贵州省2011年与2013年7—8月干旱对比分析及对农业的影响

王兴菊　白慧　周文钰　陈贞宏　张东海

摘 要： 利用NCEP再分析月平均资料、全省87站降水、气温、MCI监测资料、向外长波辐射OLR （Outgo inglongw ave rad iation）资料， 分析了2011年和2013年夏季7到8月间干旱实况和环流的异常特征。结果表明， 2011年和2013年降水偏少，降雨量排位为1981年以来同期第一和第二，气温偏高，2013年7到8月平均气温为1981年以来最高的1年达到25.4 ℃。2011年和2013年副高和南压高压偏强，贵州等地及其水汽来源区域的对流活动都受到抑制，由南向北的水汽输送较差，来自北方的冷空气偏弱，西北气流不明显，贵州、四川一带没有明显的冷暖空气交汇带，导致降水偏少、气温偏高，最终形成了2011年和2013的干旱。赤道中东太平洋海表面温度大范围持续变冷（暖）的现象可引起大气环流的异常相应，可将ENSO事件作为次年预测贵州夏季干旱与否的重要因子。建议在贵州夏季干旱易发区域建设农业生产对策研究试验基地，指导农民改进农业种植结构，加大人工增雨力度应对夏旱。

关键词： 西太平洋副高； 南亚高压； 水汽输送

中图分类号：P426.616 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.11.027

干旱是我国最常见的、影响最大的气候灾害，每年因干旱造成的粮食减产约占气象灾害粮食总损失的50%以上[1]。根据黄荣辉和周连童[2]的研究结果，全国各地均可能发生干旱，全国每年平均受旱面积达0.2×108 hm2，在全球气候变暖的趋势下，特别是进入21世纪以来，贵州省降水处于一个相对少雨期，干旱极端气候事件频繁发生，2001年至2013年13年中，贵州发生了2001年夏旱、2004年西部春旱、2005年夏旱、2006年西部春旱和黔北特大夏旱、2009年7月至2010年5月夏秋连旱叠加冬春连旱的罕见特大干旱、2011年的特大夏秋连旱和2013年的夏旱。已有的研究着重从干旱个例事实、影响干旱发生的大尺度天气系统配置及前期热带海洋表面温度异常方面入手。方之芳等[3]分析了青藏高原温度场与贵州干旱的联系。黄桂东等[4]分析了黔南2011年夏旱特征。白慧等[5]研究表明赤道太平洋海温异常导致的大气环流异常具有稳定性和持续性，对次年夏半年贵州降水产生明显滞后效应，尤其在LaNina事件的次年，其影响更为显著。基于已有研究成果，本研究选取贵州省2011年和2013年的7—8月两次夏旱实例，对干旱实况和环流系统配置情况进行综合对比分析，以期为贵州干旱诊断分析提供有价值的思路。

本研究利用NCEP再分析月平均资料、全省87站降水、气温、MCI监测资料、向外长波辐射OLR （Outgo inglongw ave rad iation）资料， 分析了2011年和2013年夏季7到8月夏季干旱实况和环流的异常特征。

1 干旱概况

1.1 降雨偏少

1.3 影响强度和范围对比分析

1.3.1 干旱发展 2011年7月底贵州旱象露头（图2a），从8月13日开始，贵州大部地区晴热少雨，贵州东北部及江南大部等地出现35 ～37 ℃的高温，截至8月29日，贵州省出现23个县市特旱、36个县市区重旱、17个县市中旱。2013年6月底旱象露头（图2b），但进入7月后，降水主要出现在西部和西南部地区，其余地区仍持续晴热少雨，旱情再次发展。8月12日干旱监测，全省82个县（市、区）出现不同程度气象干旱，特旱36个县（市、区）、重旱30个县（市、区）、中旱14个县（市、区）、轻旱2个县（市、区）。8月14日、23日先后受台风“尤特”及“潭美”影响，全省干旱范围大幅缩小，气象干旱得到解除或缓解。截止8月25日，特旱以上站数减少了43个，重旱以上站数减少63个；与19日相比，特旱站数减少了9个，重旱以上站数减少37个。

1.3.2 干旱发生区域 2011年7到8月早期干旱较重区域是西南部和中部地区，随后向东部地区蔓延。铜仁地区西部、黔东南州中西部、黔南州中东部及南部、六盘水市南部、黔西南州西南部、遵义市东部局地等地为特旱区域。2013年7到8月，重旱以上区域主要分布在毕节市东部、遵义南部、毕节东部、安顺市、贵阳中西部、黔西南东部和黔南部分地区。

