涪陵區(qū)近 54a伏旱高溫氣候與 2006年特大干旱特征分析

徐 洪,廖曉荔,黃躍華,田鳳國(guó)

(重慶市涪陵區(qū)氣象局,重慶 涪陵 408000)

涪陵區(qū)近 54a伏旱高溫氣候與 2006年特大干旱特征分析

徐 洪,廖曉荔,黃躍華,田鳳國(guó)

(重慶市涪陵區(qū)氣象局,重慶 涪陵 408000)

利用涪陵區(qū) 1953—2006年伏旱資料、大氣環(huán)流資料、大氣物理量資料等,分析了近 54a涪陵區(qū)伏旱高溫氣候的變化特征以及 2006年出現(xiàn)在涪陵區(qū)的特大干旱 (伏旱)。結(jié)果表明：涪陵區(qū)伏旱高溫氣候變化與全球氣候變化有關(guān),其形成和時(shí)空分布與北半球盛夏大氣環(huán)流型密切相關(guān)。500hPa冬季貝加爾湖地區(qū)為明顯負(fù)距平、亞洲中高緯度地區(qū)盛行緯向環(huán)流、副熱帶高壓偏西偏北并與發(fā)展東移的青藏高壓結(jié)合交替影響四川盆地,盛夏 100hPa西歐高度場(chǎng)偏高、歐亞大陸中高緯度呈 +- +分布,是造成涪陵區(qū)伏旱高溫主要環(huán)流特征。

伏旱高溫;環(huán)流特征;2006年特大干旱

1 引言

在人類活動(dòng)以及自然因素的綜合影響下,氣候出現(xiàn)異常,極端氣候事件頻繁發(fā)生。涪陵區(qū)處于四川盆地東部平行嶺谷區(qū),海拔多在 200～1 000m,地形以河谷、平壩、丘陵、山地為主,立體氣候明顯。盛夏期間 (6月下旬—9月上旬)伏旱是主要災(zāi)害性天氣之一。1953～2006年,涪陵區(qū)伏旱發(fā)生頻率為75%,其中嚴(yán)重伏旱達(dá) 25%。伏旱期間往往伴隨高溫,使危害加重。伏旱高溫造成的影響,河谷最突出,隨著海拔高度的升高,影響隨之減輕。2006年特大干旱 (伏旱),對(duì)涪陵區(qū)造成的危害之大為歷史罕見。突出的特點(diǎn)是：持續(xù)長(zhǎng)：從 7月 6日開始至9月 7日持續(xù) 64d。溫度高：≥35℃的高溫天氣為55d,≥40℃高溫天氣為 12d,極端最高氣溫 43.5℃,地面最高溫度 71.6℃。降水少 ：64d總降水量?jī)H為54.7mm,平均每天不足 0.9mm。災(zāi)情重：導(dǎo)致糧食減產(chǎn)、林木損毀、用電困難、水源枯竭。涪陵區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失 6.39億元,其中農(nóng)業(yè)直接損失 4.39億元。本文著重對(duì)涪陵區(qū)伏旱高溫氣候成因進(jìn)行分析,對(duì)2006年特大伏旱事件大氣環(huán)流的異常特征進(jìn)行了深入研究。

2 資料與分析方法

伏旱高溫氣候的變化特征資料選用：1953—2006年涪陵區(qū)氣溫、降水、伏旱的統(tǒng)計(jì)資料;1971—2000年 NCEP北半球高度場(chǎng)再分析資料;1971—2000年平均環(huán)流場(chǎng)資料。2006年特大干旱資料選用：2006年 7—8月 500hPa、100hPa平均環(huán)流場(chǎng)資料。分析方法：采用年代平均、曲線分析、平均場(chǎng)分析等。

