6.2.4 热带对流
卫星观测地气系统的向外射出长波辐射(Outgoing Longwave Radiation,OLR),是地气系统辐射收支中的重要分量,它能反映大气中的云量、热带地区的对流强度、大气中的垂直运动和散度风、大气中对流凝结释放的潜热量等。在热带地区,OLR值越小,表明云顶温度越低,对流发展越强,即上升运动强,低层辐合、高层辐散;OLR值越大,对流越弱,该区域为下沉运动,即高层辐合,低层辐散。热带大气热源的变化,又会引起中高纬地区环流的变化,所以大气环流及重大的气候异常,都可以从OLR的异常中反映出来。淮河流域夏季旱涝的发生与热带地区的环流应该是有联系的。
受OLR资料年代的限制,选取的旱涝年份均为20世纪80年代以后的。为了对比旱涝年热带地区的环流差异,绘制了1988年(代表旱年)、2003年(代表涝年)和多年平均的6—8月OLR分布图(图6.2-21),淮河流域旱、涝年6—8月OLR距平合成图(图6.2-22),以及旱、涝年OLR差值图(图6.2-23)。可以看出,淮河流域旱涝在OLR场上所反映出的特征有着明显的不同,涝年淮河流域被低OLR区控制,表明对流活跃,导致降水;旱年被高OLR区控制。另外,涝年赤道中东太平洋OLR为显著的负距平,表明这一带对流活动较强,下垫面海表温度较高,以暖位相为主;而旱年正好相反,为正距平,与冷位相对应,这与前面ENSO的分析大致吻合。

图6.2-21 6—8月OLR分布图

图6.2-22 淮河流域旱、涝年6—8月OLR距平合成图(单位:W/m2)

图6.2-23 淮河流域旱、涝年OLR差值图(单位:W/m2)(https://www.daowen.com)
淮河流域6—8月OLR场中,副高控制区(东经120°~150°)、印度洋ITCZ(东经70°~100°)和西太平洋ITCZ(东经120°~150°)控制区和赤道中东太平洋等地区的OLR值在旱涝年的差异很显著,它们是影响淮河旱涝的关键区。一般来说,在低纬度地区,OLR小于225W/m2的区域为对流活动区和降水区(对应ITCZ),OLR大于240W/m2的区域为大规模下沉干区(对应副高区)。以上述地区内的最小和最大OLR轴线(各经度上最小和最大OLR值的连线)所在位置作为ITCZ和副高位置,以各经度上的最小和最大OLR的平均值分别表示ITCZ和副高强度,将低纬度关键系统的特征值进行比较(表6.2-11),可以得出以下几点:
(1)涝年6—8月副高脊线平均位置在北纬25°附近,接近常年,而旱年明显偏北,平均位置在北纬27°左右。这和副高的分析结果一致。
(2)旱年和涝年印度洋及西太平洋ITCZ位置有明显差别,涝年两者平均位置接近常年,而旱年明显偏北。这表明热带系统的位置与副热带系统是一致的。
表6.2-11 淮河流域典型旱涝年6—8月低纬度关键系统的强度及位置

(3)旱、涝年副高平均强度均比气候平均值大,说明相对于副高脊线来说,强度不是决定淮河流域或旱或涝的主要因子,尤其是年代际变化使得副高近年来持续增强。
(4)涝年印度洋和西太平洋ITCZ平均强度接近常年,而旱年两者平均强度均比常年偏强(即平均强度值小于气候平均值)。旱年印度洋ITCZ偏强也反映出印度季风较强,我国华北多雨。