2016年夏季全國干旱分布及其影響與成因

馮建英，張 宇，王素萍

(中國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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2016年夏季全國干旱分布及其影響與成因

馮建英，張 宇，王素萍

(中國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)

2016年夏季(6—8月)，我國內(nèi)蒙古東部、東北西部、西北地區(qū)東南部、青海南部和西北部、華北東部、黃淮大部、川西高原北部、四川盆地東北部、廣西西部和云南東南部以及江南東北部出現(xiàn)了不同程度的旱情。干旱主要發(fā)生在北方地區(qū)，其中內(nèi)蒙古東部遭遇了1953年以來的最嚴(yán)重旱災(zāi)，旱區(qū)農(nóng)牧業(yè)、人畜飲水等受到不同程度的影響。就全國而言，2016年夏季干旱災(zāi)情相比近年同期明顯偏輕，大氣環(huán)流異常是造成我國北方部分地區(qū)夏季干旱的主要原因。

2016年夏季；干旱狀況；干旱演變；影響；大氣環(huán)流

1 我國夏季干旱的時(shí)空分布及其演變

2016年夏季(6—8月)，我國內(nèi)蒙古東部、東北西部、青海南部、四川北部、西北地區(qū)南部、黃淮北部、華北中南部以及云南東南部和廣西西部出現(xiàn)了不同程度的旱情(圖1)。

6月，旱情主要出現(xiàn)在我國東北地區(qū)西北部、華北東部、黃淮東北部、四川盆地東北部、青海南部等地，內(nèi)蒙古中東部和川西高原北部的局部地區(qū)有重旱。7月，內(nèi)蒙古東部的干旱發(fā)展，黑龍江西部、遼寧西部出現(xiàn)旱情。甘肅中東部、青海西北部和東南部、陜西西南部、四川北部以及廣西西部和云南東南部等地出現(xiàn)了不同程度的干旱，華北東部、黃淮東北部旱情有所緩解，但黃淮中西部發(fā)生了輕到中旱。8月，東北旱區(qū)北部旱情持續(xù)，甘肅河?xùn)|地區(qū)、青海南部以及四川北部旱情持續(xù)發(fā)展，至8月下旬，青海南部、川西高原北部以及甘肅隴中和隴南有中度以上旱情，局地有重到特旱。黃淮、江南出現(xiàn)旱情。廣西西部的旱情8月中旬已完全解除。

圖1 2016年夏季(6—8月)全國旱情分布示意圖

根據(jù)全國各氣象站中旱以上日數(shù)的分布(圖略)，2016年夏季我國大致有2個(gè)主要干旱區(qū)：內(nèi)蒙古東部和東北西部組成的東北旱區(qū)；青海南部、甘肅東南部、關(guān)中和陜南西部、四川北部組成的西北—西南旱區(qū)。一個(gè)次旱區(qū)：由華北東北部、黃淮、江淮部分地區(qū)組成的華北、黃淮干旱區(qū)。

1.1 東北旱區(qū)

2016年夏季，我國東北地區(qū)的內(nèi)蒙古東部、黑龍江西部、吉林西部、遼寧西部出現(xiàn)明顯伏旱，部分地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重伏旱。

6月上旬，內(nèi)蒙古東部存在輕到中旱；中旬，旱情有所緩解，只有輕旱仍在持續(xù)；下旬，旱區(qū)的范圍縮小，只是局地存在輕到中旱。進(jìn)入盛夏，內(nèi)蒙古東部的旱情不斷加重，范圍向東北擴(kuò)大，8月中旬發(fā)展到最嚴(yán)重程度，旱區(qū)擴(kuò)展至黑龍江西部和吉林大部等地，大部區(qū)域有中到重旱，局部地方有重到特旱，這種旱情和影響范圍維持到8月末(圖2)。圖3為該區(qū)干旱站次比(發(fā)生干旱站數(shù)占所有站數(shù)的百分比)的時(shí)間演變，可以看出，該區(qū)8月旱情最為嚴(yán)重，這一時(shí)段區(qū)域內(nèi)有近一半的站點(diǎn)存在旱情，近20%的站點(diǎn)出現(xiàn)中度以上旱情，出現(xiàn)重度旱情的站點(diǎn)達(dá)到近10%。

1.2 西北—西南旱區(qū)

西北—西南旱區(qū)由青海南部、甘肅東南部、關(guān)中和陜南西部以及四川北部組成。

2016年夏季，青海、甘肅河?xùn)|、陜西南部、川西高原北部、四川盆地東北部有輕旱發(fā)生，川西高原北部的局部地區(qū)、青海南部有重到特旱。從旱情的時(shí)空變化可以看出(圖2)，6月干旱主要發(fā)生在川西高原北部，主要為輕旱；下旬，青海南部和西北部以及川西高原北部旱情發(fā)展，局部出現(xiàn)中旱。7月上旬，川西高原北部旱情持續(xù)，甘肅河?xùn)|地區(qū)、陜西南部出現(xiàn)輕到中旱；中旬旱情開始緩解，下旬，只在青海南部、西北部及甘肅河?xùn)|地區(qū)局地和陜西南部存在輕到中旱。

