2016年春季全國(guó)干旱狀況及其影響與成因

王素萍，王閃閃，馮建英

(中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅　蘭州　730020)

?

2016年春季全國(guó)干旱狀況及其影響與成因

王素萍，王閃閃，馮建英

(中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730020)

摘要：：2016年春季(3—5月)，我國(guó)華北大部、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部等地存在不同程度的旱情。華北、內(nèi)蒙古中東部以及黃淮區(qū)域4月下旬至5月中旬旱情較為嚴(yán)重，存在中到重旱，西北中南部3月上、中旬有輕到中旱，西北東南部區(qū)域3月下旬至4月上旬、4月下旬至5月中旬2個(gè)時(shí)段有輕到中旱，局地有重旱。旱區(qū)農(nóng)業(yè)、牧業(yè)以及人畜飲水等受到不同程度影響。由于大氣環(huán)流異常，我國(guó)北方受平直西風(fēng)控制，不利于水汽輻合，這是導(dǎo)致各地干旱少雨的主要原因，此外，3—4月氣溫的異常偏高也在一定程度上加劇了當(dāng)?shù)氐暮登椤?/p>

關(guān)鍵詞：2016；春季，干旱狀況；干旱演變；影響；成因

1全國(guó)干旱事實(shí)和影響

2016年春季(3—5月)，我國(guó)華北大部、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部等地存在不同程度的旱情(圖1)。

從圖2看出，3月上旬，旱情主要發(fā)生在西北地區(qū)中部，青海中南部區(qū)域有輕到中旱；中旬起，青海中南部區(qū)域旱情開(kāi)始緩解，旱區(qū)向東移動(dòng)，甘肅隴東、陜西中南部、華北南部、黃淮北部以及內(nèi)蒙古東部的部分區(qū)域存在輕到中旱。4月上旬，華北大部、黃淮北部、內(nèi)蒙古中東部以及西北地區(qū)東部旱情持續(xù)，以輕到中旱為主，局地有重旱；中旬，陜西中南部、山西南部、河北大部、河南北部以及山東大部等地的氣象干旱稍有緩和，以輕旱為主；下旬，旱情再度發(fā)展，陜西中部、河北大部、內(nèi)蒙古中東部、河南北部以及山東西部等地有輕到中旱，局地有重旱。5月上、中旬，旱情持續(xù)發(fā)展，內(nèi)蒙古中東部局地有重旱；下旬，內(nèi)蒙古中東部和西北地區(qū)東南部旱情明顯緩解，華北東部和黃淮東北部的部分地區(qū)仍有輕到中旱。

圖1　2016年春季(3—5月)全國(guó)旱情分布示意圖

圖2　2016年春季(3—5月)華北、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部區(qū)域旱情空間分布

比較而言，華北、內(nèi)蒙古中東部以及黃淮旱區(qū)4月下旬至5月中旬旱情較為嚴(yán)重，有中到重旱，西北地區(qū)中南部旱區(qū)的旱情主要發(fā)生在3月上、中旬，有輕到中旱，而西北地區(qū)東南部區(qū)域3月下旬至4月上旬、4月下旬至5月中旬2個(gè)時(shí)段有輕到中旱，局地有重旱?？傮w來(lái)看，4月下旬至5月中旬是華北、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部區(qū)域旱情較為嚴(yán)重的時(shí)段，從干旱站次比來(lái)看(圖3)，這一時(shí)段區(qū)域內(nèi)有31%的站點(diǎn)存在旱情，9%的站點(diǎn)有中度以上旱情。

圖3　2016年春季(3—5月)華北、內(nèi)蒙古中東部、

黃淮以及西北地區(qū)中東部區(qū)域干旱站次比

(發(fā)生干旱站數(shù)占所有站數(shù)的百分比)演變特征

春季的旱情使旱區(qū)農(nóng)業(yè)、牧業(yè)以及人畜飲水等受到不同程度影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，內(nèi)蒙古區(qū)域的春旱共造成100 410人受災(zāi)，因旱災(zāi)需生活救助人口16 901人，農(nóng)作物受災(zāi)面積7.4×104hm2，成災(zāi)面積5.4×104hm2，受災(zāi)草牧場(chǎng)面積37.7×104hm2，因?yàn)?zāi)死亡羊6 725只、大牲畜758頭，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)20 949萬(wàn)元。

