海河流域大气水汽特征与环流背景场分析

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2、绪论海河流域东临渤海，西倚太行，南界黄河，北接蒙古高原。流域总的地势是西北高东南低，大致分高原、山地及平原三种地貌类型。海河流域属于资源型缺水地区，海河流域人口密集，人均水资源占有量很低，不到全国平均水平的15％，河道基本无天然径流。海河流域作为环首都圈的重点流域，它的水资源环境与这一区域经济、社会和生态文明、可持续发展密切相关。海河流域占华北平原的大范围地区，华北地区是我国人口密集，土地、矿产资源丰富，经济发达地区，华北地区也是我国水资源十分贫乏的地区之一，水资源的缺乏使得华北地区许多河流、湖泊干涸，特别是黄河断流不仅时

3、间延长，而且断流河段增加⋯。水资源的匮乏已经严重影响到华北地区的发展，水资源的严重短缺有很多原因，包括：大部分河流均受到不

4、J程度的污染，地下水资源的过度开采，水汽输送和降水量的持续偏少等。模拟分析认为海河流域的水资源短缺在未来不仅得不到缓解，随着社会经济的发展，到2030年海河流域的水资源短缺比例将提高25％，气候变化将使水资源短缺比例进一步提高2-4％心1。海河流域水资源短缺的研究相对较少，但是很多气象学者从天气气候学的角度来探讨了华北地区持续干旱的原因。影响降水的因素很多，但是大气中必须有充足的水汽和水汽的输送才能形

5、成降水，大气中水汽含量和水汽输送对降水形成的重要性已为广大气象学者所公认口喝1。目前有许多学者分析了华北夏季降水的年际和年代际变化特征，丁一汇等瞳’61认为20世纪70年代中后期出现降水减少的突变，之后虽然降水有年际尺度的振荡，但降水以偏少为主，华北地区发生持续严重干旱。徐桂玉等"1研究表明，华北地区降水最严重的一次年代际跃变发生在20世纪70年代后期的76／77年，对于这次跃变过程，环流场均存在明显的跃变，而且有一个从地面向对流层上次传播的过程，与降水年代际变化呈同期变化关系的层次在850～500hPa之间的对流层中下层

6、。杨修群等协1根据对降水距平指数分析表明，近50年来华北降水具有减少的总体趋势，叠加在该趋势之上的是年代际变化，其中1965年和1980年发生了两次跃变，使得20世纪80年代干旱尤为严重。可见，从70年代中后期开始，华北地区就遭受着持续性的干旱。华北地区近年来降水持续减少的原因很多，郭其蕴怕1等认为东亚夏季风的年代际变率对华北夏季降水的影响显著，东亚夏季风在1970年代中期发生了年代际减弱，华北地区的降水也随之减少。高庆九等n们认为华北夏季降水量变化在60年代中期发生了突变，东亚夏季风变化在70年代中期发生了突变。华北夏季

7、降水与东亚夏季风变化存在很好的相关关系，强夏季风年，华北夏季降水一般偏多，弱夏季风年，华北夏季降水一般偏少，但又不完全～致。东亚夏季风减弱是造成华北夏季降水减少的一个重要因素，但不是唯一因素，华北夏季降水减少还与环流异常密切相关。赵声蓉等⋯1认为华北地区干旱和降水偏多年的前期亚洲季风区热源就已存在明显的不同：华北汛期干旱年前期，亚洲季风区的热源偏弱且位置偏南，表现出季节变化推迟的趋势；华北汛期降水偏多年前期，亚洲季风区的热源偏弱且位置偏南，表现出季节变化推迟的趋势；华北汛期降水偏多年前期，亚洲季风区的热源偏强且位置偏北，表

8、现出季节变化提早的趋势。谢再红等¨21分析结果表明，夏季西太平洋副高脊线偏西、偏北，华北夏季降水偏多；而副高脊线偏东、偏南，华北夏季降水偏少。段丽瑶等n田研究发现盛夏副高在588dagpm以上、脊线在300N以北的日数与华北降水有大范围正相关，西太平洋副热带高压越过300N的初日(连续3天副高脊线超过30。N的首日)早晚与华北盛夏降水量显著负相关。杜银等n钔认为华北典型多雨时期，西风急流呈纬向分布，在华北地区有高低空急流耦合，强辐合上升区J下好位于华北，并有充足的水汽条件供应，使得华北降水偏多；而在华北典型少雨年，西风急流

9、中心位置偏南偏西，在华北地区均无高低空急流耦合的环流形势，水汽辐合区位于长江流域。黄樱等n朝讨论了南亚高压对华北夏季降水的影响机制，结果表明如果当年6月南亚高压的位置偏西，华北夏季降水就有可能增加。黄燕燕等n61认为，南亚高压异常增强，容易导致长江流域涝，华北地区旱；南亚高压异常减弱，则易造成长江流域旱