西南干旱特征及其成因研究进展

在全球变暖背景下,中国极端天气气候事件频发.近年来,发生在中国西南的严重干旱事件给当地造成了重大的经济损失和严重的社会影响,引起政府部门和科学界的高度重视.因此,总结西南干旱的观测事实和规律,探讨干旱成因,为西南干旱的预测预警提供依据,是一项具有现实意义也极具理论价值的研究课题.文章根据近年来有关西南干旱的研究进展,从影响干旱的几个主要方面着手,总结西南干旱的最新研究成果,并分析研究中尚存在的不足,以期对今后的工作有所帮助.     

2011年夏季气候异常及主要异常事件成因分析

本文对2011年夏季的中国气候及大气环流异常特征进行分析,发现我国总体气温偏高,降水偏少。西北西部、华北南部、江淮至江南一带,西南地区东部等地出现了阶段性的较大范围极端高温天气过程。西南地区东部和广西等地出现严重干旱;而长江下游地区降水显著偏多。进一步对中国气候异常事件的成因分析表明：异常高压的长期维持,孟加拉湾的向北水汽输送偏弱及西太平洋副热带高压位置偏东使其西侧的东南和偏南水汽输送对我国西南地区影响小是导致西南地区严重干旱的大气环流因素;2010年秋季出现的中部型拉尼娜事件可能是西南干旱的一个重要外强迫条件。2011年夏季亚洲极涡偏弱偏小,欧亚中高纬地区经向环流偏强,有利于冷空气南下;同时,中纬度西太平洋地区海温持续偏低而激发反气旋性环流产生,造成西太平洋副高偏大偏强,冷暖气流在长江下游地区交汇造成降水显著偏多。     

2009—2010年黔西南州特大干旱事件成因分析

通过对2009-08—2010-03黔西南州8个站连续8个月的气温和降水资料分析,对干旱事件的气候特征、干旱的成因进行初步分析,结果表明:黔西南州2009—2010年特大干旱事件是在全球气候变暖的条件下发生的,副热带高压持续偏强偏西,阻断了来自南面海洋的暖湿气流,同时,北方冷空气虽然强度大,但主体偏北,很少南下,在黔西南境内冷暖气流少有交汇,是造成黔西南特大干旱事件发生的根本原因。     

2023年上半年我国干旱的特征及其成因分析

2023年1—6月我国西南、华北东部、华东北部、华中南部、华南及东北中部等地均发生不同程度的气象干旱,严重影响农业生产、制约当地经济发展。为提高应对旱灾能力,及时开展防灾减灾工作,应对旱情进行实时总结,本文利用K干旱指数、MCI指数、T-N通量和CABLE陆面模式,以及气象观测数据、再分析数据、土壤水分资料等,综合分析区域性干旱事件的时空分布特征及成因。结果显示：（1）2023年上半年,中国西南和内蒙古东部地区发生严重区域性干旱,西南地区经历了从持续型到骤发型的干旱转变,而内蒙古地区则持续干旱。（2）同期500 hPa高度场在中高纬度呈“两槽两脊”型,西太平洋副热带高压异常西伸北抬,欧亚中纬度Rossby波异常偏弱,导致中高纬地区的平直西风和冷空气影响减弱,造成西南地区和内蒙古东部地区降水偏少,进而引发区域性干旱。（3）2023年上半年,冬季La Ni?a事件转为春季El Ni?o事件,导致西南地区对流活动偏弱,诱发持续高温干旱天气;内蒙古地区的海温敏感区分布导致其上游高压脊稳定,造成内蒙古东部地区干旱少雨。     

1978—2017年西南地区干湿时空变化特征

利用1978—2017年91个气象站点1、3、6和12个月的标准化降水蒸散指数SPEI,采用极点对称模态分解ESMD、M-K突变检验和空间插值等方法,对西南地区的干湿时空变化特征进行分析。结果表明:(1)过去40 a里,西南地区呈干旱化趋势;ESMD分解的模态分量有年际振荡(2 a)和年代际振荡(10 a)特征,趋势分量呈波动性下降,2010年后未出现回升,表明干旱化程度在逐步加深。(2)综合ESMD和M-K突变检验得到2000年代初为干湿的突变时间。(3)西南地区干旱强度与湿润强度呈现负相关,大部分区域主要以干旱为主,其中四川西北部和贵州中东部干旱最严重,而四川南部湿润强度级别较高。(4)春季有极端干湿出现,夏季大部分地区以湿润为主,局部发生了极端干旱,秋冬两季发生了不同程度的干旱,局部出现湿润。     

