涪陵區近 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

(重慶市涪陵區氣象局,重慶 涪陵 408000)

涪陵區近 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

(重慶市涪陵區氣象局,重慶 涪陵 408000)

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

伏旱高溫;環流特征;2006年特大干旱

1 引言

在人類活動以及自然因素的綜合影響下,氣候出現異常,極端氣候事件頻繁發生。涪陵區處于四川盆地東部平行嶺谷區,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)伏旱是主要災害性天氣之一。1953～2006年,涪陵區伏旱發生頻率為75%,其中嚴重伏旱達 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),對涪陵區造成的危害之大為歷史罕見。突出的特點是：持續長：從 7月 6日開始至9月 7日持續 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總降水量僅為54.7mm,平均每天不足 0.9mm。災情重：導致糧食減產、林木損毀、用電困難、水源枯竭。涪陵區直接經濟損失 6.39億元,其中農業直接損失 4.39億元。本文著重對涪陵區伏旱高溫氣候成因進行分析,對2006年特大伏旱事件大氣環流的異常特征進行了深入研究。

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年涪陵區氣溫、降水、伏旱的統計資料;1971—2000年 NCEP北半球高度場再分析資料;1971—2000年平均環流場資料。2006年特大干旱資料選用：2006年 7—8月 500hPa、100hPa平均環流場資料。分析方法：采用年代平均、曲線分析、平均場分析等。

3 涪陵區 1953～2006年伏旱氣候基本情況及其變化特征

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

3.1 涪陵 1953—2006年伏旱強度分析

涪陵區 1953—2006年 54a中共出現伏旱 41d,概率為 74.5%。伏旱的年代變化看,20世紀 50年代弱,60年代前期、70年代和 80年代后期強,2000—2006年,伏旱出現由弱到強的趨勢。嚴重伏旱分布情況是：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

涪陵區高溫時段主要出現在盛夏,而伏旱期又是高溫最集中階段。統計得出,高溫天數和伏旱強度成正比,涪陵區伏旱期間≥35℃高溫時段平均為33 d,2006年達到 55d,僅次于 1959年的 59d。從高溫天數趨勢分析,目前高溫呈上升趨勢。

3.3 涪陵 1953—2006年高溫 (≥40℃)分析

涪陵 1953—2006年≥40℃高溫天數較多的年份 (≥5d)有 1959年、1961年、1964年、1972年、1975年、1992年、2006年,除去 1964年伏旱較輕,其它年份都是嚴重旱,2006年≥40℃高溫天數達到12d,為涪陵區有氣象記錄以來之最。

3.4 涪陵 1953—2006年汛期 (5—9月)降水分析

涪陵區汛期 5—9月平均降水量為 750mm。1953—2006年中有 17年嚴重伏旱,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 全球變暖對涪陵氣溫的影響

在全球氣候變暖的大背景下,涪陵區伏旱期間氣溫也經歷了較明顯的變化。

極端最高氣溫的變化：20世紀 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 (≥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 (≥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月冬季平均環流場

4 重慶區域 (涪陵)伏旱期平均環流特征

4.1 500hPa歐亞冬季環流特征

圖 1是重慶區域 (涪陵)夏季多雨年前期500hPa歐亞 12—2月冬季平均高度距平環流場。主要環流特征表現為歐亞大陸高緯地區冷高壓異常發展,冷空氣勢力較強;青藏高原地區及日本地區高度場偏低。貝加爾湖地區為明顯正距平區。當前期歐亞 12—2月冬季平均環流場出現與 (圖 1)反相位分布時,有利重慶區域 (涪陵)夏季少雨。

4.2 500hPa北半球 7—8月旱年平均高度場環流特征

重慶區域 (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,西伸脊點在 135°E附近。西風帶以長波活動為主,西南季風強盛,極渦中心偏于西半球,中心強度為 5440百帕,中緯度為四波環流,槽線分別位于 70°E,180°E,120°W,160°W附近 (圖略 )。

