6.2.2-500hPa高度场
7月是淮河流域夏季降水最为集中的月份,根据对大水年份降水集中时段的统计,多数强降水时段集中在7月,占总数的54%,尤其是在典型大涝年降水最集中的时段都出现在7月,如1991年6月29日—7月11日、2003年6月29日—7月10日、2007年6月30日—7月9日等,因此,对7月500hPa高度场进行分析。
1.典型涝年
图6.2-3给出了淮河流域典型涝年7月500hPa高度距平场。由图6.2-3可以看出,1991年和2003年7月环流型非常类似,在欧亚大陆中高纬度分布着两个正高度距平中心,并且正高度异常中心位置也非常接近,分别位于欧洲大陆和鄂霍次克海附近,事实上它们分别对应着阻高频繁活动的区域,而在巴尔喀什湖附近为负高度距平区,它对应着低槽活动区域。中高纬度这种分布形势导致西风带环流经向度加大出现分支,冷空气经我国新疆、河套地区到达较为偏南的位置。此外,朝鲜半岛到日本岛也为负高度距平区,而在副热带地区为正高度距平区。东亚太平洋沿岸从高纬到低纬为“+、-、+”的距平波列分布。
2007年7月的高度距平分布与1991年和2003年有一些差别,欧亚大陆中高纬度地区正高度距平中心位于贝加尔湖附近,鄂霍次克海到日本岛为负高度距平区,因此造成弱冷空气的移动路径也偏东。东亚沿岸“+、-、+”的距平波列也不明显。
2.典型旱年
图6.2-4给出了淮河流域典型旱年7月500hPa高度距平场。可以看出,1994年和2001年距平分布较为类似,1978年略有不同。在1978年7月高度距平场上,欧亚大陆中高纬度为一致的负高度异常,而北纬40°以南为正高度异常,南北高度差较常年偏强,导致西风加大,纬向环流占主导,没有弱冷空气南下,淮河流域被单一暖气团控制,出现严重干旱。1994年7月与2001年7月高度距平分布较为一致,与1978年不同的是这两年7月中高纬度的经向度较大,正高度异常位于欧洲的东部,中心都达到了80位势米,而乌拉尔山为负高度异常,负异常中心也达到了-80位势米,此外贝加尔湖为弱的正高度距平区。这种距平波列分布的天气学意义在于巴尔喀什湖附近低槽的槽前西南气流阻断了冷空气南下,并且有利于大陆高压的发展。在异常旱年,日本列岛均为正高度异常,它反映了副高位置较常年偏北。

图6.2-3 淮河流域典型涝年7月500hPa高度距平场

图6.2-4 淮河流域典型旱年7月500hPa高度距平场
通过以上分析可以得出淮河流域典型旱涝年7月500hPa高度场模态。典型涝年欧亚大陆中高纬度主要为2波或1波分布,导致西风带环流经向度加大,引导冷空气南下,冷空气的路径有两条:一条是从巴尔喀什湖经新疆进入河套南下;另一条是从贝加尔湖以东经我国东北北部再到日本海南下,位置较为偏东。旱年也可分为两种类型:一种是纬向环流异常强盛,冷空气偏北,如1978年;另一种就是乌拉尔山附近为强的低槽,导致大陆高压发展,阻断冷空气南下。(https://www.daowen.com)
3.典型涝年的降水集中期
利用逐日降水资料(由于20世纪50年代观测站点较少,只能利用仅有的站点逐日资料代表)对淮河流域涝年的主要降水过程进行划分。划分标准主要考虑以下几个因素:①降水的连续性;②降水过程应出现较大面积暴雨;③造成降水的主要天气系统应一致。按照这样的标准,淮河流域历次大水年份的主要集中降水过程统计见表6.2-1。从表6.2-1可以看出,1949年中华人民共和国成立以来淮河流域8个大水年份共出现26次较强的降水过程,持续时间不小于5天的降水时段共出现20次,占总次数的77%,5~10天的有16次,10天以上的有4次(图6.2-5也显示,5天左右的降水集中期最多,其次是3~4天和7~8天的)。而造成洪涝的强降水过程持续时间主要集中在5~15天,并且几乎每个大水年份都出现大于10天或接近10天的强降水过程,如1954年、1965年、1991年、2003年和2007年,所以周、旬时间尺度的强降水过程是造成淮河流域严重洪涝的直接原因。
表6.2-1 淮河流域历次大水年份的主要集中降水过程统计

续表

从表6.2-1还可以看出,大水年份的集中降水期一般多于3次。从集中降水期出现的时间上看,6月出现的概率较小,只有5次,大多数都出现在7月,7月上旬是集中强降水的高发期。

图6.2-5 典型涝年集中降水期持续时间的频次
通过对淮河流域1963年、1965年、1991年、2003年、2005年和2007年6个大水年份各降水集中期的环流分析,可以得出典型涝年降水集中期的500hPa环流特征:①欧亚大陆至太平洋东海岸中高纬度有阻塞形势,其中又以1波或2波形势占多数,在这种形势下淮河流域降水持续时间较长;也有3波形势,但在这种形势下降水持续时间短;另外,从中高纬度环流的时间演变分析,中高纬度环流的调整出现在降水集中期之前,其中最为明显的信号是乌拉尔山高压脊的强烈发展。②副高脊线位置稳定在北纬25°附近。