六十年來全國與西南地區(qū)氣象干旱及氣候環(huán)境變化
——以云南為例

徐海亮

(中國災害防御協(xié)會災害史專業(yè)委員會，北京 102208)

一、全國和西南干旱態(tài)勢的變化概況

回顧中華人民共和國成立以來出現(xiàn)的數(shù)次干旱災害高峰期，從受旱成災面積看，全國1957—1962年、1972年、1978—1982年、1985—1989年、1991—1995年、1997年、1999—2002年屬于干旱高峰期(含高值年)，年均受旱面積均在 3 000 萬hm2以上。1950—1990年的41年間，有11年發(fā)生了特大干旱，發(fā)生頻次為27%. 2000—2010年，發(fā)生了8次重大干旱，發(fā)生頻次達到80%. 2010年至今，雖然全國干旱成災面積大幅下降，但區(qū)域性跨年、跨季干旱接連發(fā)生，特別是一度偏澇的南方轉澇為旱，西南地區(qū)嚴重、持續(xù)的干旱化形勢，引起特別關注，在經(jīng)濟發(fā)展資源缺乏和氣候變化的大環(huán)境下，干旱化對人們日常生活、生產(chǎn)，對國民經(jīng)濟、社會心理、社會穩(wěn)定造成較大沖擊，是當前氣候劇烈振蕩、環(huán)境惡化的突出標志之一。

從長序列看，西南、華南地區(qū)，21世紀初到2010年嚴重受災年次較為頻繁，近9年有所緩解。長序列中成災率高的年份，在2000年以前已達到30%的比例(集中在1959—1961年、1972年、1978年、1980—1981年、1988—1989年、20世紀90年代和2000年)，自2000年以來，高成災率年份的比例占到統(tǒng)計時段的38%，它們又集中發(fā)生在21世紀的前十年內。值得注意的是：21世紀以來除2004，2009，2011，2012，2014，2017年之外，全國干旱災害的成災率均在53%～67%間徘徊，高于1950—2010年平均水平(44%)。在以上成災率略小的年份中，西南地區(qū)僅2017年、2018年沒有發(fā)生較大干旱，其他年份均發(fā)生了中到重旱。西南地區(qū)，尤其云南省的干旱成災在近20年最為突出。(1)詳見表2、表3，及文后參考文獻[3]之附表與分析。本文擬在全國、西南旱澇格局發(fā)展變化的基礎上，重點分析云南省干旱變化情況。

(一)中國夏季降水的雨型分析與西南干旱的關系

回顧自20世紀50年代起六七十年來全國和西南地區(qū)的降水過程、逐年與各季節(jié)水旱距平，我國季風氣候區(qū)每一年水旱總體趨勢，大致以夏半年或夏季、汛期降水多少(主要雨帶和雨區(qū)的時空分布和降水量級)來決定的。按中國氣象局氣候中心的分析和劃分，以中國夏季降水距平百分率最大區(qū)域作為主雨帶，劃分逐年的主要雨型，歸納出中國夏季降水的三類雨型年(詳見表1)：Ⅰ類雨型屬于北方型，主要多雨帶位于黃河流域及其以北地區(qū)，江淮大范圍少雨，梅雨偏弱，有明顯伏旱，江南南部至華南為次要多雨區(qū)。Ⅱ類雨型屬于中間型，主要多雨帶位于黃河長江之間，雨帶一般在淮河流域一帶，黃河以北和長江以南大部地區(qū)少雨。Ⅲ類雨型為南方型，主要多雨帶位于長江或江南、華南一帶，淮河以北大部及東南沿海少雨。(2)國家水利部信息中心逐年逐月逐旬水雨情數(shù)據(jù)，約10萬個雨量站資料，其中水利水文部門約5萬個，氣象部門約5萬個(水利部水文司氣象處業(yè)務工作平臺)。[1]

表1 1951—2018年中國夏季降水的三類雨型年

注：參閱趙振國主編《中國夏季旱澇及環(huán)境場》(北京：氣象出版社，1999年)；1996年后見國家氣候中心歷年編印《氣候預測評價》，國家氣候中心系統(tǒng)內部參考資料。

從1951—2018年間的實際分析和統(tǒng)計結果看，全國夏季降水以北方型的為多。而且這個降水主雨帶變化趨勢(并旱澇趨勢)，從20世紀五六十年代以華北為主，逐漸南遷，經(jīng)60年代末到80年代初的轉折，主雨帶位置自淮河流域一帶，變化到80—90年代的長江、華南地區(qū)，形成通常稱為的“南澇北旱”階段。這個局面大致在世紀轉換之際結束，21世紀初的前10年發(fā)生重大轉折，主雨帶自長江、江南向中間型的淮河流域轉變，并繼續(xù)向北推進。這些變化，在全國全年降水距平的時空變異中體現(xiàn)出來。從實時跟進的水旱監(jiān)測與總體回顧看，中國東部地區(qū)20世紀70年代以來至90年代的“南澇北旱”局面，似乎正在改變。

