张伦瑾， 李忠贤， 付小平

(1.湖北省荆州市气象局，湖北荆州 434020；2. 南京信息工程大学，江苏南京 210000)



荆州市夏季高温干旱成因及防御对策

张伦瑾， 李忠贤， 付小平

(1.湖北省荆州市气象局，湖北荆州 434020；2. 南京信息工程大学，江苏南京 210000)

荆州市地处湖北省中南部，位于江汉平原腹地，地势略呈西高东低，由低山丘陵向岗地、平原逐渐过渡。其地理位置为111°15′～114°05′E，29°26′～31°37′N，境区东西最大横距为274.8 km，南北最大纵距为130.2 km，呈带状分布。荆州市辖荆州、沙市2个区，公安、监利、江陵3个县，代管松滋、石首、洪湖3个县级市，全市国土面积达14 067 km2，属北亚热带季风湿润气候区[1]。

2013年夏季(6～8月)荆州市出现了一段持续高温天气，各县市最高气温≥35 ℃的日数持续了31～45 d，比常年同期异常偏多，平均气温异常偏高1.6～3.0 ℃，排1961年以来同期第一高值；7～8月全市无降水日数为47～54 d，为1960年以来同期无降水日数最多的一年。再加上西太平洋副热带高压长期的稳定控制，台风影响偏南，配合异常的高温天气和持续偏多的日照，导致荆州市出现了罕见的高温干旱现象，给荆州市社会经济、人民生活、农业生产造成十分严重的危害。鉴于此，笔者对2013年荆州市的持续高温干旱特征进行了分析，并对干旱发生程度及灾害影响进行了评估，以期为当地政府和有关部门决策提供理论依据。

12013年荆州市气候特点

2013年6月以来，荆州市以连晴少雨天气为主，降水过程和降水量显著偏少，分布极不均衡，气温显著偏高，日照时数偏长，蒸发量增大，水分收支不平衡，干旱时间长。

1.1降水量偏少，雨日数异常偏少2013年6～8月荆州市6个县市气象站总降水量(316.2～503.1 mm)与历史同期(468.4～547.6 mm)相比偏少10%～40%。特别是盛夏的7～8月降水过程明显偏少，由图1可知，7～8月各站降水量比历年同期偏少，距平百分率为-53%～8%，空间分布也极度不均，特别是洪湖站较历史同期偏少约50%。尤其在8月，仅在月底出现1次降水过程，且各站雨日数均为3～9 d，与历史同期相比偏少1～6 d。据统计，2013年7～8月荆州市降水日数在47～54 d，为1960年以来同期无降水日数最多的一年。

图1　2013年7～8月荆州市降水量与历年对比以及距平值Fig.1　Comparison of rainfall and calendar year, anomaly in Jingzhou Region during June-August, 2013

1.2气温显著偏高，高温日数偏多2013年6～8月荆州市各地平均气温都在29 ℃以上，比历史同期偏高1.6～3.0 ℃。全市各县市日最高气温超过35 ℃的日数达31～45 d(表1)，比历史同期偏多20～32 d。最高气温突破37 ℃的高温天气为7～19 d，比历史同期偏多6～16 d。尤其在8月10日松滋和监利的最高气温超过39 ℃，以松滋39.3 ℃为荆州市2013年最高气温，公安极端高温38.5 ℃破历史极值，监利39.2 ℃平气象记录极值。

表1　2013年6～8月荆州市各县市高温日数统计

1.3日照时数显著偏长6月份以来，荆州市出现了一段持续高温少雨天气，导致日照时数较常年显著偏长，而蒸发量较常年明显偏多。6～8月各站日照时数为748～835 h，与历年同期的548～673 h相比偏多30%以上(图2)。特别是在7月，荆州市各站日照时数为278～326 h，日照时数距平百分率为34.0%～45.4%，全市基本维持晴热高温天气，日照时数旬旬偏多。日照时数长，雨日数偏少，蒸发量偏多，从而导致荆州市出现了严重干旱。

图2　2013年6～8 月荆州市各县市日照时数与历年均值对比Fig.2　Comparison of sunshine hours and calendar year in Jingzhou Region during June-August, 2013

