长江流域地区水汽输送及其对旱涝影响研究综述

第29卷 第1期气象科学

Vo.l 29,No .1 2009年2月

SCIENT I A M ETEOROLOG ICA SI N I CA

Feb .,2009

蒋兴文,李跃清.长江流域地区水汽输送及其对旱涝影响研究综述.气象科学,2009,29(1):138 142.

长江流域地区水汽输送及其对旱涝影响研究综述

蒋兴文 李跃清

(中国气象局成都高原气象研究所,成都610071)

摘 要 大气水汽输送在气候系统中起着重要的作用。本文回顾了近年来关于长江流域地区水汽输送的相关研究进展,主要包括长江流域水汽输送的基本特征,旱涝年水汽输送的异常特征,青藏高原对长江流域水汽输送的影响,青藏高原水汽输送与长江流域旱涝的关系。

关键词 水汽输送 长江流域旱涝 综述 分类号 P434.5 文献标识码 A

收稿日期:2006 11 23;修改稿日期:2008 06 12

基金项目:干旱气象科学研究基金项目(I A M 200710);江苏省气象灾害重点实验室项目(KL M E050210)

第一作者简介:蒋兴文(1983 ),男,贵州兴义,研究实习员,主要从事气候诊断研究.x i ng w en_jiang @yahoo

The revie w of water vapor trans port ation and its effects

on drought and flood over Chi na

Jiang X ingwen L iY ueqi n g

(Chengdu Institute of Plateau M eteorology ,China M eteorology A d m inistration ,Chengdu 610071,China)

A bstract The w ater vapor transport plays an i m portant r o le i n the c li m ate syste m.The research on

w ater vapor transportation over Yangtze R iver i n recent years has been revie w ed i n th is paper .Itm a i n ly i n

cludes the basic status of water vapor transportation over Yang tze R i v er,the ano m aly status o fw ater vapor transportation i n dry or fl o od years ,the effects o fT i b etan Plateau on w ater vapor transportati o n overY angtze R i v er ,the correlati o n bet w een w ater vapo r transport over T i b etan Plateau and drought or flood i n Y angtze R i v er .

K ey words W ater vapor transport Drought and fl o od of Yang tze R iver Revie w

引 言

水汽一方面成云致雨,另一方面通过辐射以及凝

结释放潜热来影响大气的能量平衡,同时水汽也直接提供水资源

[1]

。为了更深刻的了解全球水分循环及

其对气候系统能量的影响,世界上已经并正在开展全球能量与水分循环计划(GE WEX)。中国也开展了淮海流域实验(HUBEX ),并取得了丰硕的成果。大气水汽输送在能量与水分循环中具有重要作用,国内外科学家在这方面做了很多研究。对水分循环进行系统的研究,需要大量高质量的观测资料。大气水汽输送是水分循环的一个重要部分,其异常变化对降水有重要的影响。对于长江流域,由于资料限制,目前的

工作大都集中在对大气水汽输送及其对旱涝影响的研究。

干旱与洪涝是长江流域主要的气候灾害,对长江流域的工农业生产及社会经济有较大的影响。对长江流域的旱涝进行研究具有重要的意义,国内外学者在这方面已经进行了大量的研究工作,系统分析了旱涝发生的历史、年代际、年际以及季节内变化的规律和发生的环流条件

[2 4]

。水汽异常是降水异常的一个

重要因素,不少作者从水汽输送的角度来揭示长江流域旱涝的形成原因,有针对某一年份的个例分析,也有气候态异常角度的分析。研究的关键区不同,时段不同,导致各研究的结论之间存在一定的差异。系统总结前人在水汽输送异常影响旱涝方面的研究,一方

面有助于深化对长江流域旱涝形成及其变化规律的认识,另一方面可得出目前研究存在的一些不足,以便进行更深入研究。

本文主要回顾长江流域地区水汽输送及其对旱涝影响的部分研究工作,长江流域地处亚洲季风区,先回顾亚洲季风区基本的水汽输送形式及长江流域地区的基本水汽来源,然后是长江流域旱涝年不同的水汽输送异常形式,由于青藏高原对中国地区的天气气候有着重要影响,最后我们回顾青藏高原地区的水汽输送特征,青藏高原对长江流域水汽输送的影响,高原水汽与长江流域旱涝的关系。

