引言

2006年夏天，重庆和四川东部地区遭受大范围的高温和严重干旱侵袭，重庆遭遇了百年一遇、四川遭受1951年以来最严重的特大伏旱灾害，持续高温的天气从7月中旬开始，一直持续到9月上旬初，给当地经济社会和人民生活带了巨大影响。因此，有必要对2006年盛夏影响川渝地区的大气环流及各种强信号进行诊断分析，对干旱的成因进行分析。以往的研究表明，干旱过程常常是某种状态的异常环流型持续发展和长期维持的结果^[1-7]。而水汽输送特别是垂直积分的整层水汽输送及其辐合的变化直接影响到旱涝的发生，宋桂英等^[8]分析了内蒙古夏季干旱的水汽输送特征，丁一汇^[9]认为来自孟加拉湾和南海的西南风水汽输送是中国夏季降水发生的重要条件。Ninomiya^[10]也指出南海地区是输入中国大陆的重要水汽通道。徐祥德等^[11]指出高原—季风水汽输送“大三角扇形”区域的水汽场特征是认识中国及东亚旱、涝异常成因的重要科学问题。周长艳等^[12]分析了青藏高原东部及邻近的四川、重庆地区水汽输送的气候特征，并指出南海、西太平洋地区的水汽输送对该地区有重要影响。晏红明等^[13]的研究表明5月西南地区的水汽输送主要来自赤道印度洋附近的西南气流。陈艳^[14]研究了水汽输送对云南夏季风爆发及初夏降水异常的影响。以上研究表明，东亚地区的水汽场异常可能对川渝的的旱涝产生重要影响。因此，本文重点从分析东亚地区大气环流尤其是水汽场输送异常特征入手，以期能找出造成2006年盛夏川渝持续伏旱灾害发生的影响因素。

1 资料和方法

本文采用了1951—2006年NCEP/NCAR再分析资料的全球2.5°×2.5°逐月的风场和比湿场(垂直方向1000~300hPa共8层)、500hPa高度场、地面气压场，以及国家气候中心提供的中国160个台站中川渝地区(达县、酉阳、重庆、南充、内江、绵阳、成都、宜宾共8个站)1951—2006年的历年7月和8月的月降水资料。

单位边长整层大气的水汽通量Q的计算方式：纬向水汽输送通量${Q_u} = - \frac{1}{g}\int_{{p^s}}^p {qu{\rm{d}}} \mathit{p}$，经向水汽输送通量${Q_v} = - \frac{1}{g}\int_{{p^s}}^p {qv{\rm{d}}} \mathit{p}$，单位为kg·m^-1·s^-1，p_s为地表气压，p为上界气压(本文取为300hPa)，q为比湿，g为重力加速度，u为纬向风，v为经向风。水汽通量散度${D_Q} = \frac{{\partial {Q_v}}}{{a\cos \varphi \partial \lambda }} + \frac{{\partial {Q_u}}}{{a\partial \varphi }}$，单位为kg·m^-2·s^-1，$a$为地球半径，$\varphi $和$\lambda $分别为纬度和经度。

2 川渝地区盛夏旱涝特征分析

图 1显示了1951—2006年川渝地区盛夏(7—8月)降水的年际变化特征，从降水距平百分率(图 1a)可以看出，川渝地区盛夏降水有很大的年际变率，1954年、1965年、1984年、1998年的降水距平百分率均高于30%，是4个比较偏涝的年份。1967年、1972年、1992、199 4年、1997、2006年是6个比较偏旱的年份，降水距平都低于-30%，并且2006年盛夏降水距平百分率达到了56年来的最大负值，接近-50%，说明2006年盛夏是50多年来川渝地区伏旱程度最为严重的一年。此外，川渝盛夏降水还具有年代际变化的特征，由累积距平曲线(图 1b)可以看出，川渝盛夏降水经历了两次明显的年代际波动变化，川渝地区盛夏降水20世纪50年代到60年代中期降水呈增加趋势，为偏涝期，60年代后期降水开始呈减少趋势，70年代降水偏少，为偏旱期。20世纪70年代末开始降水又呈增长趋势，80年代降水偏多，又经历了一次偏涝期，90年代一直持续到现在降水偏少，为偏旱期，2006年达到最严重的伏旱。

