海南島不同季節水汽輸送異常與降水異常的聯系分析

張天圣 蔡英纓

摘 要 利用1970—2015年海南島18市縣月降水資料及NCEP/NCAR逐月再分析資料，探討海南島四季水汽特征及其與降水異常關系。結果顯示：海南島多雨年和少雨年水汽輸送特征明顯不同，各季多雨年、少雨年對比也不同；西南風水汽輸送進入南海后轉向與南下東北風冷空氣匯合形成氣旋性異常環流，造成海南春季降水，而西南風水汽輸送與副高南側偏東風水汽輸送在海南島上空交匯，造成夏季多雨；秋季多雨年，西南風水汽輸送轉向后匯合副高南側偏東風水汽以偏東風急流形式影響海南島；春季少雨年時，海南島位于水汽輸送大值中心入口位置，整體水汽收支為對外輸出，而東部氣旋式水汽環流異常和中南半島附近反氣旋水汽環流異常作用造成夏季降水偏少，秋季少雨年，西南水汽輸送和西太平洋偏東風水汽輸送較常年偏弱，冬季少雨年，西南水汽輸送異常偏弱，海南島受偏北風水汽輸送影響。

關鍵詞 水汽輸送；水汽通量散度；降水異常；偏東急流

中圖分類號：P434.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.11.082

1 研究方法和資料處理

本文選用海南島18個市縣氣象觀測站1970—2015年月降水資料和NCEP/NCAR 資料的大氣多要素月平均資料，分辨率為2.5 °×2.5 °，單位邊長整層大氣水汽輸送通量矢量通過如下公式計算：

單位為kg·m-1·s-1，u、v為緯向和經向風速，g為重力加速度，q為各等壓面上比濕，ps為地面氣壓，在實際大氣中，300 hPa以上大氣水汽含量較少，在計算中取大氣頂氣壓為300 hPa，整層積分時，地形以下等壓面值不作累加[1-2]。

由于降水區域性明顯，可采用降水距平百分率，它的定義為：

要素x為每月降水時空序列，x=x（i，j，k），其中i=1，2，3…，n代表年序，n為資料總年數，j=1，2，3…，m代表月序，m為總月數，k=1，2，3…，k代表空間站點序，x（j，k）為k站j月多年平均月降水量，以海南18個市縣代表站各季節總降水距平百分率≥20%（≤-20%）定義得到海南各季節多雨年、少雨年，見表1。

2 海南島春、夏、秋、冬季水汽輸送的氣候特征

從1970—2015年46年的平均水汽輸送場來看（圖1），春季（圖1a），低緯度西太平洋偏東風水汽輸送在中南半島發生向北轉向，與青藏高原南側偏西風水汽輸送匯合后向東北方向輸送到長江流域，西南水汽輸送帶未建立，春季影響海南水汽輸送來自赤道西太平洋偏東風水汽輸送在中南半島轉向后西南水汽輸送。夏季（圖1b），青藏高原南側偏西風水汽輸送帶消失，西南水汽輸送帶建立和加強發展，經孟加拉灣和中南半島后進入南海后轉向，向北輸送水汽影響海南，副高北抬后其南側偏東風水汽輸送未伸入南海海域，經過孟加拉灣和中南半島后進入南海向北輸送的西南水汽輸送。秋季（圖1c），副熱帶高壓南退，南側偏東風水汽輸送帶進入南海北部，前端到達中南半島西部，西南水汽輸送減弱，在孟加拉灣東部和安達曼海域發生分流，一支水汽向北輸送，另一支水汽向東南方輸送，副高南側偏東風水汽輸送影響海南。冬季（圖1d），近赤道偏東風水汽輸送帶較偏南，海南島處于偏東風水汽輸送帶和偏西風水汽輸送輸送帶之間反氣旋水汽環流控制下，處于水汽輻散區，冬季降水主要受冷空氣南下冷鋒天氣影響，因此降水量一年四季中最小。