2旱區(qū)氣溫和降水變化

我國(guó)位于季風(fēng)氣候區(qū)，降水主要集中在夏季，春季為冬季風(fēng)向夏季風(fēng)交替的過(guò)渡季節(jié)，北方大部分地區(qū)仍然盛行西北風(fēng)，春季降水量較少，降水變率較大[1-6]；加之春季增溫快、蒸發(fā)量較大，華北、黃淮以及西北地區(qū)東部正值春耕和冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，對(duì)水需求量大[7-9]，一旦出現(xiàn)無(wú)雨、少雨或降水不及時(shí)等現(xiàn)象就會(huì)引發(fā)春旱。2016年春季干旱主要是降水異常偏少造成的，此外，3—4月氣溫的異常偏高，也在一定程度上加劇了旱情。

從各旬氣溫距平和降水距平百分率的分布來(lái)看(圖略)，3月上旬，我國(guó)華北、黃淮北部、西北地區(qū)大部、西南西部以及華南區(qū)域降水量較常年同期偏少3成以上，華北、西北地區(qū)中東部等地偏少8成以上，青海中南部區(qū)域有輕到中旱；中旬，青海中南部局地旱區(qū)降水偏多2成以上，旱情開(kāi)始緩解，而華北、黃淮、江淮等地降水偏少8成以上，局地氣溫偏高1～2 ℃，區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)輕到中旱；下旬，西北地區(qū)中東部降水較常年同期偏多1倍以上，旱情明顯緩解，而華北、黃淮等區(qū)域降水仍偏少8成以上，氣溫偏高2～4 ℃，旱情持續(xù)。4月上旬，華北、黃淮等旱區(qū)仍維持氣溫偏高、降水偏少態(tài)勢(shì)，旱情持續(xù)發(fā)展；中旬，華北大部、黃淮北部、西北地區(qū)中東部等地降水較常年偏多5成以上，局地偏多2倍以上，旱情得到有效緩解；下旬，華北、黃淮以及西北地區(qū)東部等旱區(qū)降水再次偏少，河北、山東、陜西中部、內(nèi)蒙古中部等地偏少8成以上，局地氣溫偏高2～4 ℃，旱情再次發(fā)展。5月上旬，旱區(qū)大部氣溫較常年同期偏高1～2 ℃，局地偏高2～4 ℃，大部區(qū)域降水量偏少5成以上，內(nèi)蒙古中東部、黃淮北部以及華北南部區(qū)域偏少8成以上，旱情持續(xù)發(fā)展；中旬，內(nèi)蒙古中東部和西北地區(qū)東部局地氣溫偏高1 ℃以上，內(nèi)蒙古東部局地偏高4 ℃以上，降水量均偏少5成以上，旱情持續(xù)，而黃淮北部和華北東部旱區(qū)氣溫雖較常年略偏低，但降水仍偏少3～5成，旱情也在持續(xù)；下旬，內(nèi)蒙古中東部和西北地區(qū)東部的部分地區(qū)降水較常年偏多5成以上，局地偏多2倍以上，同時(shí)，氣溫也較常年偏低1～2 ℃，局地偏低2～4 ℃，旱情明顯緩解，而華北東部和黃淮東北部區(qū)域氣溫接近常年同期，降水仍偏少3～8成，局地偏少8成以上，仍有輕到中旱。

3干旱成因

從500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)及其距平可以看出(圖4a)，3月，東亞大部分地區(qū)表現(xiàn)為顯著的異常正距平，從烏拉爾山以東至我國(guó)東北地區(qū)受較強(qiáng)的高壓脊控制，對(duì)應(yīng)距平場(chǎng)上除臺(tái)灣附近為負(fù)距平外，沿巴爾喀什湖、貝加爾湖至鄂霍次克海的大部分地區(qū)處于正距平控制之下，且東亞大槽較常年偏弱，此種環(huán)流形勢(shì)不利于我國(guó)北方降水偏多。從700 hPa風(fēng)場(chǎng)(圖4b)可以看出，我國(guó)東北、內(nèi)蒙古中東部、華北、黃淮等地受西北氣流控制，700 hPa垂直速度場(chǎng)(圖4c)也表明，京津冀及周邊地區(qū)和內(nèi)蒙古中東部盛行下沉氣流。同時(shí)，1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽通量散度空間分布(圖4d)顯示，上述地方也表現(xiàn)為水汽輻散，不利于形成降水。