云南和西南地區(qū)在整個全國旱澇形勢變化中，究竟處于什么特殊地位？全國旱澇格局究竟發(fā)生了什么變化？這個變化在云南和西南地區(qū)的響應又是怎樣？本研討特別關注中國科學院大氣物理所馬柱國、符淙斌等的最新研究成果：“近16年(2001—2016年)，中國東部地區(qū)(100 °E以東)‘南澇北旱’的格局正在發(fā)生顯著的變化，長江上中游及江淮流域已轉為顯著的干旱化趨勢，而華北地區(qū)的降水已轉為增加趨勢，東部‘南旱北澇’的格局基本形成；北方過去的‘西濕東干’也轉變?yōu)椤鞲蓶|濕’的空間分布特征。顯然，中國區(qū)域的降水格局在2001年后發(fā)生了明顯的年代大尺度轉折性變化，兩種常用干旱指數(shù)scPDSI(矯正帕爾默干旱指數(shù))和SWI(地表濕潤指數(shù))的分析也證明了這一點?！盵2]矯正帕爾默干旱指數(shù)和地表濕潤指數(shù)，是較之過去單純的降水距平和標準化降水指數(shù)、蒸散指數(shù)及早前的帕爾默干旱指數(shù)等，更為精細和本質說明下墊面干旱機理的分析手段。

無論是采用修正的帕爾默指數(shù)法，還是地表濕潤指數(shù)法分析，20世紀后半期中國東北、華北、淮河流域大部和江南、西南局部都呈大片干旱的趨勢。21世紀以來，黃淮大部、華中、江南西部和西南地區(qū)、新疆、西藏(西部)連片呈干旱態(tài)勢，中國的西部地區(qū)整個呈現(xiàn)干旱局面。20世紀江淮、江南連片偏澇的形勢也在本世紀大大壓縮，僅兩廣地區(qū)偏澇。干旱化空間發(fā)生了較大的趨勢變化。所以云南和西南地區(qū)在2000年以來的干旱，存在著一個更宏觀的干旱空間變化的背景，即中國南方——西南地區(qū)的干旱化趨勢出現(xiàn)。

從以上研究成果看，21世紀南方的季節(jié)性干旱頻出，特別是滇、黔、川、渝、桂等省(區(qū)、直轄市)。西南地區(qū)從20世紀即已現(xiàn)偏旱，21世紀初干旱局面發(fā)展趨重，發(fā)生令國人矚目的一系列嚴重的干旱事件。所以，不論中國東部地區(qū)夏季降水是處于哪一種類型，西南地區(qū)都可能面臨因汛期缺水而出現(xiàn)的干旱局面，以及在后繼的冬半年發(fā)生干旱持續(xù)和擴展旱情(含秋冬、冬春旱)。

一般說中國東部地區(qū)春季——特別是春夏降水多寡，決定前汛期的水旱形勢，乃至全年旱澇態(tài)勢。西南地區(qū)汛期降水的多少，自然受到東亞大氣環(huán)流的影響。而秋末、初冬，到冬末春初(或春末初夏)，容易出現(xiàn)較大范圍的干旱，并非夏季降水多寡能夠決定的?；仡?0世紀后半期，在Ⅰ、Ⅱ類雨型年，有12年次西南地區(qū)出現(xiàn)偏旱或中到重旱；其中有11次發(fā)生在Ⅰ、Ⅱ類雨型年，所以20世紀后半期，在北方型和中間型的夏季降水年，整個南方從東到西降水偏少，西南地區(qū)都可能產(chǎn)生干旱；21世紀Ⅰ、Ⅱ類雨型，是2004，2012，2013，2015，2016，2018年和2000，2003，2009，2010，2017年，滇、黔、桂、川、渝的夏、冬半年均有較多的機遇遭遇干旱，或部分省市遭遇華西秋雨的變異(偏少)[3](見表2)，這是一個總的趨勢。遇Ⅲ類南方雨型年，西南地區(qū)局部也有偏旱現(xiàn)象，如1970年。夏季降水對全年旱澇趨勢的影響是顯著的。但到21世紀，Ⅲ類型的南方雨型年實際情況發(fā)生變化，西南地區(qū)冬半年會遭遇中到重旱，如2001，2002，2006，2011，2014年的春、秋旱。東部降水各種類型對西南的影響，已發(fā)生重大、復雜的變化。如單純以夏季主雨帶位置來分析旱澇區(qū)域，已適應和解釋不了西南地區(qū)的旱澇環(huán)境場的特征及其復雜的——以致來自于下墊面的新變化。顯然形成西南地區(qū)干旱災害的物理環(huán)境場，和中國東部大多數(shù)省市還不完全一樣。東部各類雨型年，西南均可能遭遇較嚴重的干旱。究竟青藏高原和南亞氣候環(huán)境與西太平洋大氣環(huán)流各要素的耦合變化，對西南地區(qū)產(chǎn)生的作用，已有很多研究，我們將擇要陳述與評估，重點回顧云南的氣象干旱及災害變化實際過程。