3 涪陵區(qū) 1953～2006年伏旱氣候基本情況及其變化特征

根據(jù)重慶市氣象局關(guān)于干旱定義,伏旱時(shí)間跨度為 6月下旬—9月上旬。伏旱強(qiáng)度劃分為一般旱(20～29d)、重旱 (30～39d)和嚴(yán)重旱 (≥40d),其中還包含旱期總雨量和旱期高溫天數(shù)限制。涪陵區(qū)伏旱平均開始時(shí)間是 7月中旬,持續(xù)時(shí)間 20～66d,平均天數(shù)是 38d。歷年高溫天數(shù) 10～59d,平均天數(shù) 33d。

3.1 涪陵 1953—2006年伏旱強(qiáng)度分析

涪陵區(qū) 1953—2006年 54a中共出現(xiàn)伏旱 41d,概率為 74.5%。伏旱的年代變化看,20世紀(jì) 50年代弱,60年代前期、70年代和 80年代后期強(qiáng),2000—2006年,伏旱出現(xiàn)由弱到強(qiáng)的趨勢(shì)。嚴(yán)重伏旱分布情況是：50年代 1a,60年代 3a,70年代 6a,80年代 2a,90年代 3a,2000—2006年是 2a。

3.2 涪陵 1953—2006年高溫 (≥35℃)分析

涪陵區(qū)高溫時(shí)段主要出現(xiàn)在盛夏,而伏旱期又是高溫最集中階段。統(tǒng)計(jì)得出,高溫天數(shù)和伏旱強(qiáng)度成正比,涪陵區(qū)伏旱期間≥35℃高溫時(shí)段平均為33 d,2006年達(dá)到 55d,僅次于 1959年的 59d。從高溫天數(shù)趨勢(shì)分析,目前高溫呈上升趨勢(shì)。

3.3 涪陵 1953—2006年高溫 (≥40℃)分析

涪陵 1953—2006年≥40℃高溫天數(shù)較多的年份 (≥5d)有 1959年、1961年、1964年、1972年、1975年、1992年、2006年,除去 1964年伏旱較輕,其它年份都是嚴(yán)重旱,2006年≥40℃高溫天數(shù)達(dá)到12d,為涪陵區(qū)有氣象記錄以來(lái)之最。

3.4 涪陵 1953—2006年汛期 (5—9月)降水分析

涪陵區(qū)汛期 5—9月平均降水量為 750mm。1953—2006年中有 17年嚴(yán)重伏旱,其中 1972年、1990年和 2003年汛期降水量大于平均值,另外 14a均小于平均值。1960年、1992年和 2006年汛期均不足 500mm,2006年僅為 431.4mm,偏少 42.5%。

3.5 全球變暖對(duì)涪陵氣溫的影響

在全球氣候變暖的大背景下,涪陵區(qū)伏旱期間氣溫也經(jīng)歷了較明顯的變化。

極端最高氣溫的變化：20世紀(jì) 50年代最高為42.2℃;60年代為 42.0℃;70年代為 42.2℃;80年為41.5℃,90年代 41.0℃,2000—2006年上升到 43.5℃。

高溫日數(shù) (≥35℃)的變化：50年代最多為59d,60年代 49d,70年代 55d,80年代 39d,90年代50d,2000—2006年為 55d。

高溫日數(shù) (≥40℃)的變化：50年代最多為10d,60年代 10d,70年代 5d,80年代 2d,90年代7d,2000—2006年為 12d。

圖 1 歐亞 12—2月冬季平均環(huán)流場(chǎng)

4 重慶區(qū)域 (涪陵)伏旱期平均環(huán)流特征

4.1 500hPa歐亞冬季環(huán)流特征

圖 1是重慶區(qū)域 (涪陵)夏季多雨年前期500hPa歐亞 12—2月冬季平均高度距平環(huán)流場(chǎng)。主要環(huán)流特征表現(xiàn)為歐亞大陸高緯地區(qū)冷高壓異常發(fā)展,冷空氣勢(shì)力較強(qiáng);青藏高原地區(qū)及日本地區(qū)高度場(chǎng)偏低。貝加爾湖地區(qū)為明顯正距平區(qū)。當(dāng)前期歐亞 12—2月冬季平均環(huán)流場(chǎng)出現(xiàn)與 (圖 1)反相位分布時(shí),有利重慶區(qū)域 (涪陵)夏季少雨。

