2015年全國(guó)干旱狀況及其影響與成因

王閃閃，王素萍，馮建英

(中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅　蘭州　730020)

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2015年全國(guó)干旱狀況及其影響與成因

王閃閃，王素萍，馮建英

(中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730020)

摘要：2015年(2015年3月至2016年2月)，我國(guó)華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北以及西南等地存在不同程度的旱情。主要存在2個(gè)明顯的干旱中心區(qū)，分別是華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北大部組成的北方旱區(qū)和西南旱區(qū)。其中，北方旱區(qū)伏秋旱較嚴(yán)重，西南旱區(qū)主要是夏旱。各旱區(qū)農(nóng)業(yè)、人畜飲水等受到不同程度的影響。2015年受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，東亞—西北太平洋大氣環(huán)流發(fā)生異常，東亞大槽偏強(qiáng)偏東、西太副高位置偏東，我國(guó)北方盛行西北風(fēng)且西南暖濕氣流無(wú)法到達(dá)北方，導(dǎo)致我國(guó)北方干旱嚴(yán)重；而西南地區(qū)氣壓表現(xiàn)為大范圍正距平，西南渦減弱和高原地區(qū)的反氣旋增強(qiáng)，從而造成該地區(qū)出現(xiàn)干旱。

關(guān)鍵詞：2015年；干旱狀況；干旱演變；影響；成因

1全國(guó)干旱事實(shí)和影響

2015年，我國(guó)華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北以及西南等地存在不同程度的旱情(圖1)。

春季，旱情主要發(fā)生在西南地區(qū)北部、華北、內(nèi)蒙古中東部以及華南區(qū)域，有輕到中旱，局地有重到特旱，其中，華南區(qū)域因前汛期偏晚，4月旱情較重，1/3的區(qū)域有中度以上氣象干旱[1]，春末，華南旱情明顯緩解，四川西部和云南大部旱情持續(xù)發(fā)展；夏季，華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北、西南西部存在不同程度的旱情，其中，西南地區(qū)西部初夏旱情較嚴(yán)重，華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北以及西藏區(qū)域伏旱嚴(yán)重，50%左右的區(qū)域存在旱情，20%左右的區(qū)域有中度以上氣象干旱[2]；進(jìn)入秋季，各區(qū)域旱情明顯緩解，至秋末，僅局地有輕到中旱；冬季，旱情主要出現(xiàn)在四川北部，以輕到中旱為主，其余區(qū)域基本無(wú)旱情?？傮w來(lái)說(shuō)，2015年我國(guó)主要存在2大干旱區(qū)，分別是華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北大部組成的北方旱區(qū)和西南旱區(qū)。

圖1　2015年全國(guó)旱情分布示意圖

1.1北方旱區(qū)

北方旱區(qū)旱情主要發(fā)生在夏、秋季，尤其是7月中旬到10月期間，從干旱站次比來(lái)看，這一時(shí)段區(qū)域內(nèi)有44%的站點(diǎn)存在旱情，16%的站點(diǎn)有中度以上旱情(圖2)。從旱情的空間分布來(lái)看(圖3)，7月上旬，區(qū)域內(nèi)有零星的輕到中旱區(qū)；7月中、下旬，華北大部、黃淮東北部、西北地區(qū)東北部、內(nèi)蒙古中部以及東北中南部的部分區(qū)域有中到重度氣象干旱；8月上旬，黃淮、東北以及西北地區(qū)東部的部分區(qū)域旱情稍有緩解，華北和內(nèi)蒙古的部分區(qū)域旱情持續(xù)，8月中旬起，華北、西北地區(qū)東部以及內(nèi)蒙古的部分區(qū)域旱情加劇，黃淮東北部和東北南部部分區(qū)域旱情再次發(fā)展，至月末，大部區(qū)域有中度以上氣象干旱，局地有重到特旱；9月中旬起，西北、華北以及內(nèi)蒙古區(qū)域的旱情開始緩解，而黃淮和東北區(qū)域的旱情持續(xù)，存在中到重度氣象干旱，東北局地有特旱；10月，東北旱情稍有緩解，而西北地區(qū)東南部、華北南部以及黃淮局地仍有中到重度旱情；11月之后，北方旱區(qū)旱情明顯緩解，僅局地有輕到中旱。

