石阡县持续性干旱事件的变化及其响应因子分析

钟 华，严小冬 汪元霞

(1. 贵州省石阡县气象局，贵州 石阡 555100;2. 贵州省气候中心，贵州 贵阳 550002)

1 引言

贵州省石阡县位于省之东北部，武陵山脉西南边缘，铜仁市西部，属于亚热带季风湿润气候。由于受地理位置和地形影响，气候的垂直差异十分明显［1，2］。近年来，全球温室效应不断加重，气候变暖趋势明显，出现异常气候的可能性增加，尤其是同一年内相继发生旱涝灾害的频率也在逐步增加，“持续性干旱”、“旱涝急转”等现象在南方地区表现得更加明显［3－5］。到目前为止，对于“石阡县持续性干旱”的研究尚未开展。对其进行探讨，定义适合石阡县持续性干旱事件的指标，研究持续性干旱时间演变特征，有利于石阡县气候预测等基础业务的统一性、规范性，为开展气候及气候变化影响评估研究提供技术支撑，并结合诊断事实，对贵州连续性干旱提供气候背景，供日常预测业务参考使用。

2 资料及方法

2.1 资料

该文所用资料时段为1962年1月—2013年12月，包括:①石阡气象测站地面观测逐月降水、气温、最高气温、日照等资料，取自贵州省气象局气候中心;②逐月大气环流特征量资料取自中国气象局气候汇编资料。月大气环流特征量有副热带高压类、极涡类、槽类和冷空气指数等74 项。

季节划分:当年12月—翌年2月为冬季，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季;1—12月为年。

2.2 持续性干旱事件及其强度的定义

石阡月平均降水距平百分率小于－30%持续3～5个月或持续5个月及以上(其中可以允许有1个月大于－30%而小于10%)，累积降水距平百分率小于－170%，则定义为持续干旱事件。持续干旱事件的强度用累积降水距平百分率表示。另外，为便于年代际变化分析，该文采用各年代所用持续性干旱事件累积距平百分率之和，量化表征各年代的持续性干旱的强度。

3 持续干旱事件的时间演变

1962年1 月—2013年12月的52 a 中共出现23 次持续干旱事件，平均每27个月发生一次。表1是23 次干旱事件的出现时间、持续月数、累积距平百分率。据表1 可知，持续性干旱事件夏季1 次，夏秋干旱6 次、秋冬干旱4 次、冬春干旱5 次、春夏干旱1 次，夏秋冬干旱2 次，冬春夏干旱、春夏秋干旱、秋冬春干旱各有1 次，冬春夏秋干旱1 次。可见石阡持续干旱以夏秋、秋冬或冬春旱为主。虽然干旱事件有可能包含初春(3—4月)，但从干旱事件开始时间来看，初春是唯一没有开始出现持续干旱事件的时段。也就是说若冬季不出现旱情，则在初春开始发生持续干旱事件的可能性极小，这对于持续干旱事件预测有一定指示意义。石阡干旱事件持续时间一般为3～6个月，多数跨越两个季节(16 次)，少数跨越3个季节(5 次)，另有1 次跨越4个季节，长达9个月(2011年1月—2011年9月)。从强度来看，近52 a 来干旱事件强度最强的是2011年的冬春夏秋9个月连旱，累积降水距平百分率达－507.8%，排第2、第3 位的是1966—1967年、1978—1979年2 次干旱事件。

表1 23 次干旱事件的出现时间、持续月数、累积距平百分率及月平均降水距平百分率

图1 是石阡近52 a年降水量演变曲线，分析可得，在1962—2013年52 a 中出现6 a 极端降水偏少年份，即1966、1981、1985、1989、2005 和2011年。

图1 1962—2013年石阡逐年降水变化

图2 是石阡月降水距平百分率的多年变化曲线，其中实心圆圈部分为干旱事件过程。从1962—2013年各年代干旱出现频数看，1962—1970年有3 次，1970、1980、1990、2000年代分别是5、7、3、3 次。可见，1962—2010年5个年代中，1980年代干旱较频繁。但2011—2013年中出现了2 次持续干旱事件，其中1 次还是跨越4个季节的干旱。从各年代持续干旱事件的强度来看，1960、1970、1980、1990、2000年代分 别 是－ 800.9%、－ 1 203.8%、1 581.8%、682.5%、645%，可见1980年代的持续干旱事件的强度最强，但近3 a 持续性干旱事件累积距平百分率之和已经达到－687.1%，超过1980年代的1/3。结合图1 得知，极端降水偏少年份一定会出现持续性干旱事件，但持续干旱事件不一定包含在极端降水偏少年内。总之，无论是持续性干旱事件的频率还是累积强度，都显示出近几年来干旱的严重性，由此反映了石阡极端气候事件对全球气候变化的响应。

图2 石阡月降水距平百分率的多年变化曲线(实心圆圈部分为干旱事件过程)

