引言

对我国夏季降水的研究一直是气象工作者关注的重点。竺可桢1934年提出中国降水与东亚季风有密切关系；谢义炳、陶诗言和陈隆勋等也系统地研究了水汽输送和东亚季风的环流特征；江淮梅雨作为东亚夏季特殊天气也有大量研究。针对1991年江淮流域持续性大暴雨，丁一汇做了专门的研究^[1]；针对1998年长江流域大洪水，国家气象中心组织科学家对雨情和天气形势进行了分析^[2]，陶诗言对1998年长江流域洪涝灾害的天气气候背景、大尺度环流条件以及暴雨形成的机理进行了研究^[3-4]；黄荣辉和赵思雄也对1998年长江流域洪水期间暴雨的特征及成因进行了探讨^[5-6]；丁一汇系统地研究了东亚季风和降水的特点^[7]。对于2003年淮河流域强降水，章国材、刘还珠和金荣花分别从大尺度环流特征、西北太平洋副高特征和南亚高压演变等方面进行了研究^[8-10]。另外针对2003年6月到7月上旬淮河流域的强降水过程，王东生^[11]、薛建军^[12]、徐晶^[13]也分别做了过程分析，康志明^[14]从水汽条件对2003年淮河洪涝进行了分析，得出南海为淮河洪涝重要源地；鲍媛媛^[15]分析了2003年淮河洪涝过程低纬度环流形势；龚振淞^[16]分析了中高纬度环流形势与淮河流域洪水的关系。而针对淮河流域集中降水的系统性研究分析仍显不足。2007年淮河流域再次出现了1949年以来仅次于1954年的全流域性大洪水，其中2007年7月上旬降水集中，强度异常偏强，暴雨和大暴雨日数超过2003年，日雨量极值也远超过2003年。

近年来汛期大气环流较上世纪末有显著差异，长江流域1998年和1999年持续出现洪涝后，2000—2007年长江中下游梅雨总量连续偏少；与此相反，2003年、2005年、2007年淮河流域连续出现了3次大洪水，其降水主要发生的位置和时间与传统的江淮梅雨有显著差异，降水集中期主要发生在6月下旬末到7月上旬，晚于传统梅雨期约两周左右，位置主要在沿淮和淮河以北地区，较传统梅雨区位置偏北1～2个纬距。为区别它与江淮梅雨的差异，下文称这一时段为淮河雨季暴雨集中期。这种5年3次出现的淮河雨季暴雨集中期是否在未来几年或几十年反复重现，有必要深入地研究形成这种降水特点的气候原因。本文重点分析了这3年7月上旬淮河雨季暴雨集中期环流特征及其与多年平均环流的差异。

本文使用美国国家环境预报中心(NCEP)1998—2007年7月上旬每天4时次标准等压面分析资料，分辨率为1°×1°。多年平均是首先求每年7月上旬平均，2000—2007年每年40个样本；因为资料不完整1998年和1999年每年仅用08时10个样本平均，10年的平均值为每年平均值的平均值。

1 降水的时空分布特征

2007年6月19日安徽省进入梅汛期，其中6月30日到7月上旬淮河流域连续出现9天暴雨、大暴雨，7月4、5和8日分别有45、38和39个县市暴雨，尤其是8日出现了23个县市大暴雨，干流中游的颍上、凤台出现大于200mm以上的特大暴雨，7日20时至8日20时临泉县迎仙镇日雨量甚至达到518.1mm, 为安徽省有气象记录以来日最大降水纪录。这次强降水过程直接导致了淮河王家坝开闸分洪。