2干旱灾情的影响

2.1农作物受灾严重持续高温导致早稻空壳率增加(图3)，中稻无水灌溉或灌浆期缩短，部分甚至干枯死亡(图4)；棉花蕾铃脱落，伏桃数减少；夏玉米正常授粉受到影响。同时持续的高温少雨天气也导致棉铃虫、红蜘蛛、三化螟等虫害的发生发展。据8月31日农业部门调查，荆州市农作物受灾面积达254 236.7 hm2，成灾面积达138 139.7 hm2，绝收面积达13 820.3 hm2，直接经济损失达13.39亿元。

图3　高温导致水稻颖花退化、空粒增多Fig.3　High temperature resulted in rice floret degradation and empty grain increase

图4　高温导致松滋稻田出现干裂、植株干枯Fig.4　High temperature resulted in dry paddy fields and plants in Songzi

2.2电力负荷剧增大范围连续高温致使荆州电网负荷猛增，全市用电量屡创新高。据电力部门统计，荆州市电网日供电量达到创纪录的6 236.0万kW·h；8月14日最大负荷达到308.4万kW·h，年内第6次刷新历史最高纪录，日电量达到6 372.0万kW·h，年内第9次刷新历史最高纪录。

2.3人畜饮水困难由于持续高温干旱，降水偏少，日照时间长，井泉干涸，截至8月31日，全市受灾人口达193万人，饮水困难人口达67 144人，饮水困难大牲畜达25 547头。

2.4人体健康及生活受持续晴热高温天气影响，高温病发病率一直较高。据调查，7～8月荆州城区门诊量已超过8 000次，主要是急性上呼吸道感染疾病、消化道疾病、高血压、糖尿病和胃肠炎等。

3高温成因初步分析

3.1高温天气出现的气候背景和特点荆州市地处长江中游，地势低凹，江河密布，历来易涝不易旱，但气候多变。在2013年荆州市自3月份以来气温月月偏高,各站月平均气温为13.3～14.1 ℃，与历年同期相比偏高2.6～3.3 ℃；在6月中旬荆州市出现了一段历史少见的晴热高温天气，平均气温异常偏高，除洪湖站偏高2.0 ℃外，其余各站均偏高3.0 ℃以上；7月平均气温为30.9 ℃, 较常年同期偏高30%左右；8月亦是旬旬偏高，各站月平均气温超历史，其中上旬荆州市各站平均气温与历史同期相比，荆州站偏高2.0 ℃，松滋站、公安站、石首站和洪湖站偏高3.0 ℃，监利站偏高4.0 ℃。春季各站平均气温为17.8～18.6 ℃，比常年偏高1.1～1.8 ℃，夏季高温强度大，持续时间长，气温异常偏高1.6～3.0 ℃，为1961年以来同期第一高值。

研究表明，在长江流域及以南地区夏季降水与温度呈反相关关系, 气温越高, 降水越少, 即夏季高温天气加剧了干旱[2]。干旱是一种累积效应，2013年荆州市春季降水时空分布不均且旬间差异明显，呈前少后多、西多东少分布，各县市偏少10%～20%，夏季降水仍持续偏少，再加上春夏气温持续偏高，日照时数也异常偏多，7～8月又出现酷热天气，连晴无雨降水过程偏少，导致蒸发量加大，农田失墒快,致使旱情日趋严重。由湖北省8月20日统计的干旱监测指数可以看出，荆州市北部出现了特旱(图5)。

图5　2013年8月20日湖北省干旱监测Fig.5　Drought monitoring in Hubei Province on August 20th,2013

3.2西太平洋副热带高压稳定控制西太平副热带高压(以下简称为副高)是影响我国夏季天气的一个重要系统[3-4]。副高环流型分布及位置和强度直接影响着湖北省干旱落区及强度的分布。

分析2013年6月500 hPa平均高度场可知，欧亚中高纬度表现为两脊一槽型，我国中高纬地区位于两脊之间的槽区。然而副高西段脊线位于21°～23°N附近，西脊点位于120°E以东的位置，且在月内有大幅度的西进，而584线位置偏西，不利于暖湿气流向南方地区输送。上述副高位置持续偏北控制长江中下游一带，造成该地区迟迟不入梅，并出现了一段持续性高温天气。

