摘要 针对南通地区1963—2002年所发生的气象旱涝天气气候事件，利用同期该地区8个站地面气象观测资料，计算降水量距平百分率，按国家标准气象干旱等级的划分其等级，用8：00（北京时间）500 hPa历史天气图资料，以天气学原理为基础，分析旱涝事件的特征及其成因，划分天气类型，探明其引发的主要因子。结果表明，南通地区的气象旱涝天气气候事件与降水量异常欠亏和丰沛紧密相连。引发旱涝的主要天气系统是：西太平洋副热带高压西伸脊、大陆暖高（指云贵高压和南海高压），南支西风槽和台风。干旱发生在副热带高压西伸脊内的下沉绝热增温的辐散区和西风槽后，洪涝产生在南支西风槽前锋际的连阴雨区、强降水区和台风的暴雨区。厄尔尼诺现象和拉尼娜事件与南通地区的旱涝气候事件间有一定的相关。南通地区上年12月至当年3月的月尺度气温距平百分率与6—8月的旱涝气候事件分别有150 d和180 d的韵律对应。
关键词 旱涝天气；类型；预兆；江苏南通；1963—2002年
中图分类号 P457 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）19-0270-04
Type of Climate Events of Meteorological Drought and Weathersign of Nantong Area in 1963—2002
CAO Nai-he ZHANG Peng CAO Cheng ZHANG Kai-jin ZHAO Yang LIU Juan CAO Yang CHEN Jian-jun
（Rugao Meteorological Bureau of Jiangsu Province，Rugao Jiangsu 226572）
Abstract Aimed at the climate events of meteorological drought of Nantong Area in 1963—2002，using the ground meteorological observation data of 8 stations in the corresponding period，the percentage of precipitation anomaly was calculated.According to the classification of meteorological drought category of China，grade was divided.Using the 500 hPa historical weather map information of 08 am（Beijing Time），based on the synoptic meteorology principles ，the characteristics and causes of drought and flood events was analyzed and weather types were divided，the main factors of its cause was proved.The results showed that meteorological drought weather events was closely linked with rainfall anomaly losses and abundant.Riggering droughts and major weather systems were the West Pacific subtropical high ridge west，the mainland warm high （refer to Yunnan，Guizhou，South China Sea，high pressure and high pressure）and the South Branch of the westerly trough and typhoons.Drought occurred in the subtropical ridge westward extension of the adiabatic warming in the sink area and the westerly trough divergence，the floods had westerly trough in the southern branch of the continuous rain inter striker area，heavy rainfall and typhoon storm area.El Nino and La Nina drought and flood events and climate events of Nantong area had a certain correlation.temperature departure percentage under monthly scale between December in the last year to March in the same year had 150，180 days corresponding rhythm with drought weather events from June to August.