3 2006年川渝地区伏旱期间东亚大气环流持续异常分析

2006年7—8月，在川渝地区出现严重伏旱的灾害性天气可能与同期的大气环流异常有关，下面从几个方面对此严重伏旱期间东亚大气环流的异常特征进行讨论。

3.1 水汽场持续异常特征分析 3.1.1 2006年对流层整层大气水汽输送通量的分析

图 2是东亚地区多年平均的7、8月份整层水汽输送通量矢量及其2006年7、8月份的距平图。图 2a表明，7月来自南半球的强水汽输送在45°E附近越过赤道形成一条强的西南风水汽输送带，经阿拉伯海东移到孟加拉湾，一部分从孟加拉湾直接北上经青藏高原东南簏到达川渝地区，另一部分从孟加拉湾继续东移经中南半岛到达南海地区，在南海西南季风影响下北上影响到川渝地区，可以看出影响我国川渝地区7月降水的水汽通道主要是来自孟加拉湾和南海的西南水汽输送。而2006年7月(图略)来自南海的水汽有所减弱，在台湾海峡中断，而来自西太平洋南侧的东南水汽通道增强。在7月的水汽输送通量距平图(图 2b)上就表现为在我国南海附近地区形成了一个异常气旋式水汽通道，而川渝地区正好在东北异常水汽控制之下，减弱了来自孟加拉湾和南海的水汽输送，这可能是影响川渝地区干旱少雨的一个因素。

8月我国川渝地区的水汽输送仍然主要来自孟加拉湾和南海的西南季风的水汽输送带(图 2c)，2006年8月水汽输送距平图(图 2d)上，南海地区的异常气旋式水汽通道继续存在，与7月相比，在西太平洋地区又出现一个异常气旋式水汽通道，受这两个异常气旋水汽影响，从我国川渝地区到中南半岛继续被东北水汽异常控制，来自孟加拉湾和南海的水汽进一步持续减少。

3.1.2 2006年对流层整层大气经向水汽输送通量的分析

黄荣辉等^[15]研究了夏季东亚季风区和南亚季风区水汽输送的差别，指出印度季风区的水汽输送以纬向输送为主，而东亚季风区的水汽输送以经向输送为主。因此有必要进一步分析2006年盛夏东亚地区水汽输送的经向输送异常特征。图 3给出多年平均的7、8月的整层经向水汽输送以及2006年7、8月的整层经向水汽输送距平场。由图 3a可知，多年平均的7月经向水汽输送通量场上，我国西南地区上空为从南向北的水汽输送，在孟加拉湾和我国广东沿海存在着两个正的200kg·m^-1·s^-1的水汽输送中心，来自热带孟加拉湾和南海的水汽向北输送对我国西南地区降水有重要作用^[6-9]。而2006年7月的整层经向水汽输送通量距平图(图 3b)上，从我国东北地区沿华北经西南地区到中南半岛出现一条超过－30kg·m^-1·s^-1的负经向水汽输送异常带，川渝地区上空位于这个负异常的中心，经向水汽输送减少更是达－90kg·m^-1·s^-1，我国西南大部分地区在负异常的控制之下，由南向北的水汽输送大大减弱。

8月经向水汽输送通量场的气候平均图(图 3c)上，我国西南地区上空仍是盛行由南向北的水汽输送，而2006年8月的距平图(图 3d)上，我国川渝地区到中南半岛上空继续被负经向水汽异常带控制，在中南半岛出现－30kg·m^-1·s^-1经向水汽输送负异常中心，进入川渝地区的由南向北的经向水汽输送继续减弱，这进一步促进了该地区伏旱的发展。

3.1.3 2006年对流层整层大气水汽通量散度的分析

多年平均的7月和8月整层水汽通量散度场上，我国西南地区到长江中下游地区为水汽输送的汇合区(图略)，水汽的汇聚有利于该地区降水的产生。而2006年7月水汽通量散度距平图(图 4a)表明川渝地区上空为一个2×10^-5kg·m^-2·s^-1 水汽输送异常辐散的中心，表明该地区2006年7月水汽汇聚减少，不利于降水的形成。8月水汽输送通量散度距平图(图 4b)上，川东及重庆地区继续被2×10^-5kg·m^-2 ·s^-1的水汽输送异常辐散区控制，使得2006年8月川渝地区水汽辐散进一步加强，从而加剧了该地区的伏旱。

