2022年西南地區(qū)極端高溫干旱特征及其主要影響

孫昭萱，張 強，孫 蕊，鄧 彪

（1.四川省氣候中心/西南區(qū)域氣候中心，四川 成都 610072；2.高原與盆地暴雨旱澇災害四川省重點實驗室，四川 成都 610072；3.甘肅省氣象局，甘肅 蘭州 730020；4.中國氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅 蘭州 730020）

引言

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告第一工作組報告《氣候變化2021：自然科學基礎》顯示，自1900年以來，全球地表平均溫度上升約1.0℃，預計全球升溫將達到或超過1.5℃［1］。觀測顯示，除了澳大利亞北部（中等信度）外，幾乎全球陸地區(qū)域（中等信度）農(nóng)業(yè)生態(tài)干旱增加，一些區(qū)域水文干旱也呈增加趨勢（地中海：高信度；非洲西部、亞洲東部、澳大利亞南部：中等信度）［2］。隨著未來全球變暖程度的進一步加劇，復合型高溫干旱事件發(fā)生的風險可能進一步加大［3-4］。

全球氣候變暖背景下，西南地區(qū)同樣呈現(xiàn)出高溫、干旱事件增多的趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，西南地區(qū)高溫熱浪總體顯著增多，并表現(xiàn)出明顯的年際和年代際變化特征［5-6］，區(qū)域平均干旱強度逐年增強、影響范圍逐年擴大［7-9］，且復合型高溫干旱事件的頻率和面積均也呈顯著增加趨勢［10］。

進入21世紀以來，西南區(qū)域發(fā)生了多次極端高溫干旱事件，如2006年川渝地區(qū)遭遇了當時有氣象記錄以來最嚴重的高溫干旱事件，2009年西南地區(qū)遭受了秋、冬、春嚴重的連旱，2009—2012年云貴地區(qū)發(fā)生了有氣象記錄以來的多年極端連旱。2022年夏季，西南地區(qū)乃至整個長江流域再次發(fā)生了罕見的重大高溫干旱復合事件［11］，高溫突破了歷史記錄，干旱事件導致長江中上游干流和主要支流的流量為歷史最少。本文在參考相關研究［12-17］的基礎上，分析了2022年夏季西南區(qū)域基本氣候概況，試圖對本次高溫干旱事件的極端性進行剖析，揭示其對農(nóng)業(yè)、水文、能源供給等方面的影響，從科學角度認識極端高溫干旱發(fā)生發(fā)展規(guī)律，助力氣象災害風險評估業(yè)務發(fā)展，為提升防災減災和應對氣候變化的能力提供科技支撐。

1 資料與方法

利用1961—2022年夏季（6—8月）西南地區(qū)441個國家地面氣象站（圖1）的日平均氣溫、日最高氣溫和日降水量等觀測資料以及中國氣象局國家氣候中心提供的逐日綜合氣象干旱指數(shù)（meteorological draught composite index，MCI）數(shù)據(jù)。采用1991—2010年的氣候平均值作為氣候態(tài)。由于西藏西部氣象站點稀少，為避免因插值誤差造成精度降低，本文色斑圖中西藏自治區(qū)僅保留84.0°E以東及34.5°N以南區(qū)域。文中涉及的西南地區(qū)行政邊界都是基于國家測繪地理信息局標準地圖服務網(wǎng)站下載的標準地圖制作，審圖號為GS（2019）3333號，底圖無修改。

圖1 西南地區(qū)441個國家地面氣象站空間分布Fig.1 The spatial distribution of 441 national meteorological stations in the southwest of China

定義日最高氣溫Tmax≥35.0℃為高溫日，極端高溫指大于或等于極端閾值（第95個百分位數(shù)）的日最高氣溫［18］。依據(jù)中華人民共和國國家標準《氣象干旱等級》中氣象干旱綜合指數(shù)等級的劃分標準［19］，將氣象干旱劃分為無旱、輕旱、中旱、重旱、特旱5個等級（表1）。

表1 氣象干旱綜合指數(shù)（MCI）等級劃分標準Tab.1 The classification standard of drought grades based on MCI

2 基本氣候特征

2.1 平均氣溫

西南地區(qū)2022年夏季平均氣溫23.8℃，較常年同期（22.2℃）偏高1.6℃（圖2），為1961年以來歷史同期最高。其中，四川、重慶、貴州、西藏平均氣溫較常年同期分別偏高2.2、2.6、1.4、1.3℃，均為1961年以來歷史同期最高。