4 响应因子

在分析过程中，干旱事件若包含自然季中的2个月或以上月份视为一个季节。按照上述规定，结合表1，将干旱事件中的春、夏、秋、冬四季分别提取对应年份的时段，即春旱年份有8 a:1977、1978、1984、1985、1986、1987、1995 和2011年;夏旱年份有12 a:1964、1966、1970、1972、1974、1981、1989、1992、2001、2005、2011 和2013年;秋旱年份有11 a:1964、1966、1970、1973、1974、1981、1988、1992、1999、2005和2007年;冬旱年份有12 a:1966、1977、1978、1983、1984、1986、1987、1988、1995、1999、2007 和2010年。

结合石阡气候特点，针对导致各季节干旱事件的响应因子，通过大量统计，选取响应较强的气温、日照、西太平洋副高西伸脊点指数、印缅槽指数和南方涛动指数等因子进行分析如下。

4.1 气温与日照

基于各干旱季节对应平均气温数据合成，较常年春、夏、秋、冬对应时段有较大变化，其中春旱、夏旱、秋旱和冬旱分别对应气温差值为－ 0.2℃、0.3℃、－0.1℃和0.2℃，进一步对平均最高气温合成，得出春旱、夏旱、秋旱和冬旱对应最高气温差值为－0.2℃、0.5℃、0.1℃和0.8℃，说明在夏旱和冬旱时段，无论是平均气温还是平均最高气温，均高于常年。同时，对各干旱季节的平均日照时数也进行了统计，较常年春、夏、秋、冬对应时段的日照偏多，即春旱、夏旱、秋旱和冬旱对应平均日照时数差值为6.1 h、86.1 h、19.0 h 和28.0 h，表明夏旱、冬旱时，日照时数比常年多。结合同时段的气温和日照分析，当持续性夏旱、冬旱出现时，一般气温和日照高于常年。

4.2 西太平洋副高西伸脊点指数与印缅槽指数

基于各干旱季节对应西太平洋副高西伸脊点指数合成，较常年春、夏、秋、冬对应时段偏东，其中春旱、夏旱、秋旱和冬旱分别对应西伸脊点差值为0.2°E、5.1°E、8.4°E 和21.3°E。同时，其中春旱、夏旱、秋旱和冬旱分别对应印缅槽指数差值为－2.6、－4.1、－3.6 和－1.6。结合副高西伸特点与印缅槽强度，表明干旱事件对应时段，尤其是持续性夏旱和秋旱时段，虽然印缅槽偏强，加速西南暖湿气流向北输送，但西太平洋副高偏东，导致暖湿气流整体偏东，最终导致石阡区域处于少雨状态。

4.3 南方涛动指数

计算石阡站春夏秋冬各季历年降水量与对应时段南方涛动指数相关，系数值为－0.04、0.02、－0.35 和－0.27。同时，其中春旱、夏旱、秋旱和冬旱分别对应南方涛动指数差值为0.3、4.6、7.2 和4.0。表明南方涛动指数较常年相应时段偏大时，石阡秋旱和冬旱更趋明显。

综上气温、日照以及西太平洋副高西伸脊点、印缅槽和南方涛动指数对石阡持续性干旱的响应分析，表明各响应因子对石阡区域持续性夏旱、秋旱和冬旱影响较大，而对持续性春旱响应弱，进一步表明初春开始发生持续干旱事件的可能性极小。

5 结论

该文利用石阡站近52 a月降水量资料以及响应时段大气环流特征量，定义了石阡持续性干旱事件，分析了干旱事件演变特征以及响应因子强度，初步得出以下结果:

①石阡月平均降水距平百分率小于－30%持续3～5个月或持续5个月及以上(其中可以允许有1个月大于－30%而小于10%)，累积降水距平百分率小于－170%，则定义为持续干旱事件。

②持续性干旱事件近52 a 来平均出现频率为每27个月发生一次，持续性干旱事件以夏秋旱、秋冬旱或冬春旱为主(占15/23)。若冬季不出现旱情，则在初春开始发生持续干旱事件的可能性极小，这对于持续性干旱事件预测有一定指示意义。近52 a 来干旱事件强度最强的是2011年，排第2、第3 位的是1966—1967年、1978—1979年2 次干旱事件。

③石阡在1962—2010年5个年代中，1980年代干旱较频繁，强度最强，但近3 a(2011—2013年)持续性干旱事件累积距平百分率之和已经达到－687.1%，超过1980年代的1/3。无论是持续性干旱事件的频率还是累积强度，都显示出近几年来干旱的严重性，由此反映了石阡极端气候事件对全球气候变化的响应。

④石阡持续性干旱事件中，气温与日照在夏季和冬季响应程度强，西太平洋副高偏东与印缅槽偏强相互配置在夏秋时段响应程度强，以及南方涛动在秋冬季响应程度强。说明各响应因子对石阡区域持续性夏旱、秋旱和冬旱影响较大，而对持续性春旱响应弱，初春开始发生持续干旱事件的可能性极小。

综上所述，较为系统的分析了石阡持续性干旱事件的演变特征，利用多因子分析石阡持续性干旱事件的响应程度，为干旱预测提供了较好的参考依据。另外，在合成分析中，主要对同时段进行了大量统计分析，今后将进一步对前期大气环流演变特征进行分析，尽可能挖掘影响石阡持续性干旱事件的关键因子。

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［2］汪元霞，龙昭芪，刘进，等. 石阡县旅游气候资源分析［J］. 贵州气象，2013，37(3):47－48.

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