從副高及海溫角度分析2013年夏季長(zhǎng)江中下游地區(qū)高溫干旱原因

隋翠娟，潘豐，蔡怡，尹朝輝

（1.國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京100081;2.中國(guó)海洋大學(xué)，山東青島266100）

從副高及海溫角度分析2013年夏季長(zhǎng)江中下游地區(qū)高溫干旱原因

隋翠娟1,2，潘豐1，蔡怡1，尹朝輝1

（1.國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京100081;2.中國(guó)海洋大學(xué)，山東青島266100）

利用NCEP/NCAR再分析資料研究了2013年夏季西太平洋副熱帶高壓特征，發(fā)現(xiàn)今夏副熱帶高壓位置偏西、偏北，且長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在江南地區(qū)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，今年前期熱帶印度洋海溫顯著偏高，赤道中東太平洋海溫較常年同期偏低，這共同造成了今年我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的高溫干旱。

西太副高；海溫異常；熱帶印度洋；赤道中東太平洋

1 引言

西太平洋副熱帶高壓（簡(jiǎn)稱副高）作為東亞夏季風(fēng)的主要成員，直接影響我國(guó)東部夏季降水雨帶分布和旱澇異常[1-2]。由于它是我國(guó)尤其是東部省市下半年天氣氣候變化的主要控制系統(tǒng)，歷來(lái)為氣象學(xué)家所重視。它的南北、東西位置對(duì)中國(guó)不同區(qū)域旱澇及寒暑影響尤其重大。西太平洋副高的北跳或南撤以及它的持續(xù)停留，直接決定了中國(guó)華南、長(zhǎng)江流域及華北地區(qū)的雨帶長(zhǎng)短或旱澇情況。而西太平洋副熱帶高壓的東西位置也關(guān)系到東亞季風(fēng)的建立、長(zhǎng)江流域降水的多寡以及華北的氣溫與旱澇[3]。不少學(xué)者還尋求臺(tái)風(fēng)、降水及高溫干旱等天氣與副高間的關(guān)系[4-8],這些研究大大開(kāi)闊了人們認(rèn)知副高的視野。

氣象上一般以日最高氣溫35℃作為高溫的標(biāo)準(zhǔn)，“高溫?zé)崂恕蓖ǔＶ赋掷m(xù)多天35℃以上的高溫天氣。高溫也是一種較常見(jiàn)的氣象災(zāi)害，2013年夏季長(zhǎng)江中下游多省市出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)諸多不便，2013年我國(guó)東部持續(xù)的這種高溫及干旱在歷史上是少見(jiàn)或罕見(jiàn)的。該年夏季長(zhǎng)江中下游地區(qū)的天氣異常與西太副高的位置及前期海溫直接相關(guān)。本文的目的就是考察2013年夏季天氣特征與副高的關(guān)系，并進(jìn)一步分析前期海洋特征，從大氣及海洋角度來(lái)分析2013年夏季溫度降水異常的可能原因。

本文所用數(shù)據(jù)包括NCEP/NCAR再分析資料，時(shí)間自1979年1月—2013年8月，水平分辨率為2.5°×2.5°；同時(shí)間段的OISST海洋數(shù)據(jù)，分辨率為0.25°×0.25°；以及國(guó)家氣候中心網(wǎng)站發(fā)布的我國(guó)160個(gè)站的溫度降水資料。所用方法包括氣候平均，緯向平均，徑向平均及合成相似年等。

2 2013年夏季我國(guó)天氣特征

2013年夏季我國(guó)降水有兩條主雨帶，一條位于四川、華北、西北地區(qū)東部及東北地區(qū)；另一條位于華南沿海地區(qū)。而在長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水則較常年同期偏少，高溫且干旱。給出我國(guó)今年夏季（6—8月份）降水量百分率（圖1a）及溫度（圖1b）的距平分布。由于長(zhǎng)江中下游大部分地區(qū)今年入梅偏晚，出梅偏早，梅雨期偏短，導(dǎo)致汛期降水較常年偏少2—5成。圖中顯示降水量偏少3—8成的區(qū)域主要集中在黃淮西南部、江淮、江漢、江南大部、華南西北部、西南東部及青海大部等地，其中貴州中東部、華南中部、浙江中西部等地偏少5成以上。同時(shí)，降水偏少區(qū)域在2013年汛期氣溫偏高，其中長(zhǎng)江中下游地區(qū)氣溫偏高明顯。如黃淮南部、江淮、江漢、江南大部等地普遍偏高1—2℃，部分地區(qū)偏高2℃以上。

