ENSO事件對甘肅省夏季旱澇的影響

彭超 路學(xué)勤 史霖 魯鵬飛 彭麗萍 宋繼萍

摘 要：根據(jù)1961—2016年甘肅省42個站點的降水資料及海溫資料，分析了ENSO事件對甘肅省夏季旱澇的影響，得出以下結(jié)論：（1）1961—2016年，El Ni?o事件共出現(xiàn)19次，La Ni?a事件共出現(xiàn)18次。（2）冬季ENSO指數(shù)與酒泉地區(qū)西部、隴東地區(qū)呈負相關(guān)，與隴南地區(qū)、武威地區(qū)北部、酒泉地區(qū)東部呈正相關(guān)。（3）El Ni?o事件期間，酒泉地區(qū)西部、白銀到蘭州地區(qū)夏季降水偏少明顯，而酒泉到張掖地區(qū)北部及隴東地區(qū)偏多明顯；La Ni?a事件期間，全省夏季降水一致偏少。（4）El Ni?o事件期間，蒙古低渦偏強，西太副高位置偏西偏北，西南暖濕氣流偏強，隴東地區(qū)夏季降水偏多；而甘肅北部受異常氣旋式底部環(huán)流影響，酒泉到張掖地區(qū)北部處于冷暖空氣交匯區(qū)，甘肅北部夏季降水偏多。（5）La Ni?a事件期間，西太平洋副熱帶高壓偏弱，位置偏東，導(dǎo)致來自低緯度地區(qū)的水汽無法輸送到甘肅，同時蒙古地區(qū)低渦減弱，使到達甘肅的冷空氣偏弱。

關(guān)鍵詞：強ENSO事件；夏季旱澇；環(huán)流特征

中圖分類號 P461 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）14-0110-03

1 引言

ENSO是熱帶海洋和大氣中的異常現(xiàn)象，是全球大氣和海洋相互耦合的最強信號之一，它的發(fā)生往往會引起全球嚴重的氣候異常，從而給世界許多地區(qū)造成嚴重的旱澇災(zāi)害。ENSO是西北干旱預(yù)測的強訊號之一[1]。最早分析ENSO對西北干旱影響的是朱炳瑗和李棟梁[2]，他們發(fā)現(xiàn)厄爾尼諾當(dāng)年西北地區(qū)東部3—9月降水偏少，厄爾尼諾次年降水偏多。后來李耀輝等[3-6]進一步討論了ENSO和西北地區(qū)春旱、秋旱的聯(lián)系。前人對ENSO事件影響我國西北內(nèi)陸甘肅的研究還較少，因此本文分析ENSO事件對甘肅省各地夏季旱澇的影響，以期對甘肅省氣候預(yù)測和旱澇防治起到積極的作用。

2 資料與方法

本文采用的資料如下：1961—2016年甘肅省42個測站夏季的降水資料，對部分站所缺觀測值進行剔除；1961—2016年美國環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）和大氣研究中心（NCAR）夏季500hPa位勢高度場、850hpa風(fēng)場月平均的再分析資料，水平分辨率為2.5°×2.5°；海溫數(shù)據(jù)來自美國國家海洋和大氣管理局（NOAA），時間序列長度為1961—2016年，共56年。

3 結(jié)果分析

3.1 冬季ENSO指數(shù)分析 中國氣象局ENSO監(jiān)測小組采用的El Ni?o（La Ni?a）事件的定義標(biāo)準(zhǔn)為赤道東太平洋（0°N～10°S，180°E～90°W）的月平均海面溫度距平≥0.5℃（≤-0.5℃），持續(xù)時間≥6個月。El Ni?o事件或La Ni?a事件一般都在冬季強度最強，因此首先把1961—2016年冬季的ENSO指數(shù)進行合成，計算出1961—2016年Nino3.4區(qū)冬季海溫距平值（圖略）。由此可以看出，1961—2016年的56年中，El Ni?o事件出現(xiàn)19次（1964，1966，1969，1973，1977，1978，1980，1983，1987，1988，1992，1995，1998，2003，2005，2007，2010，2015，2016），La Ni?a事件出現(xiàn)18次（1965，1968，1971，1972，1974，1976，1984，1985，1989，1996，1999，2000，2001，2006，2008，2009，2011，2012）。

3.2 ENSO指數(shù)和甘肅夏季降水的相關(guān)分析 將求出的冬季ENSO距平指數(shù)與甘肅省夏季降水的相關(guān)系數(shù)，最后得到全省的分布圖（圖1）。從圖1可以看出，1961—2016年，ENSO距平指數(shù)與酒泉地區(qū)西部、隴東地區(qū)呈現(xiàn)出負相關(guān)，其中隴東地區(qū)北部負相關(guān)較大；其他地區(qū)都是呈現(xiàn)正相關(guān)，其中隴南地區(qū)、武威地區(qū)北部、酒泉地區(qū)東部正相關(guān)較大。整個甘肅省的相關(guān)分布，東、西部地區(qū)呈負相關(guān)，中部多以正相關(guān)為主。

