姚正兰，赵大清，姚章福

(1.贵州省遵义市气象局，贵州 遵义 563002；2.贵州省桐梓县气象局，贵州 桐梓 563200)

遵义市近63 a气象干旱变化趋势及成因分析

姚正兰1，赵大清2，姚章福1

(1.贵州省遵义市气象局，贵州 遵义 563002；2.贵州省桐梓县气象局，贵州 桐梓 563200)

利用遵义市中心城区、桐梓、湄潭3个气象观测站1951—2013年逐年、月降水量资料，应用降水距平百分率和线性趋势分析方法，对遵义市干旱演变进行了统计分析。结果表明，近63 a遵义市各地年降水量均呈波动性减少趋势，中心城区、桐梓、湄潭分别以22.4 mm/10 a、24.9 mm/10 a和11.4 mm/10 a的速率递减；汛期降水量20世纪80年代开始东部地区趋于减少，90年代后全市都呈减少态势；季降水量以春季和秋季减少最明显；旱年和四季干旱均以21世纪发生频率最高，且63 a全市出现的6个区域性干旱年中有4 a发生在2006年以后，表明21世纪后全市干旱有加重频发的发展倾向。大气环流异常是造成遵义干旱的主要成因，主要表现在西太平洋副热带高压主体偏大偏强、位置偏北，中高纬地区以纬向环流为主，青藏高原东部持续稳定的西北气流，另外厄尔尼诺事件影响年份遵义极易发生干旱。

气象干旱；变化趋势；成因分析

1 引言

干旱，是一种水量相对亏缺的自然现象。通常指淡水总量少，不足以满足人类的生存和经济发展的气候现象。干旱使供水水源匮乏，除危害作物生长、造成作物减产外，还危害居民生活，影响工业生产及其他社会经济活动。随着人类的经济发展和人口膨胀，水资源短缺现象日趋严重，这也直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加重，干旱化趋势已成为全球关注的问题，干旱是对人类社会影响最严重的气候灾害之一[1]。气象干旱是指因长期少雨、空气干燥，进而引起土壤缺水的气候现象，它最直观的表现为降水量的减少，具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点[2]。

对于干旱的发生、成因及演变趋势分析，国内外许多学者作了大量的研究工作[3-7]。Dai等[3]研究表明，干旱趋势的加剧主要是由于干旱化地区降水减少和气温升高造成的。王东等[8]指出近52 a西南地区SPI总体呈现下降趋势，表明这些地区近52 a来干旱程度呈增加趋势，云贵高原20世纪90年代以前发生干旱次数较少，近10 a发生干旱频繁，以2009年和2011年最为典型，且都达到中旱水平以上。白慧等[9]分析表明，贵州重旱和特旱都较易发生在黔西南、黔南和黔北的部分地区。

遵义市处于云贵高原向湖南丘陵和四川盆地过渡的斜坡地带，在云贵高原的东北部，地形起伏大，地貌类型复杂，山地达60%以上，垂直差异明显，降水时空分布不均，干旱是影响当地粮食产量的主要气象因素。尤其是近年来，重旱发生频率高，如2009年、2010年特大夏秋冬春连旱，2006年、2011年和2013年特大夏旱等，都给工农业生产和人民生活带来了严重影响，造成巨大损失。影响干旱的直接因素是降水量的多少，目前针对遵义市区域干旱的研究较少，本文以遵义市中心城区、桐梓、湄潭3个气象观测站降水量距平百分率等级标准，初步确定了遵义市气象干旱判定指标，着重分析遵义市近63 a气象干旱的变化趋势，并简要分析其成因，以期为当地干旱趋势预测和政府抗旱决策提供一定的依据。