據(jù)旱區(qū)氣象局及民政部門統(tǒng)計(jì)，2015年入夏以來(lái)的旱災(zāi)共造成內(nèi)蒙古360.8萬(wàn)人受災(zāi)，農(nóng)作物受災(zāi)面積195.6×104hm2，其中絕收32.3×104hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失64.5億元*內(nèi)蒙古新聞網(wǎng)，http://inews.nmgnews.com.cn/system/2015/09/11/011769165.shtml；遼寧省有289.8萬(wàn)人受災(zāi)，28.8萬(wàn)人因旱需生活救助，農(nóng)作物受災(zāi)面積81.5×104hm2，其中絕收13.9 ×104hm2，飲水困難的大牲畜1.7萬(wàn)頭(只)，直接經(jīng)濟(jì)損失23.3億元*民政部救災(zāi)司，http://www.jianzai.gov.cn//DRpublish/ywcp/0000000000012043.html；

圖2　2015年北方旱區(qū)干旱站次比(發(fā)生干旱

圖3　2015年7～11月上旬北方旱區(qū)旱情空間分布

山西省7月中旬有202.5萬(wàn)人受災(zāi)，18.1萬(wàn)人因旱需生活救助，農(nóng)作物受災(zāi)面積43.3×104hm2，其中絕收3.8 ×104hm2，飲水困難的大牲畜1.2萬(wàn)頭(只)，直接經(jīng)濟(jì)損失15.6億元。8月，山西全省因旱損失達(dá)20.7億元，超過近5 a年均干旱損失*2015年8月山西省氣候影響評(píng)價(jià)；陜西省有83.12萬(wàn)人因旱受災(zāi)，受災(zāi)面積25.8×104hm2，農(nóng)作物絕收面積4.3×104hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失10.22億元*2015年7月陜西省氣候影響評(píng)價(jià)；寧夏有105萬(wàn)人受災(zāi)，因旱需飲水救助45萬(wàn)人，農(nóng)作物受旱面積17.0×104hm2，絕收面積5.0×104hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失約5億元*2015年夏季寧夏氣候影響評(píng)價(jià)；甘肅有71.07萬(wàn)人受災(zāi)，飲水困難6.72萬(wàn)人，農(nóng)作物受災(zāi)面積14.5×104hm2，成災(zāi)面積6.57×104hm2，絕收面積1.26×104hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失3.49億元*2015年8月甘肅省氣候影響評(píng)價(jià)。

1.2西南旱區(qū)

西南地區(qū)多發(fā)生冬、春旱，夏旱較少出現(xiàn)[2-4]。2015年春季，四川大部和云南西北部有輕到中旱，局地有重旱[2]；夏季，西南地區(qū)西部出現(xiàn)嚴(yán)重旱情，川西高原、川西南山地、盆地中部以及云南大部區(qū)域存在中度以上程度的氣象干旱，從干旱站次比來(lái)看(圖4)，6～8月上旬區(qū)域內(nèi)平均有36%的站點(diǎn)存在旱情，16%的站點(diǎn)有中度以上旱情，5%的站點(diǎn)有重度以上旱情。從旱情的空間演變來(lái)看(圖5)，6月，川西高原南部、川西南山地以及云南西北部和中部區(qū)域存在中度以上氣象干旱，云南西北部有特旱；進(jìn)入7月，四川南部和云南的旱情稍有緩解，特旱解除，但川西高原北部、四川盆地中部以及西藏中東部出現(xiàn)輕到中旱，局地有重旱；8月上旬后，各地旱情均有所緩解，僅局地有輕到中旱；進(jìn)入秋季，西藏中東部旱情再次發(fā)展，至9月下旬，西藏中部的大部區(qū)域有中度以上氣象干旱，那曲地區(qū)有重旱；10月上旬，旱情稍有緩解，中到重旱區(qū)范圍稍有縮小，中旬起，旱情明顯緩解，重旱解除，中旱區(qū)縮小。

圖4　2015年西南旱區(qū)干旱站次比演變特征

圖5　2015年6～10月中旬西南旱區(qū)旱情空間分布

據(jù)云南省民政部門統(tǒng)計(jì)，截至7月22日，云南省昆明、玉溪、保山等7市(自治州)41個(gè)縣(市、區(qū))480.6萬(wàn)人受災(zāi)，155.8萬(wàn)人因旱需生活救助；農(nóng)作物受災(zāi)面積49.9×104hm2，其中絕收面積8.7×104hm2；飲水困難的大牲畜97.1萬(wàn)頭(只)；直接經(jīng)濟(jì)損失22.6億元。

