6.4.2 旱灾成因

6.4.2 旱灾成因

淮河流域处于东亚季风区,季风气候的不稳定性和天气系统的多变性,造成年际之间降水量差别很大,使得旱灾成为淮河流域发生的仅次于水灾的第二大类气象灾害。赤道太平洋的ENSO循环,热带西太平洋,特别是西太平洋暖池的热力状态与暖池上空的对流活动,以及青藏高原上空的热源异常、大气环流异常,都是影响淮河流域旱涝的重要因素。

(1)厄尔尼诺(El Nino)和南方涛动循环(ENSO事件)。下垫面热力异常是引起大气环流异常的重要原因,也是旱涝发生的重要原因。ENSO循环的不同阶段对淮河流域的旱涝有着重要影响。在ENSO事件的发展阶段,我国江淮流域的夏季降水异常与赤道东太平洋的海温异常有一个较大的正相关。也就是说,在ENSO事件的发展阶段,汛期之前赤道东太平洋海温处于上升阶段,该年夏季我国江淮流域降水将会偏多,可能发生洪涝;在ENSO事件的衰减阶段,也就是赤道中、东太平洋海温处于下降阶段,江淮流域的降水异常与前期赤道东太平洋的海温异常有一个较大的负相关区,我国夏季江淮流域的降水将会偏少而发生干旱。

利用20世纪以来淮河流域典型旱年(1959年、1966年、1978年、1988年、1994年、1999年、2001年)海温场资料分析可以看出,20世纪90年代中期以前淮河流域旱年海温从春季至夏季都处于厄尔尼诺衰减阶段,而90年代后期则不同,海温从春季至夏季都处于拉尼娜衰减阶段。

(2)西太平洋暖池次表层海温异常。西太平洋暖池是全球海洋温度最高的海域,全球大约90%暖海水集中在这里,它的热容量变化将对全球,特别是东亚的气候异常产生重大影响。通过分析我国夏季降水距平与西太平洋暖池沿137°E次表层海水热容量距平的相关可以看到,我国长江流域和淮河流域夏季降水与前期暖池热状态有很好的负相关。这就是说,当西太平洋暖池次表层的海水热容量高时,淮河流域和长江中、下游地区夏季降水可能偏少,易发生干旱;相反,当西太平洋暖池次表层的海水热容量偏低时,江淮流域的降水偏多,往往发生洪涝。

(3)热带对流特点。OLR资料是陆地与大气系统之间辐射收支中的重要分量。它的变化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的变化。由于全球变化和气候异常的研究重点常集中于热带,而OLR在热带海洋上反映了众多的海气信息,又能大大弥补热带常规观测资料的不足。(https://www.daowen.com)

在全球大气循环过程中,热带地区大气热源的变化,会引发中高纬地区环流的变化,因此,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。淮河流域位于我国南北气候过渡带,夏季旱涝的发生与热带地区的环流应该是有着密切的联系。

研究表明,淮河流域旱涝年OLR有明显的差异,干旱年被高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(可参考图6.2-22),与冷位相对应。

(4)青藏高原上空的热源异常。青藏高原上空的热源异常,特别是冬春季异常雪盖对东亚季风降水的影响,不仅对当时高原冬春季冷热源的形成有重要作用,而且对夏季热源有长时效的影响。当青藏高原位势高度偏高时,西太平洋地区的位势高度也偏高,有利于副高的西伸北抬;反之,当青藏高原位势高度偏低时,西太平洋地区的位势高度也偏低,不利于副高的偏西偏北移动,从而影响着淮河流域夏季的旱涝趋势。

(5)高度场分布特点。从典型旱年500hPa高度距平场分析得出两种高度场分布类型:一种类型是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,淮河流域为单一暖气团控制,出现严重干旱。另一种类型是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,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。