海南島不同季節(jié)水汽輸送異常與降水異常的聯(lián)系分析

張?zhí)焓? 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(guān)系。結(jié)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(fēng)水汽輸送進入南海后轉(zhuǎn)向與南下東北風(fēng)冷空氣匯合形成氣旋性異常環(huán)流，造成海南春季降水，而西南風(fēng)水汽輸送與副高南側(cè)偏東風(fēng)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(fēng)水汽輸送轉(zhuǎn)向后匯合副高南側(cè)偏東風(fēng)水汽以偏東風(fēng)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(huán)流異常和中南半島附近反氣旋水汽環(huán)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(fēng)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(fēng)水汽輸送影響。

關(guān)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(jīng)向風(fēng)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(qū)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(shù)，j=1，2，3…，m代表月序，m為總月數(shù)，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(jié)總降水距平百分率≥20%（≤-20%）定義得到海南各季節(jié)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(fēng)水汽輸送在中南半島發(fā)生向北轉(zhuǎn)向，與青藏高原南側(cè)偏西風(fēng)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(fēng)水汽輸送在中南半島轉(zhuǎn)向后西南水汽輸送。夏季（圖1b），青藏高原南側(cè)偏西風(fēng)水汽輸送帶消失，西南水汽輸送帶建立和加強發(fā)展，經(jīng)孟加拉灣和中南半島后進入南海后轉(zhuǎn)向，向北輸送水汽影響海南，副高北抬后其南側(cè)偏東風(fēng)水汽輸送未伸入南海海域，經(jīng)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(cè)偏東風(fēng)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(fā)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(cè)偏東風(fēng)水汽輸送影響海南。冬季（圖1d），近赤道偏東風(fēng)水汽輸送帶較偏南，海南島處于偏東風(fēng)水汽輸送帶和偏西風(fēng)水汽輸送輸送帶之間反氣旋水汽環(huán)流控制下，處于水汽輻散區(qū)，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(jié)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(huán)流，環(huán)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(fēng)水汽輸送從中南半島南部及其以南海域進入南海后發(fā)生轉(zhuǎn)向與南下冷空氣匯合，形成氣旋性異常水汽環(huán)流，造成海南春季降水過程。多雨年西南風(fēng)水汽異常加強造成赤道西太平洋偏東風(fēng)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(fēng)水汽輸送進入南海北部后向北轉(zhuǎn)向，經(jīng)過海南島后與青藏高原南側(cè)偏西風(fēng)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(jīng)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(fēng)水汽輸送經(jīng)中南半島進入南海后與副高南側(cè)偏東風(fēng)水汽輸送在海南島交匯出現(xiàn)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(huán)流。正反氣旋水汽環(huán)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(huán)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(huán)流異常，中南半島附近存在弱反氣旋水汽環(huán)流異常，海南島處在正反氣旋水汽環(huán)流之間西北風(fēng)水汽輻散區(qū)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(zhì)不同。

秋季多雨年水汽輸送距平場，西南風(fēng)水汽輸送從中南半島南部及其以南進入南海后發(fā)生逆轉(zhuǎn)，匯合副高南側(cè)偏東風(fēng)水汽一起向海南島上空輸送，主要以偏東風(fēng)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(huán)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(huán)流中心位于海南島南部海面，受偏東風(fēng)水汽輸送影響。秋季少雨年，南海中北部為西北風(fēng)水汽輸送控制，孟加拉灣南部為偏東風(fēng)水汽輸送，西南水汽輸送異常偏弱，西太平洋偏東風(fēng)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(jīng)中南半島進入南海與20°N以北偏東風(fēng)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(fēng)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(fēng)水汽輸送異常，南海南部、中南半島、孟加拉灣為偏西風(fēng)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(fēng)水汽輻散影響。

4 結(jié)論

1）春季多雨年，西南風(fēng)水汽輸送進入南海后發(fā)生轉(zhuǎn)向與南下東北風(fēng)冷空氣匯合，形成氣旋性異常環(huán)流，造成海南春季降水，夏季多雨年，西南風(fēng)水汽輸送與副高南側(cè)偏東風(fēng)水汽輸送在海南島上空交匯，我國東部海面反氣旋水汽環(huán)流與中南半島附近氣旋式水汽環(huán)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(fēng)水汽輸送從中南半島南部及其以南進入南海后發(fā)生逆轉(zhuǎn)，匯合副高南側(cè)偏東風(fēng)水汽一起向海南島上空輸送，主要以偏東風(fēng)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(fēng)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(huán)流異常和中南半島附近存在弱反氣旋水汽環(huán)流異常共同作用，海南島正處在這對正反氣旋水汽環(huán)流之間西北風(fēng)水汽輻散區(qū)，秋季少雨年，西南水汽輸送和西太平洋偏東風(fēng)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(fēng)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(shù)值模擬和診斷分析[J].暴雨災(zāi)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(huán)流特征分析[J]熱帶氣象學(xué)報，2016，32（4）：533-545.

（責(zé)任編輯：劉昀）