1.3.3 经济损失 截至8月25日，除了贵阳市云岩区外，全省的87个县（市、区）出现了不同程度的旱灾，受灾人口达到2 000多万，其中550万人、280多万头大牲畜出现饮水困难。2013年7到8月，重旱以上区域主要分布在毕节东部、遵义南部、毕节东部、安顺市、贵阳中西部、黔西南东部以及黔南局地。截至8月9日，因旱造成直接经济损失约86亿元，264.48万人、119.97万头大牲畜出现饮水困难。

2 干旱背景分析

2.1 对流层中层环流系统

西太平洋副热带高压、中高纬度的槽脊波动是对流层中层大气环流的重要组成部分，对我国夏季大范围旱涝分布及亚洲的天气气候均有重要影响。

2011年（图3a）和2013（图3b）年7—8月500 hPa位势高度场显示， 中高纬气流平直，乌拉尔山附近的脊和欧洲浅槽偏弱。常年位于贝加尔湖的冷涡偏弱，尤其是2013年该地区为一个气流平直的浅槽，基本上没有低涡存在，我国北方地区环流也比较平直，常年位于新疆的冷涡中心也明显减弱，东亚大槽比较浅，西太副高较常年明显偏强， 面积偏大，脊线位于28bN 附近，明显偏北， 西伸明显， 整个亚洲地区基本处于正距平的控制之下，常年位于孟加拉湾的水汽输送槽变为中心强度5 850 gpdm的高压脊。

从2011年和2013年对比可以看出，2011年的正距平区出现在贵州南部，2013年的正距平区出现在贵州北部。2013年的中高纬地区比2011年更加平直，2013年整个中高纬度地区没有明显的槽，在中国范围内为一偏西气流，副高脊线更加偏北偏西，西伸脊点到达120°E左右，副高控制的区域比常年偏强20～35 gpdm。endprint

从2011年7—8月500 hPa上的温度距平场和风场图可以看出（图4a），从贝加尔湖到我国新疆、内蒙古一带的冷中心偏弱，处于正距平控制，常年来自于中高纬度地区的北风也偏弱，中高纬地区以偏西气流为主。常年位于四川、贵州一带的冷暖空气交汇带不明显。2013年7—8月（图4b），整个中高纬地区都处于正距平区，在我国的新疆、内蒙古一带出现了-1.5 ℃的正距平中心，整个中高纬地区也是以偏西气流为主，北风偏弱，常年位于孟加拉湾的水汽输送带盛行反气旋环流。水汽输送比2011年更差。

2011年和2013年7—8月来自北方的冷空气偏弱，西北气流不明显，贵州、四川一带没有明显的冷暖空气交汇带，使得这两年7—8月降水偏少、气温偏高，形成了干旱。

2.2 对流层高层环流系统

夏季南亚高压是对流层上部和平流层低层的一个强大而稳定的反气旋环流系统， 在100 hPa最强，它对北半球大气环流和我国天气气候， 特别是对我国夏季大范围旱涝分布及亚洲的天气气候均有重要影响[6]。

2011年100 hPa位势高度场显示在中低纬度地区呈带状分布（图5a），中心强度达到16 850 gpdm，较常年偏北，强度明显偏强，比常年偏强15～20 gpdm其主体控制了整个东亚地区。贵州整个夏季几乎都受南亚高压的持续控制，从2013年100 hPa位势高度场来看（图5b），南亚高压的范围和强度都比2011年要强，在整个亚欧中高纬度地区都为正距平，中心值16 850 gpdm控制的范围要比2011年大。南亚高压更偏北偏东，贵州北部也处于正距平区。

由于南亚高压与西太平洋副热带高压进退有一定制约关系，具有相向而行，相背而去的特点[9-10]，当南亚高压向东伸展时，西太副高常西进。2011和2013年夏季南亚高压偏强且位置偏北偏东，有利于西太副高北抬西伸，从而持续控制贵州地区，使得该地降水明显减少。

2.3 对流层低层环流系统

向外长波辐射（OLR） 可以作为衡量对流活动物理参数，从2011年7—8月OLR实况和距平分布图可以看出（图6a），从青藏高原到湖南一带都受OLR正距平场控制，距平值在5～20 W· m-2之间，贵州处于正距平区的中心，尤其是贵州西部，出现了20 W· m-2的正值中心，贵州东北部出现了250 W· m-2大值中心，表明该区的对流活动不明显，为一致的下沉气流，降水较弱，印度洋海域对流活动较强。从2013年7—8月OLR实况和距平分布图可以看出（图6b），云贵高原到长江中下游一带也都受OLR正距平场控制，孟加拉湾一带也为正距平场控制，副高强盛，与500 hPa上副高控制区域相对应，90°～120°E出现了260 W· m-2的大值中心，贵州受15 W· m-2的正值中心控制，说明贵州常年的水汽输送带孟加拉湾等区域内对流不活跃，没有明显的水汽向北输送。综上，2011年和2013年7—8月青藏高原、贵州等地及其水汽来源区域的对流活动不明显，这成为贵州高温少雨的一个重要原因。

