夏季风水汽输送对云南夏季旱涝的影响

摘要

季风环流对水汽的输送起着重要作用,是水汽输送的载体,而水汽输送的路径和源汇决定了降水的分布。云南受季风气候的影响,干湿季节十分显著。云南夏季(6-8 月)降水的多少,直接影响来年的工农业生产及生活用水。本文用ECWMF 的1961-2002 年era40 月再分析资料,采用EOF分析方法及Morlet 小波分析等方法研究夏季风水汽输送的时空特征。结果表明:云南夏季有二支水汽来源,最强一支来自越赤道气流转向后在孟加拉湾北上形成西南水汽输送,其水汽源地为印度洋、孟加拉湾,反映南亚季风对该省的影响;另一支来自副热带高压南侧的东风气流从中南半岛附近向北的水汽输送,其源地是西太平洋、南海,反映东亚季风对该省的影响;云南夏季降水的主要水汽通道是南亚夏季风水汽输送。对夏季80 °E-130 °E ,0 °-35 °N 区域内水汽通量及其散度作EOF 分解说明夏季风水汽通量及其散度的前3 个特征向量方差贡献度分别为:20.5%、12.5%、7.4%,前5 个特征向量的累计方差贡献度为40.3%。水汽通量矢量第一特征向量的空间分布整体上呈"气旋式水汽输送",21 °N 以北的大范围地区为辐合区,最大中心在青藏高原东南部至云南西北部为-0.02 ×10-5kg/(m2 ·s)，云南夏季降水的多少主要与来自孟加拉湾和南海地区的反气旋式水汽输送有关,当21 °N 以北的云南上空水汽通量辐合时,云南降水一致偏多,这与云南汛期降水的空间分布是一致的。第二特征向量的分布大致为"气旋式-反气旋式水汽输送"分布,说明云南夏季降水一方面受地形影响,另一方面水汽输送送路径及辐合是主要的因子。第三特征向量的分布为"气旋式-反气旋式-反气旋式水汽输送",表明夏季风水汽输送的强弱可能会造成云南夏季降水南北分布差异。季风区水汽通量的第一模态的时间系数,有很强的年际变化。在1970 年代初前和1990 年代初至末期水汽通量呈增加的趋势,1970 年代初至1990 年代初前水汽通量呈减少趋势,从1960 年以来,第一模态的水汽通量呈减少趋势-0.105 kg/(m ·s)/a ;在年代际变化上13 -15 年周期较为显著,在年际变化上2-4 年的周期较显著。第二模态的时间系数表明水汽通量呈增加趋势为0.566kg/(m ·s)/a ,在年代际变化上11 -15 年周期最为显著,从1970 年代中期后水汽通量呈2-3 年的周期振荡。云南夏季旱涝年主要受对流层中层的水汽输送影响,当对流层中层从孟加拉湾至中南半岛及云南为西南气流控制,并且水汽输送为通量辐合区时,云南为涝年,反之,则为旱年。对流层低层的水汽输送仅影响云南中部至东南部,当其上空为西南气流控制且为水汽通量辐合区时,云南中部至东南部降水偏多,反之,则为旱年。因此,云南夏季降水异常与来自孟加拉湾和南海地区的西南水汽输送的强度及位置有关,并且对流层中层的水汽输送起决定因素。