或以上的多達(dá) 7站次,其中以西部的石阡 8月份降水距平百分率偏少75%、雨量偏少 86.1mm最多,思南 7月偏少 71%、雨量偏少 122.3mm次之。各地占年降水總量 4成以上的夏季降水量明顯偏少,各地山塘水庫在豐水季節(jié)蓄水嚴(yán)重不足,是造成全區(qū)秋冬季節(jié)農(nóng)業(yè)干旱和人畜飲水告急的直接原因。秋季地區(qū)大部降水量仍然繼續(xù)偏少,降水量全區(qū)偏少 5成以上的就有11站次,有 5個站降水量整個秋季連續(xù)出現(xiàn)負(fù)距平,尤其以東部的江口、玉屏、萬山、銅仁 9月份偏少7-9成最多,9月 1-14日在全區(qū)出現(xiàn)中度夏旱的基礎(chǔ)上繼續(xù)維持高溫少雨天氣,使夏秋干旱相連。2010年冬季降水量主要集中在 12月上半月,從 12月中旬后期又開始進(jìn)入了少雨干旱時段,1月份各地降水偏少在 6-8成以上,2月份偏少 7成以上,西部各縣基本無雨,持續(xù)少雨干旱天數(shù)均達(dá)到 60d以上。

3 溫度時空分布情況

這次干旱過程除了降水偏少,時空分布不均外,還伴隨有高溫天氣。僅 2009年 8月份全區(qū)氣溫持續(xù)偏高,平均氣溫在 27.5℃以上,較常年同期偏高 1℃以上,月內(nèi)≥35℃的高溫日數(shù)大部分縣達(dá) 10d以上,沿河縣達(dá) 16d,8月 22日沿河日最高氣溫高達(dá)39.8℃。據(jù)統(tǒng)計：2009年 8-10月份平均溫度除松桃外,其余各地偏高 1-2℃,其中以江口偏高 2.1℃最多,銅仁、玉屏次之;2010年 1-2月地區(qū)西部偏高 1-1.5℃,東部偏高 1.6-2.1℃,由于氣溫偏高,加快了土壤水分蒸發(fā),加速了旱情發(fā)展,加重了災(zāi)害損失 (圖略)。

表 1 銅仁地區(qū)各站 2009年 6月至 2010年 2月降水距平百分率表

4 旱情評估與演變

截止 2010年 2月底,銅仁地區(qū)各地干旱總?cè)諗?shù)均在 100d以上,干旱造成全區(qū)農(nóng)作物受災(zāi)面積 14萬余公頃,其中成災(zāi)面積 8.6萬公頃,絕收面積 7.2萬公頃,受災(zāi)人口達(dá) 193.5萬人,有 58萬人口、36萬頭大牲畜飲水困難,因災(zāi)死亡大牲畜 27 127頭,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 10億多元。銅仁地區(qū)氣象局 2010年 2月 24日啟動Ⅳ級抗旱應(yīng)急響應(yīng),3月 10日宣布將抗旱應(yīng)急響應(yīng)提升至Ⅰ級,這也是銅仁地區(qū)歷史上首次啟動Ⅰ級抗旱應(yīng)急響應(yīng)命令。本文利用地區(qū)所轄 10個指標(biāo)站的地面氣象報表資料,統(tǒng)計了2009年 7月至 2010年 2月的干旱日數(shù),見表 2,對照《貴州省干旱標(biāo)準(zhǔn)》以及相關(guān)文獻(xiàn)[1],分析和評估這次干旱的嚴(yán)重程度及其演變過程。

表 2 銅仁地區(qū)各站 2009年夏秋季至2010年冬季干旱日數(shù)統(tǒng)計表 (單位：d)

4.1 氣象干旱等級評估分析

4.1.1 夏季地區(qū)大部出現(xiàn)中度氣象干旱 從 2009年 7月中旬開始,銅仁地區(qū)各地進(jìn)入高溫少雨天氣,伏旱開始露頭,8月 1-28日,思南、萬山、江口各地累計降水量只有 41～55mm,比常年同期偏少 6～7成,銅仁、松桃僅為 23～28mm,比常年同期偏少 8成,沿河、德江、玉屏、印江、石阡累計降水量不足10mm,較常年同期偏少 9成～1倍。由于夏季降水顯著偏少,導(dǎo)致各縣 (市、特區(qū))山塘水庫在豐水季節(jié)蓄水嚴(yán)重不足,水位持續(xù)下降,致使半坡地以上的自然水田脫水開裂,水稻、玉米、烤煙、紅苕等農(nóng)作物不同程度受旱,伏旱迅速發(fā)展,普遍達(dá)到中度、局部重度氣象干旱等級,與國家氣候中心監(jiān)測的結(jié)果大致相同,只是局部略偏重,見全國旱澇 CI指數(shù)分布圖 1(圖 1)。