进一步从2011年7—8月850 hPa上的水汽通量散度图可以看出（图7a），除贵州西部边缘以外，孟加拉湾、贵州中东部地区都是正距平区，其中贵州东部地区出现了30×10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1到60×10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1的正距平区，以此对应在850 hPa，辐散区一直上升到700 hPa附近，孟加拉湾一带也以辐散为主，水汽输送较差。从2013年7—8月来看（图7b），在90°～120°E范围内800 hPa以上基本都处于正距平场，除了贵州西部边缘有弱的辐合区，其余地区都为辐散气流，贵州东部区域也出现了30×10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1的辐散中心。综上，两次干旱过程中贵州基本上都为辐散场，没有明显的水汽辐合，是干旱发生的物质条件。

3 贵州夏旱预报预测

贵州属于喀斯特地貌特征，地形比较破碎，不利于蓄水，降水时空分布不均，可以利用的水资源很少，水资源和农业生产过分依赖气候变化，特殊的气候和地理环境使夏旱成为贵州最常见的自然灾害，使得农业生产深受影响[9-10]，并造成严重的经济损失。降水、气温、蒸发是导致干旱灾害的主要气象因子，其中物质基础为降水。西太平洋副热带高压、印度西南季风、南亚高压、中高纬度对流层上层西风急流是影响贵州降水异常的主要环流系统。这些系统强度和位置异常将造成贵州降水异常[11-16]。主要表现为，每当贵州夏半年降水量降水偏少，东亚—太平洋（EAP）负—正—负遥相关型，高空西风急流的异常增强、贵州上空的异常反气旋形成都会导致贵州降水偏少。另外，在夏半年降水典型偏少的年份，赤道中东太平洋SST处于冷位相的次年，贵州夏半年降水偏少的概率达到80%；在LaNina事件的次年，贵州夏半年降水偏少的概率达到100%。说明赤道太平洋海温异常导致的大气环流异常具有稳定性和持续性，对次年夏半年贵州降水有明显滞后效应，在LaNina事件的次年，其影响更加明显。赤道中东太平洋海表面温度大范围持续变冷（暖）的现象可引起大气环流的异常相应，并常具有稳定性和持续性，尤其在ENSO年，因此可将ENSO事件作为次年贵州夏季干旱与否的重要因子。

4 农业生产建议

一是在贵州夏旱易发区域，建设农业生产对策研究试验基地用以应对夏旱，适应气候变化。充分利用气候资源，联合多部门进行应对夏季干旱的综合试验，寻找初步解决夏旱的技术方法，建立应对夏旱的高效农业生产模式[17]。

二是根据各种农作物生长的气候条件和气候区划，指导农民改进农业种植结构，适应气候，因地制宜，达到干旱年份也能获得丰产丰收[18]。

三是在相对干旱区域，在有降水过程的时候，积极进行人工增雨，扩大降雨区域和降水量，提高抗旱能力。

5 结论及建议endprint

（1）2011年和2013年降水偏少，降雨量排位为1981年以来同期第一和第二，气温偏高，2013年7到8月平均气温为1981年以来最高的1年达25.4 ℃，2011年干旱较重区域是贵州省的西南部和中部地区，2013年除六盘水以外，全省都发生了较重干旱。

（2）2011年和2013年7—8月来副高偏强，来自北方的冷空气偏弱，贵州、四川一带没有明显的冷暖空气交汇带，使得这两年7—8月降水偏少、气温偏高，形成了干旱。

（3）2011和2013年夏季南亚高压偏强，位置偏北偏东，有利于西太平洋副高西伸北抬，并持续控制贵州地区，导致该地区降水明显减少。

（4）2011年和2013年7—8月青藏高原、贵州以及水汽输送区孟加拉湾等地对流活动都不活跃。两次干旱过程中贵州基本上都为辐散场，没有明显的水汽辐合，是干旱发生的物质条件。这导致这两年的干旱。

（5）赤道中东太平洋海表面温度大范围持续变冷（暖）可引起大气环流的异常响应，并常具有稳定性和持续性，尤其在ENSO年，因此可将ENSO事件作为次年预测贵州夏季干旱与否的重要因子。

（6） 建议在贵州夏旱易发区域建设农业生产对策研究试验基地， 指导农民改进农业种植结构和加大人工增雨力度应对夏旱。

参考文献：

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[4] 黄桂东.黔南2011 年夏旱特征分析[J].贵州气象， 2012（4）：10-13.