2旱區(qū)氣溫和降水變化

從各時(shí)段氣溫和降水狀況來(lái)看(圖略)，2015年3月上、中旬，華北旱區(qū)大部、云南以及四川南部降水較常年偏少8成以上，西南旱區(qū)大部氣溫較常年同期偏高2～4 ℃，局地偏高4 ℃以上，高溫少雨致使華北大部、四川大部以及云南部分區(qū)域存在輕到中旱，局地重旱；下旬，華北旱區(qū)降水仍偏少8成以上，氣溫偏高4 ℃以上，旱情迅猛發(fā)展，四川和西藏部分區(qū)域降水偏少8成以上，旱情持續(xù)；4月，華北旱區(qū)和西南旱區(qū)相繼出現(xiàn)10～50 mm的降水，較常年同期偏多2成以上，局地偏多2倍以上，同時(shí)，氣溫接近常年同期，旱情明顯緩解。而華南大部降水較常年偏少5成以上，氣溫偏高1～2 ℃，旱情發(fā)展；5月，華南旱區(qū)大部降水較常年偏多5成以上，局地偏多1～2倍，旱情顯著緩解；6月，四川西部和云南大部氣溫較常年同期偏高1～2 ℃，川西南山地和云南西北部偏高2～4 ℃，降水量較常年同期偏少3～8成，高溫少雨致使四川和云南的部分區(qū)域存在中度以上氣象干旱；7月，北方旱區(qū)和西藏大部降水較常年同期偏少5～8成，旱情發(fā)展；8月，西南旱區(qū)降水較常年同期偏多2成至1倍，旱情明顯緩解，而北方旱區(qū)大部降水仍偏少2成以上，旱情持續(xù)；9月，西藏大部降水量較常年同期偏少5成以上，局地偏少8成以上，同時(shí)，氣溫較常年同期偏高1～4 ℃，旱情再次發(fā)展，黃淮和東北旱區(qū)降水偏少5成以上，旱情持續(xù)，而西北地區(qū)東南部和內(nèi)蒙古西部氣溫接近常年同期，降水量較常年同期偏多2成以上，內(nèi)蒙古西部偏多2倍以上，旱情明顯緩解；10月，西藏中部降水偏多2成以上，局地偏多2倍以上，旱情明顯緩解，而西北地區(qū)東南部、華北北部、黃淮降水量仍較常年同期偏少2成以上，局地旱情持續(xù)；11月，北方旱區(qū)大部降水量偏多2倍以上，大部區(qū)域旱情解除，而川西高原和云南西北部降水量較常年同期偏少8成以上，旱情稍有發(fā)展；冬季，川西高原和云南西北部降水仍偏少2成以上，存在輕到中旱。

3干旱成因

3.1北方旱區(qū)

2015年是典型的強(qiáng)厄爾尼諾年，從4月開始赤道中東太平洋的海溫異常偏高，并一直持續(xù)到2016年春季。厄爾尼諾對(duì)我國(guó)氣候影響較大，早在1930年代，涂長(zhǎng)望先生就研究了南方濤動(dòng)(SO)與我國(guó)降水的超前、滯后關(guān)系，試圖對(duì)我國(guó)夏季的旱澇進(jìn)行預(yù)測(cè)[5]。大量研究表明，在厄爾尼諾年，我國(guó)雨帶主要維持在長(zhǎng)江及其以南地區(qū)，北方地區(qū)總體偏旱[6-11]。觀測(cè)事實(shí)發(fā)現(xiàn)，2015年我國(guó)華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北等北方地區(qū)在汛期確實(shí)發(fā)生了大范圍的干旱現(xiàn)象，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。

從500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)的空間分布看出(圖6a和圖6b)，5、6月我國(guó)北方至白令海峽東部一帶存在低壓異常，異常低壓中心位于堪察加半島附近，而異常低壓以西的歐洲地區(qū)則出現(xiàn)顯著的高壓異常。這種異常高、低壓的環(huán)流配置，使得中高緯地區(qū)西風(fēng)帶偏于經(jīng)向環(huán)流型，同時(shí)東亞大槽位置偏東，我國(guó)北方大部地區(qū)位于槽后，下層輻散、上層輻合，不易形成降水。這種環(huán)流形勢(shì)在700 hPa(圖7a和圖7b)上表現(xiàn)得更為清晰：5、6月歐洲地區(qū)的異常高壓和東亞地區(qū)的異常低壓相互配置，東亞大槽加深增強(qiáng)且位置偏東，從而使得我國(guó)北方大部地區(qū)受槽后西北冷空氣控制(圖8a和圖8b)。另外，500 hPa垂直速度異?？臻g分布圖(圖9a和圖9b)顯示，我國(guó)北方地區(qū)表現(xiàn)為大面積的正異常，即下沉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)或上升運(yùn)動(dòng)減弱。同時(shí)，對(duì)1 000～300 hPa整層水汽輸送進(jìn)行積分(圖10a和圖10b)發(fā)現(xiàn)，5、6月，北方地區(qū)水汽表現(xiàn)為輻散，不利于降水發(fā)生。