4.2 500hPa北半球 7—8月旱年平均高度場(chǎng)環(huán)流特征

重慶區(qū)域 (涪陵)旱年中,西太平洋副熱帶高壓處于全年最偏北位置,主體位于太平洋海域,脊線在 30°N附近,西伸脊點(diǎn)在 135°E附近。西風(fēng)帶以長(zhǎng)波活動(dòng)為主,西南季風(fēng)強(qiáng)盛,極渦中心偏于西半球,中心強(qiáng)度為 5440百帕,中緯度為四波環(huán)流,槽線分別位于 70°E,180°E,120°W,160°W附近 (圖略 )。

4.3 100hPa平均高度環(huán)流特征

100hPa流場(chǎng)尺度大,流型穩(wěn)定,對(duì)研究伏旱有很重要的意義。通過(guò)分析得出,北半球歐亞大陸中高緯度差值分布呈 + - +分布,西歐有正 2中心,烏山到西西北利亞有負(fù) 4中心的負(fù)值區(qū),遠(yuǎn)東地區(qū)為正值區(qū)。盛夏 100hPa西歐高度上升,烏山及以東地區(qū)高度下降,長(zhǎng)波槽發(fā)展,南亞高壓東亞部分向北加強(qiáng)發(fā)展,歐亞大陸中高緯度呈 + - +分布有利于重慶區(qū)域 (涪陵)高溫伏旱天氣出現(xiàn) (圖略)。

5 2006年特大干旱環(huán)流特征

5.1 2005年 12月—2006年 2月北半球冬季高度距平環(huán)流特征

2005—2006年冬季 500hPa高度距平場(chǎng)上 (圖略),歐亞大陸高緯地區(qū)冷高壓勢(shì)力偏弱,南下冷空氣不強(qiáng);青藏高原地區(qū)及日本地區(qū)高度場(chǎng)相對(duì)較高。在貝加爾湖地區(qū)出現(xiàn)明顯負(fù)距平區(qū),有利于夏季重慶區(qū)域 (涪陵)少雨。與 (圖 1)比較中高緯呈現(xiàn)反相位分布。

5.2 2006年 7—8月 500hPa平均高度環(huán)流特征

平均環(huán)流圖上,極渦強(qiáng)度較常年明顯偏強(qiáng),繞極地區(qū)為 3個(gè)長(zhǎng)波槽,一個(gè)位于太梅爾半島到烏拉爾山東部,另兩個(gè)分別位于白令海峽地區(qū)和北美大陸東海岸,長(zhǎng)波脊位于歐洲大陸、亞洲北部和美洲大陸西海岸,亞洲中高緯度地區(qū)為寬廣的緯向環(huán)流。西太平洋副熱帶高壓較常年范圍顯著偏大,脊線偏北,西伸脊點(diǎn)偏西 15°以上,非洲大陸到伊朗高原的大陸高亞也呈現(xiàn)范圍和強(qiáng)度偏大的特征 (圖略)。

5.3 2006年 7—8月 500hPa位勢(shì)高度距平特征

中高緯度地區(qū)歐洲西部為正距平區(qū),亞洲大陸北部為東西向大范圍負(fù)距平區(qū),兩個(gè)中心分別位于烏拉爾地區(qū)和鄂霍次克海地區(qū),這兩個(gè)區(qū)域正是表征烏山阻高和鄂霍次克阻高強(qiáng)弱的關(guān)鍵區(qū),明顯的負(fù)距平說(shuō)明有利于北方冷空氣南下的烏山阻高和鄂霍次克阻壓不存在或明顯偏弱。另外我國(guó)東北華北上空有大范圍正距平區(qū),這是西太平洋副熱帶高壓位置偏北的反應(yīng)。另外,在里咸海附近伊朗高原上空有 +3位勢(shì)什米以上距平區(qū),表征伊朗高壓偏強(qiáng) (圖略)。

