西北太平洋夏季風(fēng)對(duì)中國長江流域夏季降水及農(nóng)業(yè)的影響研究

王嘉佩 沈迪桑 杜愛軍

摘 要：為了探究影響中國長江流域夏季降水的因素，研究了西北太平洋夏季風(fēng)對(duì)中國長江流域夏季降水及農(nóng)業(yè)的影響，并從中發(fā)現(xiàn)長江流域夏季降水的主要影響因素，以期作為洪澇災(zāi)害防治依據(jù);探析了季風(fēng)氣候?qū)χ袊L江流域農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響，有助于促進(jìn)該區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：長江流域;西北太平洋夏季風(fēng);夏季降水;農(nóng)業(yè)

文章編號(hào)：1004-7026（2019）10-0105-02 ? ? ? ? 中國圖書分類號(hào)：P426.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

季風(fēng)是一種變化顯著的環(huán)流系統(tǒng)，因季節(jié)變化而變化。中國位于東亞季風(fēng)區(qū)域，受季風(fēng)氣候影響較大，容易引發(fā)洪澇災(zāi)害，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重影響[1]。近年，中國長江流域夏季降水影響因素受到了關(guān)注。通過查找文獻(xiàn)資料可知，西北太平洋夏季風(fēng)氣候?qū)邓绊戄^大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也受之影響，將針對(duì)此問題展開研究分析。

1 ?資料選取與研究方法

為了深入研究中國長江流域夏季降水問題，通過查找1995—2015年數(shù)據(jù)資料，選取6—9月數(shù)據(jù)作為重點(diǎn)分析對(duì)象，即西北太平洋夏季風(fēng)期。

對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算如下：當(dāng)整層積分水汽輸送時(shí)，沿著垂直方向劃分8個(gè)層次：以300 hPa為第一層;設(shè)置間隔為100 hPa，劃分第二層～第五層;第六層～第八層依次為850 hPa、925 hPa、1 000 hPa。假設(shè)單位邊長整層大氣水汽輸送通量矢量為Q，則其計(jì)算公式如下：

2 ?必要性分析

通過查找文獻(xiàn)資料可知，西北太平洋夏季風(fēng)降水在6—9月較多，所以，在對(duì)該區(qū)域季風(fēng)降雨情況進(jìn)行研究分析時(shí)，取130°E～150°E和12.5°N～20°N作為重要研究區(qū)域。另外，將這3個(gè)月的降水標(biāo)準(zhǔn)化距平時(shí)間序列作為研究季風(fēng)氣候降雨變化指標(biāo)，通過觀察時(shí)間序列獲取西北太平洋夏季風(fēng)降雨信息。

一般情況下，利用低層緯向風(fēng)場經(jīng)向切變對(duì)不同季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)的年際變化進(jìn)行定義，依此作為對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。中國夏季降水與時(shí)間序列之間的關(guān)系：中國長江流域及以該區(qū)域?yàn)橹行哪喜繀^(qū)域的降水，與西北太平洋夏季風(fēng)降水存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且兩者之間的相關(guān)系數(shù)在-0.4以下，α高于標(biāo)準(zhǔn)水平。

3 ?西北太平洋夏季風(fēng)對(duì)中國長江流域夏季降水的影響

從內(nèi)振蕩傳播、內(nèi)振蕩相位循環(huán)兩個(gè)方面出發(fā)，探究太平洋夏季風(fēng)對(duì)長江流域夏季降水造成的影響。

3.1 ?強(qiáng)季風(fēng)和弱季風(fēng)內(nèi)振蕩傳播影響研究

大氣傳播包括兩種傳播路徑，分別是緯向傳播路徑和經(jīng)向傳播路徑，兩者之間既相互作用，也相互影響。前者沿著正東方向，以熱帶印度洋季風(fēng)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)傳播，或者沿著正西方向，以中西太平洋區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)傳播;后者沿著正北方向，以熱帶區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)傳播，或者沿著正南方向，以中高緯區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)傳播。在研究季風(fēng)氣候?qū)﹂L江區(qū)域降雨的影響時(shí)，為了簡化研究步驟，提取CISO特征，將強(qiáng)季風(fēng)氣候和弱季風(fēng)氣候合并，形成850 hPa緯向風(fēng)分量，采取帶通濾波法進(jìn)行處理得到變化曲線，將其作為影響分析的主要依據(jù)。在弱季風(fēng)年，沿著正北方向，CISO能夠傳播至30°N～35°N區(qū)域，江淮流域降雨在東亞雨季時(shí)期所受影響較大。其中，降雨變化比較明顯的是一次東亞雨季和二次東亞雨季。而強(qiáng)季風(fēng)年位于熱帶區(qū)域的CISO較強(qiáng)，并且沿著正北方向傳播的時(shí)間間隔較短，大氣CISO匯聚到一起，致使降水量出現(xiàn)了大幅度變化現(xiàn)象。由于沿著正北方向傳播較弱，兩者綜合起來，對(duì)中國長江流域降水影響較小。