2 研究资料与方法

2.1 研究区概况

遵义市位于105°36′～108°13′E、27°8′～29°12′N之间，辖红花岗、汇川、赤水、习水、桐梓、正安、道真、务川、仁怀、遵义、绥阳、湄潭、凤冈、余庆等14个县(市、区)。区域内地形复杂，具有亚热带高原湿润季风气候的特点，多年平均年降水量介于900～1 200 mm之间，但降水的季节分布极不均匀，4—10月的降水量约占全年降水的85%，11月—翌年3月的降水量约占全年降水的15%。

2.2 数据来源

选用资料序列较长的中心城区、桐梓、湄潭3个气象站1951—2013年的逐年、逐月降水量资料，按照气象上的季节划分，以3—5月、6—8月、9—11月、12月—翌年2月的降水量分别代表春、夏、秋、冬各季降水量；按贵州省气象局业务规定4—10月为汛期，因此将4—10月降水量定义为汛期降水量。

2.3 方法

长期以来，用于干旱监测评估的指标很多，且新的指标还在陆续问世，中国气象局推荐的综合气象干旱指数CI虽然被广泛应用于干旱监测业务中，但在实际应用中表现并不完全合理，比如在2010年西南地区特大干旱监测评估的应用[10]，尤其对农业干旱监测实用性欠佳[11]。

降水距平百分率是表征某时段降水量较常年值偏多或偏少的指标之一，能直观反映降水异常引起的干旱。本文选用《气象干旱等级国家标准》(GB/T20481-2006)[12]中降水量距平百分率来划分干旱等级(表1)，研究遵义市近63 a气象干旱特征及变化趋势。

某时段降水距平百分率Pa：

表1 降水距平百分率Pa干旱等级划分表

3 结果与成因分析

3.1 年、汛期、季降水量变化特征

3.1.1 年降水量变化特征 选取遵义市的中心城区、桐梓、湄潭分别代表区域内的中部以南、北部和东部地区。图1为该3站1951—2013年年降水量变化和线性趋势。由图可见，近63 a遵义市各地年降水量均呈波动性减少趋势，分别以22.4 mm/10 a、24.9 mm/10 a和11.4 mm/10 a的速率递减。年降水量最多的年份中心城区、桐梓、湄潭分别出现在1970年(1 452.1 mm)、1954年(1 458.3 mm)、1954年(1 523.7 mm)，年降水量最少的年份分别出现在2006年(692.9 mm)、2013年(666.9 mm)、2013年(711.1 mm)，年降水量极差达759.2～812.6 mm，最多年与最少年比值均>2倍。

图1 遵义市1951—2013年降水量变化(a.中心城区；b.桐梓；c.湄潭)

3.1.2 汛期降水量变化特征 由于年降水量的贡献主要在汛期(4—10月)，因此汛期降水量能够更好的反映气象干旱的程度[7，13]，本文以汛期(4—10月)降水距平百分率分析年际干旱变化趋势。图2为中心城区1951—2013年汛期降水距平百分率变化及线性趋势演变图。

图2 遵义市中心城区1951—2013年汛期降水量距平百分率变化

近63 a遵义中心城区汛期Pa<0的发生频率占48%，其中以21世纪负距平频率最高，达69%。按Pa≤-25%为干旱年份，63 a来共有3 a，分别出现在1990、2009和2011年。依据线性趋势分析，汛期降水距平百分率以1.8%/10 a的速率递减，Pa为0值对应的时间为40，说明从1990年开始汛期降水量总体由偏多转为偏少，进一步反应出20世纪90年代后气象干旱呈加重的发展趋势。

用同样的方法分析桐梓和湄潭汛期降水距平百分率变化(图略)。结果表明，桐梓汛期Pa<0的发生频率占43%，Pa≤-25%有3 a，分别出现在1990、2006和2013年，线性趋势以2.7%/10 a的速率递减，Pa为0值对应的时间也在1990年。湄潭汛期Pa<0的发生频率占46%，其中Pa≤-25%有8 a，分别出现在1956、1966、1979、1981、1986、1990、2006、2013年，线性趋势以0.5%/10 a的速率递减，Pa为0值对应时间在1981年。