表2 21世紀以來全國和西南農(nóng)業(yè)干旱災害統(tǒng)計

注：參考《中國水旱災害公報(2008—2017年)》、《中國水利統(tǒng)計年鑒》(北京：中國水利水電出版社，2009—2018年)。

(二)西南地區(qū)冬、夏半年與汛期降水距平的分析

21世紀近20年西南地區(qū)發(fā)生多次重大的氣象干旱事件，據(jù)水利部信息中心業(yè)務平臺資料，分別計算了逐年冬(夏)半年的降水距平，顯示了西南新世紀干旱形勢發(fā)展的嚴峻性。在2009年下半年前，西南地區(qū)以偏旱到局部中旱為主，2009年冬半年開始，形勢發(fā)展到偏旱、中旱到重旱局面。但同時比鄰的兩廣地區(qū)并未發(fā)生重大干旱，這和20世紀后期大華南(包括云貴)情況不同。21世紀初葉的西南與云南氣象干旱局面，早在20世紀末葉已經(jīng)出現(xiàn)，20世紀80年代末到90年代初的西南和全國汛期(6—8月)典型年降水距平分析，西南地區(qū)汛期的干旱，與相鄰的西藏東部、華南西部的干旱大致在20世紀末葉同時發(fā)生。

以上年度降水距平，是氣象降水的算術平均數(shù)，并不等于水文干旱和農(nóng)業(yè)干旱。畢竟降雨的多少，不一定必然導致干旱形勢出現(xiàn)。干旱成災率在相當程度上表征了農(nóng)業(yè)干旱的下墊面災害程度。以四川省和貴州省為例，1981—2000年兩省(含重慶市)干旱成災率變化，以40%成災率為均值，四川約有半數(shù)年份超過成災率均值，貴州有大多數(shù)年份超過成災率均值。

川、黔干旱成災率基本顯示了西南地區(qū)在20世紀后期農(nóng)業(yè)干旱成災程度，也反映出干旱程度和社會總體減災能力的變化。從表3統(tǒng)計數(shù)據(jù)看出：20世紀后期西南地區(qū)干旱成災面積逐年代波動上升，受旱面積在水旱災害中所占比例有所下降，僅占一半的比例；干旱成災面積持續(xù)上升，但在水旱災害成災總面積中所占比例略呈下降狀態(tài)，干旱成災率唯20世紀70年代低于40%，但其他年代均超過40%，且成災率在逐年代增長中?？紤]到實際的農(nóng)業(yè)干旱的影響，以及全國2000年以來旱澇形勢發(fā)生重大改變，特將21世紀以來全國和華南、西南的干旱態(tài)勢列表附后。

與全國統(tǒng)計對應，21世紀來西南地區(qū)部分干旱年干旱成災率統(tǒng)計如下表4。

表3 20世紀50—90年代西南地區(qū)年均農(nóng)業(yè)干旱災害數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

注：資料來源于劉穎秋主編《干旱災害對我國社會經(jīng)濟影響研究》(北京：中國水利水電出版社，2005年)。

表4 2007—2016年西南地區(qū)部分旱年的干旱成災率統(tǒng)計表

注：參考《中國水旱災害公報(2008—2017年)》、《中國水利統(tǒng)計年鑒》(北京：中國水利水電出版社，2009—2018年)。

顯然，多數(shù)年份的干旱成災率的災情程度，西南地區(qū)已超過了全國的平均統(tǒng)計災情程度(見表2)，在西南5個省、區(qū)、市中，干旱導致成災特別嚴重的是重慶、貴州和云南，多年份成災率超過60%，廣西和四川相對略輕。下面我們特以21世紀干旱化特別嚴重的云南災害氣候變化來說明問題。

二、60年來云南氣溫、降水變化分析綜述

(一)全國氣象水文平臺對近60年的云南省年度降水距平分析

過去，干旱災害尚缺科學的標準的定性定量評估指標，全年的或季節(jié)的降水距平，僅是一個降雨量的數(shù)學平均集合，掩蓋了干旱變化的極值，不能科學的代表季節(jié)性的干旱程度和多種氣候條件下(如溫度、蒸發(fā)、風力等變化)、前期降水影響下的實際農(nóng)業(yè)干旱狀態(tài)。在農(nóng)業(yè)水利意義上，除傳統(tǒng)的降水距平法、年度降水距平指數(shù)、帕爾默指數(shù)法(PDSI，含降水量、蒸散量、徑流量和土壤有效水分儲存量)外，氣象界也引進SPI(標準化降水指數(shù)，追溯一月、三月、半年降水)、SPEI(標準化降水蒸散指數(shù))分析和標志旱澇形勢，后者也考慮了氣溫和蒸發(fā)量變化對于氣象水文干旱和農(nóng)業(yè)干旱分析的實際作用。為了追溯前期降水的累積效應對當前干旱的影響，引進了年度降水距平指數(shù)分析。

