西北地区东部持续性干旱大气环流分析

张璐 王斌飞 辛明月

摘要 利用NCEP位势高度场资料及国家气候中心160站的月平均降水资料，对西北地区东部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）持续性干旱事件有关的大气环流进行了分析。结果表明，持续性干旱发生时期合成的500 hPa异常位势高度场在欧亚大陆上空的环流形势基本为两槽一脊，欧洲及渤海、黄海及周围地区为槽，西北地区东部位于脊前；渤海、黄海及周围地区上空对应负异常是持续性干旱发生的典型环流场特征，易造成研究区域干旱事件的发生。

关键词 持续性干旱；位势高度；异常；环流形势；西北地区东部

中图分类号 S16 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）25-0196-03

Abstract The atmospheric circulation in the eastern part of the Northwest China （32.5°-41.0° N， 100.0°-112.5° E） was analyzed by using the NCEP geopotential height field data and the monthly average precipitation data of the National Climate Center 160 stations.The results showed that in the conditions of combining the abnormal height field of the drought years ，500 hPa circulation pattern of the entire Eurasian continent was mainly composed of two troughs and one ridge， Europe and the Bohai Sea， the Yellow Sea and the surrounding area were the trough，and the eastern part of the Northwest territories lied before the ridge.The negative anomalies above the Bohai Sea， the Yellow Sea and the surrounding areas were typical circulation field characteristics of persistent drought， which could lead to the occurrence of drought events in the study area.

Key words Persistent drought；Geopotential height；Anomaly；Circulation situation；Eastern part of Northwest China

西北地區东部包括宁夏、甘肃东部、陕西中北部及内蒙古中西部地区，其东到黄河上游。该区域深居内陆，距海遥远，再加上地形对湿润气流的阻挡，西北地区东部仅偏南侧为温带季风气候，是气候的敏感区和脆弱区，其他区域为温带大陆性气候，冬季严寒而干燥，夏季高温，降水稀少，自东向西递减。由于气候干旱，气温的日较差和年较差都很大。该区大部属中温带和暖温带。

我国西北地区东部地处干旱、半干旱地区，农作物生长主要依靠自然降水，由于降水量少而且不稳定，干旱时常发生[1-2]。春季是西北地区一年之中最为干燥的季节，虽然降水多于冬季，但升温快，风力大，蒸发旺盛，更易出现干旱灾害[3]。由于自然和人类活动等的原因，西北地区已是生态极其脆弱的地区之一，也是我国荒漠化最敏感区之一，降水量少，降水的时空分布极不均匀，而且变率大。极端降水事件的发生对区域水资源和生态环境的状况、荒漠化状态的变化都有重要影响[4]。李栋梁等[5]研究发现青藏高原对西北地区干旱气候形成的作用。笔者利用NCEP位势高度场资料及国家气候中心160站的月平均降水资料，对西北地区东部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）持续性干旱进行总结归纳，并分别对春夏连续干旱、春夏秋连续干旱和夏秋连续干旱进行异常大气环流合成分析。

1 资料与方法

1.1 资料选取

采用了国家气候中心160站点1968年1月—2012年12月的月平均降水资料以及NCEP的位势高度场资料。所取范围为1968—2012年的32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E（图1）。

根据国家气候中心数据确定研究区域的春、夏、秋多年降水序列，参考相关文献[6]，根据降水量异常确定降水指标及干旱年份。对得到的不同干旱类型的年份（春夏连续干旱、春夏秋连续干旱和夏秋持续干旱）进行异常大气环流场的合成，根据NCEP月平均高度场资料，合成干旱年份各层的异常高度场，并对其环流形势进行分析。

2 结果与分析

2.1 干旱年份的确定

为了确保干旱年份更符合实际，选取一份独立的降水数据单独分析，以国家气候中心提供的月平均站点降水资料为基础，按照之前选定的区域做时间序列，并参考以上K指数干旱标准寻找出干旱年份。

根据相关文献[6]，取低于异常值40%（只考虑中旱和重旱，轻旱则不予以考虑）的年份为干旱年。从图2可以看出，近43年西北地区东部春季干旱年份包括1974、1978、1979、1980、1984、1986、1988、1992、1993、1995、1996、2000、2001、2004、2005、2006年，夏季干旱年份为1969、1972、1974、1986、1991、1997、1999、2001、2002、2009年，秋季干旱年份为1972、1976、1979、1986、1987、1991、1993、1997、1998、2002年。可见，1974、1986、2001年为春夏连旱，1972、1986、1991、1997、2002年为夏秋连旱，1986年为春夏秋连旱。

2.2 大气环流合成分析

对干旱年份进行异常大气环流合成分析，合成500 hPa的异常位势高度图。从图3可以看出，3—11月500 hPa 欧洲地区位势高度为负异常，我国西北地区东部为位势高度正异常，渤海、黄海及周围地区（35°～45°N、120°～140°E）为位势高度负异常。即负—正—负的异常关系较为清晰。因为西北地区东部干旱时即处在槽后脊前，有正的位势高度场，为下沉气流。

以500 hPa为例，分析环流形势得出，在这些干旱年份合成对应的月份中，所研究的西北地区东部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）均处在长波槽后，槽后是负涡度平流，对应的西北地区东部在槽后对应的地面附近为下沉运动，有利于干旱的发生。

3 小结

整个欧亚大陆的环流形势是两槽一脊，欧洲及渤海、黄海及周围地区为槽，西北地区东部（32.5°～41.0°N、100.0°～112.5°E）位于脊前。在干旱年份，欧洲和渤海、黄海及周围地区都存在异常低压，而乌拉尔山以东则存在异常高压。这样的环流形势极其有利于西北地区东部处于槽后脊前，有正的位势高度场，槽后是负涡度平流，对应的西北地区东部在槽后对应的地面附近处于下沉气流区，抑制降水，容易产生干旱。

参考文献

[1] 李栋梁，彭素琴.中国西部降水资源的稳定性研究[J].应用气象学报，1992，3（4）：451-458.

[2] 王咏青，罗哲贤，郭建侠.西北地区东部干旱化与天气体系演变的关系[J].南京气象学院学报，2005，28（1）：28-35.

[3] 孙安健，郭艳君.我国西北地区春季旱涝气候特征研究[J].气候与环境研究，2003，8（1）：1-7.

[4] 赵庆云，张武，王式功，等.西北地区东部干旱半干旱区极端降水事件的变化[J].中国沙漠，2005，25（6）：904-909.

[5] 李栋梁，陈丽萍.青藏高原地面加热场强度与东亚环流及西北初夏旱的关系[J].应用气象学报，1990，1（4）：383-391.

[6] 吴爱敏，郭江勇，王劲松.中国西北地区伏期干旱指数及干旱分析[J].干旱区研究，2007，24（2）：227-233.