圖 1 全國氣象旱澇分布圖 (2009年 08月 29日監(jiān)測)

4.1.2 秋季東部地區(qū)出現(xiàn)中到重度氣象干旱,比西部地區(qū)旱情偏重 入秋后,全區(qū)各地仍沒有出現(xiàn)明顯的降水天氣過程,高溫少雨狀況繼續(xù)維持,形成夏秋連旱天氣。以西部的思南和東部的銅仁市為例,9月 1-14日,思南縣滴雨未下,9月 22日-10月 8日半個多月降水量僅為 2.6mm;銅仁市整個 9月份降水量只有 7.1mm,較常年同期偏少 9成以上。常年地區(qū)東部在 9-10月份往往會出現(xiàn) 2-3次中雨以上的較強(qiáng)降水過程,以補(bǔ)充前期水分蒸發(fā)和降水不足分布不均的情況,而銅仁、玉屏等市縣2009年整個秋季就再沒有出現(xiàn)過大的降水過程,使雨季于入秋前過早結(jié)束,雨季較常年同期結(jié)束偏早1個多月,故地區(qū)東部 2009年秋旱偏重,達(dá)到中-重旱等級。而與此相反,地區(qū)西部各地 2009年秋季降水量反而比東部偏多,入秋后分別于 9月中旬后期、10月 18日、11月 9日出現(xiàn)了 3次大到暴雨天氣過程,使該地區(qū)前期旱情得到了有效的緩解,使秋旱普遍比東部地區(qū)偏輕,普遍只達(dá)到輕旱量級。

4.1.3 冬季地區(qū)大部出現(xiàn)特重干旱 2010年冬季從 12月下旬開始,全區(qū)各地先后又進(jìn)入少雨季節(jié),各地降水異常稀少,在 2009年 12月中旬后期至2010年 2月底的 70多天時間里,地區(qū)西部各縣降水總量在 10mm以下,較常年同期偏少 8成到 1倍,東部各地降水總量不足 20mm,較常年偏少 7-9成。特別是 2010年后冬的 1-2月降水更是異常稀少,氣溫?fù)芨?加劇了旱情的迅猛發(fā)展,尤其是 2月份,西部的德江、印江、沿河月降水量不到 0.5mm,思南縣不足 2mm,致使西部各縣普遍達(dá)到特重干旱等級,而地區(qū)東部各地也達(dá)到重度或以上干旱標(biāo)準(zhǔn),與國家氣候中心 CI指數(shù)監(jiān)測的結(jié)果基本一致(圖略)。在大部分地區(qū)出現(xiàn)河塘見底、水井干涸、大地龜裂、人畜飲水告急情況下,地區(qū)行署決定投入抗旱資金分別在銅仁、萬山、玉屏、松桃、德江、沿河、印江、思南 8個縣市特區(qū)選定 24處開展地下水井緊急施工,以緩解上述地區(qū)人畜飲水困難問題。

4.2 農(nóng)業(yè)干旱等級評估分析

在農(nóng)業(yè)上,通常是以土壤水分虧缺的累積程度來表征干旱嚴(yán)重程度,而 20cm土層深度的含水量多少更是直接影響到作物的生長發(fā)育狀況,對旱情的反映更具有代表性。因此本文利用地區(qū)水文局在銅仁、印江等地 4個土壤監(jiān)測點 2010年 2月份逐旬 20cm土壤相對濕度資料,對照《貴州省干旱標(biāo)準(zhǔn)》對局地干旱程度進(jìn)行分析評估見 (表 3)。從表3可看出：以砂粒土為主、水源條件差的銅仁市川硐鎮(zhèn) 20cm土壤相對濕度 2月份一直持續(xù)低于 30%,平均只有 27%,達(dá)到特重干旱等級,而以壤土為主,水源條件一般的銅仁市茶店鎮(zhèn)、印江縣新寨鄉(xiāng)和思南縣鸚鵡溪鎮(zhèn) 20cm土壤平均相對濕度也不到40%,在 36-38%之間。由此可知,在砂土地區(qū)冬季干旱程度達(dá)到特重等級是無疑的,而壤土地方根據(jù)《貴州省干旱標(biāo)準(zhǔn)》評判只達(dá)到重旱等級,與干旱日數(shù)指標(biāo)評判結(jié)果偏輕一個等級。