對于西南諸省、區(qū)、市長時間尺度的干旱災害過程，探討采用水利部水文司水利信息中心研發(fā)的防汛抗旱雨情系統(tǒng)，生成單站長序列(1960—2019年)的年度降水距平指數(shù)曲線分析研判(見圖1)。

·功能：計算單站的年度降水距平指數(shù)P，逐旬連續(xù)追溯計算；

·原理與方法：P=0.6*P1+0.25*P2+0.15*P3;

·P1：計算時刻至去年該時刻(1年)的降水距平百分率值，表征前一年以來降水平值的綜合累計過程和降水偏離性狀；

P2：去年該時刻至前年該時刻(1年)的降水距平百分率值，表征上一年的降水距平值的累計過程和性狀，考慮到前期偏差的共性，對評估結果采用一定權重打折；

P3：前年該時刻至大前年該時刻(1年)的降水距平百分率值，表征前年的降水距平值的累計過程和性狀，考慮前期偏差的共性，對評估結果采用一定權重進一步打折。

本探討按水利部信息中心數(shù)據(jù)庫具有的雨量站數(shù)據(jù)進行計算，生成數(shù)值不是某站點在計算時刻某時段的降水距平百分值，而是追溯三年以來累積的(逐年逐月)逐旬的距平數(shù)的滑動綜合統(tǒng)計值，動態(tài)地反映了該站點降水偏差的三年逐旬累積，波動發(fā)展的狀態(tài)，可以視為一個包含了前期降水偏差程度的滑動追溯分析結果。探討分別分析滇黔兩省的計算結果，云南計有楚雄、大理、會澤、昆明、麗江、景洪、思茅、文山等11站。

綜合評估云南省的11個雨量站長期降水距平的極值過程，大致存在20世紀60年代初、70年代末、80年代初、80年代末、90年代初、21世紀初多個不同的嚴重干旱階段。但因地勢地貌的差異和其他的地理因素，全省東部和西部、北部和南部的雨量站點同期的偏離程度，有所差異。

除此之外，我們也特別注意到21世紀以來華南、西南往往在冬半年發(fā)生較嚴重干旱，可能與東亞氣溫變化相關。中國科學院大氣物理研究所黃榮輝等研究指出：中國冬季氣溫在1988年前后和1999年前后發(fā)生了明顯年代際躍變，1988年前后中國北方(包括東北、華北和西北)出現(xiàn)持續(xù)暖冬現(xiàn)象；而1999年前后中國北方先出現(xiàn)冷暖相間現(xiàn)象，特別從2008年之后出現(xiàn)持續(xù)偏冷現(xiàn)象，而我國西南、華中和華南出現(xiàn)偏暖現(xiàn)象。[4]南方持續(xù)偏暖，可能加速了區(qū)域的干旱化發(fā)展。

北冷南暖對西南影響究竟如何？云南氣溫發(fā)生了什么變化？季節(jié)性降水將如何響應？這是本文特別關注的問題。以下綜述20世紀50年代以來，云南氣溫和降水變化，氣候帶變化、干旱氣候的異常環(huán)流形勢的各種分析，反映出云南降水氣候變化的一些實際過程和原因。

(二)云南全省溫度和降水氣候變化趨勢的各種分析

從各種方法和角度分析看，長期以來云南氣溫處于增高、降水處于減少狀態(tài)。如卜明等根據(jù)1960—2012年全省30個氣象站的實測資料進行分析，認為云南省1960—2012年的年平均氣溫呈明顯上升態(tài)勢，線性上升率達0.21 ℃/10 a，1977年為突變點，云南省冬季升溫最為明顯，升溫幅度較大區(qū)域為滇西和滇西南。平均降水量線性減少率為9.8 mm/10 a，夏、秋季降水量減少速率較大；滇東北和滇東南區(qū)域年平均降水量減少趨勢較為明顯。[5]卜明等的成果指出了1960年以來的溫度、降水變化趨勢，提出了變化率，以及發(fā)生轉折的突變點時間，對于本文的探討是一最基本的、重要的概括分析。在其基礎上繪制了圖2、圖3。