7月副高持续稳定、阶段性增强的特征显著(图6)。副高脊线位于28°N附近，位置比常年同期明显偏北。副高西脊点位于110°E附近，588位势米等位势高度线继续维持在江南东部一带。除在7月底，西伯利亚阻高加强，并向东西方向扩展，我国中高纬为宽广的低值系统控制，副高有所西伸南落，其他时间副高明显偏西，其西侧持续控制我国长江中下游大部地区，导致荆州市受下沉运动控制，对流活动偏弱，降水偏少，高温持续发展，致使该市先后出现了持续性高温干旱。

8月副高西段强度较常年同期偏强，冷空气主体在50°N以北地区，其南侧38°～50°N一带为准东西向纬向强锋区，该支强劲风带阻止了高纬度地区冷空气南下。在18°～36°N纬度带中，东部的副热带高压呈椭圆状位于我国东南部地区，大陆高压也强盛地占据在我国西北地区，并与副热带高压相连，形成稳定强盛的高压坝区。副高范围大且强，西伸脊点到104°E，脊线位置也一直在30°N 左右，并且荆州市长期处在大于586位势米的副高体控制下，盛行下沉气流，风力微弱，天气晴热。在上述纬向环流形势背景下，影响长江流域纬度带的冷空气势力也非常弱，致使荆州市处于副高西北侧的干暖西南气流影响之下，大部地区出现了范围广、时间久的晴热天气，这也是造成该次持续性高温干旱的最直接原因。

3.3台风异常偏南一般来说，7～8月是台风频发的季节，台风虽然给人民生命财产带来威胁，但对于南方夏季在副热带高压控制下久旱少雨的地区，往往一次台风能带来充沛的降水，更能使旱情得到缓解。2013年6～8月热带风暴或台风出现了13个较常年同期(11.5个)偏多(图6)，其中有7个登陆我国，较常年同期(4.5个)明显偏多，但首次登陆我国的时间较常年明显偏晚，且热带风暴或台风大部在我国华南沿海、海南等地登陆，运动轨迹相对较短，发展加强时间较短，从而使强度偏强、位置异常偏西的副热带高压更加稳定少动，成为荆州市持续高温的原因之一，直至8月22日热带风暴“潭美”的登陆，荆州市才结束该段高温干旱天气。

注：a.7月；b.8月。图6　2013年7月和8月的500 hPa平均高度场Fig.6 The average height field at 500 hPa in July and August, 2013

2013年6～8月有5个台风登陆并影响内陆地区(图7)。通过对该5个台风路径的分析可知，在22日02：40福建省福清市沿海登陆的12号台风“潭美”倒槽影响和地面冷空气的共同影响下，促使荆州市出现了一次连续性降水过程，其余4个台风分别使华南沿海、湖南中南部及江西等地出现了强降水，但由于副热带高压的强盛阻碍了水汽的输送，导致荆州地区无明显降水，亦使高温干旱现象继续发展。

图7　2013年6～8月影响内陆的台风Fig.7　Typhoon affecting inland during June-August in 2013

4持续高温干旱灾害性天气的防御对策

4.1人工影响天气目前，全国广泛开展的人工增雨、人工防雹已成为缓解旱情、减轻灾害的有效途径之一。气象部门需要取得当地政府和相关部门的支持与投入，加大人工影响天气等非工程性抗旱基础设施建设力度，努力开发和利用空中水资源。目前，荆州市的人工影响天气建设规模相对较小，高炮、火箭的保护面积也很有限，所以必须加大投入，扩大规模，调整布局，通过科学、规范、规模的人工影响天气作业实现空中水资源开发的最大化，降低干旱天气给工农业生产带来的损失，把干旱少雨造成的经济损失降到最低。

4.2节约用水荆州市虽然地下水较丰富，但近年来受干旱少雨影响，地下水位有逐年下降趋势，水库容量也在减少，受环境污染，可食用水即将告急。因此，目前大力提倡节约用水十分必要。节水的另一条途径是污水资源化。对污水(如工业废水)加以处理，达到环境允许的排放标准或污水灌溉标准，使污水资源化。

4.3水资源监测加强水资源的监测、预报、调度等工作, 全面加强水资源供应, 用、耗、排等方面的监测工作, 水质污染和地下水的监测工作尤其需要加强, 并定时向社会公布, 接受新闻媒体与公众的监督。