Key words drought weather；type；weathersign；Nantong Jiangsu；1963—2002
近年来，已有不少专家对气象旱涝天气气候事件的研究做过大量工作，对江苏气象旱涝的气候规律、气候特征、成因和类型划分等方面均有建树和论著[1-2]。但针对南通地区（以下简称南通）旱涝天气气候事件的天气类型、引发因子和预兆的研究尚为空白。南通位于长江入海口北翼，频江临海。属东亚季风区，又属亚热带和暖温带的过渡区，兼受西风带、副热带和热带天气系统的影响。每年4—11月是西太平洋副热带高压（以下简称副高）西伸脊随其主体的季节性演变规律而变化，使暖空气对南通的影响从4月趋强后增强至8月最强，嗣后转向趋弱后减弱至11月以后最弱。同期，西风带环流也按其季节性演变规律变化，使冷空气对南通的影响从4月趋弱后减弱至8月最弱，嗣后转向趋强后增强至11月以后最强。因此，南通四季分明、雨量集中。1963—2002年，南通的平均年雨量为1 043 mm，最多的1991年达1 548 mm，最少1978年只有567 mm，前者是后者的近3倍；夏季平均雨量占全年的54.7%，是秋季的5倍以上，6—7月月均雨量是10—11月的3倍。春秋季连阴雨、梅雨、暴雨、对流性强降水、热带气旋、高温等灾害天气时有发生，气象旱涝天气气候事件频发，因其具有持续时间长、覆盖范围广等特点，给国民经济带来巨大损失。 1 资料来源及其使用说明
采用1963—2002年南通所辖的海安、如皋、如东、通州、海门、南通、启东和吕泗8个县（市）气象台站地面气象观测资料和同期8：00（北京时间）500 hPa历史天气图资料，将8个站的逐月逐年降水量和气温资料进行标准化计算，求出各站的月、季、年各尺度的降水量和气温距平百分率，分别取其平均值为南通的降水量距平百分率（Pa）和气温距平百分率（Pt）。1963—2002年的年平均气温为15 ℃，春（4—5月）、夏（6—9月）、秋（10—11月）3季的季、月平均气温都高于10 ℃，适合采用降水量距平百分率划分干旱等级。用单项气象干旱指数的降水量距平百分率划分干旱等级的要求按干旱等级的国家标准[3]，结合《江苏省决策气象服务手册》中用降水距平百分率划分旱涝等级的原则[2]，衍生与干旱等级的国家标准相匹配的洪涝等级标准（表1、表2），按此标准划定南通各尺度的旱涝等级，其涵盖面均>75%。各尺度有无旱涝之比相近，旱涝之比亦相近；达重等类型及以上的各尺度旱涝之比；月尺度为29∶71，季尺度为37∶63，年尺度为1∶1，显然旱轻于涝。各尺度各类型旱涝事件占比如图1。
2 旱涝天气气候事件的特征
2.1 干旱
1963—2002年的4—11月，南通共发生月尺度干旱天气气候事件（以下称干旱事件）87例，年均2.2例，最多5例。达重旱特旱类型共14例都在8—11月，其中10—11月占9例，是月尺度重旱特旱的高发期。季尺度干旱事件33例，秋季最多达17例；达重旱特旱的4例，都在秋季。年尺度干旱事件10例，只有1978年达特旱类型。各尺度有旱及重旱以上例数如图2。
2.2 洪涝
1963—2002年的4—11月，南通共发生月尺度洪涝天气气候事件（以下称洪涝事件）72例，年均1.8例，最多4例；达重涝特涝有34例，10—11月各7例，是月尺度洪涝的高发期。季尺度洪涝事件29例，秋季最多12例；达重涝特涝类型的7例中秋季占5例，是季尺度洪涝事件的高发季。年尺度洪涝11例，只有1991年达特涝。各尺度有涝及重涝以上例数见图3。
从图3可以看出，南通的月、季尺度气象干旱事件比洪涝事件多，但达重旱特旱者却比达重涝特涝者少；年尺度干旱事件比洪涝事件少，达特旱特涝均为1例。总之，涝重于旱。10月、11月虽是月尺度重等及以上类型旱涝的频发期，但对年尺度的旱涝事件影响不大，6—9月重等及以上类型的旱涝事件对季、年尺度的旱涝事件常有决定性作用。
3 旱涝事件的天气类型和主要引发因子及形成