分析全省四季降水變化趨勢如下：

以上時段統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，氣溫呈增高趨勢，降水總體呈減少趨勢，其中僅春季降水呈增加趨勢，夏、秋、冬季呈減少趨勢，出現(xiàn)干旱的概率較多。氣溫與降水的變化存在密切關聯(lián)。另外一個類似的分析也說明了總的情況和各種氣象監(jiān)測的情況，云南省氣象局程建剛等分析云南50年來氣候資料，認為云南近50年氣溫變化與全球、北半球、中國變化趨勢基本一致,氣溫變化幅度略大于全球，弱于北半球和全國變化。20世紀80年代中后期以后出現(xiàn)增暖現(xiàn)象，以90年代后期增溫最明顯，1986年以來出現(xiàn)13年暖冬，大部分地區(qū)冬春季降霜日數(shù)減少。全省降雨日數(shù)逐漸減少，大雨頻率變化不大，暴雨、大暴雨頻率上升，高溫干旱事件頻率增加。進入21世紀以后，云南降水減少，高溫干旱事件有增強增多趨勢。[6]昆明自20世紀90年代以來溫度明顯升高，出現(xiàn)正距平，“2001—2010年是近60 a來昆明氣溫最高、降水量最少的10 a”，[7]說明了昆明和全省相同的趨勢。不過昆明變化是否存在城市化環(huán)境效應？需更長時期更多的研究資料進一步說明。

但云南各地情況不同，大理市氣象局分析指出，云南省1971—2004年年平均氣溫升溫率為0.24 ℃/10 a，大理相同時期的年平均氣溫升溫率僅為0.10 ℃/10 a，其中春季增溫最為明顯，其次為秋季，夏季增溫最少，這一時期大理的春、秋、冬季降水均在增加中。[8]劉翔卿等利用大理和麗江1951—2010年的逐日氣象資料，分析了橫斷山脈東部氣溫、降水的氣候特征，指出1991年之前，大理和麗江的年平均氣溫呈現(xiàn)下降或微弱上升的趨勢，1991年以后兩地存在顯著增溫的趨勢，明顯高于同時期中國平均氣溫的增加幅度。與夏季平均氣溫的增溫幅度相比，冬季平均氣溫的增溫更顯著，且其變化趨勢與年均氣溫的氣候特征是一致的。大理和麗江年總降水及各季節(jié)降水量在1951—2010年并沒有明顯增加或減少的趨勢。[9]表明大理、麗江地區(qū)的情況與上述全省、昆明變化態(tài)勢不太一致，特別是降水尚無明顯的增減。

通過對全省近60年干旱情況分析，也發(fā)現(xiàn)全省各地情況并不完全一樣，1951—2010年云南省8個州(市)的干旱與旱災發(fā)展趨勢并不完全一致，各地均呈明顯加重的趨勢，特別是改革開放以來經(jīng)濟快速發(fā)展的后30年旱災明顯加重，但昭通僅夏季呈顯著加劇趨勢。[10]顯然,干旱化與社會經(jīng)濟變化有關。景洪市氣象局的細微分析很有意義，他們監(jiān)測了地表下不同深度地溫的變化，各年、季淺層平均地溫均呈現(xiàn)極顯著的升高趨勢，春季最小，冬季最大，在年和春、冬兩季，以表層地溫升溫率最大。各淺層平均地溫在1980年秋季均發(fā)生了突變，冬季突變出現(xiàn)在1978年，以突變點劃分，前為冷期，后為暖期。突變前只有20 cm年平均地溫增溫趨勢不顯著，突變后則相反，只有20 cm年平均地溫呈顯著的增溫趨勢，這表明20世紀80年代以來，20 cm地溫對氣候變暖的響應更強。[11]

因此，云南不同地區(qū)對于氣候變化的響應是不同的，甚至有的變化趨勢完全相反。對于此，中國科學院地理研究所劉佳旭等做了較為綜合的分析，似更為細致準確，他們用多種分析方法,基于云南省1954—2014年32個氣象站點逐月降水量資料,分析了61年的云南省降水序列、旱澇情態(tài)的時間特征和空間格局，結果表明在此期間除春季外，其余各季節(jié)降水量均呈現(xiàn)減少態(tài)勢，并且在未來一段時間內將保持減少趨勢。旱災易發(fā)地區(qū)主要涉及5個州，分別為迪慶州、德宏州、西雙版納州、紅河州、楚雄州；洪澇易發(fā)地區(qū)涉及3州2市，依次為怒江州、大理州、文山州、普洱市及昭通市。[12]地區(qū)和季節(jié)存在很大的差異，也是取類分類對比的重要途徑。云南大學的何嬌楠等對不同地區(qū)不同季節(jié)長時段的干旱特征作出具體分析和歸納，1961—2012年間年尺度上干旱強度呈增強的趨勢，其中滇東地區(qū)增強趨勢最為顯著；滇西北、滇中、滇東南及滇西南部分地區(qū)干旱發(fā)生頻率較高，滇東和滇東北地區(qū)易出現(xiàn)極旱；春季干旱主要發(fā)生在滇西北、滇西地區(qū)；夏季干旱主要發(fā)生在滇西、滇西南地區(qū)；秋季干旱集中分布在滇西、滇西南、滇中和滇東北地區(qū)；冬季全省大部分地區(qū)干旱發(fā)生頻率都較高。此外，在季節(jié)上，1980—2010年春季和冬季干旱影響范圍呈現(xiàn)出減小的趨勢，夏季和秋季干旱影響范圍則表現(xiàn)出擴大的趨勢。[13]因此，云南不同的季節(jié)和不同的地區(qū)，干旱趨勢的增減和變化是不太相同的，不宜大而化之的談云南干旱問題，而需要做具體分析。但是總體來看，全省氣溫趨增、降水趨減是肯定的。