圖2 1961—2022年夏季西南地區(qū)平均氣溫年際變化Fig.2 The inter-annual variations of average temperature in the southwest of China in summer during 1961-2022

與常年同期相比，西南地區(qū)除云南南部部分地區(qū)平均氣溫略偏低外，其余大部平均氣溫偏高，其中西藏中北部、四川大部、重慶大部、貴州北部偏高1.0～2.0℃，西藏北部、四川盆地大部、重慶中西部偏高2.0～4.0℃（圖3）。全區(qū)共240個站點平均氣溫為1961年以來歷史同期最高。

圖3 2022年夏季西南地區(qū)平均氣溫距平空間分布（單位：℃）Fig.3 The spatial distribution of average temperature anomaly in the southwest of China in summer of 2022（Unit：℃）

2.2 降水量

2022年夏季西南地區(qū)平均降水量為352.9 mm，較常年同期（525.2 mm）偏少32.8%，為1961年以來歷史同期最少（圖4）。其中，四川和西藏平均降水量較常年同期分別偏少35.0%和42.8%，均為1961年以來歷史同期最少。

圖4 1961—2022年夏季西南地區(qū)平均降水量年際變化Fig.4 The inter-annual variations of mean precipitation in the southwest of China in summer during 1961-2022

從2022年夏季西南地區(qū)降水距平百分率空間分布（圖5）來看，僅西藏南部、四川北部和云南北部、南部的局部區(qū)域降水量較常年同期偏多，其余大部分地區(qū)降水量偏少20.0%以上。其中，西藏中部、四川盆地中部、重慶中部偏少50.0%～80.0%。全區(qū)共61站降水量為1961年以來歷史同期最少。

圖5 2022年夏季西南地區(qū)降水距平百分率空間分布（單位：%）Fig.5 The spatial distribution of precipitation anomaly percentage in the southwest of China in summer of 2022（Unit：%）

3 極端高溫特征

2022年夏季西南地區(qū)東部出現(xiàn)了大范圍的持續(xù)高溫天氣過程，高溫覆蓋廣、持續(xù)時間長、極端性強。全區(qū)平均高溫日數(shù)為17.0 d，較常年同期偏多10.7 d，為1961年以來歷史同期最多，比歷史第二位的2006年偏多2.7 d（圖6）。

圖6 1961—2022年夏季西南地區(qū)平均高溫日數(shù)年際變化Fig.6 The inter-annual variations of mean high temperature days in the southwest of China in summer during 1961-2022

除西藏外，西南地區(qū)其余4?。ㄊ校┕?42站出現(xiàn)了高溫天氣，高溫站數(shù)占比達這四個?。ㄊ校┑?9.8%。如圖7（a）所示，高溫天氣覆蓋了四川盆地和重慶，還蔓延到貴州北部和東南部以及云南北部和南部的局部地區(qū)，青藏高原東部的部分區(qū)域也罕見出現(xiàn)了高溫天氣；四川盆地和重慶的高溫日數(shù)多達40 d以上，其中四川盆地東北部及重慶西部、中部和東北部高溫日數(shù)超過50 d。與常年同期相比，川西高原東部、四川盆地、重慶、貴州北部和東部高溫日數(shù)偏多，其中四川盆地中部和東北部、重慶東北部以及貴州東北部的部分地區(qū)偏多30 d以上［圖7（b）］。

圖7 2022年夏季西南地區(qū)高溫日數(shù)（a）和及其距平（b）空間分布（單位：d）Fig.7 The spatial distribution of high temperature days(a)and its anomaly(b)in the southwest of China in summer of 2022(Unit:d)

2022年夏季西南地區(qū)出現(xiàn)了3段明顯的高溫天氣過程，分別為6月25—30日、7月4—17日和7月24日至8月28日［圖8（a）］。其中，7月24日至8月28日的高溫過程強度最強，持續(xù)時間長達36 d，強度于8月23日達到峰值，有110站日最高氣溫超過40℃。

2022年夏季西南地區(qū)日最高氣溫的極端性很強，全區(qū)158站日最高氣溫在39.0℃以上，68站日最高氣溫在42.0℃以上，8站日最高氣溫超過44.0℃。從日最高氣溫的空間分布來看［圖8（b）］，突破40.0℃的高溫覆蓋了四川盆地、重慶大部和貴州東北部的局部地區(qū)，范圍非常廣。與此同時，有163站日最高氣溫突破歷史極值，主要分布在四川中東部、重慶大部、貴州北部和云南、西藏的局部地區(qū)。其中，四川渠縣站日最高氣溫達44.0℃，刷新四川省國家站日最高氣溫歷史紀錄；重慶北碚站日最高氣溫連續(xù)2 d達45.0℃，刷新重慶市國家站日最高氣溫歷史紀錄，是我國首次在吐魯番以外地區(qū)測到的45.0℃高溫。