7月上旬雨量分布(图略)，总降水量流域内50mm以上降水覆盖110县市，100mm以上降水覆盖97个县市。淮河中部和南部较常年均值偏多1～3倍；其中淮河干流上游河南段和淮干中下游安徽段和江苏洪泽湖区地区达到400～500mm，安徽淮南最大为525mm，较常年均值偏多6～7倍(图略)。受持续强降水影响, 7月1日王家坝水文站水位开始上涨, 2—3日水位涨幅达到4. 99m, 3日20时超警戒水位0.01m，7月10日12时28分淮河干流王家坝29.48m，超保证水位0.18m，王家坝开闸泄洪。7月11日04时，淮河干流王家坝水文站出现洪峰，水位29.59m。

与2007年降水相类似，2003年6月21日入梅，其中6月29日到7月3日出现了5天连续暴雨，强降水出现从时间上看略早于2007年，仅7月1日流域内53个县市出现暴雨，暴雨范围超过2007年。7月8—10日流域南部出现了3天连续暴雨。6月29日到7月10日期间的两次降水过程总降水量，仅7月上旬淮河流域就有81个县市超过100mm，强降水中心位于大别山区北侧水库区和淮河中游干流和江苏洪泽湖区地区超过300mm, 安徽太和最大350mm。与2007年相比，降水中心强度小。

2005年和2003年、2007年相比，降水表现为单一强过程型，6月底到7月3日淮河流域已经出现晴热高温天气，主要降水出现在7月4日20时至10日20时，淮河流域连续6天出现暴雨、大暴雨；平均每天均有20个县市以上出现大暴雨，降水强度大。上旬总降水量，淮河流域内84个县市超过100mm，18个县市降水超过300mm。最大降水出现在安徽省淮北中西部，涡阳545mm、太和529mm、蒙城507mm。

总之2003、2005和2007年7月上旬淮河流域均出现了连续强降水，强降水中心位于33°N附近，雨带位置相近，强降水出现时间相当。图 1给出了3次洪水期间6月20日到7月15日淮河王家坝水位变化。从图 1中可见，3次大洪水王家坝水文站最高水位均接近或超过保证水位29.3m，出现时间在7月上旬或中旬前期。

2 大尺度环流特征分析 2.1 中高纬度形势的异同

图 2为2003年、2005年和2007年以及近10年7月上旬500hPa高度平均场。从图 2a可见，2003年7月上旬欧亚上空高纬度地区为双阻型，乌拉尔山和鄂霍次克海分别为一高压，贝加尔湖以东到我国东北地区为一低槽区；由图 2b可见，2005年7月上旬欧亚上空高纬度地区为两槽一脊型，新疆北部到贝加尔湖以西地区为一高压脊，高压脊两侧分别是两个长波槽区，东部槽底偏南；由图 2c可见，2007年7月上旬欧亚上空高纬度地区为一单阻型，高压中心位于65°N、65°E附近，我国东北地区到日本海为一低槽区。与常年平均(图 2d)相比，高纬度形势差异较大，3个大洪水年之间形势也有较大不同；但从2003年、2005年、2007年3年7月上旬平均图(图略)，可见我国东北地区和日本海附近为一低槽区，东部冷空气较常年偏强。1998—2007年10年中，淮河流域较常年少雨有2年，其7月上旬高空形势与3个大水年有明显差异，但2个少雨年之间却也差异很大。1999年7月上旬500hPa环流形势，东北到日本海为一高压脊；2001年7月上旬，中高纬度环流平直，东北地区有一弱脊。

2.2 副热带高压的特征

从图 2可见，在中低纬度3个洪水年以及多年平均场形态相似，印缅地区为一季风槽区，其东西两方分别为西北太平洋副热带高压和伊朗高压；120°E和130°E副高脊线位置基本位于25°N附近，与多年平均场之间差异不大。但3个洪水年的西太平洋副高较常年偏强，且西脊点较常年显著偏西，2003年达到111°E、2005年为112°E，2007年在116°E附近，而多年平均在126°E附近。从3个洪水年7月上旬500hPa平均图上可见，副高明显偏强，西伸脊点达到114°E，比多年平均位置偏西12个经度。另外，从120°E 584dgpm北界看，2003年在32°N附近，与多年平均相近；2005年在32.5°N附近，略高于多年均值；2007年在31.5°N附近，略低于多年均值；主要降水主要发生在584dgpm等值线附近及其以北地区。对比两个干旱年，1999年7月上旬副热带高压较常年偏东，强度偏弱；副高西脊点在140°E；华东沿海为一浅槽区，584dgpm等值线在30°N附近。而2001年7月上旬副热带高压较常年偏强，120°E附近副高脊线达30°N附近，584dgpm等值线在38°N附近，大大超过常年。可见大水年副高强度、位置相近；而旱年形势则不尽相同。

