57年来贵阳干旱气象分布规律与形成原因

　　摘    要：　本文采用贵阳市1961年2017年的8个观测站逐年、逐月的降水量资料, 系统地分析了贵阳市干旱的演变情况。结果表明:在近57年中, 气象干旱在20世纪90年代后有加重的趋势, 并且四季季节性的降水存在减少趋势, 其中下降趋势明显的是春、秋两季的降水。造成贵阳气象干旱的主要因素有:大气环流的异常以及西太副高的偏大偏强, 并且在中高纬上表现出纬向环流分布的特点, 同时在高原东部地区存在着较为稳定的西北气流, 这也是贵阳干旱的主要原因之一。

　　关键词：　气象干旱; 变化趋势; 成因;

　　贵阳市位于贵州省的中部, 属于云贵高原东部, 具有典型的高原山地的地貌特征。贵阳位于北纬26°11′~27°27′, 东经106°07′~107°17′, 境内最高海拔1762.5m, 最低海拔609m, 相对高差有1153.5m, 总面积8033.9km2[1]。

　　干旱是一种水量相对亏缺的自然现象。干旱指标是研究气候的基础和衡量干旱级别的关键环节, 对旱情的综合分析、对比起到至关重要的作用, 为加强对干旱的监测、预测及预警提供了必要条件[2,3,4,5]。通常干旱分为气象干旱指标、水文干旱指标、农业干旱指标和经济干旱指标4类, 其中气象干旱指标是其他指标的基础[6,7]。国内外学者都对于干旱的发生、成因和演变分析, 做了大量的研究工作[8,9,10]。

　　1、 研究资料与方法

　　1.1、 资料来源

　　利用贵阳市8个气象观测站1961年~2017年的逐年、逐月降水资料, 按气象上的季节划分, 3~5月为春季、6~8月为夏季、9~11月为秋季、12月~翌年2月为冬季。

　　1.2、 分析方法

　　利用《气象干旱等级国家标准》 (GB/T20481-2006) 中降水量距平百分率来划分干旱等级 (见表1) , 本文引用参考文献的分析方法来分析近57年贵阳市气象干旱特征和变化趋势[11]。

　　降水距平百分率 (Pa) 是指某时段的降水量与降水气候平均值相比的百分率:

　　其中P为某时段降水量, 为降水气候平均值 (一般为30a平均降水量, 本文取1981年~2010年同期平均降水量) 。

　　表1 降水距平百分率Pa干旱等级划分表

　　2、 结果与成因分析

　　2.1、 年、季降水量特征

　　2.1.1、 年降水量变化特征

　　选取贵阳市的8个站点的年降水量的平均值。图1为1961年~2017年年降水变化及线性趋势。由图可见, 近57年来贵阳市的降水量呈现出波动性减少的趋势, 以7.9mm/10年的速率递减。年降水量最多的年份为1977年的1491.6mm, 年降水量最少为2011年的787.3mm, 年降水量极差值可达94.5~530.1mm。

　　图1 贵阳市1961年~2017年降水量变化

　　2.1.2、 季降水量变化特征

　　四季的降水也能反映出干旱的响应, 因此对四个季节的降水量作距平百分率来分析, 图2是贵阳市春、夏、秋、冬四季的降水量距平百分率的变化趋势分析。

　　由图2可见, 春、秋两季降水存在明显的下降趋势, 分别以2.7%/10年和4.5%/10年的速率递减;而夏冬两季的递减速率较小, 分别是1.8%/10年和1.2%/10年。由此可见, 年降水量减少的原因是因为春季和秋季的降水量减少, 进一步说明春旱和秋旱有加重的趋势。

　　2.2、 干旱成因分析

　　2.2.1、 大气环流异常影响

　　大气环流异常对干旱有至关重要的影响。

　　对于文中干旱年份的环流形势分析, 在500hpa月平均高空图上可以看到共同的信号:西风带表现平直, 中高纬地区以纬向环流为主, 欧亚大槽不明显, 这种情景下, 影响我国的冷空气次数少, 强度弱, 总体降水较少。这时候西太平洋副高呈现出带状分布的特点, 它的强度以及位置对贵阳的干旱有很大的影响。通过统计分析, 贵阳市发生的干旱7个年份, 7个春旱年、12个夏旱年、10个秋旱年、13个冬旱年的西太副高各项特征指数平均与多年平均值相比, 干旱年份时, 西太平洋副高的各个特征指数大多表现为正距平, 仅在冬旱年的副高脊线位置表现出负距平的特征, 这说明了当贵阳出现干旱时, 西太平洋副高面积总体偏大, 强度偏强, 脊线的位置偏北, 西伸脊点偏西的特点。

　　2.2.2、 印缅槽 (图略)

　　印缅槽指数在干旱年份时多为正距平, 仅在冬旱年为负距平。正距平表示在干旱年份时, 印缅槽强度偏弱, 水汽输送较差, 总体降水量偏少, 印缅槽的指数强弱对贵阳的春旱和秋旱特别显着。

　　图2 贵阳市1961年~2017年春、夏、秋、冬季降水量距平百分率变化

　　3、 结论与讨论

　　1961年~2017年贵阳市降水量呈波动性减少趋势, 以7.9mm/10a的速率递减;以1987年为转折点, 降水量由多转向少, 反映出20世纪90年代后气象干旱有加重的趋势;其中, 春旱、秋旱明显加重。

　　贵阳市近57年来冬旱发生的频率最高, 可达23%, 即每4年就会出现一次冬旱;其次是夏季, 为21%。从发生的年代际看, 在21世纪后, 无论是出现季节内干旱还是在干旱年中出现的频率最高, 说明贵阳市的干旱化发展在逐步加重。

　　造成贵阳干旱的气象因子最主要的原因之一就是大气环流的异常, 而西太副高偏大偏强, 位置偏北也是主要原因, 其中中高纬度变成纬向环流, 并且在高原东部地区存在一支西北气流, 都是造成贵阳干旱的不利因素。

　　参考文献：

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　　[3]符淙斌, 安芷生, 郭维栋.我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究 (Ⅰ) :主要研究成果[J].地球科学进展, 2005, 20 (11) :1157-1167.
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　　[11]姚正兰.影响遵义夏季降水的前期特征因子分析[J].贵州气象, 2001, 25 (02) :28-33.