圖1 2013年汛期(6—8月)全國(guó)降水量百分率和氣溫距平分布（引自：國(guó)家氣候中心）

3 2013年夏季副高特征

2013年夏季長(zhǎng)江中下游高溫干旱的異常天氣與今年的副高特征密不可分。圖2和圖3分別為2013年5—8月的副高經(jīng)度-時(shí)間剖面及緯度-時(shí)間剖面。首先看逐日西太副高經(jīng)度-時(shí)間剖面圖，圖4分別對(duì)應(yīng)20°—25°N，25°—30°N，30°—35°N，35°—40°N平均?？砂l(fā)現(xiàn)6月16日—7月10日左右，副高持續(xù)在20°—25°N，120°—150°E附近，且西伸脊點(diǎn)超過(guò)氣候態(tài)，且超過(guò)120°E附近約半個(gè)多月；7月11—15日東退幾天后，于16日又繼續(xù)西伸，并于8月初西伸脊點(diǎn)達(dá)到100°E附近。過(guò)程一直持續(xù)到8月16日左右，才開(kāi)始東退。25°—30°N平均剖面圖基本也有此現(xiàn)象。圖3為逐日西太副高緯度-時(shí)間剖面圖，分別對(duì)應(yīng)110°—130°E平均和110°—150°E平均。同樣能夠看出副高在6月20日—7月15日間5880位勢(shì)米線北界位置超過(guò)氣候態(tài)偏北，在8月1—15日北界位置超過(guò)30°N。所以說(shuō)，今年的西太副高位置較常年偏西，偏北，且長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在江南地區(qū)。許彬等[4]認(rèn)為，副高偏強(qiáng)偏西時(shí)，會(huì)削弱西風(fēng)帶低槽對(duì)長(zhǎng)江流域的影響，導(dǎo)致高溫。

4 前期海洋特征

副高的異常與海洋的變化也密不可分。有研究表明西太平洋暖池及其上空的對(duì)流加熱異常對(duì)東亞夏季風(fēng)和副高的位置和強(qiáng)度有顯著的影響[9-10]；太平洋-印度洋海溫的共同作用能夠造成夏季西太平洋副熱帶高壓形勢(shì)持續(xù)異常[11]；毛天松等[12]強(qiáng)調(diào)了北太平洋海溫的作用，指出北太平洋海溫異常通過(guò)熱成風(fēng)作用，使西太平洋東西風(fēng)帶強(qiáng)度和副高位置發(fā)生異常，造成長(zhǎng)江中下游夏季風(fēng)的異常。

實(shí)際上西太平副熱帶高壓在熱帶對(duì)流和長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水之間起到橋梁作用，通過(guò)副高的位置、面積、強(qiáng)度異常，影響東亞夏季風(fēng)和長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季溫度及降水異常[13]。圖4為2013年1—6月份平均海溫異常分布圖，監(jiān)測(cè)到今年前期全球海溫場(chǎng)有兩大特征：一是熱帶印度洋海溫顯著偏高，二是赤道中東太平洋海溫較常年同期持續(xù)偏低。印度洋海溫偏高導(dǎo)致熱帶印度洋海域水汽和孟加拉灣水汽偏強(qiáng)，由西南季風(fēng)攜帶進(jìn)入我國(guó)的水汽偏多，而受赤道中東太平洋海溫較常年同期偏低影響，東亞夏季風(fēng)偏強(qiáng)，有利于熱帶水汽向我國(guó)北方地區(qū)輸送。因此，我國(guó)中東部長(zhǎng)江以北地區(qū)為水汽輸送的異常輻合區(qū)，降水偏多，而長(zhǎng)江以南大部水汽異常輻散，導(dǎo)致降水偏少。西太平洋副熱帶高壓位置與常年同期相比要偏北、偏西，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的晴熱天氣導(dǎo)致長(zhǎng)江中下游地區(qū)氣溫偏高。

圖2 逐日西太副高的經(jīng)度-時(shí)間剖面圖（紅線為氣候平均5880位勢(shì)米等值線）

圖3 逐日西太副高的緯度-時(shí)間剖面圖（紅線為氣候平均5880位勢(shì)米等值線）

圖4 2013年1—6月平均海溫異常分布場(chǎng)

圖5 1983年、1987年、1998年及2010年1—6月平均海溫異常分布場(chǎng)