表 3 銅仁地區(qū)部份鄉(xiāng)鎮(zhèn) 2010年 2月20cm土壤濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)表

5 干旱成因分析

5.1 南海夏季風(fēng)提前異常活躍

5.1.1 據(jù)國家氣候中心東亞季風(fēng)監(jiān)測資料顯示

2009年 4月第 4候和第 5候,南海季風(fēng)監(jiān)測區(qū)的兩個監(jiān)測要素均已超過臨界值 (圖 2),并維持了兩候,于 4月第 4候在南海中南部建立假爆發(fā),較多年平均時間偏早了一個月。由于 2009年南海夏季風(fēng)提前異?；钴S,于 4月中下旬出現(xiàn)了異?；钴S的季風(fēng)環(huán)流形勢,造成我區(qū)夏季降水偏少。

圖 2 南海監(jiān)測區(qū) (10～20°N,110～120°E)平均緯向風(fēng)和假相當(dāng)位溫的變化

5.1.2 南海夏季風(fēng)與我區(qū)夏旱關(guān)系 由于南海夏季風(fēng)提前活躍或爆發(fā),使我國的雨帶提早北移,往往到盛夏 7月中下旬至 8月,雨帶已越過我區(qū)移到長江流域附近,我區(qū)受強(qiáng)大的副熱帶高壓穩(wěn)定控制,造成我區(qū)夏季降水量偏少,從而發(fā)生嚴(yán)重夏旱天氣。據(jù)統(tǒng)計：當(dāng)南海提前出現(xiàn)異常活躍季風(fēng)環(huán)流形勢或南海夏季風(fēng)爆發(fā)偏早年,我區(qū)夏季 6-8月降水量會出現(xiàn)嚴(yán)重偏少、夏旱發(fā)生率高的現(xiàn)象。如歷史上南海夏季風(fēng)爆發(fā)偏早的年份有：1954、1956、1957、1972、1979、1985、1994、1995、1996、2000、2001、2002年共 12a中,除了 1979年未發(fā)生夏旱外,其余都出現(xiàn)了不同程度的夏旱天氣,其中 1972、1985、1994和 2001年的夏旱達(dá)到了大旱或特重旱的標(biāo)準(zhǔn),其余年份為小到中旱。

5.2 大氣環(huán)流形勢異常

西太平洋副熱帶高壓異常。圖 3給出了 2007-2010年西太平洋副熱帶高壓面積指數(shù)、強(qiáng)度指數(shù)、脊線位置和西伸脊點序列,從圖中可以看出,2009年 7月至 2010年 2月份,副高的面積指數(shù)和強(qiáng)度指數(shù)均大于氣候平均值,特別是 2009年 7-10月份副高的面積指數(shù)和強(qiáng)度指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離氣候平均值,呈單峰型上升,峰值均高于前兩年;副高脊線位置除 7月份比常年偏北 2個緯距外,其它月份接近多年平均位置,但副高西伸脊點位置在 2009年 7月至 2010年 2月期間一直比常年平均位置偏西。2009年 7月份副高西伸脊點位于 115°E,比常年平均位置偏西約 8個經(jīng)距,到 8-9月份突然加強(qiáng)西伸到了 95°E附近,比常年平均位置偏西 18～28個經(jīng)距,之后 2009年 10月至 2010年 1月副高西伸脊點長時間穩(wěn)定徘徊在 100～105°E附近,位置比常年平均值偏西 8～25個經(jīng)距,2010年 2月以后,副高再次加強(qiáng)西伸至 90°E,比常年平均值偏西達(dá) 30個經(jīng)距之多,這是非常少見和異常的。旱期由于副高異常偏強(qiáng)脊點位置異常偏西,長時間穩(wěn)定控制我區(qū),盛行下沉氣流,極大地壓制了輻合帶的生存空間,對流活動受到抑制,不利于將南方的暖濕氣流帶到西南地區(qū)東部,致使我區(qū)降水偏少,氣溫偏高,旱情嚴(yán)重。入冬以后,由于南支槽偏弱,來自印度洋的西南暖濕氣流比較弱,致水汽供應(yīng)不足,加上影響我國的冷空氣強(qiáng)度偏弱,南下路徑偏北偏東,圖略,導(dǎo)致冷暖空氣很難在我區(qū)上空交匯,致使降水嚴(yán)重偏少,溫度偏高,旱情偏重。