7、8月，500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(圖6c和圖6d)上，我國(guó)東部地區(qū)存在一低壓異常，受其影響，西太平洋副熱帶高壓(以下簡(jiǎn)稱西太副高)無(wú)法西進(jìn)，滯留在海上，相比于1981～2010年平均西伸脊點(diǎn)(120°E)，2015年7月西太副高的西伸脊點(diǎn)停留在140°E，比常年偏東20個(gè)經(jīng)度；8月偏東近20個(gè)經(jīng)度。從700 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(圖7c和圖7d)也可看出，對(duì)流層低層西太副高仍位于海上，大量暖濕氣流沿著反氣旋西側(cè)北上，僅掃過華南的部分地區(qū)，經(jīng)臺(tái)灣北上，到日本群島附近向東轉(zhuǎn)入太平洋(圖8c和圖8d)，這一重要的水汽通道偏東是導(dǎo)致我國(guó)北方干旱少雨的一重要原因。此外，500 hPa垂直速度場(chǎng)上(圖9c和圖9d)，7、8月我國(guó)北方大部地區(qū)表現(xiàn)為正異常，說(shuō)明下沉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)或上升運(yùn)動(dòng)減弱。綜上可知，來(lái)自西北太平洋的水汽通道偏東導(dǎo)致水汽無(wú)法到達(dá)我國(guó)北方，配合對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)的減弱，從而使我國(guó)北方大部地區(qū)的水汽通量散度呈正值，即水汽輻散流失，干旱加重。

圖6　2015年5～10月500 hPa位勢(shì)高度(等值線)及其異常(彩色陰影)的空間分布(單位:gpm)

圖7　2015年5～10月700 hPa位勢(shì)高度(等值線)及其異常(彩色陰影)的空間分布(單位:gpm)

圖8　2015年5～10月700 hPa風(fēng)場(chǎng)的空間分布(單位：m/s)

圖9　2015年5～10月500 hPa垂直速度異常的空間分布(單位：Pa/s)

圖10　2015年5～10月1 000～300 hPa整層水汽積分的平均水汽

9、10月，伴隨著較冷空氣的南下，西北太平洋副高勢(shì)力減弱，脊線開始自北向南迅速撤退，9月上旬脊線第一次回撤到22°N附近，我國(guó)北方雨季結(jié)束。但500 hPa垂直速度異常分布(圖9e和圖9f)顯示，北方地區(qū)出現(xiàn)大面積的負(fù)異常，即輻合上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，產(chǎn)生降水，一定程度上緩解了我國(guó)北方的旱情。

3.2西南旱區(qū)

