1、第 41 卷 第 1 期2023 年 2 月Vol.41 No.1February，2023干旱气象Journal of Arid Meteorology我国不同区域气象干旱成因研究进展与展望薛亮1，袁淑杰1，王劲松2（1.成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都 610225；2.中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室，甘肃 兰州 730020）摘要：在全球增暖背景下，我国干旱灾害的严重程度、持续时间和影响范围均呈增加趋势。气象干旱是干旱灾害发生的前提，厘清气象干旱形成原因，对提高干旱预警能力、制定干旱灾害应对策略和防御措施有
2、重要科学意义。本文较为全面地梳理了我国气象干旱成因的研究进展。首先，考虑干旱的成因具有区域差异性，分别总结了我国西北、华北、东北、华东、华南及西南6个区域的干旱成因；考虑干旱的时间持续性，基于季节干旱、两季连旱和三季连旱，分别从冷暖空气、位势高度场、海温场异常等方面归纳各区域不同持续时间气象干旱形成的主要影响因子。其次，提出了目前我国气象干旱成因研究面临的科学问题和未来研究方向。鉴于已有的干旱成因研究多以对单一影响因子研究为主，即便考虑了干旱形成的多个影响因子，但仍然相对缺乏对多因子间协同作用的定量分析，因此未来需要关注不同影响因子对气象干旱形成的贡献率及彼此间协同作用的定量关系。关键词：气象
3、干旱；区域性；持续性；成因文章编号：1006-7639（2023）01-0001-13 DOI：10.11755/j.issn.1006-7639（2023）-01-0001中图分类号：P461 文献标志码：A引 言干旱是指一定时段内因降水较少造成大气、土壤干燥的气候现象，当干旱发展到一定程度，无法满足工农业生产和人民生活正常需要时，就形成干旱灾害（Wilhite，2000）。干旱不仅影响农业生产、城镇供水、社会经济稳定与可持续发展，还会造成水资源短缺、荒漠化加重、生态与环境恶化等不利影响（Tsegai et al.，2022）。联合国防治荒漠化公约发布的19002022年全球干旱灾害事实表明
4、，过去的一个世纪，重大干旱事件造成世界1 000多万人死亡和数千亿美元的经济损失，其中亚洲受干旱影响人口总数最多；预估到2030年，将有7亿人面临因干旱而流离失所的风险（Tsegai et al.，2022）。近年来随着气候增暖不断加剧，全球和区域尺度的干旱呈现出增加趋势（Dai and Zhao，2017）。为减轻干旱造成的危害，需要进行针对性的干旱监测评估及预警，以采取有效的防御措施。美国气象学会根据干旱影响形式和对象的不同，将干旱分为4种类型：气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱（American Meteorological Society，1997）。气象干旱主要以降水指标来划
5、分，农业干旱主要以土壤水分和作物指标划分，水文干旱主要以地表径流和地下水指标划分，社会经济干旱主要以供水和人类需水指标划分（叶天，2021）。其中，气象干旱和水文干旱主要关注自然属性，农业干旱和社会经济干旱则侧重社会属性（裴源生等，2013）。在4种类型干旱中，气象干旱最先发生，随着气象干旱的发生和发展，可能会引发其他3种类型干旱。当土壤含水量逐渐减少，并下降到一定程度时会导致农业干旱；当地表水和地下水收支不平衡，引起江河、湖泊径流和水利工程蓄水量异常偏少时，便发生水文干旱；农业干旱和水文干旱并行发展到一定程度，会导致社会经济干旱发生（叶天，薛 亮，袁淑杰，王劲松.我国不同区域气象干旱成因研究
