從副高及海溫角度分析2013年夏季長江中下游地區高溫干旱原因

隋翠娟，潘豐，蔡怡，尹朝輝

（1.國家海洋環境預報中心，北京100081;2.中國海洋大學，山東青島266100）

從副高及海溫角度分析2013年夏季長江中下游地區高溫干旱原因

隋翠娟1,2，潘豐1，蔡怡1，尹朝輝1

（1.國家海洋環境預報中心，北京100081;2.中國海洋大學，山東青島266100）

利用NCEP/NCAR再分析資料研究了2013年夏季西太平洋副熱帶高壓特征，發現今夏副熱帶高壓位置偏西、偏北，且長時間穩定在江南地區。進一步分析發現，今年前期熱帶印度洋海溫顯著偏高，赤道中東太平洋海溫較常年同期偏低，這共同造成了今年我國長江中下游地區的高溫干旱。

西太副高；海溫異常；熱帶印度洋；赤道中東太平洋

1 引言

西太平洋副熱帶高壓（簡稱副高）作為東亞夏季風的主要成員，直接影響我國東部夏季降水雨帶分布和旱澇異常[1-2]。由于它是我國尤其是東部省市下半年天氣氣候變化的主要控制系統，歷來為氣象學家所重視。它的南北、東西位置對中國不同區域旱澇及寒暑影響尤其重大。西太平洋副高的北跳或南撤以及它的持續停留，直接決定了中國華南、長江流域及華北地區的雨帶長短或旱澇情況。而西太平洋副熱帶高壓的東西位置也關系到東亞季風的建立、長江流域降水的多寡以及華北的氣溫與旱澇[3]。不少學者還尋求臺風、降水及高溫干旱等天氣與副高間的關系[4-8],這些研究大大開闊了人們認知副高的視野。

氣象上一般以日最高氣溫35℃作為高溫的標準，“高溫熱浪”通常指持續多天35℃以上的高溫天氣。高溫也是一種較常見的氣象災害，2013年夏季長江中下游多省市出現高溫現象，給人們的生產生活帶來諸多不便，2013年我國東部持續的這種高溫及干旱在歷史上是少見或罕見的。該年夏季長江中下游地區的天氣異常與西太副高的位置及前期海溫直接相關。本文的目的就是考察2013年夏季天氣特征與副高的關系，并進一步分析前期海洋特征，從大氣及海洋角度來分析2013年夏季溫度降水異常的可能原因。

本文所用數據包括NCEP/NCAR再分析資料，時間自1979年1月—2013年8月，水平分辨率為2.5°×2.5°；同時間段的OISST海洋數據，分辨率為0.25°×0.25°；以及國家氣候中心網站發布的我國160個站的溫度降水資料。所用方法包括氣候平均，緯向平均，徑向平均及合成相似年等。

2 2013年夏季我國天氣特征

2013年夏季我國降水有兩條主雨帶，一條位于四川、華北、西北地區東部及東北地區；另一條位于華南沿海地區。而在長江中下游地區降水則較常年同期偏少，高溫且干旱。給出我國今年夏季（6—8月份）降水量百分率（圖1a）及溫度（圖1b）的距平分布。由于長江中下游大部分地區今年入梅偏晚，出梅偏早，梅雨期偏短，導致汛期降水較常年偏少2—5成。圖中顯示降水量偏少3—8成的區域主要集中在黃淮西南部、江淮、江漢、江南大部、華南西北部、西南東部及青海大部等地，其中貴州中東部、華南中部、浙江中西部等地偏少5成以上。同時，降水偏少區域在2013年汛期氣溫偏高，其中長江中下游地區氣溫偏高明顯。如黃淮南部、江淮、江漢、江南大部等地普遍偏高1—2℃，部分地區偏高2℃以上。

圖1 2013年汛期(6—8月)全國降水量百分率和氣溫距平分布（引自：國家氣候中心）

3 2013年夏季副高特征

2013年夏季長江中下游高溫干旱的異常天氣與今年的副高特征密不可分。圖2和圖3分別為2013年5—8月的副高經度-時間剖面及緯度-時間剖面。首先看逐日西太副高經度-時間剖面圖，圖4分別對應20°—25°N，25°—30°N，30°—35°N，35°—40°N平均。可發現6月16日—7月10日左右，副高持續在20°—25°N，120°—150°E附近，且西伸脊點超過氣候態，且超過120°E附近約半個多月；7月11—15日東退幾天后，于16日又繼續西伸，并于8月初西伸脊點達到100°E附近。過程一直持續到8月16日左右，才開始東退。25°—30°N平均剖面圖基本也有此現象。圖3為逐日西太副高緯度-時間剖面圖，分別對應110°—130°E平均和110°—150°E平均。同樣能夠看出副高在6月20日—7月15日間5880位勢米線北界位置超過氣候態偏北，在8月1—15日北界位置超過30°N。所以說，今年的西太副高位置較常年偏西，偏北，且長時間穩定在江南地區。許彬等[4]認為，副高偏強偏西時，會削弱西風帶低槽對長江流域的影響，導致高溫。

4 前期海洋特征

副高的異常與海洋的變化也密不可分。有研究表明西太平洋暖池及其上空的對流加熱異常對東亞夏季風和副高的位置和強度有顯著的影響[9-10]；太平洋-印度洋海溫的共同作用能夠造成夏季西太平洋副熱帶高壓形勢持續異常[11]；毛天松等[12]強調了北太平洋海溫的作用，指出北太平洋海溫異常通過熱成風作用，使西太平洋東西風帶強度和副高位置發生異常，造成長江中下游夏季風的異常。