圖2 2016年夏季(6—8月)我國氣象干旱時(shí)空演變

圖3 2016年夏季(6—8月)東北旱區(qū)干旱站次比演變

進(jìn)入8月上旬，青海南部和西北部、川西高原北部以及甘肅河?xùn)|地區(qū)、陜西南部局地旱情仍在持續(xù)；中旬，甘肅河?xùn)|地區(qū)、青海南部以及四川北部旱情持續(xù)發(fā)展；至8月下旬，青海南部、川西高原北部以及甘肅隴中和隴南有中度以上旱情，局地有重到特旱。干旱站次比的時(shí)間演變特征(圖4)表明，該旱區(qū)旱情有2個(gè)最嚴(yán)峻的時(shí)段，分別在7月上旬中期至中旬中期和8月下旬。

圖4 2016年6—8月西北地區(qū)旱區(qū)干旱站次比演變特征

1.3 華北、黃淮干旱區(qū)

6月上旬，華北東部、黃淮東北部存在中度干旱，下旬旱情基本解除；進(jìn)入7月，黃淮中西部出現(xiàn)輕旱，到了下旬旱情發(fā)展，局部出現(xiàn)中旱；8月上、中旬旱情有所緩解，下旬旱情又一次加重(圖2)。

2 干旱影響

旱區(qū)各民政廳統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，2016年夏季的旱災(zāi)是內(nèi)蒙古草原自1953年以來遭遇的最嚴(yán)重旱情。截至8月20日統(tǒng)計(jì)，全區(qū)農(nóng)作物受旱面積296萬hm2，其中嚴(yán)重干旱65.5萬hm2，干枯38.2萬hm2；可利用草場(chǎng)受旱面積2 800萬hm2。有69條河流斷流、165座水庫干涸，27 464眼機(jī)電井出水量不足。水利工程蓄水僅14.96億m3，較常年偏少35%。旱情使當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)損失達(dá)115.9億元人民幣。其中，呼倫貝爾牧區(qū)653.3多萬hm2草原均受到旱災(zāi)影響，整個(gè)牧區(qū)飼草的缺口達(dá)67萬t左右。赤峰、通遼、呼倫貝爾等9市(盟)53個(gè)縣(市、區(qū)、旗)341.6萬人受災(zāi)，106.5萬人因旱需生活救助，其中46.2萬人因旱飲水困難需救助。

吉林省白城、松原、四平等4市9個(gè)縣(市、區(qū))50.4萬人受災(zāi)；農(nóng)作物受災(zāi)面積34 010 hm2，其中絕收4 510 hm2；直接經(jīng)濟(jì)損失16.9億元。

黑龍江省齊齊哈爾、大慶、黑河等5市21個(gè)縣(市、區(qū))241.2萬人受災(zāi)；農(nóng)作物受災(zāi)面積156.97 萬 hm2，其中絕收2 820 hm2；直接經(jīng)濟(jì)損失49.3億元。

陜西省渭南、漢中、安康3市9個(gè)縣(市、區(qū))20.5萬人受災(zāi)，近6 100人因旱需生活救助，其中近4 700人因旱飲水困難需救助；農(nóng)作物受災(zāi)面積2 150 hm2，其中絕收600余hm2；飲水困難大牲畜近1 600頭(只)；直接經(jīng)濟(jì)損失7 700余萬元。

甘肅省定西、天水、平?jīng)龅?市(自治州)25個(gè)縣(區(qū))277.4萬人受災(zāi)，9.8萬人因旱需生活救助，其中7.4萬人因旱飲水困難需救助；農(nóng)作物受災(zāi)面積44.69萬hm2，其中絕收1 630 hm2；飲水困難大牲畜2.3萬頭(只)；直接經(jīng)濟(jì)損失13.6億元。

3 干旱成因

2016年夏季，我國西北地區(qū)、四川大部及內(nèi)蒙古東部氣溫較常年同期偏高1 ℃以上；東北地區(qū)西部及內(nèi)蒙古東部、甘肅東南部、陜西南部、四川北部等地降水偏少2～5成。氣溫高、降水少是導(dǎo)致東北、西北2個(gè)干旱區(qū)形成的主要原因。