以上介紹的各種分析和陳述，基本上說明了云南省的氣溫增高，區(qū)域降水遞減、旱季干燥程度加大、雨季濕潤程度減小的總體趨向。類似的分析方法還很多，大同小異。鑒于每篇論文針對的時間序列不同、基礎不同，認定氣溫顯著變化的年代或年次，也很不一致，這是可以理解的，但樣本誤差、分析偏差，對本討論分析結論并無影響。

(三)云南干旱環(huán)境異常、典型干旱的探討

與儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析的研究論文相比，僅就云南一地進行干旱災害機理分析的文章仍然較為有限。典型重干旱年的具體分析非常重要，分析通常會帶來理性的結論。針對2005年春旱大氣環(huán)流異常分析，晏紅明認為：2005年4—5月是自1979年以來云南出現(xiàn)的最嚴重干旱的年份，導致這次干旱發(fā)生的最主要原因是受北印度洋地區(qū)持續(xù)的異常東風、持續(xù)偏強偏西的西太平洋副熱帶高壓，以及赤道附近較弱對流活動的影響，北印度洋地區(qū)持續(xù)的緯向異常東風可以認為是引起這次云南干旱最關鍵的因素。[14]而地形、地勢、高程等基本地理要素，也是造成云南不同地區(qū)氣溫變化差異的必要充分條件。研究表明，云南低緯地區(qū)年平均最高(最低)氣溫及四季最高(最低)氣溫的空間分布呈現(xiàn)北低南高形式，表現(xiàn)出明顯的地區(qū)差異，最高(最低)氣溫的高值區(qū)域主要分布在河谷地區(qū)、云南南部地區(qū)。[15]實際上，西南地區(qū)山地、丘陵地形復雜，對區(qū)域增溫作用有不同的影響。2006年川東干旱，調查曾發(fā)現(xiàn)小丘不同方位的農(nóng)地有很不相同程度的干旱響應。云南橫斷山深谷和山坡，也往往是不同地理帶的分野。

吳志杰對長序列的云南氣溫和降水做分析，也指出從1961—2010年，全省四季平均氣溫均呈上升趨勢，其中冬季的升溫速率最大，雨季降水量趨于減少-14.6/10 a,而在2000年后干季、雨季降水量均呈減少趨勢；從標準化降水蒸散指數(shù)(SPEI)，SPEI年均于1997年發(fā)生了突變降低，出現(xiàn)了明顯的氣候暖干化趨勢，這一趨勢在研究區(qū)東南部表現(xiàn)得尤為突出，而在西北部的元謀干熱河谷則表現(xiàn)出相反的濕潤化趨勢；此外，云南中部地區(qū)城市化發(fā)展對地表氣溫的影響是顯著的。[16]以上分析與前面實測數(shù)據(jù)分析總趨勢基本一致，認為云南東南部氣候暖干化突出，而西北部的干熱河谷響應則相反，也不認為城市化的增溫對降水影響就必定很大。

印度洋給西南地區(qū)帶來豐沛的降水。印度洋大氣環(huán)流的活動變化，是影響云南旱澇氣候變化的重要因素。陳艷提出，云南月降水量的年際變化十分顯著，與月多雨對應的環(huán)流形式是印緬槽異常加深,槽前上升運動異常增強和東亞中緯度冷空氣異?；钴S。[17]近20年的實測印度洋等環(huán)流強弱得到云南干旱形勢發(fā)展的對應映證。但基于更大地理范圍的環(huán)境場，云南氣候變化研究的論文數(shù)量很少。這里還沒有涉及歐亞大陸地區(qū)降水與干旱的區(qū)域關聯(lián)的介紹，實際上西南地區(qū)的干旱化與西亞、南亞、東南亞的旱澇變化是關聯(lián)的，存在歐亞內陸的泛干旱趨勢變化區(qū)。這是個世界性的氣候變化和干旱化廣聯(lián)性問題。

云南氣候中心利用1961—2010年全球逐月資料，對云南4次極端干旱年春季(3—4月)的大氣環(huán)流特征與多雨年春季的大氣環(huán)流特征進行了合成對比分析。結果表明，云南極端干旱年春季與多雨年春季的大氣環(huán)流特征有明顯的差異。極端干旱年，北半球低緯地區(qū)整層對流層為下沉運動，對產(chǎn)生降水的動力條件不利。同時這種形勢使后期云南雨季開始偏晚，有利于干旱持續(xù)到初夏，形成極端干旱事件。甚至北極濤動(AO)為負位相時云南高溫少雨，易出現(xiàn)春旱，有利于極端干旱的發(fā)生。[18]該研究列舉了多次云南春旱年，北極濤動均處于負位相，東部和北部多數(shù)地區(qū)氣溫偏低，降水偏多，云南的氣溫和降水反響恰好相反?；仡櫩?，21世紀以來多年冬春北極濤動處于負位相，華北暖冬不再，這可能也是21世紀以來云南冬春氣溫升高，降水減少，干旱頻率增大的一個重要參考要素。