實際上西太平副熱帶高壓在熱帶對流和長江中下游地區夏季降水之間起到橋梁作用，通過副高的位置、面積、強度異常，影響東亞夏季風和長江中下游地區夏季溫度及降水異常[13]。圖4為2013年1—6月份平均海溫異常分布圖，監測到今年前期全球海溫場有兩大特征：一是熱帶印度洋海溫顯著偏高，二是赤道中東太平洋海溫較常年同期持續偏低。印度洋海溫偏高導致熱帶印度洋海域水汽和孟加拉灣水汽偏強，由西南季風攜帶進入我國的水汽偏多，而受赤道中東太平洋海溫較常年同期偏低影響，東亞夏季風偏強，有利于熱帶水汽向我國北方地區輸送。因此，我國中東部長江以北地區為水汽輸送的異常輻合區，降水偏多，而長江以南大部水汽異常輻散，導致降水偏少。西太平洋副熱帶高壓位置與常年同期相比要偏北、偏西，長時間持續的晴熱天氣導致長江中下游地區氣溫偏高。

圖2 逐日西太副高的經度-時間剖面圖（紅線為氣候平均5880位勢米等值線）

圖3 逐日西太副高的緯度-時間剖面圖（紅線為氣候平均5880位勢米等值線）

圖4 2013年1—6月平均海溫異常分布場

圖5 1983年、1987年、1998年及2010年1—6月平均海溫異常分布場

圖6 我國溫度及降水7月份距平分布

5 相似年海溫特征

通過分析1979—2012年夏季逐日西太副高經度-時間剖面圖和緯度-時間剖面圖，發現有幾個年份副高特征與2013年相似，分別為1983年、1987年、1995年、1998年、2003年及2010年。這幾年中副高強度、西伸脊點、穩定時間與2013年相似。繼續分析前期海溫異常場，發現這六年中只有1995年和2003年海溫異常場與2013年相似，即中東太平洋地區為負異常，但赤道印度洋處正海溫異常不明顯（圖略），而圖5顯示的其余四年（1983年、1987年、1998年及2010年）海溫場異常場與2013年明顯不同，中東太平洋處海溫顯著偏高。進一步分析副高的差異，發現1995年、2003年、2013年夏季副高明顯偏北，而1983年、1987年、1998年及2010年夏季副高明顯偏南（圖略）。

將前期赤道東太平洋海溫異常兩種不同狀況的年份進行溫度和降水合成，分別給出赤道東太平洋海溫異常偏冷的年份，如1995年和2003年7月份我國溫度降水合成，及赤道東太平洋海溫異常偏暖的年份，如1983年、1987年、1998年與2010年我國溫度降水合成，如圖6所示。圖中顯示當海溫異常偏冷時，我國長江以南地區溫度較常年顯著偏高，降水較常年同期偏少，這與2013年夏季相似，位置更加偏南（圖6a、6b）；而當海溫異常偏暖時，表明長江中下游地區溫度較常年同期偏冷，降水也偏多（圖6c、6d），這與今年同區域夏季情況是相反的。

6 結論

2013年夏季我國長江中下游多個省市出現高溫干旱現象，在歷史上是少見或罕見的。通過研究NCEP再分析資料大氣場及OISST的海溫場，發現與副高的異常及前期海溫的異常有關。

（1）2013年夏季副高較常年偏西、偏北，且長時間穩定在江南區域，副熱帶高壓控制下的空氣下沉增溫和晴空條件下的輻射加熱使得氣溫持續異常偏高，給長江中下游地區帶來高溫酷暑天氣；

（2）2013年前期海溫場表明，熱帶印度洋海溫偏高，赤道東太平洋溫度偏低，配合副高位置，導致雨帶偏北，長江中下游地區處于干旱區；

（3）通過相似年分析發現，副高位置偏西且長時間穩定時，長江中下游地區并不都是高溫干旱的，只有當前期中東太平洋海溫偏冷時，才會導致副高偏北，長江以南地區溫度偏高，降水偏少（如1995年及2003年）；當前期赤道東太平洋海溫偏暖時，副高偏南，長江中下游地區降水偏顯著多，溫度偏低（如1983年、1987年、1998年及2010年）。

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Study of hot-dry weather over the mid-lower reaches of the Yangtze River in summer of 2013

SUI Cui-juan1,2，PAN Feng1，CAI Yi1，YIN Zhao-hui1
（1.National Marine Environment Forecast Center,Beijing 100081 China; 2.College of Environmental Oceanography Ocean University of China,Qingdao 266100 China）

Based on NCEP/NCAR reanalysis data,the characteristics of western Pacific subtropical high in summer of 2013 are studied.The results show that the location of western Pacific subtropical high in 2013 is more western and northern than normal year,and lasts for a long time in southern parts of the Yangtze River. Further analysis shows that SST in tropical Indian Ocean is higher,while SST in middle and east equatorial Pacific is lower than the normal period,which cause hot-dry weather over the mid-lower reaches of the Yangtze River.

Western Pacific Subtropical high；SST anomalies；tropical Indian Ocean；middle and east equatorial Pacific

P434

：A

：1003-0239（2014）05-0076-06

10.11737/j.issn.1003-0239.2014.05.012

2013-10-11

國家自然科學基金（41106165）

隋翠娟（1981-），女，助理研究員，主要從事氣候預測方面研究。E-mail：suicj@nmefc.gov.cn