以上分析表明遵义市总体降水量呈下降趋势，上世纪80年代开始东部地区降水趋于减少，90年代后全市都呈减少态势，特别是本世纪后下降明显，说明本世纪后全市气象干旱发展加重。

3.1.3 季降水量变化特征 由于汛期时段较长，达7个月之久，降水异常的特征可能被平滑，阶段性干旱不能很好的表现，因此对各季降水量作距平百分率分析。图3为遵义市中心城区近63 a春、夏、秋、冬四季降水量距平百分率变化趋势。

图3 遵义市中心城区1951—2013年 春、夏、秋、冬季降水量距平百分率变化

由图3可见，四季降水都呈下降的变化趋势，其中春、秋两季降水减少趋势明显，分别以4.0%/10 a和4.5%/10 a的速率递减，而夏、冬两季递减速率较小，由此说明年降水量的减少主要是春、秋两季降水量的明显减少造成的，从而也表明春旱和秋旱趋于加重。

分析桐梓、湄潭四季降水趋势变化(图略)。桐梓四季降水均表现为减少趋势，说明全年都有干旱化发展的趋势，其中春、秋季降水减少明显。湄潭则表现为春、秋、冬季降水减少显著，表明有秋冬春连旱的趋势，而夏季降水却以1.1%/10 a的速率递增，说明夏季有向暖湿化发展的不明显趋势，也有可能表明夏季强降水过程有多发的倾向。

3.2 干旱发生频率分析

以Pa≤-25%为干旱临界值，按表1中等级定义统计出遵义市中心城区1951—2013年出现气象干旱的年份。若按Pa≤-70%定义为重旱，那无论是汛期还是春、夏、秋、冬四季都无重旱或特旱发生(中心城区降水距平百分率偏少最严重的年份是1978年冬季Pa=-68%，其次是1990年夏季Pa=-66%)，这与实际非常不吻合，如1966、1990、2011、2013年等，无论是遵义市统计年鉴记载还是各县志灾情记录，这些年都发生了严重的干旱，可是按表1分析，干旱却体现不明显。因此笔者通过之前研究[6]并结合实际在此对表1中的标准稍作调整，规定季度Pa≤-25%为季度内出现干旱，Pa≤-50%为季度重旱。因为冬季属季节性的少雨期，降水的多少对蓄水和工农业生产造成的影响不太明显，因此参考文献[7，13]规定汛期出现干旱或季度出现重旱以及一年内春、夏、秋三季中有两季以上出现干旱的年份称为干旱年，据此规定得出中心城区1951—2013年出现干旱的详细年份，见表2。

表2 遵义市中心城区1951—2013年气象干旱出现年份

注：“年份 ”为Pa≤-50%的年份。

由表2可以看出，近63a来遵义市中心城区出现了7个旱年(1979、1990、1992、2006、2009、2011、2013年)，其发生频率为11%，其中有4 a出现在21世纪，说明21世纪干旱化趋势严重。春、夏、秋、冬四季干旱发生的频率分别为11%、25%、11%和24%，从其发生的年代际来看也主要出现在21世纪。

同样分析桐梓、湄潭气象干旱出现的频率(表略)。63 a中桐梓出现4个旱年(1990、2006、2009、2013年)，旱年发生频率为6%；春、夏、秋、冬四季干旱发生的频率分别为10%、18%、11%和25%。湄潭出现10个旱年(1956、1966、1979、1981、1986、1990、2006、2009、2011、2013年)，旱年发生频率为16%；四季干旱出现频率分别为11%、27%、21%和17%。与中心城区一样，无论是旱年还是各季干旱，21世纪发生频率都为最高。

