1、第 54 卷 第 2 期2 0 2 3 年 2 月人民长江YangtzeiverVol 54，No 2Feb，2023收稿日期:2022 11 15基金项目:国家自然科学基金气象联合基金资助项目(U2142205)作者简介:周军，男，高级工程师，主要从事灾害性天气预报研究。E mail:zhoujun cma gov cn通信作者:任宏昌，男，高级工程师，博士，主要从事灾害性天气预报研究。E mail:renhc cma gov cn文章编号:1001 4179(2023)02 0029 07引用本文:周军，任宏昌，王蒙，等 2022 年夏季长江流域干旱特征及成因分析 J 人民长江，2023，
2、54(2):29 352022 年夏季长江流域干旱特征及成因分析周军1，任 宏 昌1，王蒙1，崔童2(1 国家气象中心，北京 100081;2 国家气候中心，北京 100081)摘要:2022 年夏季，长江流域发生了历史罕见的高温干旱事件。利用实况观测资料以及再分析数据对此次干旱过程进行特征分析，并探索其成因。结果表明:长江流域 2022 年夏季总面雨量较常年同期偏少 33 7%，为1961 年以来第二少。进入 7 8 月高温迅速发展，平均气温及高温日数均为历史同期最多。高温少雨导致长江流域干旱迅速发展，干旱日数普遍达 20 d 以上，中旱以上站点同样为历史最多。由于 6 月下旬南亚高压偏强，
3、副热带高压北跳偏早，使得长江中下游梅汛期降水量偏少。7 8 月长江流域长期处于强盛的副热带高压控制下，北方冷空气无法南下，也不利于南方水汽在长江流域辐合。高压内部强烈的下沉运动使得流域出现长时间高温少雨。此外，晴热天气使得流域蒸发量显著加大，进一步加剧了长江流域的干旱。关键词:2022 年长江流域干旱;面雨量;极端高温;南亚高压;副热带高压中图法分类号:P426 616文献标志码:ADOI:10 16232/j cnki 1001 4179 2023 02 0050引 言近年来，中国极端天气事件频发，高温、干旱灾害风险加大，严重影响工农业生产和人民生活，造成了巨大的社会影响和经济损失1 2。I
4、CPP A6 报告指出，随着未来全球变暖进一步加剧，极端高温干旱事件等灾害性天气比例将持续增加3 4。长江流域作为中国最重要的经济带，其干旱与洪涝灾害的发生对中国政治经济有着举足轻重的影响，已有大量国内外学者针对长江流域旱涝的成因和规律进行了深入研究5 7。2022 年夏季，长江流域发生了 1961 年以来最强的持续性高温天气，具有持续时间长、影响范围广、极端性强等特点。全国高温日数为有记录以来历史同期最多。自 5 月 27 日至 8 月 30 日，中央气象台共发布高温预警 139 期，包含高温黄色预警 68 期，高温橙色预警 49 期，高温红色预警 22 期。自 7 月 21 日至 8 月3
5、1 日，连续发布高温预警 81 期。高温少雨天气导致长江流域干旱不断发展，土壤墒情下降，农业干旱也发生发展，对水稻、玉米等作物以及经济林果、水产养殖等造成了不利影响。此外，高温干旱天气导致水域面积锐减和水位下降，四川省、重庆市等地火灾频发，并对能源供应等造成较大影响。大量研究表明，西太平洋副热带高压和南亚高压是影响长江流域旱涝的两个关键大气环流系统8 11。当西太平洋副热带高压西伸北跳，并稳定维持时，长江中下游地区往往降水偏少，出现高温酷暑天气12 13。南亚高压东伸加强，往往也对应着西太平洋副热带高压西进14。这种南亚高压和西太平洋副热带高压异常在不同层次上的叠加，可以在中国南方地区形成深厚
6、的高压异常，这是导致该地区出现持续性降水偏少以及高温异常的直接原因15 16。西太平洋副热带高压的位置和强度变化对于水汽输送通道亦有着重要的影响17 18。此外，虽然降水偏少是引起干旱的重要原因，但蒸散发对于干旱的发生发展同样有着不可忽视人民长江2023 年的驱动作用19 21。由于气象干旱情况下引发水文干旱的概率极高22，本文中提到的干旱主要指气象干旱。本文将从2022 年夏季降水量以及水文面雨量特征出发，对长江流域的降水及干旱展开特征分析，并对其成因展开进一步讨论。1资料和方法本文使用的逐日观测资料(08:00 08:00)来自中国气象局国家气象信息中心整编发布的“中国地面气象要素日值数据