4.3 100hPa平均高度環流特征

100hPa流場尺度大,流型穩定,對研究伏旱有很重要的意義。通過分析得出,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 4中心的負值區,遠東地區為正值區。盛夏 100hPa西歐高度上升,烏山及以東地區高度下降,長波槽發展,南亞高壓東亞部分向北加強發展,歐亞大陸中高緯度呈 + - +分布有利于重慶區域 (涪陵)高溫伏旱天氣出現 (圖略)。

5 2006年特大干旱環流特征

5.1 2005年 12月—2006年 2月北半球冬季高度距平環流特征

2005—2006年冬季 500hPa高度距平場上 (圖略),歐亞大陸高緯地區冷高壓勢力偏弱,南下冷空氣不強;青藏高原地區及日本地區高度場相對較高。在貝加爾湖地區出現明顯負距平區,有利于夏季重慶區域 (涪陵)少雨。與 (圖 1)比較中高緯呈現反相位分布。

5.2 2006年 7—8月 500hPa平均高度環流特征

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

5.3 2006年 7—8月 500hPa位勢高度距平特征

中高緯度地區歐洲西部為正距平區,亞洲大陸北部為東西向大范圍負距平區,兩個中心分別位于烏拉爾地區和鄂霍次克海地區,這兩個區域正是表征烏山阻高和鄂霍次克阻高強弱的關鍵區,明顯的負距平說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。另外我國東北華北上空有大范圍正距平區,這是西太平洋副熱帶高壓位置偏北的反應。另外,在里咸海附近伊朗高原上空有 +3位勢什米以上距平區,表征伊朗高壓偏強 (圖略)。

5.4 2006年 7—8月 100hPa環流特征

2006年 7—8月 100hPa平均高度環流圖上,南亞高壓較常年明顯偏強。距平圖上,華北上空有大范圍正距平區,中心達正 5位勢什米。根據已有研究,100hPa上的大陸高壓和 500hPa上的西太平洋副熱帶高壓是在對流層上部和對流層中部分別形成的高空反氣旋環流,但它們存在著相互制約的關系。盛夏期間,南亞高壓較常年明顯偏強且在華北地區有較強大范圍正距平,南亞高壓在東亞偏北發展加強,有利于中層西太平洋副熱帶高壓的強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 西太平洋副高與臺風活動

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

6 小結

①涪陵區伏旱強弱具有隨年代變化特征,20世紀 50年代最弱,70年代最強,進入 2000年后,伏旱有逐漸增強的趨勢。伏旱強弱變化可能與全球氣候變化有關。

圖 3 2006年盛夏臺風與副高示意圖

②高溫和極端最高氣溫是衡量伏旱強弱的重要指標,2006年涪陵區 ≥35℃為 55d,≥40℃達到12d,極端最高氣溫 43.5℃,給國民經濟和人民生活帶來嚴重影響,成為涪陵區百年一遇特大干旱。

③冬季 500hPa上貝加爾湖地區為明顯負距平,對預報涪陵夏季少雨有指示意義。

④盛夏 100hPa西歐高度場偏高,烏山及以東地區高度偏低,南亞高壓向東北加強發展,歐亞大陸中高緯度呈 + - +分布,有利于涪陵伏旱高溫天氣發生。

⑤500hPa亞洲中高緯度地區盛行緯向環流,北方冷空氣活動明顯偏弱;副熱帶高壓偏西偏北并與發展東移的青藏高壓結合或交替影響四川盆地,副高控制區域的下沉增溫和抑制對流發展,登陸臺風偏多對副高維持產生的促進作用,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流特征綜合反映導致的結果。

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

[2] 涪陵區氣象臺 .伏旱統計資料 .1953-2006.

[3] 李永華,劉德,金龍,等 .BP神經網絡在重慶伏旱預測中的應用研究[J].重慶氣象,2002,1：25-27.

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P468

B

1003-6598(2010)增刊-0148-03

2010-09-10

徐洪 (1955-),男,高工,主要從事天氣預報工作。