1 亚洲季风区夏季水汽输送特征

1.1 亚洲季风区夏季水汽输送的基本特征

长江流域地处东亚季风区,直接受到东亚季风的影响,另一方面受到印度季风的间接影响。黄荣辉等[5]1998年利用EC MWF1980 1989年的逐日资料研究表明,东亚季风区夏季水汽输送特征明显不同于印度季风区夏季水汽输送,东亚季风区夏季水汽经向输送要大于纬向输送,而印度季风区夏季水汽输送以纬向输送为主。陶诗言等[6 7]利用EC MW F1979 1989年的逐日资料分析表明,由于季风经圈环流的存在,使得亚洲季风区夏季水汽输送特征有别于全球其它地区,水汽输送从热带地区流向副热带地区,使亚洲季风区成为水汽汇。夏季定常涡动输送的经向分量是将水汽从热带向副热带输送的主要机制,而瞬变涡动输送的经向分量则是把水汽从副热带输送到中高纬的主要机制。

夏季水汽输送是由季风环流系统来完成的,主要由五大环流系统完成向东亚地区的水汽输送,索马里越赤道气流越过赤道之后向右偏转经阿拉伯海、孟加拉湾到达南海,亚澳季风区越赤道气流,青藏高原南侧的气旋性环流,西太平洋副热带高压以及西风带环流系统。越赤道气流从南半球带来大量的水汽,并将水汽输送到副热带地区,索马里越赤道气流越过赤道后经阿拉伯海到达孟加拉湾,之后与亚澳季风区的越赤道气流、青藏高原的气旋性环流辐合,部分在西南气流的输送下经陆地进入我国,部分向东的水汽流与副热带高压西侧水汽在南海地区辐合之后加强向北输送[8 10]。如上的输送形式使得亚洲大部分地区在夏季是水汽汇,主要的水汽汇在印度西部、孟加拉湾、南海和华南等地,而水汽源主要位于阿拉伯海、东非沿岸和南印度洋,亚洲季风的水汽主要来源于南半球[11]。1.2 亚洲季风区水汽输送的季节内变化及

其对中国降水的影响

夏季水汽输送具有较大的季节内变化,季风爆发后,随着西太平洋副高从南海撤出,亚洲地区出现极有组织的向东水汽输送带,最强的越赤道水汽输送出现在赤道印度洋西部,而次强输送中心位于赤道东印度洋。东亚和南亚季风区,西南风水汽输送一直延伸到南海,当东亚夏季风季节北进时,西南水汽输送的高值区逐渐北移,中国地区的雨带也随之北移,6月到7月初高值区稳定在江淮地区,并于7月底到8月初移至东北和华北一带,之后南撤。副热带高压西侧的气流和来自孟加拉湾的西南气流在南海汇合是东亚地区降水的一个基本条件,东亚降水的峰值并没有伴随着最强的越赤道流。南海地区两纬向气流的汇合状况,也即季风槽的东西振荡明显地影响着进入中国东部大陆的水汽输送,进而对华南,江淮和华北一带的水汽辐合和降水产生影响[12]。Ji a ng等[13]研究表明向北的水汽输送逐年南撤,导致中国北方和黄河中下游的水汽辐合量减少,从而导致降水减小,而长江中下游地区却与之相反,降水有一定程度的增加。

2 长江流域水汽输送基本特征及其异

常与长江流域旱涝的关系

2.1 长江流域水汽输送的基本特征

早在1950s徐淑英[14]就开始利用测站探空资料研究我国东部大陆地区1956年1月和7月的水汽输送特征。谢义炳等[15]也进行了我国东部地区大量降水时的水汽输送个例分析。亚洲季风区几大环流系统的共同作用下形成了夏季进入长江流域的4个水汽输送带:(1)南海西南夏季风对水汽的输送,(2)西太平洋副高西侧和西南侧转向的西南气流对水汽的输送;(3)直接来自印度洋和孟加拉湾的西南季风对水汽的输送(不经过南海地区而直接进入中国大陆的水汽输送);(4)中高纬西风带水汽输送。长江流域水汽的主要源区有:南半球、阿拉伯海、东非沿岸和南印度洋,南海不是水汽源区,而是进入中国大陆的重要水汽通道,长江流域是水汽总输送的辐合区。刘国纬等[16]1991年分析中国地区的涡动水汽输送时指出:长江中下游涡动水汽输送方向与总输送基本一致,是涡动水汽输送的辐散区,而长江上游则是涡动水汽输送的辐合区。

2.2 水汽输送异常对长江流域旱涝的影响

长江流域旱涝变化一直是国内学者研究的一个

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1期 蒋兴文,等:长江流域地区水汽输送及其对旱涝影响研究综述