圖8 2022年夏季西南地區(qū)高溫站數(shù)逐日變化（a）及日最高氣溫空間分布（b，單位：℃）（黑色圓點為最高氣溫突破歷史極值的站點）Fig.8 The daily variations of the stations number with high temperature(a)and spatial distribution of daily maximum temperature(b,Unit:℃)in the southwest of China in summer of 2022(The black dots denote stations where the maximum temperature broke through the historical extremes)

4 氣象干旱特征

受持續(xù)高溫少雨天氣影響，2022年夏季西南地區(qū)發(fā)生了嚴重氣象干旱。由干旱等級逐日演變（圖9）看出，6月中旬干旱逐漸顯現(xiàn)，7月中旬后期開始快速發(fā)展，并于7月下旬和8月上旬前期稍有緩解之后迅速增強。8月24日干旱強度達到最強，西南區(qū)域共有366站發(fā)生氣象干旱，其中輕旱63站，中旱89站，重旱109站，特旱105站。無論是發(fā)展速度還是強度（特旱站數(shù)）均強于2006年和2009年的干旱事件［14，17］。

圖9 2022年夏季西南地區(qū)發(fā)生氣象干旱站數(shù)逐日演變Fig.9 The daily variations of the number stations with meteorological drought in the southwest of China in summer of 2022

此次氣象干旱的覆蓋范圍也明顯比2006年和2009年大。2006年的干旱主要發(fā)生在川渝地區(qū)［20］，2009年的干旱主要發(fā)生在川、渝的南部以及云貴地區(qū)［17，20］，而2022年干旱的發(fā)生范圍幾乎覆蓋了整個西南地區(qū)。從8月24日（該日干旱達到峰值）MCI指數(shù)空間分布（圖10）來看，除西藏西部、云南北部和南部局部地區(qū)無旱以外，其他地區(qū)均有不同程度的干旱，重旱和特旱的范圍相當大，主要位于西藏中部、四川大部、重慶大部、貴州北部以及云南中部。

圖10 2022年8月24日西南地區(qū)綜合氣象干旱指數(shù)（MCI）等級空間分布Fig.10 The spatial distribution of drought grades based on MCI in the southwest of China on August 24，2022

5 高溫干旱造成的主要影響

2022年夏季，西南地區(qū)東部發(fā)生復合型高溫干旱事件，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源、能源供給等帶來了諸多不利影響。據(jù)中國氣象局氣象災害管理系統(tǒng)統(tǒng)計，四川、重慶、云南、貴州4?。ㄊ校┮蚋邷馗珊禐暮υ斐傻慕?jīng)濟損失高達63.6億元人民幣，受災人口超過912.9萬人。

川①四川省氣候中心.四川省2022年夏季氣候概況及后期預測,2022.、渝②重慶市氣候中心.2022年夏季重慶市氣候影響評價,2022.、云③云南省氣候中心.2022年夏季云南氣候影響評價,2022.、貴④貴州省氣候中心.貴州省2022年夏季氣候評價,2022.、藏⑤西藏自治區(qū)氣候中心.2022年夏季西藏氣候影響評價,2022.5省（市、區(qū)）2022年夏季氣候影響評價報告顯示，持續(xù)的極端高溫少雨天氣造成農(nóng)田、旱地水分入不敷出，旱地土壤失墑嚴重。大范圍的伏旱疊加持續(xù)異常高溫主要造成一季稻結實受到不同程度危害，出現(xiàn)高溫逼熟現(xiàn)象；再生稻蓄留困難；夏玉米果穗變小，籽粒偏少，百粒重降低，部分地方甚至無收；高粱、玉米、應季蔬菜等出現(xiàn)葉片萎蔫、灌漿時間縮短、提早收頭等現(xiàn)象；茶樹、花椒等經(jīng)濟作物出現(xiàn)新枝萌發(fā)困難、葉片枯萎或枯死等旱害現(xiàn)象；烤煙成熟采收期受到嚴重影響，甚至絕收，部分成熟煙葉出現(xiàn)返青。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失累計超過29.4億元人民幣。