3 海南島春、夏、秋、冬、季節水汽輸送差異對比分析

由春季多雨年水汽輸送距平場可知，南海中北部和華南沿海有氣旋性異常水汽環流，環流中心位于南海北部15°N附近，鋒面南壓到華南沿海和南海北部，西南風水汽輸送從中南半島南部及其以南海域進入南海后發生轉向與南下冷空氣匯合，形成氣旋性異常水汽環流，造成海南春季降水過程。多雨年西南風水汽異常加強造成赤道西太平洋偏東風水汽輸送減弱，配合南下冷空氣在海南交匯形成降水。春季少雨年，偏東風水汽輸送進入南海北部后向北轉向，經過海南島后與青藏高原南側偏西風水汽輸送匯合向我國東部和東海輸送，海南島位于水汽輸送大值中心入口處，經過海南島水汽輸送為過路水，不利于春季降水。

夏季多雨年水汽輸送距平場可看到，西南風水汽輸送經中南半島進入南海后與副高南側偏東風水汽輸送在海南島交匯出現明顯切變線，匯合后水汽輸送分為兩支，在中南半島到我國西南部形成氣旋式水汽環流。正反氣旋水汽環流異常共同作用造成海南島水汽輻合形成降水，孟加拉灣西部、印度半島和阿拉伯海一帶存在氣旋式水汽環流異常，因此春季多雨年和夏季多雨年水汽輸送異常造成降水原因不一樣。夏季少雨年，我國東部海面氣旋式水汽環流異常，中南半島附近存在弱反氣旋水汽環流異常，海南島處在正反氣旋水汽環流之間西北風水汽輻散區域，不利于海南島夏季降水。與夏季多雨年相反，對比春季少雨年，夏季少雨年與春季少雨年有本質不同。

秋季多雨年水汽輸送距平場，西南風水汽輸送從中南半島南部及其以南進入南海后發生逆轉，匯合副高南側偏東風水汽一起向海南島上空輸送，主要以偏東風急流的形式影響海南島秋季降水。對比夏季多雨年水汽輸送距平場，夏季多雨年水汽環流中心位于中南半島北部，海南島受西南水汽輸送和副高偏東水汽輸送形成切變線影響，秋季多雨年水汽環流中心位于海南島南部海面，受偏東風水汽輸送影響。秋季少雨年，南海中北部為西北風水汽輸送控制，孟加拉灣南部為偏東風水汽輸送，西南水汽輸送異常偏弱，西太平洋偏東風水汽輸送較常年偏弱。

冬季多雨年水汽輸送距平場可看到，西南水汽輸送經中南半島進入南海與20°N以北偏東風水汽輸送形成一弱東西向切變線，影響海南島冬季降水，冬季多雨年西南水汽輸送活躍，配合偏東風水汽輸送共同影響海南島冬季降水。冬季少雨年，華南到南海北部為偏北風水汽輸送異常，南海南部、中南半島、孟加拉灣為偏西風水汽輸送異常，說明冬季少雨年，西南水汽輸送偏弱，海南島受西北風水汽輻散影響。

4 結論

1）春季多雨年，西南風水汽輸送進入南海后發生轉向與南下東北風冷空氣匯合，形成氣旋性異常環流，造成海南春季降水，夏季多雨年，西南風水汽輸送與副高南側偏東風水汽輸送在海南島上空交匯，我國東部海面反氣旋水汽環流與中南半島附近氣旋式水汽環流共同作用造成海南島上空水汽輻合形成降水，秋季多雨年，西南風水汽輸送從中南半島南部及其以南進入南海后發生逆轉，匯合副高南側偏東風水汽一起向海南島上空輸送，主要以偏東風急流形式影響海南島秋季降水，冬季多雨年，西南水汽輸送活躍，配合偏東風水汽輸送共同影響海南島冬季降水。

2）春季少雨年，海南島位于水汽輸送大值中心入口位置，整體水汽收支為對外輸出，夏季少雨年，東部海面存在氣旋式水汽環流異常和中南半島附近存在弱反氣旋水汽環流異常共同作用，海南島正處在這對正反氣旋水汽環流之間西北風水汽輻散區，秋季少雨年，西南水汽輸送和西太平洋偏東風水汽輸送較常年偏弱，冬季少雨年，西南水汽輸送異常偏弱，海南島主要受偏北風水汽輸送影響。

參考文獻：

[1] 楊仁勇，趙付竹，陳有龍.2010年10月海南島一次特大暴雨過程數值模擬和診斷分析[J].暴雨災害，2014，33（3）：255-263.

[2] 馮文，周玲麗，肖潺，等.海南島秋汛期降水的時空分布特點及其環流特征分析[J]熱帶氣象學報，2016，32（4）：533-545.

（責任編輯：劉昀）