張璐 王斌飛 辛明月

摘要 利用NCEP位勢高度場資料及國家氣候中心160站的月平均降水資料，對西北地區(qū)東部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）持續(xù)性干旱事件有關(guān)的大氣環(huán)流進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，持續(xù)性干旱發(fā)生時期合成的500 hPa異常位勢高度場在歐亞大陸上空的環(huán)流形勢基本為兩槽一脊，歐洲及渤海、黃海及周圍地區(qū)為槽，西北地區(qū)東部位于脊前；渤海、黃海及周圍地區(qū)上空對應(yīng)負(fù)異常是持續(xù)性干旱發(fā)生的典型環(huán)流場特征，易造成研究區(qū)域干旱事件的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 持續(xù)性干旱；位勢高度；異常；環(huán)流形勢；西北地區(qū)東部

中圖分類號 S16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）25-0196-03

Abstract The atmospheric circulation in the eastern part of the Northwest China （32.5°-41.0° N， 100.0°-112.5° E） was analyzed by using the NCEP geopotential height field data and the monthly average precipitation data of the National Climate Center 160 stations.The results showed that in the conditions of combining the abnormal height field of the drought years ，500 hPa circulation pattern of the entire Eurasian continent was mainly composed of two troughs and one ridge， Europe and the Bohai Sea， the Yellow Sea and the surrounding area were the trough，and the eastern part of the Northwest territories lied before the ridge.The negative anomalies above the Bohai Sea， the Yellow Sea and the surrounding areas were typical circulation field characteristics of persistent drought， which could lead to the occurrence of drought events in the study area.

Key words Persistent drought；Geopotential height；Anomaly；Circulation situation；Eastern part of Northwest China

西北地區(qū)東部包括寧夏、甘肅東部、陜西中北部及內(nèi)蒙古中西部地區(qū)，其東到黃河上游。該區(qū)域深居內(nèi)陸，距海遙遠(yuǎn)，再加上地形對濕潤氣流的阻擋，西北地區(qū)東部僅偏南側(cè)為溫帶季風(fēng)氣候，是氣候的敏感區(qū)和脆弱區(qū)，其他區(qū)域?yàn)闇貛Т箨懶詺夂?，冬季?yán)寒而干燥，夏季高溫，降水稀少，自東向西遞減。由于氣候干旱，氣溫的日較差和年較差都很大。該區(qū)大部屬中溫帶和暖溫帶。

我國西北地區(qū)東部地處干旱、半干旱地區(qū)，農(nóng)作物生長主要依靠自然降水，由于降水量少而且不穩(wěn)定，干旱時常發(fā)生[1-2]。春季是西北地區(qū)一年之中最為干燥的季節(jié)，雖然降水多于冬季，但升溫快，風(fēng)力大，蒸發(fā)旺盛，更易出現(xiàn)干旱災(zāi)害[3]。由于自然和人類活動等的原因，西北地區(qū)已是生態(tài)極其脆弱的地區(qū)之一，也是我國荒漠化最敏感區(qū)之一，降水量少，降水的時空分布極不均勻，而且變率大。極端降水事件的發(fā)生對區(qū)域水資源和生態(tài)環(huán)境的狀況、荒漠化狀態(tài)的變化都有重要影響[4]。李棟梁等[5]研究發(fā)現(xiàn)青藏高原對西北地區(qū)干旱氣候形成的作用。筆者利用NCEP位勢高度場資料及國家氣候中心160站的月平均降水資料，對西北地區(qū)東部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）持續(xù)性干旱進(jìn)行總結(jié)歸納，并分別對春夏連續(xù)干旱、春夏秋連續(xù)干旱和夏秋連續(xù)干旱進(jìn)行異常大氣環(huán)流合成分析。

1 資料與方法

1.1 資料選取

采用了國家氣候中心160站點(diǎn)1968年1月—2012年12月的月平均降水資料以及NCEP的位勢高度場資料。所取范圍為1968—2012年的32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E（圖1）。