6、进展与展望 J.干旱气象，2023，41（1）：1-13，XUE Liang，YUAN Shujie，WANG Jinsong.Progress and prospects of research on causes of meteorological drought in different regions in China J.Journal of Arid Meteorology，2023，41（1）：1-13，DOI：10.11755/j.issn.1006-7639（2023）-01-0001收稿日期：2022-06-28；改回日期：2022-10-28基金项目：四川省科技计划项目（
7、2021YJ0280）、甘肃省自然科学基金重点项目（21JR7RA694）及干旱气象基金（IAM202004）共同资助作者简介：薛亮（1999），男，四川泸州人，硕士生，研究方向为干旱及其灾害影响评估。E-mail：。通信作者：王劲松（1968），女，贵州凯里人，研究员，主要从事干旱区气候变化和干旱监测预警研究。E-mail：wjsgsmb_。41 卷干旱气象2021；叶天等，2021；石媛媛等，2021）。可见，气象干旱的监测及预警可以降低干旱灾害风险，减少干旱灾害损失（张强等，2014；王劲松等，2012；王劲松等，2022）。因此，分析气象干旱成因，对掌握干旱灾害形成机理，进行干旱灾害早
8、期预警及判识干旱灾害发展趋势尤为重要。气候变暖背景下，尽管不同区域气象干旱均存在频次增加、强度加剧及范围增大的特点（Dai and Zhao，2017），但引起不同地区气象干旱发生的因子，或引起同一地区不同时段气象干旱发生的因子却不尽相同（黄会平，2010；刘小龙和虞美秀，2015；廖要明和张存杰，2017；倪深海等，2019）。近几十年来，我国气温整体呈显著增加趋势，但降水变化的空间特征明显，不同区域的增减趋势不同（任国玉等，2005），气温和降水变化对气象干旱的影响存在明显的区域性差异。干旱的发生表现出区域性和多发性特点，干旱区有变湿趋势，半干旱区有干旱化趋势（李周新等，2006）。研究认
9、为干旱发生受气候异常、外强迫和水资源供需变化等因素及其协同作用的影响（张强等，2020）；干旱在不同地区变化趋势的信度和归因结果差别很大，降水虽然在少数地区主导了干旱趋势，但不一定是影响过去几十年全球尺度干旱趋势的主要驱动因素（姜大膀和王晓欣，2021）。已有的干旱成因研究主要在以下几方面开展了工作：（1）全球变暖导致地面气温升高，造成干旱化趋势加剧（李维京等，2003；邹旭凯和张强，2008；马鹏里等，2019；Dai and Zhao，2017；Douville et al.，2021）；（2）海温异常增暖及海洋运动引起大气环流异常导致降水量减少，形成区域干旱事件（黄荣辉，2006；琚建华
10、等，2006；琚建华等，2011；赵尔旭等，2011；赵昶昱等，2019）；（3）青藏高原热力作用异常，导致区域尺度环流异常及干旱事件发生（Liu et al.，2007；Wang et al.，2008）；（4）青藏高原通过侧边界摩擦、下垫面摩擦和下沉运动等动力作用影响西北地区气候（徐国昌和张志银，1983；罗哲贤，2003），通过对气候系统的阻挡和对季风的牵引作用，形成我国西北干旱的气候背景（乔钰等，2014）；（5）由于土地过垦、过牧及过采地下水等过度开发使得土地退化和生态环境恶化，对区域性干旱形成有明显影响（马柱国，2007；张强等，2017；张强等，2020）。由于植被退化、积雪增多
11、等地表状况的变化改变了地气相互作用，造成区域干旱（黄荣辉等，2012；张人禾等，2016；Wang et al.，2017；闫昕旸等，2019）；（6）干旱区大气沙尘气溶胶辐射强迫作用，增强了大气稳定度，抑制降水条件发展，从而加剧了干旱（Charney，2010；张强等，2010）。本文将基于已有研究成果，针对我国不同区域气象干旱成因，分别归纳凝练其研究进展。梳理气象干旱形成的主要影响因子，进一步认识这些因子对干旱形成的协同作用，一方面有利于提高干旱监测预警能力，另一方面对制定针对性的干旱灾害风险应对策略与防控措施、应对气候变化和提高干旱灾害防灾减灾能力有重要科学意义。本文对这一领域的研究成果