7、集(V30)”，包括中国2 474 个基本、基准气象站、一般气象站 1951 年 1 月以来的逐日气温和降水量观测资料，上述资料均经过国家气象信息中心的质量控制和极值检验 23。所采用的格点高度场、风场、比湿、蒸发等物理量来源于欧洲中期天气预报中心(ECM-WF)发布的 ECMWF eanalysis v5(EA 5)再分析数据集 24，其水平分辨率为 0 25 025，时间分辨率为1 h。物理量场的逐日数据采用当日(北京时)24 h 数据合成分析。文中计算的气候平均值，即气候平均态(简称气候态)均采用 1991 2020 年同期平均值。变量的距平指的是变量当前时段的数值与其气候态的差。距平百
8、分率的计算方式为距平/气候态 100%。文中采用国家气候中心现行业务规范中的气象干旱综合指数(Meteorological Drought Composite Index，MCI)作为依据来划分气象干旱等级，其具体计算方法及划分气象干旱等级标准详见 GB/T 20481 2017 气象干旱等级。长江流域的面雨量计算采用国家气象中心业务中长江流域 720 个国家站，利用泰森多边形法25 26，将流域内各相邻雨量站用直线相连，作各连线的垂直平分线，这些垂直平分线相交把流域划分为若干个多边形，每个多边形内都有一个雨量站。设每个雨量站都以其所在的最小多边形为控制面积，则流域面雨量为各雨量站点的雨量乘以
9、各自的控制面积的总和除以流域的总面积。其计算公式为Wi=Si/S(1)P=ni=1PiWi(2)式中:Wi为各雨量站的控制面积与流域总面积的比值，即权重系数;Si为流域内各雨量站的控制面积;S为流域的总面积;P 为流域面雨量;Pi为各雨量站的同期降雨量;n 为雨量站点数。22022 年夏季长江流域降水和面雨量特征2022 年夏季，全国平均降水量为 1961 年有完整气象观测记录以来历史同期第二少，且降水空间分布极为不均，北方降水量显著偏多，长江中下游及川渝地区降水量则较常年同期偏少 2 8 成。2022 年梅雨雨季开始整体偏早，雨季整体偏长。江南地区于 5 月 29日入梅，较常年入梅时间偏早
10、11 d;于 7 月 8 日出梅，较常年出梅时间偏早 2 d;整体时长 40 d，较常年偏长9 d;梅雨季降水量为 426 1 mm，较常年偏多 7 9%。长江中下游地区于 5 月 29 日入梅，较常年入梅时间偏早16 d;于7 月8 日出梅，较常年出梅时间偏早8 d;整体时长 40 d，较常年偏长 8 d;梅雨季降水量为 258 3mm，较常年偏少 18 8%。江淮地区于 7 月 4 日入梅，较常年入梅时间偏晚 11 d;于 7 月 31 日出梅，较常年出梅时间偏晚17 d;整体时长27 d，较常年偏长6 d;梅雨季降水量为 179 6 mm，较常年偏少 30 2%。对于长江流域整体而言(见
11、图 1)，2022 年夏季长江流域 720 站总降水量为 241 843 4 mm，较常年同期偏少 34 1%，为 1961 年以来历史最低。长江流域夏季总面雨量为 14 208 4 mm，较常年同期偏少 33 7%，为 1961 年以来历史第二低，仅次于 1978 年夏季(偏少34 2%)图 1长江流域历年夏季降水量、面雨量及站点分布Fig 1Annual summer precipitation，annual summer arealprecipitation anomalies and stations distribution in theYangtze iver Basin从面雨量的