4月，歐亞地區(qū)為“2槽1脊”型，歐洲為低槽區(qū)，烏拉爾山及其以北地區(qū)上空為高壓脊控制，貝加爾湖以東至我國(guó)東北地區(qū)為負(fù)距平控制。除東北地區(qū)外，我國(guó)北方大部分地方仍然受異常正距平控制，不利于降水偏多(圖5a)。其中，中旬環(huán)流形勢(shì)(圖5b)與上、下旬稍有差異，我國(guó)東北、華北、內(nèi)蒙古、西北地區(qū)東部以及黃淮部分區(qū)域?yàn)樨?fù)距平控制，這是4月中旬上述地區(qū)旱情稍有緩解的原因之一。從700 hPa 風(fēng)場(chǎng)(圖5c)看，4月，受東北地區(qū)異常低壓影響，從貝加爾湖至內(nèi)蒙古中東部、東北、華北和黃淮北部仍受西北風(fēng)控制。 700 hPa垂直速度場(chǎng)(圖5d)特征也表明，4月，內(nèi)蒙中東部、華北、黃淮地區(qū)盛行下沉運(yùn)動(dòng)，這些都不利于上述區(qū)域產(chǎn)生降水。

圖4　2016年3月的大氣環(huán)流狀況

(a)500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(等值線)及距平(彩色陰影)(單位：gpm)，(b)700 hPa風(fēng)場(chǎng)(單位：m·s-1)，

(c)700 hPa垂直速度場(chǎng)(單位：Pa·s-1)，(d)1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽通量

(箭頭，單位：kg·m-1·s-1)及水汽通量散度(彩色陰影，單位：10-5kg·m-2·s-1)

圖5　2016年4月的大氣環(huán)流狀況

(a)4月500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(等值線)及距平(彩色陰影)(單位：gpm)，(b)4月中旬500 hPa

位勢(shì)高度場(chǎng)(等值線)及距平(彩色陰影)(單位：gpm)，(c)4月700 hPa風(fēng)場(chǎng)(單位：m·s-1)，

(d)4月700 hPa垂直速度(單位：Pa·s-1)，(e)4月1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽通量

(箭頭，單位：kg·m-1·s-1)及水汽通量散度(彩色陰影，單位：10-5kg·m-2·s-1)，

(f)4月中旬1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽通量(箭頭，單位：kg·m-1·s-1)

及水汽通量散度(彩色陰影，單位：10-5kg·m-2·s-1)

另外，從水汽通量散度空間分布也可以看出，4月(圖5e)，西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古大部以及華北地區(qū)表現(xiàn)為水汽輻散，同樣也不利于降水。但4月中旬西北地區(qū)東部表現(xiàn)為明顯的輻合(圖5f)，水汽積聚使該區(qū)域旱情得到一定程度緩解。

5月上、中旬(圖6a)，中西伯利亞高原至貝加爾湖地區(qū)為廣闊的低槽區(qū)，我國(guó)西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古中東部、華北、黃淮至鄂霍次克海附近仍為正距平所控制，不利于降水產(chǎn)生。下旬(圖6b)，低槽東移，直接影響我國(guó)北方大部分地區(qū)，導(dǎo)致降水偏多，旱情開(kāi)始緩解。700 hPa風(fēng)場(chǎng)特征表明，5月上、中旬(圖6c)，內(nèi)蒙古、華北、黃淮以及西北地區(qū)東南部區(qū)域仍受偏西氣流控制，不利于降水。下旬(圖6d)，西南風(fēng)加強(qiáng)并北進(jìn)，西北地區(qū)東南部和黃淮區(qū)域受西南風(fēng)影響，產(chǎn)生降水，緩解了部分旱情，而華北東部區(qū)域仍受西風(fēng)控制，降水偏少。從2個(gè)時(shí)段垂直速度(圖6e、圖6f)和1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽通量散度(圖6g、圖6h)可以看出，內(nèi)蒙古中東部、華北西部以及西北地區(qū)東部的部分區(qū)域下旬下沉運(yùn)動(dòng)較上、中旬有所減弱，下旬水汽通量輻合區(qū)域也較上、中旬有所擴(kuò)大，皆有利于降水產(chǎn)生，緩解旱情。