以月尺度达重旱、特旱（14例）和重涝、特涝（34例）类型的事件为样本，逐一查明8：00 500 hPa月平均高度图上北纬40°东经78°、北纬35°东经142°、北纬11°东经92°和北纬140°东经134°区域内的主要天气系统，用天气学原理和方法剖析其对旱涝事件的贡献，按其物理意义用气候统计方法划分旱涝天气类型。
3.1 干旱类
干旱发生在单一气团里，因异常少雨而形成，有热旱和冷旱2种类型。
3.1.1 热旱型。夏季，副高西伸脊的特征线（5 880 gpm等高线，下同）北界在东经120°线上的北纬35°～45°，其西伸脊点达东经90°～110°，脊线位置在东经120°线上的北纬30°～33°，在东经113°～124°北纬26°～36°区域内，有≥5 920 gpm的高压中心；南通处于高压中心或脊线附近的下沉气流绝热增温辐散区内。天气酷热、燥旱少雨，形成伏旱。如1978年在8月重旱（Pa=-87.6%）的基础上有其他各月的Pa值均为负数的情况下，发生春、夏、秋3季连续干旱，导致年尺度特旱，是1963—2002年中唯一的干旱极端气候事件（图4a）。
3.1.2 冷旱型。秋季，副高西伸脊的特征线北界在东经120°北纬27°上下，南支西风槽活动加剧，槽底常越过缔结北纬30°进入华东沿海，南通受干冷空气控制，如1979年10月特旱（Pa=-99.8%）与11月轻旱（Pa=-50.9%）结合构成了秋季重旱（图4b）。当云贵地区有5 880 gpm的闭合等高线，其伸向东北的脊前西北气流融入南支西风槽，加剧干冷空气入侵南通，如1995年9月重旱的Pa=-85.8%（图略）。当遇台风经东海、黄海北上，其西部偏北气流与西风槽结合，径向度加大，南通地区受其控制形成重旱，如1965年9月的Pa=-90.5%。
3.2 洪涝类
洪涝发生在季风转换的季节里，是冷暖空气频繁交汇的产物，有连阴雨伴强降水和台风暴雨2种类型。
3.2.1 连阴雨伴强降水型。春季，副高西伸脊的特征线和脊线分别在东经120°线上的北纬25°上下和北纬20°上下，其西伸脊点（或南海高压西脊点）达东经105°，脊前的偏南气流将暖湿空气向长江中下游地区输送，遇北方南下的冷空气交汇，南支西风带上的短波低值系统（江淮气旋、倒槽、切变等）影响时，在降水过程频繁的连阴雨中有强降水出现，是引发南通春季洪涝的决定因素，如1963年5月特涝的Pa=129.0%（图5a）。
6月中旬至7月上旬，冷暖空气在长江中下游交汇最频繁、最激烈，是南通的主汛期。副高西伸脊的特征线和脊线分别在东经120°线上的北纬30°上下和北纬27°上下，其西伸脊达东经115°，脊前的西南气流将大量暖湿空气从南方源源不断输向长江中下游遇北方南下的冷空气相峙，产生区域广、强度大、持续期长的降水，遇有强对流降水天气相间其间可产生特涝。如1991年6—7月连续特涝，其Pa值分别为105.5%和120.9%，雨量是常年的1倍以上，造成夏季重涝和年特涝，是南通地区1963—2002年中唯一的洪涝极端气候事件（图5b）。
秋季，副高西伸脊的特征线和脊线分别在东经120°线上的北纬28°和北纬23°附近，其西伸脊点达中南半岛，脊前西南气流将孟加拉湾的暖湿空气输向长江中下游地区的西风槽前与冷空气相峙，产生秋季连阴雨，如间有强降水则引发特涝。如1982年11月的Pa=128.2%（图5c）。 3.2.2 台风暴雨型。9月，副高西伸脊的特征线的西脊点在东经120°～130°，脊线在东经130°线上的北纬32°附近；青藏高原有高压脊伸向中原地区；台风从两脊间向华东沿海逼近，于苏浙沿海登陆，正面袭击南通时有暴雨。当有西风槽牵引的冷空气南下插入台风西北部，迫使台风产生斜压性不稳定而发生强对流天气，便形成特涝，1990年9月Pa=137.3%（图5 d）。
4 旱涝事件的预兆
4.1 赤道东太平洋海面温度的异常
赤道太平洋东部和中部的海水表面大范围持续异常增暖（偏距距平指数超过0.5 ℃，且至少持续6个月）的现象为厄尔尼诺现象。1976—1995年的20年中有5次厄尔尼诺现象，每次持续期达2～3年[4]。在5次厄尔尼诺现象的11年中，南通地区分别地区发生了月、季、年尺度洪涝事件17、9、4例（表3），反映出两者间的对应关系。
赤道东太平洋的海面温度发生异常偏冷（连续达6个月以上的负距平在0.5 ℃以上）时，气象界称之为拉尼娜事件。它随厄尔尼诺现象而来，出现于其后。1976—1995年的20年里曾出现4次拉尼娜事件[5]。在4次拉尼娜事件年中南通分别出现月、季、年尺度干旱事件13、6、3例（表4），表现出它与南通的干旱事件之间的相关关系。
4.2 南通冬季各月的冷暖
取8个站上年12月至当年3月各月的月尺度气温距平百分率的平均值（Pt）表征南通相应各月冷暖。按150 d和180 d的韵律，对1963—2002年6—9月达重等及以上类型的月尺度旱涝事件逐一拟合，探索其对应相关韵律的概率。
4.2.1 冷冬（Pt