[5] 吴战平，白慧，严小冬.贵州省夏旱的时空特点及成因分析[J].云南大学学报：自然科学版，2011，33（S2）：383-391.

[6] 刘银峰， 徐海明， 雷正翠. 2006年川渝地区夏季干旱的成因分析[J].大气科学学报，2009，32（5）： 686-694.

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[12] 钱永甫， 张琼， 张学洪. 南亚高压与我国盛夏气候异常[J].南京大学学报，2002，38（3）：295-306.

[14] 马振锋. 高原季风强弱对南压高压活动的影响[J].高原气象，2003，22（2）：143-146.

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[16] 吴战平，白慧，严小冬.贵州省夏旱的时空特点及成因分析[J].云南大学学报，2011，33（S2）：383-391.

[17] 赵广忠.贵州省政协委员赵广忠大会发言：主动适应气候变化 积极应对夏旱影响[R]. 贵阳：贵州省气象局宣传科普中心，2014.

[18] 张静，郭建，冯晶晶.2008—2009 年内乡县秋冬干旱对农业的影响及对策[J].现代农业科技，2010（13）：325，329.endprint

（1）2011年和2013年降水偏少，降雨量排位为1981年以来同期第一和第二，气温偏高，2013年7到8月平均气温为1981年以来最高的1年达25.4 ℃，2011年干旱较重区域是贵州省的西南部和中部地区，2013年除六盘水以外，全省都发生了较重干旱。

（2）2011年和2013年7—8月来副高偏强，来自北方的冷空气偏弱，贵州、四川一带没有明显的冷暖空气交汇带，使得这两年7—8月降水偏少、气温偏高，形成了干旱。

（3）2011和2013年夏季南亚高压偏强，位置偏北偏东，有利于西太平洋副高西伸北抬，并持续控制贵州地区，导致该地区降水明显减少。

（4）2011年和2013年7—8月青藏高原、贵州以及水汽输送区孟加拉湾等地对流活动都不活跃。两次干旱过程中贵州基本上都为辐散场，没有明显的水汽辐合，是干旱发生的物质条件。这导致这两年的干旱。

（5）赤道中东太平洋海表面温度大范围持续变冷（暖）可引起大气环流的异常响应，并常具有稳定性和持续性，尤其在ENSO年，因此可将ENSO事件作为次年预测贵州夏季干旱与否的重要因子。

（6） 建议在贵州夏旱易发区域建设农业生产对策研究试验基地， 指导农民改进农业种植结构和加大人工增雨力度应对夏旱。

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[18] 张静，郭建，冯晶晶.2008—2009 年内乡县秋冬干旱对农业的影响及对策[J].现代农业科技，2010（13）：325，329.endprint

（1）2011年和2013年降水偏少，降雨量排位为1981年以来同期第一和第二，气温偏高，2013年7到8月平均气温为1981年以来最高的1年达25.4 ℃，2011年干旱较重区域是贵州省的西南部和中部地区，2013年除六盘水以外，全省都发生了较重干旱。

（2）2011年和2013年7—8月来副高偏强，来自北方的冷空气偏弱，贵州、四川一带没有明显的冷暖空气交汇带，使得这两年7—8月降水偏少、气温偏高，形成了干旱。

（3）2011和2013年夏季南亚高压偏强，位置偏北偏东，有利于西太平洋副高西伸北抬，并持续控制贵州地区，导致该地区降水明显减少。

（4）2011年和2013年7—8月青藏高原、贵州以及水汽输送区孟加拉湾等地对流活动都不活跃。两次干旱过程中贵州基本上都为辐散场，没有明显的水汽辐合，是干旱发生的物质条件。这导致这两年的干旱。

（5）赤道中东太平洋海表面温度大范围持续变冷（暖）可引起大气环流的异常响应，并常具有稳定性和持续性，尤其在ENSO年，因此可将ENSO事件作为次年预测贵州夏季干旱与否的重要因子。

（6） 建议在贵州夏旱易发区域建设农业生产对策研究试验基地， 指导农民改进农业种植结构和加大人工增雨力度应对夏旱。

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[16] 吴战平，白慧，严小冬.贵州省夏旱的时空特点及成因分析[J].云南大学学报，2011，33（S2）：383-391.

[17] 赵广忠.贵州省政协委员赵广忠大会发言：主动适应气候变化 积极应对夏旱影响[R]. 贵阳：贵州省气象局宣传科普中心，2014.

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