2015年春季西南地區(qū)北部出現(xiàn)旱情，到6月干旱急劇加重，尤其是云南、四川西部地區(qū)，至7、8月云南和四川旱情有所緩解，而西藏地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，尤其是7月，一直持續(xù)到9月，10月下旬干旱緩解(圖4)。研究表明，西南地區(qū)降水與西南渦密切相關(guān)，西南渦是青藏高原東部及我國(guó)西南特殊地形影響下形成的淺薄系統(tǒng)，在700 hPa或850 hPa上表現(xiàn)為氣旋性環(huán)流的小低壓，伴隨降水產(chǎn)生[12-18]。從500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(圖6a和圖6b)可以看出，受厄爾尼諾影響，低緯度地區(qū)位勢(shì)高度場(chǎng)呈正距平，5、6月西南地區(qū)氣壓相比常年氣候平均偏高。同樣，在700 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)上(圖7a和圖7b)，云南西南部地區(qū)位勢(shì)高度為正異常，即云南西南部低渦偏弱。從500 hPa垂直速度場(chǎng)(圖9a和圖9b)可看出，5、6月西南大部地區(qū)為正異常，對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)受到抑制，同時(shí)整層大氣的水汽輸送表現(xiàn)為強(qiáng)輻散(圖10a和圖10b)，不利于降水形成，旱情加??；7、8月，云南西部地區(qū)垂直速度出現(xiàn)負(fù)異常，上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)(圖9c和圖9d)，水汽輻合積聚(圖10c和圖10d)，旱情逐漸得到緩解；至9、10月，西太副高減弱南退，并向東退居到海上，但華南沿海地區(qū)出現(xiàn)異常高壓中心(圖6e和圖6f)，副高位置相比常年偏西，從而引導(dǎo)西南水汽進(jìn)入川滇地區(qū)，干旱基本解除。青藏高原平均海拔4 000～5 000 m，有“世界屋脊”之稱，降水主要集中在高原南部，水汽主要來(lái)源于孟加拉灣[19-20]。從500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(圖6c)上可以看出，7月我國(guó)西部存在一異常高壓中心，受其影響，青藏高原地區(qū)在反氣旋高壓控制下盛行下沉氣流，不易形成降水。此外，500 hPa垂直速度場(chǎng)(圖9c)上，7月青藏高原地區(qū)出現(xiàn)顯著正異常，說(shuō)明該地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)受到抑制，對(duì)流活動(dòng)較常年偏弱，降水不易發(fā)生，從而使干旱加劇。一般年份，由于地形影響，青藏高原南部地區(qū)存在一弱槽，其引導(dǎo)來(lái)自孟加拉灣的水汽爬坡進(jìn)入高原南部，這是夏季青藏高原降水的主要水汽通道。2015年7月，青藏高原大部地區(qū)尤其是西北部存在一異常高壓中心，同時(shí)在高原南側(cè)孟加拉灣附近存在一弱的異常低壓中心，從而使得高原大部地區(qū)在高壓反氣旋控制下，盛行東北風(fēng)和北風(fēng)，使得孟加拉灣的水汽通道呈“關(guān)閉”狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致水汽在該地區(qū)輻散，降水異常偏少，加劇當(dāng)?shù)睾登椤?月，來(lái)自孟加拉灣的水汽給青藏高原地區(qū)帶來(lái)降水，緩解了這次干旱。

4結(jié)論

(1)2015年，我國(guó)主要存在2個(gè)明顯的干旱中心區(qū)，分別是華北、黃淮、西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、東北大部組成的北方旱區(qū)和西南旱區(qū)。

(2)北方旱區(qū)伏秋旱較嚴(yán)重，西南旱區(qū)主要是夏旱。

(3)2015年受超強(qiáng)厄爾尼諾現(xiàn)象影響，東亞—西北太平洋大氣環(huán)流發(fā)生異常：5、6月，高緯地區(qū)西風(fēng)帶相比氣候平均振幅的波動(dòng)較大，表現(xiàn)為經(jīng)向環(huán)流型，東亞大槽偏東，我國(guó)北方位于槽后地區(qū)，盛行西北風(fēng)；7、8月，西太副高位置偏東，西南暖濕氣流無(wú)法到達(dá)北方，導(dǎo)致我國(guó)北方連續(xù)多月降水偏小，干旱嚴(yán)重；9、10月，副高減弱南退，北方部分地區(qū)垂直輻合上升運(yùn)動(dòng)增加，產(chǎn)生降水，在一定程度上緩解了北方旱情，但干旱仍在持續(xù)。而在西南地區(qū)，氣壓表現(xiàn)為大范圍的正距平，從而導(dǎo)致西南渦減弱和高原地區(qū)的反氣旋高壓增強(qiáng)，造成干旱，尤其在夏季；8、9、10月，暖濕西南風(fēng)將孟加拉灣水汽輸送到西南地區(qū)，解除了西南地區(qū)的旱情。

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中圖分類號(hào)：S166

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-7639(2016)-02-0382-08

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0382

作者簡(jiǎn)介：王閃閃，助理研究員，研究方向?yàn)楦珊禋w因分析、海氣相互作用. E-mail:wangshsh06@163.com

基金項(xiàng)目：中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所科研啟動(dòng)項(xiàng)目(KYS2015BSKY01)資助

收稿日期：2016-04-10；改回日期：2016-04-19

王閃閃，王素萍，馮建英.2015年全國(guó)干旱狀況及其影響與成因[J].干旱氣象，2015，33(2)：382-389, [WANG Shanshan, WANG Suping, FENG Jianying. Drought Events and Its Influence in 2015 in China[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(2):382-389], doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0382