4.4治理流域水系加强对水资源的治理和流域工程性水利设施建设，保护好长江完整的水资源体系，坚决遏制生态环境的急剧恶化。加大对中小河流、湖泊、内湖等的资金投入，进行合理开发利用，运用多元化手段吸纳各类社会资金，投入生态项目建设，促进水资源在水利灌溉方面发挥作用。

4.5调整农业结构布局加强特色农业气候调查和区划工作，因地制宜地调整农业产业结构和布局。荆州市是农业大市，大部分农民仍以传统农业为主，例如夏季的主要作物水稻就需要实施大量的水利提灌。因此，应对区域的农业气候条件调查研究，科学地做好区域特色农业种植区划工作，依据特色农业种植区划成果，立足资源优势，实施农业结构调整，改变作物种植类型，最大限度地发挥土地的收益。

4.6政府决策在高温期间，城市供水、供电紧张，影响到城市居民的日常生产、生活。政府应积极转变职能，提高服务意识，积极对抗高温。建立城市高温预警和灾害应急机制，气象部门提高短期预测精度，可以拓展在媒体上高温预报的形式和强度，用显著的标志预告高温灾害，每天在媒体上滚动播送，并提高预报的精确性和时效性，使市民及时了解高温天气，提前做好防暑降温工作。

参考文献

[1] 李江汉等.荆州年鉴[M].荆州市史志办公室,2010：13.

[2] 白虎志,董文杰,马振锋.青藏高原及邻近地区的气候特征[J].高原气象, 2004,23(6):890-897.

[3] 朱乾根,林锦瑞，寿绍文.天气学原理与方法[M].北京:气象出版社,2000.

[4] 李永华,徐海明,刘德. 2006年夏季西南地区东部特大干旱及其大气环流异常[J].气象学报,2009,67(1)：122-132.

摘要分析了2013年夏季高温干旱天气特点和环流成因，评估了夏旱给荆州市相关行业造成的影响，并提出了应对干旱天气的决策建议。结果表明: 2013年严重夏旱期间，荆州市晴热高温天气(最高气温≥35 ℃)多达31～45 d，是1961年以来同期最高值，其中公安地区极端高温突破历史极值；同时夏旱期间日照时长显著偏高，降水量明显偏少。西太平洋副热带高压较强和控制时间长，不利于南方水汽向北输送，降水量持续偏少；冷空气位置偏北，台风活动偏南，多晴热高温天气。荆州市夏季持续高温干旱天气对水利、畜牧水产、农业等各行业造成严重影响，直接经济损失达13.39亿元。持续高温干旱灾害性天气防御对策包括人工影响天气、节约用水、水资源监测、治理流域水系、调整农业结构布局等。

关键词高温；干旱；副热带高压；防御措施

Cause and Prevention Countermeasures of High Temperature and Drought in Summer in Jingzhou

ZHANG Lun-jin, LI Zhong-xian, FU Xiao-ping (1. Jingzhou Meteorological Bureau, Jingzhou, Hubei 434020; 2. Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, Jiangsu 210000)

AbstractThe characteristics of high temperature and drought in summer of 2013, and causes of circulation were analyzed. Influences of summer drought on relevant industries in Jingzhou Region were evaluated, corresponding policy suggestions were put forward. The results showed that hot weather(maximum temperature≥35 ℃) in Jingzhou Region was up to 31-45 d, the highest value in the same period since 1961, Gongan Region break through historical extreme value. During summer drought period, sunshine duration was significantly higher, and precipitation was obviously less. The stronger Western Pacific subtropical high pressure and long control time were not conductive to vapor transport from south to north, rainfall was less. Continuous high temperature and drought weather in summer in Jingzhou Region had serious impacts on water conservancy, animal husbandry and fishery, agriculture, direct economic loss was up to 1.339 billion yuan. Defense measures for high temperature and drought weather were put forward, including weather modification, water-saving, water resource monitoring, control of water system, adjustment of agriculture structure layout and so on.

Key wordsHigh temperature; Drought; Subtropical high pressure; Defense measures

收稿日期2015-12-14

作者简介张伦瑾(1985- )，女，湖北荆州人，工程师，从事大气气候分析与预测研究。

中图分类号S 423

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)01-196-04