圖 3 西北太平洋副熱帶高壓面積指數(shù) (A)、強(qiáng)度指數(shù) (B)、脊線位置 (C)和西伸脊點 (D)序列

5.3 海溫異常

5.3.1 自 2009年 6月以來,赤道中東太平洋地區(qū)出現(xiàn)了明顯的暖海溫異常,形成厄爾尼諾 (ElNino)事件。進(jìn)入 11月份又迅速增強(qiáng),12月前 20d赤道中東太平洋地區(qū)海溫仍呈上升趨勢,最大暖海溫異常中心位于赤道中東太平洋 180-130°W范圍,暖中心強(qiáng)度已超過 2.0℃且其暖中心位置較傳統(tǒng)厄爾尼諾事件的暖中心位置偏西,表現(xiàn)為混和型厄爾尼諾的特征 (圖 4)。受海洋異常強(qiáng)迫和海氣相互作用的影響,北半球大氣環(huán)流表現(xiàn)出的主要特征是 500 hPa西太平洋副高強(qiáng)度和位置發(fā)生異常和較大變化。

5.3.2 厄爾尼諾事件對黔東北氣候的可能影響據(jù)國家氣候中心分析歷史上與今年類型 (混和型)相似的厄爾尼諾事件對我國氣候的影響發(fā)現(xiàn),厄爾尼諾事件對后冬 (1-2月)氣溫的影響區(qū)域中,西南地區(qū)東部氣溫較常年同期處在偏高的范圍內(nèi)。在厄爾尼諾事件影響下,太平洋表層的熱流向東走,將熱帶水汽帶走,導(dǎo)致由南方進(jìn)入到西南的水汽偏少,供應(yīng)不足,使西南地區(qū)降水偏少,也會影響到黔東北的銅仁地區(qū)降水明顯偏少并發(fā)生干旱。

5.4 地理環(huán)境對干旱的影響

據(jù)各地上報的災(zāi)情資料,地區(qū)西部災(zāi)情重于東部,其原因除了氣象干旱等級偏高影響外,西部特殊的、典型的喀斯特地形地貌也是旱情加重的重要因素[4];我區(qū)地勢為西高東低,西部地處烏江山峽,境內(nèi)山高坡陡,溝壑縱橫,河道屬于峽谷型,石多土少,田土分散,土層淺薄,雨水蓄不住,地下水用不上,田土持水和耐旱能力低,澆灌面積小,降水的有效利用率低,所以災(zāi)情偏重 。

圖 4 2009年 12月 (前 20d)全球海表溫度異常分布

6 結(jié)束語

這次黔東北乃至西南地區(qū)出現(xiàn)特重干旱,屬于極端氣候事件,如能快速對干旱程度進(jìn)行正確評估,可以有效指導(dǎo)抗旱決策,減輕災(zāi)害損失。從本文對這次干旱的評估結(jié)果看：干旱日數(shù)指標(biāo)比較好用,基本符合實際旱情和災(zāi)情,而土壤相對濕度指標(biāo)評估結(jié)果卻相對偏輕,比前者偏低一個等級,但對砂土的評估情況較切合實際;雖然單項指標(biāo)評價干旱粗略一點,但簡單實用,可操作性強(qiáng)且能快速評價和反映干旱的發(fā)生。另外這次干旱的成因異常復(fù)雜,影響因子眾多,往往是各種因子綜合影響的結(jié)果,有待深入研究,本文只從南海夏季風(fēng)、海溫和西太平洋副高方面對這次干旱成因作初步探討和分析,尋找干旱預(yù)報指標(biāo),對干旱的預(yù)測評估和決策服務(wù)起到一定的促進(jìn)作用。

[1] 唐磊,等 .貴州干旱指標(biāo)簡介 [J].貴州氣象,2005,29(S1)：44-45.

[2] 《貴州省干旱標(biāo)準(zhǔn)》2006年 11月 1日實施 .

[3] 朱乾根 .天氣學(xué)原理與方法[M].北京：氣象出版社 .

[4] 谷曉平,等 .貴州生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象軌道業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與展望[J].貴州氣象,2007,31(3)：3-5.

[5] 陶詩言,衛(wèi)捷,等 .2008/2009年秋冬季我國東部嚴(yán)重干旱分析[J].氣象 .2009,4(35),4.

P458

B

1003-6598(2010)增刊-0143-05

2010-09-10

楊秀勛 (1964-),男,工程師,主要從事地面氣象探測工作。