中国西南地区干湿年份水汽来源个例对比分析

中国西南地区常年气候湿润,但近年来该地频繁发生的干旱灾害造成了诸如农作物减产、森林火灾等巨大经济损失。为了深入探索西南地区干旱年份水汽输送的异常,并为今后西南地区干旱灾害的预警提供参考,本文利用TRMM和APHRODITE两种降水数据,分析了1998-2019年西南地区降水的年际变化及各季节降水量的年际变化,选出夏季干旱年(2011年)和秋季干旱年(2009年)以及夏季秋季都较为湿润的2008年,通过拉格朗日输送模型FLEXPART追踪了两个极端干旱季节(2009年秋季和2011年夏季)的水汽输送路径及水汽源地,并分别与湿润年份(2008年)的夏季和秋季做了对比分析。结果表明：(1)干湿年份的水汽输送路径一致,夏季西南地区的水汽输送路径主要可分为3条：西南路径、东南路径和西北路径,其中最主要的是西南路径,故主要的水汽源地为阿拉伯海-孟加拉湾一带;秋季西南地区的水汽输送的主要路径可分为两条：东南路径和西北路径,其中最主要的是东南路径,故主要的水汽源地为我国南海-太平洋西北部一带。(2)干湿年份水汽输送强弱存在差异,夏季西南地区干旱的原因是西南路径对水汽的输送较弱,而秋季西南地区干旱的原因...     

西南涡的气候学研究进展

西南涡是特殊地形与区域环流条件相互作用而产生的α中尺度天气系统,对我国西南地区的天气、气候和环境具有重要影响。本文系统梳理了西南涡的涡源分布、活动频数、移动路径及强度变化的多时空尺度分布特征,阐述了西南涡活动对我国西南及其下游地区天气、气候及区域环境的影响,总结了西南涡与高原涡、南亚高压等重要的天气系统的协同作用过程,综述了近年来西南涡气候学研究的进展,旨在为后续展开的西南涡的客观识别算法和技术研究提供基础信息。综述发现,前人研究中关于西南涡活动异常变化特征的结论并不一致,这可能是选用的资料时段、时间长度以及西南涡识别方法等不同造成的。因此,建立一套基于客观算法识别的西南涡基础研究资料是展开未来高质量研究的基石,对理解、预测西南涡活动具有极其重要的意义,并有利于进一步提升西南地区天气、气候、环境预测水平。     

近56a西南区域降水分布及持续性干旱的研究

采用1961—2016年西南区域4省(市)的地面观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及全球海温资料,对西南区域降水的时空分布特征以及其持续性干旱事件的气候特征及其环流成因进行了分析。结果表明:(1)西南区域的降水呈现东部南部多、西北少的空间分布特征,1986年为降水显著突变点,此点至今降水明显下降;西南区域的年降水存在显著的准3 a和准8 a的振荡周期;(2)近56 a西南区域共有8次持续性干旱事件发生,最多时段是20世纪60年代,春旱和冬旱最频繁,秋旱其次;(3)孟湾北部的异常反气旋环流和南海的异常气旋环流隔断了西南区域必要的水汽通道,水汽通量辐散;西南区域上空的异常反气旋环流,以及贝湖至中西伯利亚的异常气旋环流使得冷空气的活动区域被限制在中高纬地区,印缅南支槽偏弱,副高位置偏东偏南、强度偏弱,西南区域处于明显的下沉运动控制之下,配合海平面气压的负异常特征,使得温度持续偏高,从而导致西南区域持续性干旱的发生;前期中东太平洋的拉尼娜现象和中国近海地区的海温异常分布可作为西南区域持续性干旱事件的长期预测线索。     

WRF模式对西南地区干旱事件的模拟研究

2009—2010年在中国西南地区发生了严重的秋冬春三季持续性干旱,为了评估WRF模式两种陆面方案在中国西南地区干旱事件中的模拟性能,该文采用Noah陆面方案和Pleim_Xiu陆面方案两种WRF模拟方案对西南干旱事件进行模拟研究。两种陆面方案都合理的模拟出了西南地区极端干旱事件中的降水空间分布与时间序列,但与观测资料相比仍然存在一定的误差。两种陆面方案的相互比较表明,在极端干旱事件模拟中,Noah陆面方案在降水模拟中有着一定的改进作用。在对西南干旱时期的蒸发模拟当中,Noah和Px方案相比有着更低的误差,采用Noah陆面方案能更好的模拟蒸发状况。     

1960—2010年中国西南地区区域性气象干旱事件的特征分析

利用区域性极端事件客观识别法（Objective Identification Technique for Regional Extreme Events,OITREE）和1960—2010年中国西南地区（四川、云南、贵州省和重庆市）101个站综合气象干旱指数（CI）进行区域性气象干旱事件识别研究,确定了相应的OITREE方法参数组,并识别得出87次中国西南地区区域性气象干旱事件,其中9次达到极端强度,而2009年9月—2010年4月发生的特大干旱是中国西南地区近50年最严重的区域性气象干旱事件。进一步分析表明,中国西南地区区域性气象干旱事件的持续时间一般为10—80 d,最长可达231 d;11—4月是西南地区的旱季。云南和四川南部是西南干旱的频发和强度中心地区;强的（极端及重度）干旱事件可分为5种分布类型,其中南部型出现机会最多。过去50年西南地区区域性气象干旱事件频次显著增多,强度有所增强,其主要原因可能是该地区降水量显著减少所致,而气温升高也起到了推波助澜的作用。