总体说来，2006年盛夏期间，我国川渝地区上空存在东北向西南的异常水汽，从川渝地区到中南半岛持续存在着经向水汽输送的负异常带，进入川渝地区的由南向北的水汽输送减弱，导致川渝地区上空一直维持着水汽输送辐散异常的中心，这种水汽输送形势有利于伏旱的发生、发展。

3.2 850hPa流场持续异常特征分析

图 5是多年平均的7、8月850hPa流场图及其距平图，多年平均7月和8月850hPa流场(图 5a和图 5c)上，我国西南地区在东亚季风控制下盛行西南风。2006年7月850hPa流场(图 5b)上，我国东南沿海地区上空存在一个气旋性异常环流，受这一异常环流影响，我国从东北地区到西南地区为东北风的异常环流，阻止来自南海的西南季风。2006年8月850hPa流场(图 5d )，我国东南沿海上空的异常气旋环流范围进一步扩大并向东南方向移动，从南海到西太平洋都为这一气旋性异常环流控制，我国西南地区仍然盛行东北异常气流，继续抑制了来自南海的西南气流的北上，这可能也是造成我国西南地区水汽输送减少的主要原因。

3.3 500hPa高度场持续异常特征分析

2006年7月500hPa高度场(图 6a)上，中纬度地区气流平直，西太平洋副热带高压588线分别比往年偏西达10个经度，偏北达5个纬度，尤其是586线由往年120°E向西扩展控制了青藏高原，同时西太平洋副热带高压控制范围内高度场增加了1dagpm以上。可见2006年7月，西太平洋副热带高压与往年相比异常偏西、偏北、偏强。同时阿拉伯半岛上的伊朗高压588线及586线又异常偏东约10个经度，东亚副热带地区高度场普遍增加1dagpm，我国西南地区上空被高度场正距平控制。

2006年8月500hPa高度场(图 6b)上，鄂霍次克海附近有异常高压脊发展，西太平洋副热带高压继续维持异常偏西、偏强的状态，值得注意的是，西太平洋副高西侧588线闭合中心由往年150°E向西移到我国东部沿海120°E附近，而青藏高原由气候平均态的热低压转为受586线大陆性副热带高压控制，它们与东伸的伊朗高压一起构成了东亚大陆副热带地区的高压带，这个高压带既抑制了来自青藏高原低层的低压扰动，同时下层的辐散气流也抑制了来自热带的水汽输送。川渝地区受副热带高压的高度正距平控制，这里对流层中下层盛行下沉气流，引起对流层中部绝热增温，使得气温持续异常偏高，这也在很大程度上促进了20 06年夏季中国川渝地区持续高温伏旱的发展。

4 小结

2006年盛夏川渝地区发生严重伏旱与同期东亚大气环流持续异常有很大的关系，通过诊断分析表明：

(1) 2006年盛夏期间，我国川渝地区上空存在东北向西南的异常水汽输送，从川渝地区到中南半岛持续存在着经向水汽输送的负异常带，进入川渝地区的由南向北的水汽输送减弱，导致川渝地区上空维持着一个水汽辐散异常的中心，这种水汽输送形势有利于伏旱的发展。

(2) 2006年盛夏期间的850hPa流场可以发现，南海附近上方出现的气旋性异常环流的维持和发展，我国西南地区持续盛行东北异常气流，抑制了来自南海的西南气流的北上，这可能也是造成我国西南地区水汽输送减少的主要原因。

(3) 2006年盛夏期间500hPa高度场表明，西太平洋副高较常年持续异常偏北、偏西，强度偏强，它与东伸的伊朗高压及异常的青藏高压一起构成一条高压带，川渝地区在副热带高压控制下，造成了高温少雨的天气，这也在很大程度上促进了川渝地区持续伏旱灾害的发展。