北極濤動指北半球中緯度地區(qū)與北極地區(qū)氣壓形勢差別的變化，對于北半球中低緯度環(huán)流有不可低估的影響。我們在研討此項指標對于華北與江淮旱澇趨勢影響時，就已經(jīng)關注到?，F(xiàn)將20世紀50年代以來的北極濤動負位相年和干旱影響年作對比：全域性干旱的1960，1961，2009，2011年,均為AO負位相年；區(qū)域性干旱的1965，1988，1992，2003，2012年，僅1992年非AO負位相年；部分區(qū)域干旱的1962，1963，1972，1977，1980，1989，2010年，僅1962年和1989年AO為非負位相年；局域性干旱的1967，1975，1979，1981，1982，1984，1987，1993，1994，2005，2006，2015年，僅1975，1979，1984，1994，2006年非負位相年，但相鄰年仍可能是AO負位相年。說明云南的干旱與AO負位相年關聯(lián)可能相當緊密，AO的影響是一個重要因素。

西南和云南的特大干旱，也有周邊環(huán)境宏觀性干旱背景。2009年特大干旱具有典型性。從長序列看，它處于西南的數(shù)次特大干旱背景中,當年秋-冬，則處于周邊的干旱中心里[19]：回顧幾十年來云南省的年度干旱事件，往往總寓于整個西南地區(qū)和境外的宏觀干旱環(huán)境下。

從云南地區(qū)和西南周邊地區(qū)的降水變化及趨勢看，1961至2009年間，兩個區(qū)域全年降水量的年際變化特征具有較高的一致性，兩個區(qū)域的旱澇年份均有很好的對應。云南大致存在數(shù)個降水負距平的干旱階段，而20世紀80年代以來，干旱化趨勢加強，21世紀初則處于一個極端干旱的長時段。[20]

2009—2010年的干旱極具典型性。2009年冬至2010年春的嚴重干旱，有嚴酷的氣象條件。從1952年以來的氣象資料看，2010年元月云南氣溫是歷年來最高的，詳見圖4。

從以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)看出，近50年來，云南2010年元月氣溫最高，而2009年9月到2010年元月，是歷年來降水最少的一個(秋)冬季。高溫，是2009—2010年這一極端干旱事件的重要標志和誘發(fā)因子。

(四)云南省氣候干旱變化發(fā)展的驅動機理問題

云南和西南地區(qū)干旱形勢的變化，受到宏觀氣候環(huán)境變化的制約。太平洋副熱帶高壓的變化是一重要背景。1951年以來，太平洋副熱帶高壓也經(jīng)歷了從持續(xù)減弱到持續(xù)增強的年代際變化周期。1976年以前為減弱階段，1977年以后為增強階段。新的轉折點在1999年，之后又逆轉處于減弱階段，與上述南亞高壓的年代際變化相應。特別引起注意的是，中國南方和西南地區(qū)在副高減弱階段，出現(xiàn)了系列干旱化的趨勢?；仡檨砜矗寒斚募靖睙釒Ц邏杭咕€偏北時，北方大部地區(qū)和江南南部、華南偏澇；相反，當夏季副高脊線位置偏南時，北方大部和江南南部和華南降水偏少，容易出現(xiàn)干旱，如1954，1969，1980，1983，1987，1989，1991年。

南方的干旱化趨勢與南北旱澇形勢的逆轉有關。研究證明：中國北方的干旱化趨勢與太平洋海溫的年代際異常有關，特別是與太平洋年代際振蕩(PDO)存在顯著的位相對應關系。[2]楊修群等(2005)發(fā)現(xiàn)：華北降水的年代際變化與PDO存在著密切關系；馬柱國和邵麗娟(2006)的研究揭示了過去100年華北地區(qū)的年代尺度干旱與PDO的位相存在很好的對應關系，即PDO的暖位相對應著華北的干旱時段，反之亦然。而東亞夏季風從1975年以后存在一個減弱的趨勢，這種減弱趨勢導致向北輸送水汽減弱，形成了較長一個時期以來北方持續(xù)干旱化的趨勢，而東亞夏季風的這一減弱時段也正好與PDO的暖位相對應。在1976—2000年，當PDO處于暖位相時，我國東部呈現(xiàn)并維持“南澇北旱”的分布格局，華北地區(qū)持續(xù)干旱，而南方是持續(xù)的多雨時期；當PDO處于冷位相時，對應華北的相對多雨時期，而南方則為少雨干旱時期(Ma，2007；Yang et al.，2017a)。[2]圖5給出了1901—2016年PDO年指數(shù)的變化曲線，其中粗實線為9年的滑動平均曲線。可以看出，大約在2000年以后，PDO由暖位相轉換為一個冷位相，中國南方原來的偏澇局面也就被偏旱趨勢代替。這恰恰就是西南地區(qū)和云南省干旱化發(fā)展的時期。PDO的位相變化是非常關鍵的因素。