规定以上3站中有2站以上出现干旱的年份为全市干旱年，那么近63 a遵义市出现全市区域性的干旱年有6 a：1979、1990、2006、2009、2011、2013年。全市区域性春旱有6 a，夏旱16 a，秋旱5 a，冬旱14 a。以夏旱发生频率最高，达25%，即每4 a中就有可能出现一次全市性的夏旱。其次为冬旱，频率为22%，春旱、秋旱发生频率相当，为8%～10%。

从地域特征分析，湄潭旱年和夏旱、秋旱发生的频率最高，其次是中心城区，这说明遵义市的东部地区旱年和夏旱、秋旱发生频率高，中部以南地区次之，北部地区稍小。春旱各地发生的频率相当。而冬旱发生频率却是北部地区最高，其次是中部以南地区，东部地区相比发生频率较小。

3.3 遵义干旱成因分析

3.3.1 大气环流异常的影响 大气环流异常是造成长时间持续性少雨导致干旱的直接原因。研究发现[6，14]，遵义干旱的环流背景，与西太平洋副热带高压、印缅槽的位置和强度密切相关，特别是夏旱和春旱。

对上述干旱年份的高空环流形势分析，在500 hPa月平均高空图上，高、中、低纬环流状况有一些共同特征：欧亚大陆中高纬地区以纬向环流为主，西风带平直，整个欧亚大陆地区槽脊不明显，这种环流配置下，不利于冷空气入侵，因此影响我国的冷空气强度较弱，从而减弱了上升气流遇冷却凝结形成降水的几率，导致降水减少。而西太平洋副热带高压往往呈带状分布，其位置和强度对遵义的干旱有着明显的影响。表3为遵义市发生区域性干旱的6个年份及6个春旱年、16个夏旱年、5个春旱年、14个冬旱年的西太平副高各项特征指数平均与多年平均值的比较。

表3 遵义市区域性干旱年份的西太平洋副热带高压特征指数平均与多年平均值比较

由表3可见，无论是年度干旱还是季度干旱，干旱年份西太平洋副高的各项特征指数大多表现为正距平，仅夏旱和秋旱年份的西伸脊点指数表现为负距平，这表明遵义出现干旱的年份西太平洋副热带高压总体表现为面积大，强度强，脊线和北界位置偏北，西伸脊点总体偏西。

同样分析印缅槽指数与遵义干旱的相关性(表略)，干旱年份印缅槽指数多为正距平。正距平表明印缅槽强度偏弱，导致印度洋水汽输送特别弱，造成总体降水量偏少，尤其是春季印缅槽强弱对遵义春旱的影响特别显著。另外，出现在青藏高原东部的高空辐散流场，不利于低层气流辐合抬升，包括稳定西风槽后部的西北气流或者是大陆高压前沿的西北气流也是晴热少雨的一种环流形势。在500 hPa上青藏高原东部维持稳定的西北气流时，在强辐散流场作用下，遵义往往少雨，以致成旱。

3.3.2 厄尔尼诺的影响 王亚非[15]、赵振国[16]等研究结果证实，厄尔尼诺能引起我国降水、气温等气象要素的异常，部分学者[17-18]也对厄尔尼诺事件对地域气候的影响作了研究。廖荃荪等[19]研究表明，厄尔尼诺事件开始于7月及其以前，其盛期都出现在当年，即当年为厄尔尼诺影响年份；而事件开始于7月以后的，其盛期都出现在下一年，即下一年为厄尔尼诺年。本文引用文献[18]给出的1951年以来发生的18个厄尔尼诺事件年，统计与遵义干旱的关系。见表4。

表4 El Nio 事件与遵义的干旱情况

表4 El Nio 事件与遵义的干旱情况

ElNiño发生时间ElNiño影响年份遵义干旱情况1951—19521952夏旱、冬旱19531953夏旱1957—19581957春旱19631963南部夏旱1965—19661966夏季重旱1968—19691969无旱1972—19731972夏季重旱1976—19771976冬旱1982—19831983冬旱1986—19871987东部秋旱1991—19921992夏旱19931993北部春旱1994—19951994夏旱1997—19981997北部秋旱2002—20032002秋旱2004—20052004冬旱2006—20072006年度重旱2009—20102009年度重旱