12、进行总结，以期在未来气象干旱成因的深入研究中起到一定的参考作用。1区域气象干旱成因研究进展1.1气象干旱成因的区域特征参照中国气象产品地理分区标准（GB/T 361092018），我国被划分为西北、华北、东北、黄淮、江淮、江南、江汉、华南和西南9个区域。考虑到黄淮、江淮、江南和江汉地区主要处于我国东部沿海，且均属于平原地区，为便于对区域描述，本文将这4个分区合并为一个区域，并称之为华东地区，将我国划分为西北、华北、东北、华东、华南和西南 6个区域图1，基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS（2019）1822号的标准地图制作，底图无修改。考虑干旱的时间持续性，将气象干旱分为季节干旱、
13、两季连旱和三季连旱，分别归纳各区域不同时段气象干旱成因研究的主要成果。1.1.1西北地区西北地区深居内陆，远离海洋，其80以上区域属于干旱和半干旱气候区，甚至一些地区属于极端干旱气候区，干旱是该区域最常见和最严重的自然灾害。西北地区春季干旱事件常有发生，冬季东亚副热带西风急流的位置与次年西北地区的春季图1中国地理分区Fig.1Geographic division of China2第 1 期薛亮等：我国不同区域气象干旱成因研究进展与展望干旱关系密切，当冬季急流位置偏北时，次年春季西北地区受较强高压控制，高压脊前干冷的西北气流易引发干旱（董婷和李艳等，2014）；秋季赤道中东太平洋海表温度（S
14、ea Surface Temperature，SST）与次年西北地区春季降水有明显正相关关系，当海温异常偏低，存在La Nia现象时，次年春季西北大部分地区降水偏少（李耀辉等，2000）；青藏高原冬春积雪异常对西北地区春季降水的影响以正反馈为主，高原积雪整体偏少时，西北地区春季降水偏少（王芝兰等，2015）。与前期秋季SST异常影响西北地区次年春季干旱类似，同期SST异常在西北地区夏季干旱形成中也扮演着重要角色，是影响西北地区夏季干旱的重要因素，夏季北太平洋和西太平洋SST呈负距平、赤道中东太平洋SST为正距平的海温分布，不利于西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）发展，使得西太副高外围的偏南
15、暖湿气流很难输送到西北地区，从而导致该区域夏季易出现干旱（吴爱敏，2008）。当夏季我国北方和青藏高原地气长波辐射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）为正距平时，我国北方地表辐射强不利于此区域高空低值系统发展，500 hPa为西高东低的环流形势，西北地区处于脊前西北气流控制中，这是有利于西北地区干旱形成的环流条件；夏季青藏高原地表辐射强不利于高原低值系统发展，发展的青藏高压阻挡了低纬孟加拉湾水汽向北输送，易引发西北地区夏季干旱（吴爱敏，2008）。当夏季北半球500 hPa正高度距平区主要分布在欧亚大陆中高纬地区，尤其集中在以蒙古国和贝加尔湖为中心的区域时，西北地
16、区处于高压控制下，也易发生夏季干旱和极端高温事件（Li et al.，2019）。而由 SST 异常引起的ENSO（El Nio-Southern Oscillation）事件则是导致西北地区年尺度干旱的主要因子（齐乐秦等，2020）。从数值模拟结果来看，青藏高原隆升和环流变化是形成西北夏季干旱的重要因子（钱正安等，1998）。高原地形敏感性试验结果显示，青藏高原的隆升对南亚高压及高原上“西脊东槽”形势起加强作用，由于南亚高压和西太副高常常相向而行，南亚高压位置偏西意味着西太副高位置偏东，这些是造成西北干旱区夏季干旱及变化的重要环流成员；在干旱年敏感性试验中，利用前期（6月）初始环流场模拟的后期盛夏（78月）环流场显示，高原北侧有一宽广的高压脊，伊朗高压更强盛，加之南亚高压偏西，在高原中西部盛行“上高下高”的气压场，且处在高原北侧的西北地区为较强的下沉运动，造成西北地区夏季降水减少，形成干旱。因地形、气候差异，西北地区的干旱具有明显的区域特征，其中干旱对西北地区东部造成的影响更大。该区域属于典型干旱半干旱区，地形复杂，降水空间分布差异明显，生态环境脆弱，季节性干旱发生频繁（赵庆云等，2