6月，西北大部氣溫較常年同期偏高1～2 ℃，新疆南部和西藏西部偏高2～4 ℃，內(nèi)蒙古東南部、遼寧、華北東部及黃淮東北部偏高0.5～1 ℃；西北大部及四川北部降水偏少2～5成，其中新疆南部偏少5～8成，造成我國東北地區(qū)西北部、華北東部、黃淮東北部、四川盆地東北部、青海南部以及南疆西部等地出現(xiàn)旱情。華北東部、黃淮東北部雖然月降水偏多，但上旬降水偏少達(dá)5～8成，上旬出現(xiàn)輕到中旱，隨著中旬后大的降水過程發(fā)生，旱情得以解除。

7月，西北大部、貴州大部、廣西西部和北部、內(nèi)蒙古東部、黑龍江西部、吉林西部氣溫較常年同期偏高1～2 ℃，內(nèi)蒙古東北部偏高2～4 ℃，與此同時(shí)，與常年同期相比，東北北部、內(nèi)蒙古東北部、云南東部、貴州西部、青海西北部、新疆南部、黃淮等地降水偏少2～8成，因此，東北、西北旱區(qū)干旱發(fā)展；黃淮中西部發(fā)生了輕到中旱。

8月，西北地區(qū)東部、西南地區(qū)北部、華北大部、黃淮、內(nèi)蒙古大部氣溫較常年同期偏高1～2 ℃，其中西北地區(qū)東南部及四川北部、內(nèi)蒙古中部部分地區(qū)氣溫偏高2～4 ℃，同時(shí)，東北大部、黃淮大部、河北、甘肅東南部、陜西南部、四川等地降水較常年同期偏少2～5成，部分地區(qū)偏少5成以上，高溫少雨致使東北、西北以及黃淮干旱進(jìn)一步發(fā)展。

旱區(qū)高溫少雨主要是由于大氣環(huán)流異常造成的。夏季北半球高空大范圍溫度持續(xù)偏高也為高溫少雨提供了背景條件。

3.1 夏季北半球高空大范圍溫度持續(xù)偏高

從2016年夏季北半球20°N —30°N緯度帶平均溫度距平的經(jīng)度—高度剖面(圖5)上看到，北半球從底層到200 hPa均為明顯的正距平分布，大中心幾乎分布在300～200 hPa高度，高值中心可達(dá)8 ℃，位于約150°E上空。高空溫度如此異常偏高十分有利于位勢(shì)高度的增加。有研究表明，全球增暖的重要特征就是對(duì)流層增溫而平流層降溫[1]。這在一定意義上說明，今年夏季北半球高空大范圍溫度異常持續(xù)偏高的特征，仍然與全球增暖具有一致性。其次，太平洋上空對(duì)流層溫度異常偏高，可加劇西太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)，促使其異常狀態(tài)得以維持。

圖5 2016年夏季20°N —30°N平均溫度距平的經(jīng)度—高度剖面(單位： ℃)

3.2 500 hPa高度場(chǎng)異常

從2016年夏季逐日500 hPa(20°N—55°N)75°E —135°E經(jīng)度帶平均的時(shí)間—緯度剖面，以及(75°E—135°E)20°N—55°N緯度帶平均的時(shí)間—經(jīng)度剖面(圖6)中可發(fā)現(xiàn)：

中高緯度(一般在50°N以北)高空沒有閉合暖高壓中心表現(xiàn)出來,表明中高緯度2016年夏季阻高偏少、偏弱，使得我國大陸上空缺少冷暖空氣頻繁交匯條件，從而影響我國北方區(qū)域大范圍強(qiáng)降水的形成。

今年夏季，西太平洋副熱帶高壓整體上維持偏強(qiáng)、面積偏大、位置異常偏西，階段性南北擺動(dòng)明顯。7—8月登陸我國大陸的臺(tái)風(fēng)(臺(tái)風(fēng)路徑實(shí)時(shí)發(fā)布系統(tǒng)http://typhoon. zjwater.gov.cn/default.aspx)對(duì)副高有所影響，臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑造成異常西伸的西太副高在大陸上被切斷,形成孤立閉合的大陸高壓?jiǎn)误w。

3.3 東北旱區(qū)

2016年夏季逐旬700 hPa水汽場(chǎng)(圖7)及500 hPa高度場(chǎng)(圖略)、風(fēng)場(chǎng)(圖8)來看，內(nèi)蒙古東部、東北地區(qū)今夏主要受平直西風(fēng)氣流控制,而西太副高總體偏強(qiáng)偏西偏南的狀態(tài)使得副熱帶鋒區(qū)偏西偏南，缺少暖濕水汽輸送。通過500 hPa與200 hPa、850 hPa風(fēng)場(chǎng)(圖略)上下層配置發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域6月下旬出現(xiàn)低層輻散、高層輻合，該現(xiàn)象持續(xù)至8月中下旬才有所緩解。即該區(qū)域上空出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間維持的下沉氣流，缺少降水動(dòng)力條件。