3.3 不同ENSO事件影響甘肅夏季旱澇的合成分析 圖2給出ENSO暖、冷事件年甘肅夏季降水距平百分率的合成場。從圖2可以看出，1961—2016年，El Ni?o事件期間，酒泉地區(qū)西部、隴南地區(qū)南部、定西地區(qū)北部及蘭州、白銀、臨夏大部地區(qū)的夏季降水一致偏少，其它地區(qū)偏多，其中酒泉到張掖地區(qū)北部及隴東地區(qū)偏多明顯（圖2A）；La Ni?a事件期間，甘肅全省夏季降水一致偏少，其中酒泉地區(qū)、張掖地區(qū)西部及隴東地區(qū)偏少明顯（圖2B）。

3.4 不同ENSO事件的大氣環(huán)流特征 以上分析表明，El Ni?o和La Ni?a事件對甘肅夏季降水異常的影響存在明顯不同，造成這種差異的原因是El Ni?o和La Ni?a事件期間不同的大氣環(huán)流特征，圖3給出了El Ni?o和La Ni?a事件期間，夏季平均500hPa高度場及850hPa風(fēng)場異常合成分布圖。El Ni?o事件期間，夏季500hPa高度場異常合成圖（圖3A）上可以看到，在蒙古地區(qū)為負距平，而西太副高區(qū)為正距平，蒙古地區(qū)低渦偏強，西太副高增強，位置偏西偏北。700hPa風(fēng)場異常合成圖上（圖3C），云貴高原到陜西北部有異常偏強的西南暖濕氣流，因此隴東地區(qū)夏季降水偏多；而甘肅北部受異常氣旋式環(huán)流底部影響，處于冷暖空氣交匯區(qū)，因此夏季降水偏多。El Ni?o事件有利于甘肅北部及東部降水偏多，其它地區(qū)降水偏少。La Ni?a事件期間，夏季500hPa高度場異常（圖3B）西太副高偏弱位置偏東，導(dǎo)致來自低緯度地區(qū)的水汽無法輸送到甘肅，同時蒙古地區(qū)低渦減弱，使到達甘肅的冷空氣也偏弱，因此甘肅夏季降水一致偏少；700hPa風(fēng)場異常合成圖上（圖3D），無明顯的水汽輸送或冷空氣影響甘肅，全省降水偏少。

4 結(jié)論與討論

本文利用近56年（1961—2016年）甘肅省42個站點的降水資料及海溫資料，初步分析了ENSO事件對甘肅省夏季旱澇的影響得出以下結(jié)論：

（1）1961—2016年，El Ni?o事件共出現(xiàn)19次，La Ni?a事件共出現(xiàn)18次。El Ni?o事件和La Ni?a事（下轉(zhuǎn)124頁）（上接111頁）件基本在春夏季開始發(fā)展，冬季發(fā)展成熟。

（2）ENSO冬季指數(shù)與酒泉地區(qū)西部、隴東地區(qū)呈現(xiàn)負相關(guān)，其中隴東地區(qū)北部負相關(guān)較大；其它地區(qū)都呈現(xiàn)正相關(guān)，其中隴南地區(qū)、武威地區(qū)北部、酒泉地區(qū)東部正相關(guān)較大。

（3）El Ni?o事件期間，酒泉地區(qū)西部、隴南地區(qū)南部、定西地區(qū)北部及蘭州、白銀、臨夏大部地區(qū)的夏季降水一致偏少，其它地區(qū)偏多，其中酒泉到張掖地區(qū)北部及隴東地區(qū)偏多明顯；La Ni?a事件期間，甘肅全省夏季降水一致偏少，其中酒泉地區(qū)、張掖地區(qū)西部及隴東地區(qū)偏少明顯。

（4）El Ni?o事件期間，蒙古地區(qū)低渦偏強，西太副高增強，位置偏西偏北，云貴高原到陜西北部有異常偏強的西南暖濕氣流，隴東地區(qū)夏季降水偏多；而甘肅北部受異常氣旋式環(huán)流底部影響，處于冷暖空氣交匯區(qū)，因此夏季降水偏多。El Ni?o事件有利于甘肅北部及東部降水偏多，其他地區(qū)降水偏少。La Ni?a事件期間，西太副高偏弱，位置偏東，導(dǎo)致來自低緯度地區(qū)的水汽無法輸送到甘肅，同時蒙古地區(qū)低渦減弱，使到達甘肅的冷空氣也偏弱，因此甘肅夏季降水一致偏少。

參考文獻

[1]羅哲賢.中國西北干旱氣候動力學(xué)引論[M].北京：氣象出版社，2005：31-54.

[2]朱炳瑗，李棟梁.1845—1988年期間厄爾尼諾事件與我國西北旱澇[J].大氣科學(xué)，1992，16（2）：185-192.

[3]李耀輝，李棟梁，趙慶云.中國西北春季降水與太平洋秋季海溫的異常特征及其相關(guān)分析[J].高原氣象，2000，19（1）：100-110.

[4]李耀輝，李棟梁，趙慶云.太平洋秋季SSTA與西北地區(qū)春季降水的耦合性研究[C]//中國西北干旱氣候變化與預(yù)測研究（Ⅰ）.北京：氣象出版社，2000：274-278.

[5]李耀輝，李棟梁，趙慶云.ENSO對中國西北地區(qū)秋季異常降水的影響[M].北京：氣象出版社，2000：288-295.

[6]李耀輝，李棟梁.ENSO循環(huán)對西北地區(qū)夏季氣候異常的影響[J].高原氣象，2004，23（6）：930-935. （責(zé)編：張宏民）