另外，沿著西北方向傳播時(shí)，對(duì)長江流域降雨造成的影響較大。在夏季風(fēng)強(qiáng)盛年份，長江流域受西傳CISO的影響較弱，導(dǎo)致降水量低于平均降水量。而夏季風(fēng)較弱年份，沿著正東方向傳播的印度季風(fēng)區(qū)域CISO和沿著正西方向傳播的太平洋季風(fēng)區(qū)域CISO匯合，對(duì)長江流域降雨影響較大，導(dǎo)致降水量高于平均降水量。

3.2 ?弱季風(fēng)內(nèi)振蕩相位循環(huán)影響研究

將西北太平洋關(guān)鍵區(qū)域劃分為8個(gè)相位分布空間，分別觀察不同相位中CISO流經(jīng)方向與強(qiáng)度對(duì)長江區(qū)域降雨的影響。太平洋季風(fēng)季節(jié)內(nèi)振蕩變化明顯，以緯向和經(jīng)向傳播，大氣CISO與中國長江流域降水發(fā)生相互作用，導(dǎo)致其降水量變化幅度較大。當(dāng)太平洋季風(fēng)處于強(qiáng)盛時(shí)間段時(shí)，大氣CISO在熱帶區(qū)域較強(qiáng)，并且沿著正北方向傳播時(shí)間間隔較短，大氣CISO疊加得到的氣候?qū)μ窖蠼邓绊戄^大，導(dǎo)致該區(qū)域降水量高于平均降水量。在此過程中，只有沿著正西方向的大氣CISO對(duì)長江流域區(qū)域降雨造成了影響，并且影響較小，沿著正東方向傳播的大氣CISO對(duì)長江流域影響較大，形成鎖相關(guān)系。

4 ?西北太平洋夏季風(fēng)對(duì)中國長江流域農(nóng)業(yè)的影響

長江流域受西北太平洋夏季風(fēng)氣候的影響，其降水量要高于平均降水量。因此，此區(qū)域種植的農(nóng)作物應(yīng)該以對(duì)水分要求較高的農(nóng)作物為主，從而避免降水量過高導(dǎo)致農(nóng)作物死亡。為了證明西北太平洋季風(fēng)氣候?qū)﹂L江流域農(nóng)業(yè)的影響，一些研究學(xué)者在此區(qū)域同時(shí)種植了玉米、水稻。通過對(duì)比農(nóng)作物產(chǎn)量，從而得出氣候?qū)r(nóng)業(yè)的影響。測(cè)試結(jié)果為，水稻產(chǎn)量達(dá)到了最佳生長環(huán)境的96%，而玉米產(chǎn)量僅達(dá)到了最佳生長環(huán)境的70%。因此，在西北太平洋夏季風(fēng)氣候的影響下，長江流域適合選取種植水分要求較高的作物。目前，我國長江流域以水稻、茶葉為主要作物，為該區(qū)域創(chuàng)造了較大經(jīng)濟(jì)效益。

5 ?結(jié)束語

通過查找文獻(xiàn)資料，總結(jié)出長江流域夏季降水量與太平洋夏季風(fēng)之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且強(qiáng)季風(fēng)年份和弱季風(fēng)年份之間存在顯著差異。在強(qiáng)季風(fēng)年份，長江流域受到的影響較小，降水量低于平均降水量。在弱季風(fēng)年份，結(jié)果相反，從而增加了該區(qū)域降水。另外，太平洋季風(fēng)季節(jié)內(nèi)振蕩顯著，在長江流域形成鎖相關(guān)系，導(dǎo)致區(qū)域降水量較多。受到西北太平洋夏季風(fēng)氣候的影響，長江流域應(yīng)該選取對(duì)水分要求較高的作物種植。

參考文獻(xiàn)：

[1]李棟梁，張茜，姚慧茹，等.北印度夏季風(fēng)與中國河套及鄰近地區(qū)盛夏降水的聯(lián)系[J].高原氣象，2016，35（6）：

1512-1523.