圖6 我國(guó)溫度及降水7月份距平分布

5 相似年海溫特征

通過(guò)分析1979—2012年夏季逐日西太副高經(jīng)度-時(shí)間剖面圖和緯度-時(shí)間剖面圖，發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)年份副高特征與2013年相似，分別為1983年、1987年、1995年、1998年、2003年及2010年。這幾年中副高強(qiáng)度、西伸脊點(diǎn)、穩(wěn)定時(shí)間與2013年相似。繼續(xù)分析前期海溫異常場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)這六年中只有1995年和2003年海溫異常場(chǎng)與2013年相似，即中東太平洋地區(qū)為負(fù)異常，但赤道印度洋處正海溫異常不明顯（圖略），而圖5顯示的其余四年（1983年、1987年、1998年及2010年）海溫場(chǎng)異常場(chǎng)與2013年明顯不同，中東太平洋處海溫顯著偏高。進(jìn)一步分析副高的差異，發(fā)現(xiàn)1995年、2003年、2013年夏季副高明顯偏北，而1983年、1987年、1998年及2010年夏季副高明顯偏南（圖略）。

將前期赤道東太平洋海溫異常兩種不同狀況的年份進(jìn)行溫度和降水合成，分別給出赤道東太平洋海溫異常偏冷的年份，如1995年和2003年7月份我國(guó)溫度降水合成，及赤道東太平洋海溫異常偏暖的年份，如1983年、1987年、1998年與2010年我國(guó)溫度降水合成，如圖6所示。圖中顯示當(dāng)海溫異常偏冷時(shí)，我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)溫度較常年顯著偏高，降水較常年同期偏少，這與2013年夏季相似，位置更加偏南（圖6a、6b）；而當(dāng)海溫異常偏暖時(shí)，表明長(zhǎng)江中下游地區(qū)溫度較常年同期偏冷，降水也偏多（圖6c、6d），這與今年同區(qū)域夏季情況是相反的。

6 結(jié)論

2013年夏季我國(guó)長(zhǎng)江中下游多個(gè)省市出現(xiàn)高溫干旱現(xiàn)象，在歷史上是少見(jiàn)或罕見(jiàn)的。通過(guò)研究NCEP再分析資料大氣場(chǎng)及OISST的海溫場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)與副高的異常及前期海溫的異常有關(guān)。

（1）2013年夏季副高較常年偏西、偏北，且長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在江南區(qū)域，副熱帶高壓控制下的空氣下沉增溫和晴空條件下的輻射加熱使得氣溫持續(xù)異常偏高，給長(zhǎng)江中下游地區(qū)帶來(lái)高溫酷暑天氣；

（2）2013年前期海溫場(chǎng)表明，熱帶印度洋海溫偏高，赤道東太平洋溫度偏低，配合副高位置，導(dǎo)致雨帶偏北，長(zhǎng)江中下游地區(qū)處于干旱區(qū)；

（3）通過(guò)相似年分析發(fā)現(xiàn)，副高位置偏西且長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定時(shí)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)并不都是高溫干旱的，只有當(dāng)前期中東太平洋海溫偏冷時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致副高偏北，長(zhǎng)江以南地區(qū)溫度偏高，降水偏少（如1995年及2003年）；當(dāng)前期赤道東太平洋海溫偏暖時(shí)，副高偏南，長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水偏顯著多，溫度偏低（如1983年、1987年、1998年及2010年）。

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Study of hot-dry weather over the mid-lower reaches of the Yangtze River in summer of 2013

SUI Cui-juan1,2，PAN Feng1，CAI Yi1，YIN Zhao-hui1
（1.National Marine Environment Forecast Center,Beijing 100081 China; 2.College of Environmental Oceanography Ocean University of China,Qingdao 266100 China）

Based on NCEP/NCAR reanalysis data,the characteristics of western Pacific subtropical high in summer of 2013 are studied.The results show that the location of western Pacific subtropical high in 2013 is more western and northern than normal year,and lasts for a long time in southern parts of the Yangtze River. Further analysis shows that SST in tropical Indian Ocean is higher,while SST in middle and east equatorial Pacific is lower than the normal period,which cause hot-dry weather over the mid-lower reaches of the Yangtze River.

Western Pacific Subtropical high；SST anomalies；tropical Indian Ocean；middle and east equatorial Pacific

P434

：A

：1003-0239（2014）05-0076-06

10.11737/j.issn.1003-0239.2014.05.012

2013-10-11

國(guó)家自然科學(xué)基金（41106165）

隋翠娟（1981-），女，助理研究員，主要從事氣候預(yù)測(cè)方面研究。E-mail：suicj@nmefc.gov.cn