2.3 高低空风场特征的异常

众所周知, 东亚夏季风强弱和进退的早晚与我国东部地区降水有密切的对应关系。图 3是3个洪水年850hPa7月上旬风场与多年平均场的距平偏差风。由图 3可见，3年的距平图有类似特点，即850hPa副高西北侧低空急流均较多年平均偏强，急流轴呈东北—西南向，急流出口位于淮河中下游地区，期间强降水区恰好位于急流左侧出口区。3个洪水年低层急流强度相近，西南风较常年偏大6m·s^-1以上，三者位置略有差异，2003年位置稍偏南，其对应的强雨带也较2005年和2007年略偏南，2005年雨带位置最偏北。另外3年中西北到华北地区有一异常的反气旋中心，三者南北位置有一定差异，但在淮河流域的北部都有异常的偏北气流，显示淮河流域北部冷空气较常年略强，这也是发生持续强降水的重要条件。

图 4是3个洪水年高层200hPa上7月上旬风场与多年平均场的距平偏差风。由图 4可见，三者共同特点是淮河流域北部均有异常强的高空急流，2003年淮河流域处于异常的高空急流入口南侧，2005年和2007年高空风场异常的特征更相近，淮河流域处于异常庞大的反气旋的东北部的辐散场中。这种高空辐散、低空辐合的配置，是淮河流域暴雨、大暴雨形成和持续的重要动力条件。

2.4 水汽通量场的异常特征

图 5是2003年、2005年和2007年与近10年7月上旬整层水汽通量的距平图。由图 5可见，淮河流域洪水年一个显著特征是，整层水汽通量在副高西侧均有异常。将图 5与图 2～4对比分析可见，大水年副高偏强，西脊点偏西，副高南侧有异常的偏东气流，在其西侧和西北侧转为偏南和西南气流，并形成强劲的水汽输送带，追根溯源淮河流域雨季降水集中期水汽主要来源于南海和西北太平洋。

为进一步分析水汽来源，将3个洪水年分别在20～30°N、105°E做经向水汽总输送均值7月上旬演变和105～120°E、20°N纬向水汽总输送均值7月上旬演变(图略)。对比可见，纬向的水汽输送显著强于经向水汽输送。从105°E以西地区来源的水汽输送偏小，均值接近于0。从20°N以南地区来源的水汽虽然3个洪水年略有差异，但总体均值在7500g·s^-1·cm^-1左右。可见，淮河流域雨季降水集中期水汽主要来源于南海，与文献[14]的结论相吻合。

3 结论与讨论

(1) 3个大洪水年7月上旬西太平洋副热带高压均较历史同期偏强，西伸脊点偏西，使得梅雨期降雨带较常年同期也偏北。

(2) 华北南部到黄淮地区距平风场上有较常年明显的偏北气流, 副热带高压西北侧850hPa低空急流较常年平均偏强6m·s^-1以上，南北两支暖湿和干冷气流交汇区正好位于淮河流域，有利于强降水在该地区持续和徘徊。

(3) 淮河流域处于异常的高空急流入口南侧或较常年偏强的反气旋环流控制下的辐散区；高低空急流的有利配置是淮河流域强降水产生和持续的有利的动力条件。

(4) 从整层水汽通量距平分析看，南海是淮河流域持续强降水的主要水汽源地。