5.4 2006年 7—8月 100hPa環(huán)流特征

2006年 7—8月 100hPa平均高度環(huán)流圖上,南亞高壓較常年明顯偏強(qiáng)。距平圖上,華北上空有大范圍正距平區(qū),中心達(dá)正 5位勢(shì)什米。根據(jù)已有研究,100hPa上的大陸高壓和 500hPa上的西太平洋副熱帶高壓是在對(duì)流層上部和對(duì)流層中部分別形成的高空反氣旋環(huán)流,但它們存在著相互制約的關(guān)系。盛夏期間,南亞高壓較常年明顯偏強(qiáng)且在華北地區(qū)有較強(qiáng)大范圍正距平,南亞高壓在東亞偏北發(fā)展加強(qiáng),有利于中層西太平洋副熱帶高壓的強(qiáng)盛并維持在偏西偏北的位置 (圖 4)。

圖 2 2006年 7—8月 100hPa平均高度與距平

5.5 西太平洋副高與臺(tái)風(fēng)活動(dòng)

2006年 7月中旬開始到 8月中旬,0604號(hào)臺(tái)風(fēng)碧利斯,0605號(hào)臺(tái)風(fēng)格美,0606號(hào)臺(tái)風(fēng)派比安,0608號(hào)臺(tái)風(fēng)桑美、0609號(hào)臺(tái)風(fēng)寶霞先后在華南沿海登陸減弱沿偏西方向活動(dòng),登陸臺(tái)風(fēng)較常年明顯偏多。西太平洋副高的偏西偏強(qiáng)在我國(guó)東部中低緯度形成范圍寬廣的偏東氣流,引導(dǎo)海上臺(tái)風(fēng)西行,其反饋 (阻塞)作用是副高維持的重要原因,因而使西南區(qū)高溫干旱加劇。

6 小結(jié)

①涪陵區(qū)伏旱強(qiáng)弱具有隨年代變化特征,20世紀(jì) 50年代最弱,70年代最強(qiáng),進(jìn)入 2000年后,伏旱有逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。伏旱強(qiáng)弱變化可能與全球氣候變化有關(guān)。

圖 3 2006年盛夏臺(tái)風(fēng)與副高示意圖

②高溫和極端最高氣溫是衡量伏旱強(qiáng)弱的重要指標(biāo),2006年涪陵區(qū) ≥35℃為 55d,≥40℃達(dá)到12d,極端最高氣溫 43.5℃,給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活帶來(lái)嚴(yán)重影響,成為涪陵區(qū)百年一遇特大干旱。

③冬季 500hPa上貝加爾湖地區(qū)為明顯負(fù)距平,對(duì)預(yù)報(bào)涪陵夏季少雨有指示意義。

④盛夏 100hPa西歐高度場(chǎng)偏高,烏山及以東地區(qū)高度偏低,南亞高壓向東北加強(qiáng)發(fā)展,歐亞大陸中高緯度呈 + - +分布,有利于涪陵伏旱高溫天氣發(fā)生。

⑤500hPa亞洲中高緯度地區(qū)盛行緯向環(huán)流,北方冷空氣活動(dòng)明顯偏弱;副熱帶高壓偏西偏北并與發(fā)展東移的青藏高壓結(jié)合或交替影響四川盆地,副高控制區(qū)域的下沉增溫和抑制對(duì)流發(fā)展,登陸臺(tái)風(fēng)偏多對(duì)副高維持產(chǎn)生的促進(jìn)作用,是造成涪陵伏旱高溫少雨的主要原因。

⑥2006年特大干旱是大氣環(huán)流特征綜合反映導(dǎo)致的結(jié)果。

[1] 涪陵區(qū)氣象臺(tái) .歷年氣象資料 .1953-1960,1961-1990,1971-2000,2001-2006.

[2] 涪陵區(qū)氣象臺(tái) .伏旱統(tǒng)計(jì)資料 .1953-2006.

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B

1003-6598(2010)增刊-0148-03

2010-09-10

徐洪 (1955-),男,高工,主要從事天氣預(yù)報(bào)工作。