根據(jù)國家氣候中心數(shù)據(jù)確定研究區(qū)域的春、夏、秋多年降水序列，參考相關(guān)文獻(xiàn)[6]，根據(jù)降水量異常確定降水指標(biāo)及干旱年份。對得到的不同干旱類型的年份（春夏連續(xù)干旱、春夏秋連續(xù)干旱和夏秋持續(xù)干旱）進(jìn)行異常大氣環(huán)流場的合成，根據(jù)NCEP月平均高度場資料，合成干旱年份各層的異常高度場，并對其環(huán)流形勢進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱年份的確定

為了確保干旱年份更符合實(shí)際，選取一份獨(dú)立的降水?dāng)?shù)據(jù)單獨(dú)分析，以國家氣候中心提供的月平均站點(diǎn)降水資料為基礎(chǔ)，按照之前選定的區(qū)域做時間序列，并參考以上K指數(shù)干旱標(biāo)準(zhǔn)尋找出干旱年份。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[6]，取低于異常值40%（只考慮中旱和重旱，輕旱則不予以考慮）的年份為干旱年。從圖2可以看出，近43年西北地區(qū)東部春季干旱年份包括1974、1978、1979、1980、1984、1986、1988、1992、1993、1995、1996、2000、2001、2004、2005、2006年，夏季干旱年份為1969、1972、1974、1986、1991、1997、1999、2001、2002、2009年，秋季干旱年份為1972、1976、1979、1986、1987、1991、1993、1997、1998、2002年?？梢?，1974、1986、2001年為春夏連旱，1972、1986、1991、1997、2002年為夏秋連旱，1986年為春夏秋連旱。

2.2 大氣環(huán)流合成分析

對干旱年份進(jìn)行異常大氣環(huán)流合成分析，合成500 hPa的異常位勢高度圖。從圖3可以看出，3—11月500 hPa 歐洲地區(qū)位勢高度為負(fù)異常，我國西北地區(qū)東部為位勢高度正異常，渤海、黃海及周圍地區(qū)（35°～45°N、120°～140°E）為位勢高度負(fù)異常。即負(fù)—正—負(fù)的異常關(guān)系較為清晰。因?yàn)槲鞅钡貐^(qū)東部干旱時即處在槽后脊前，有正的位勢高度場，為下沉氣流。

以500 hPa為例，分析環(huán)流形勢得出，在這些干旱年份合成對應(yīng)的月份中，所研究的西北地區(qū)東部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）均處在長波槽后，槽后是負(fù)渦度平流，對應(yīng)的西北地區(qū)東部在槽后對應(yīng)的地面附近為下沉運(yùn)動，有利于干旱的發(fā)生。

3 小結(jié)

整個歐亞大陸的環(huán)流形勢是兩槽一脊，歐洲及渤海、黃海及周圍地區(qū)為槽，西北地區(qū)東部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）位于脊前。在干旱年份，歐洲和渤海、黃海及周圍地區(qū)都存在異常低壓，而烏拉爾山以東則存在異常高壓。這樣的環(huán)流形勢極其有利于西北地區(qū)東部處于槽后脊前，有正的位勢高度場，槽后是負(fù)渦度平流，對應(yīng)的西北地區(qū)東部在槽后對應(yīng)的地面附近處于下沉氣流區(qū)，抑制降水，容易產(chǎn)生干旱。

參考文獻(xiàn)

[1] 李棟梁，彭素琴.中國西部降水資源的穩(wěn)定性研究[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1992，3（4）：451-458.

[2] 王詠青，羅哲賢，郭建俠.西北地區(qū)東部干旱化與天氣體系演變的關(guān)系[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，28（1）：28-35.

[3] 孫安健，郭艷君.我國西北地區(qū)春季旱澇氣候特征研究[J].氣候與環(huán)境研究，2003，8（1）：1-7.

[4] 趙慶云，張武，王式功，等.西北地區(qū)東部干旱半干旱區(qū)極端降水事件的變化[J].中國沙漠，2005，25（6）：904-909.

[5] 李棟梁，陳麗萍.青藏高原地面加熱場強(qiáng)度與東亞環(huán)流及西北初夏旱的關(guān)系[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1990，1（4）：383-391.

[6] 吳愛敏，郭江勇，王勁松.中國西北地區(qū)伏期干旱指數(shù)及干旱分析[J].干旱區(qū)研究，2007，24（2）：227-233.