8月末北上臺(tái)風(fēng)獅子山(臺(tái)風(fēng)路徑實(shí)時(shí)發(fā)布系統(tǒng)http://typhoon. zjwater. gov.cn/default.aspx)為該區(qū)域大范圍降水提供了有利條件，從而旱情得到緩解。

3.4 西北—西南旱區(qū)

從圖8可以看到，我國西北地區(qū)東部今夏7月中旬之前主要受西北氣流控制，偏南的西太副高無法將充沛的水汽北上輸送，7月中旬開始西太副高在異常強(qiáng)大的狀態(tài)下有所北移，但是出現(xiàn)西移路徑的臺(tái)風(fēng)，將其迅速北推并切斷，使一部分高壓留在我國大陸上空，在我國西北地區(qū)東部上空形成大陸暖性高壓。該較強(qiáng)的大陸高壓在7月中下旬后，控制我國西北大部和西南地區(qū)偏北地方上空，使該區(qū)域出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、大范圍晴熱高溫天氣，加劇了西北地區(qū)中東部和四川北部大范圍干旱的發(fā)展。

圖6 2016年500 hPa逐日高度場(chǎng)變化(單位：dagpm)

通過分析200 hPa緯向風(fēng)(圖略)特征，今夏高空急流偏北偏西，這也使得急流出口處在夏季能夠產(chǎn)生強(qiáng)降水的這一有利條件被削弱，這也是今夏西北地區(qū)東部降水偏少的原因之一。

按照已有研究，南亞高壓東部型通常對(duì)應(yīng)著我國西北地區(qū)東部夏季降水偏多，但是東部型高壓過程中由于海上臺(tái)風(fēng)或低壓北上,阻擋了西太副高西伸，或使已西伸的西太副高在大陸上被切斷,形成孤立的閉合高壓?jiǎn)误w，高壓控制區(qū)域會(huì)出現(xiàn)晴熱高溫少雨天氣，造成西北地區(qū)東部夏季降水偏少[2]。通過南亞高壓特征指數(shù)變化(圖略)發(fā)現(xiàn): 今夏南亞高壓位置整體偏東偏北，強(qiáng)度明顯偏強(qiáng)，且2016年南亞高壓脊線位置的2次北跳過程，與西北地區(qū)東部出現(xiàn)的2個(gè)干旱時(shí)段有超前近10 d的對(duì)應(yīng)。所以，結(jié)合臺(tái)風(fēng)今夏活動(dòng)特征、南亞高壓東部型下，西北地區(qū)東部出現(xiàn)夏季降水偏少現(xiàn)象。

圖8 2016年夏季逐旬500 hPa風(fēng)場(chǎng)特征(單位：m·s-1)

4 結(jié) 論

(1)2016年夏季，我國主要的干旱發(fā)生在北方地區(qū)，有2個(gè)干旱中心，分別是內(nèi)蒙古東部和東北西部組成的東北旱區(qū)以及青海南部、甘肅東南部、關(guān)中和陜南西部以及四川北部組成的西北旱區(qū)。此外，華北東北部、黃淮和江淮的部分地區(qū)也出現(xiàn)不同程度的干旱。而南方地區(qū)除廣西西部和云南東南部以及江南東北部在部分時(shí)段出現(xiàn)輕到中旱外，其余地方均無干旱發(fā)生。

(2) 相比6月，7—8月旱情較為嚴(yán)峻。從不同區(qū)域來看，東北旱區(qū)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，旱情也最為嚴(yán)重。

(3) 底層到中高層溫度偏高、西太平洋副高夏季總體偏強(qiáng)偏西偏南、南亞高壓位置偏東偏北且明顯偏強(qiáng)、大陸高壓的控制以及盛夏臺(tái)風(fēng)路徑等的異常影響，是造成我國東北西部和西北地區(qū)東部以及青海南部、川西高原北部高溫少雨，進(jìn)而形成干旱的主要原因。

[1] 楊輝，李崇銀. 2003夏季中國江南異常高溫的分析研究[J]. 氣候與環(huán)境研究，2005,10(1)：80-85.

[2] 張瓊,錢正安,陳敏連. 關(guān)于夏季南亞高壓的進(jìn)一步研究Ⅰ.與我國西北地區(qū)降水關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析[J]. 高原氣象,1997(1):52-62.

2016-10-18；改回日期：2016-10-24

馮建英(1963-)，女，甘肅天水人，副研究員，主要從事干旱、沙塵暴等災(zāi)害性天氣氣候成因及其預(yù)測(cè)方法研究. E-mail:1156783479@qq.com

1006-7639(2016)-05-0912-06

10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-05-0912

S166

A