入汛以來，西南地區(qū)江河來水量較常年同期減少（http://slt.sc.gov.cn/scsslt/ssyw/2022/9/7/591d6b948acf40a0855fe1ac99ef1357.shtml），出現(xiàn)了“汛期返枯”的罕見現(xiàn)象。特別是進入7月，大渡河、岷江、嘉陵江等主要江河來水量相比多年同期偏少2～5成，其中岷江、大渡河、渠江是有實測記錄以來最枯的年份；8月以來，江河來水偏枯程度更勝，部分江河來水量較常年同期偏少5～7成。長江寸灘站和嘉陵江北碚站，2022年水位比2021年同期偏低3 m左右，接近歷史同期最低［21］。

2022年8月，四川省的最極端高溫造成了部分地區(qū)用電緊張。居民日用電量最高達4.73億千瓦時，全省電網(wǎng)最高負荷躍升至6500萬千瓦，同比增長25%，創(chuàng)歷史新高⑥四川省氣候中心.四川省氣候影響評價(2022年8月),2022.。然而，這期間主要的江河來水量異常偏少，水電發(fā)電量銳減，天然來水電量由同期約9.00億千瓦時下降至約4.50億千瓦時，降幅達50%［22］，保障成都等負荷中心用電的多個主力水電站水庫蓄水幾乎消落至死水位。8月21—31日，四川省能源供應保障應急指揮小組啟動了突發(fā)事件能源供應保障一級應急響應。

2022年8月，受極端高溫干旱的影響，四川盆地和重慶的森林火險等級持續(xù)偏高，盆地東部、重慶西部發(fā)生多起森林火災。四川省和重慶市森林草原防滅火指揮部辦公室均發(fā)布了森林草原火險紅色預警信號。

6 結論與討論

2022年夏季，由于受持續(xù)高溫少雨天氣影響，西南地區(qū)氣候出現(xiàn)了多種極端現(xiàn)象疊加的嚴峻狀況，平均氣溫歷史同期最高、降水量歷史同期最少、高溫日數(shù)歷史同期最多、極端高溫歷史同期最高，對農(nóng)業(yè)、水文、能源供給等方面產(chǎn)生非常嚴重的影響。主要結論如下：

（1）2022年夏季西南地區(qū)平均氣溫較常年同期偏高1.6℃，為1961年以來歷史同期最高，西藏北部、四川盆地大部、重慶中西部偏高2.0～4.0℃。

（2）2022年夏季西南地區(qū)平均降水量較常年同期偏少32.8%，為1961年以來歷史同期最少。西藏中部、四川盆地中部、重慶中部較常年同期偏少50.0%～80.0%。

（3）2022年夏季西南地區(qū)平均高溫日數(shù)較常年同期偏多10.7 d，為1961年以來歷史同期最多。青藏高原東部部分區(qū)域罕見出現(xiàn)了高溫天氣。四川盆地東北部及重慶的西部、中部和東北部高溫日數(shù)超過50 d。四川盆地中部和東北部、重慶東北部以及貴州東北部部分地區(qū)高溫日數(shù)較常年同期偏多30 d以上。68站日最高氣溫在42.0℃以上，8站超過44.0℃。重慶北碚站連續(xù)2 d達到45.0℃，是我國首次在吐魯番以外地區(qū)測到的45.0℃高溫。

（4）2022年夏季西南地區(qū)氣象干旱的強度和范圍均超過2006年和2009年，8月24日干旱最強，重旱109站，特旱105站，主要發(fā)生在西藏中部、四川大部、重慶大部、貴州北部以及云南中部。

（5）受持續(xù)性高溫干旱事件影響，西南地區(qū)東部農(nóng)田土壤失墑嚴重，造成農(nóng)作物減產(chǎn)、甚至絕收；江河來水量較常年同期顯著減少，出現(xiàn)了“汛期返枯”的罕見現(xiàn)象；電網(wǎng)負荷創(chuàng)歷史新高，疊加水電發(fā)電量銳減，造成能源供應保障短缺；四川盆地東部、重慶西部發(fā)生多起森林火災。

IPCC第六次評估報告預估，隨著全球變暖，未來發(fā)生極端高溫和干旱的頻率將會增多、強度將會增強，影響范圍也會隨之擴大，甚至達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人體健康承受的極限。在如此嚴峻氣候形勢挑戰(zhàn)下，未來不僅需要對極端氣候事件的發(fā)生發(fā)展規(guī)律進行更深入細致的研究，還要對造成極端氣候事件的大氣圈、海洋圈、冰雪圈等影響因素的變化進行重新認識，揭示新常態(tài)下氣候異常的物理機制，突破科學認知瓶頸，為提升防災減災能力提供更有力的理論支撐。