圖6　2016年5月的大氣環(huán)流狀況

(a)、(b)分別為5月上、中旬和下旬500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(等值線)及距平(彩色陰影)(單位：gpm)，

(c)和(d)為5月上、中旬和下旬700 hPa風(fēng)場(chǎng)(單位：m·s-1)，(e)和(f)為5月上、中旬

和下旬700 hPa垂直速度場(chǎng)(單位：Pa·s-1)，(g)和(h)為5月上、中旬和下旬

1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽通量(箭頭，單位：kg·m-1·s-1)

及水汽通量散度(彩色陰影，單位：10-5kg·m-2·s-1)

4結(jié)論

(1)2016年春季，我國(guó)華北大部、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部區(qū)域存在輕到中旱，局地有重旱。

(2)華北、內(nèi)蒙古中東部以及黃淮旱區(qū)4月下旬至5月中旬旱情較為嚴(yán)重，有中到重旱，西北中南部旱區(qū)的旱情主要發(fā)生在3月上、中旬，有輕到中旱，而西北東南部區(qū)域3月下旬至4月上旬、4月下旬至5月中旬2個(gè)時(shí)段有輕到中旱，局地有重旱。總體來(lái)看，4月下旬至5月中旬是春季華北、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部區(qū)域旱情較為嚴(yán)重的時(shí)段。

(3)大氣環(huán)流異常使得旱區(qū)大部在平直西風(fēng)控制下，不利于水汽輻合，導(dǎo)致降水異常偏少，這是造成2016年春季我國(guó)華北、內(nèi)蒙古中東部、黃淮以及西北地區(qū)中東部區(qū)域干旱的主要原因。此外，3—4月氣溫的異常偏高，使得蒸發(fā)加劇，也在一定程度上加劇了春季旱情。

致謝：感謝中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所科研啟動(dòng)項(xiàng)目( KYS2015BSKY01) 和熱帶海洋環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所)開(kāi)放課題(LTO1607)資助

參考文獻(xiàn)

[1] 內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象局網(wǎng)站. http://www.imwb.gov.cn/xwzx/fzjz/573035.shtml.

[2] 祝從文,何金海,譚言科. 春夏季節(jié)轉(zhuǎn)換中亞洲季風(fēng)區(qū)副熱帶高壓斷裂特征及其可能機(jī)制分析[J]. 熱帶氣象學(xué)報(bào),2004,20(3):237-248.

[3] 陸日宇. 與華北地區(qū)春季降水量異常關(guān)聯(lián)的大氣環(huán)流異常[J]. 氣候與環(huán)境研究,2001,6(4):400-408.

[4] 周連童,黃榮輝. 我國(guó)華北地區(qū)春季降水的年代際變化特征及其可能成因的探討[J]. 氣候與環(huán)境研究,2006,11(4):441-450.

[5] 閆峰,王艷姣,吳波. 近50年河北省干旱時(shí)空分布特征[J]. 地理研究,2010(3):423-430.

[6] 顧偉宗,陳海山,孫照渤. 華北春季降水及其與前期印度洋海溫的關(guān)系[J]. 南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào),2006,29(4):484-490.

[7] 張?zhí)焓?尤衛(wèi)紅. 我國(guó)春季降水的分布特征及其與環(huán)流異常的關(guān)系[J]. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,32(5):553-560.

[8] 高留喜,劉秦玉. 山東春季降水的時(shí)空變化特征分析[J]. 高原氣象,2005,24(5):811-815.

[9] 馬柱國(guó),符淙斌. 中國(guó)北方干旱區(qū)地表濕潤(rùn)狀況的趨勢(shì)分析[J]. 氣象學(xué)報(bào),2001,59(6):737-746.

收稿日期：2016-06-18；改回日期：2016-06-23

作者簡(jiǎn)介：王素萍(1979-)，副研究員，研究方向?yàn)楦珊当O(jiān)測(cè)及干旱氣候變化．E-mail：sp_wang07ami@sina.com

文章編號(hào)：1006-7639(2016)-03-06-0584

DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-03-0584

中圖分類號(hào)：S166

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

王素萍，王閃閃，馮建英.2016年春季全國(guó)干旱狀況及其影響與成因[J].干旱氣象，2016，34(3)：584-589, [WANG Suping, WANG Shanshan, FENG Jianying. Drought Events and Its Influence in spring of 2016 in China[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(3):584-589], DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-03-0584