如圖5所示，長江與南方地區(qū)大致在PDO的正(暖)位相處于偏澇階段，在PDO的負(冷)位相則處于偏干旱階段，易出現(xiàn)重大的連續(xù)的干旱災害。西南地區(qū)一半多國土處于長江流域上游，回顧過去長江的豐枯變化，在某種意義上，就蘊含了西南地區(qū)的旱澇變化。

與此存在某種關聯(lián)的一個指標是南太平洋年代際振蕩。研究發(fā)現(xiàn)：SPDO(南太平洋年代際振蕩)在年代際尺度上不僅與華南地區(qū)降水異常存在顯著的負相關關系，而且還與東北及華北地區(qū)降水異常存在顯著的正相關關系。當SPDO處于正位相時，東北及華北地區(qū)降水異常偏多，大華南地區(qū)降水異常偏少，可能形成“北澇南旱”的降水分布形勢，反之則形成“北旱南澇”的降水分布形勢。半個多世紀以來的旱澇變化，恰好印證了SPDO的變化。對照華南和西南地區(qū)的干旱過程，在SPDO正位相時，華南和西南地區(qū)則可能出現(xiàn)干旱化趨勢，相反，SPDO處于負位相時，華南和西南易出現(xiàn)偏澇局面。

以上綜述僅僅是部分發(fā)表論文資料，最近十來年，分析云南和西南的干旱氣候問題的論文還有不少，也采用了多種方法和指標體系來進行研討。除本文提到的外，影響華南和西南地區(qū)全年旱澇形勢的環(huán)境因素也還有很多，例如：亞洲季風——東亞和南亞季風，西太平洋副熱帶高壓、南太平洋副高振蕩、越赤道氣流、南亞高壓、印度低壓、北半球極渦，三大濤動——南方濤動、北太平洋濤動和北極濤動、太陽活動、海溫、索馬里急流，等等。目前國家氣候中心提供的多達88項大氣環(huán)流指數(shù)變化，大多均可與華南、西南地區(qū)的降水指數(shù)變化進行相關的分析?；仡欉^去造成旱澇形勢生成機制，需要對各種環(huán)境要素進行綜合分析比對，有的因素存在明顯的正相關關系，有的則為負相關，或者組合關系相互饋送與反饋，影響十分復雜，也不一定存在必然的因果關系。

畢竟全年各季節(jié)每一個氣候要素均在自身變動或互為反饋地演化之中。我們目前還沒有通過數(shù)值分析和數(shù)值預報，掌握住大氣環(huán)流演化這個大黑箱內的全部機制，但我們總可以從黑箱的終端，以及它的產(chǎn)出，看到一般的趨勢和其必然性。

三、初步結論

(一)基于全國、西南及云南省多年實測氣溫、降水資料和NCEP/NCAR再分析數(shù)據(jù)，以及國外一些氣候中心在分析資料，采用多種方法對于溫度和降水長序列的變化進行分析，認為20世紀60年代以來，云南和西南地區(qū)總體趨于溫度上升，降水趨于下降。氣象干旱化發(fā)展。

(二)綜合各方研究，近60年來，氣溫和降水的變化，發(fā)生了一些突變。采用諸如Mann-Kendall法、滑動t檢驗、高通濾波、Morlet小波周期分析以及Hurst指數(shù)等方法檢驗，認為氣候環(huán)境變化的轉折點一般在1976/1977年和2000/2001年；21世紀以來干旱化程度加劇。

(三)云南和西南地區(qū)的溫度、干旱變化，和全國一樣，受制于系列氣候環(huán)境物理場中諸物理機制，其中夏季西太平洋副高、南亞高壓、太平洋年代際振蕩、南太平洋振蕩、索馬里急流、海溫、北極濤動、青藏高原積雪及高原熱源變化機制可能是最重要的方面。限于篇幅，本文沒有一一列舉。

(四)云南省氣象干旱化問題，這里僅僅是結合20世紀90年代以來部分文論和成果進行述評。影響干旱的因子很多，需要結合各種分析方法(如干旱指數(shù)、物理機制)、多維度(如水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱、地理地貌因素、社會經(jīng)濟后效)，深入探討。

(五)西南地區(qū)和云南的干旱化，與降水量多寡有關，以四川西部、云南中部趨重，即寒溫帶半濕潤區(qū)的四川西北部、中亞熱帶濕潤區(qū)的云南中南部和東北部與貴州交界處為中-高危險性區(qū)，但干旱最高風險度區(qū)域仍為云南東部、四川東部、貴州西部及重慶大部分地區(qū)；發(fā)生季節(jié)，以夏、秋、春季為重。