12、时间序列可以发现，2022 年长江中下游雨季开始偏早，但降水强度整体偏弱，且降水持续性较差(见图 2)，6 月上中旬副热带高压位置与常年同期基本相当。随着 6 月下旬副热带高压北跳，长江流域降水亦随之减弱，仅 7 月上旬和中旬各出现一次降水过程。7 月下旬起至 8 月，副热带高压稳03第 2 期周军，等:2022 年夏季长江流域干旱特征及成因分析定偏北，降水量北多南少，长江流域几乎没有较大降水过程，且受副高下沉气流控制，干旱迅速发展。由图 3 可见，2022 年夏季长江流域面雨量几乎全流域均呈现为负距平，即全流域面雨量均呈现偏少状况，流域大部面雨量偏少 20%以上。其中面雨量偏少最严重的区域有
13、沱江流域、向家坝 寸滩区间、吴江下游、清江、灃水、丹江口 皇庄区间、资水、抚河以及鄱阳湖湖区及其下游，降水较多年平均值偏少 40%以上。图 22022 年夏季西太平洋副热带高压脊线位置与长江流域面雨量时间演变Fig 2Time series of the Western Pacific Subtropical ridge andareal precipitation over the Yangtze iver Basin in summer 2022图 32022 年夏季长江流域面雨量距平百分率Fig 3Percentage of areal precipitation anomaly in
14、theYangtze iver Basin in summer 202232022 年夏季长江流域高温干旱特征长江中下游为 2022 年夏高温过程的重点区域之一，共出现两次过程性高温。2022 年 7 月 5 17 日，中国中东部地区出现大面积高温天气，其中长江流域以四川盆地、江浙地区高温最为显著，高温日数达到10 d 以上。7 月 20 日至 8 月 30 日的大范围高温过程中，四川盆地及其以东的长江流域均处于高温控制下，且此次过程中气温缓慢持续攀升，干热特征尤为明显，流域大部分地区高温日数达到 30 d 以上，多站突破历史极值，重庆北碚单日气温极大值达到45 以上。整个夏季而言(见图 4)
15、，长江中下游大部分区域高温日数均达到 35 d 以上，其中长江中下游部分区域高温日数达 40 d 以上。2022 年夏季，中央气象台 35 以上高温预警产品的 TS 评分达到 0 73，为近 7 a 来最高值，且预报员的主观预报产品对高温的预报相比主流数值模式有明显的优势。图 4长江流域夏季(6 8 月)高温(大于 35)日数Fig 4The number of days with high temperature(greater than 35)in the Yangtze iver Basinin summer(June to August)高温与干旱的发生往往密切相关。高温主要是长时间高
16、压环流控制造成的，高压控制区域的下沉运动则成为降水的不利条件。通过对比分析图 3 和图 4 可见，高温发展严重区域与面雨量偏少区域高度重合。在少雨、高温等有利于气象干旱的因子综合作用下，长江流域气象干旱快速发展，流域大部分区域中旱及以上日数普遍达到 20 d 以上，其中，岷江、嘉陵江、丹江口等地区中旱及以上的日数达到 40 d 以上(见图 5)。长江流域 10 省(市)中旱及以上站数比例达94 6%，为 1961 年以来历史同期最多;10 省(市)平均中旱及以上干旱日数(27 9 d)为 1961 年以来历史同期第二多，仅次于 1978 年27。流域自 7 月中旬起呈现轻度 中度干旱状态，8 月上旬流域大部以中度干旱为主，部分区域为重度干旱。自 8 月中旬起，长江流域大部呈现重度干旱，且干旱面积和干旱程度逐步增大、增强，至 8 月下旬，长江流域大部分区域呈现重度以上干旱，部分区域达到特旱。图 5长江流域夏季(6 8 月)中旱及以上日数Fig 5The number of days with moderate drought or abovein summer in the Yangtz