由表4可以看出，厄尔尼诺事件影响时，遵义易出现干旱，仅1969年无旱，其它年份基本都有干旱发生，发生干旱概率达94.4%，而其中以夏旱出现的概率最高，达50.0%。分析18个厄尔尼诺影响年份遵义夏季降水的情况，有14 a遵义夏季降水为负距平，负距平率为77.8%，表明厄尔尼诺事件影响时，遵义夏季降水以偏少为主，易发生夏旱，因此，如出现厄尔尼诺事件强信号时，应作为遵义干旱特别是夏旱的重要指标。

4 结论与讨论

①1951—2013年遵义市降水呈下降趋势，其中中心城区、桐梓、湄潭年降水量分别以22.4 mm/10a、24.9 mm/10 a和11.4 mm/10 a的速率递减；汛期降水量20世纪80年代开始东部地区趋于减少，90年代后全市都呈减少态势，21世纪后全市干旱发展加重；遵义市大部地区春、夏、秋、冬四季降水都有减少趋势，其中春、秋两季降水减少明显，但东部地区夏季有暖湿化的不明显发展趋势。

②遵义市近63 a东部地区旱年和夏旱、秋旱发生频率最高，其次是中部以南地区；春旱各地发生频率基本一致；冬旱发生频率北部地区最高，中部以南地区次之。从干旱发生的年代际来看，3站无论是旱年还是四季干旱21世纪后出现频率都为最高，说明遵义市干旱化发展态势加重。

③造成遵义干旱的气象成因主要是大气环流异常，西太平洋副热带高压主体偏大偏强，位置偏北是造成干旱的主要因素，而中高纬地区以纬向环流为主，青藏高原东部持续稳定的西北气流也与遵义干旱有密切的关系。另外厄尔尼诺事件影响年份遵义极易发生干旱，特别是对夏旱的表现，应把厄尔尼诺强信号作为预测夏旱的一个参考指标。

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Meteorological drought varition trends and Cause analysis in recent 63 years in Zunyi city

YAO Zhenglan1，ZHAO Daqing2，YAO Zhangfu1

(1.Zunyi Meteorological Bureau，Zunyi 563002；2.Tongzi Meteorological Bureau，Tongzi 563200)

Used by annual and monthly precipitation data from 1951 to 2013 at three meteorological stations in the city center of Zunyi，Tongzi，Meitan，with the help of precipitation anomaly percentage and linear trend analysis method in analyzing statistically the evolution of drought in Zunyi.The results show that it was the trend that annual precipitation decreased with volatility in resent 63 a，which’s rate are respectively at 22.4 mm/10 a，24.9 mm/10 a and 11.4 mm/10 a in Zunyi，Tongzi and Meitan.the city’s eastern region tended to reduce in Flood season in 1980’s and the whole city region tended to reduce in 1980’s.There was the most obvious decrease of seasonal precipitation in spring and autumn.The highest occurrence frequency of years drought and seasons drought occurred in the century，and the 6 regional drought in 4 years occurred after 2006 in recent 63 a，which show that the aggravated and frequent development tendency of drought in the century.The main reason caused drought in Zunyi was atmospheric circulation abnormally，which show that the western pacific subtropical high was big，strong，and northward，mainly in high-latitude with zonal circulation，the eastern qinghai-tibet plateaus northwest airflow steady.Besides，the years of El Nio events are happened to affect drought of Zunyi easily.

Meteorological drought；Changes in the trend；Causes Analysis

2015-02-15

黔气科合KF[2014]09号“气象干旱监测评估技术方法研究”。

姚正兰(1965—)，女，高工，主要从事短期气候预测和气候变化研究工作。

1003-6598(2015)05-0008-06

P426.616

A