江西重度气象干旱已持续 74 天,国家防总强调按最不利情况部署生活和生产用水需求,什么原因导致干旱?

今天(9月24日),江西高温持续,全省94.6%的县(市、区)达到特重气象干旱。7月12日江西局部开始出现重度气象干旱以来至今(9月24日)已持续74…
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最新进展 · 江西湖南旱情
未来 10 天湖南江西等地降雨仍稀少持续干旱5 个事件进展
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首先看一些从微博上的图片(侵删):这些是中国铁路微博号发布的在特旱时期对江西上的铁路桥梁进行安全隐患排查及整治的工作图,原本应当是一望无际的大湖泊,如今却已经露出干涸的湖底:

实际上,江西境内最大的湖泊,也是我国最大的淡水湖——鄱阳湖的水位已经刷新了历史最低记录。在本文写作时,星子站的水位为 7.09 米,突破了 1937 年鄱阳湖有记录以来的最低水位。由于这一极端干旱还将持续,江西已经在昨天早上发布了枯水红色预警。

江西的干旱,来源于多个因素:前期偏少的降水,枯竭的本省夏季降水,以及上游严重偏少的来水。

偏少的前期降水

首先先说偏少的前期降水。实际上今年的冬春季节江西,包括江南大部的降水还是不少的。例如说今年三月,长江沿线的降水确实都是显著偏多,即使江西有部分地区降水偏少,但是偏少的也不算多。配合上上游四川盆地显著偏多的降水,长江的水位一路上涨,武汉关水位在 6 月上旬便冲击 25 米的设防水位(记住这个 25 米,前后有对比)。

然而,进了六月,形式就不太一样了。六月的一大问题在于空梅。今年的梅雨来也匆匆去也匆匆,降水量非常稀疏,甚至没有像样的稳定的主雨带。这样一来,原本在这个时候多雨的长江流域降水变得稀缺。又因为缺乏降水压低温度,六月的气温又偏高,增加了蒸发量。从图中可以看出,江南大部的降水量显著偏少,这也为后续的干旱发展埋下了伏笔。

枯竭的夏季降水

正如我前文所说,江西正好处于一个尴尬的地理位置——在夏季,其受台风影响不如华东沿海,也难以受到副高西侧暖湿水汽输送带的影响形成降水。江西的夏季降水量一般不会很大,而且多以短时性的对流降水为主,夏季降水不如春季那么稳定。

然而今年的夏季降水更是重量级,这是因为副热带高压太过强盛地掌控江南大部地区,哪怕有着水汽输送,对流也难以突破高压内部的下沉气流而得到发展,例如说南昌 8 月只降水了 0.1mm,9 月至今还没有降水。这样一来,江西、包括湖南有不少地区盛夏降水量极低,配合上连续的晴热高温一晒,水位就下去了。

上游严重偏少的来水

和以往的晴热高温不一样的是,这次的干旱是长江全流域的干旱。之前如果下游干旱了三峡可以放水,至少能把水位顶托上去。这次不一样了,上游的四川也干旱了,三峡能放的水也不多了。前几天连续的暴雨才勉强让土地解了旱,多出的水进了三峡。实际上这也让三峡的调度非常难办,水放多了来年的春耕可能就供应不起来,水放少了万一下游又要继续旱。目前三峡正在以 7000 左右的流量放水,然而问题在于这个流量甚至没法让中下游的水位支棱起来——无论是洞庭湖、还是武汉关的水位都在下降。事实上在今早武汉关的水位跌破了 13 米,是 1996 年以来武汉关的最低水位。

干旱还要持续多久呢?

很遗憾,我也不想接受这个现实。实际上根据多个数值预报,后续的 1-2 周内江西、湖南大部的有效降水可能还是匮乏的。这是因为在本轮冷空气阶段性活跃之后,副热带高压又将卷土重来,牢牢地掌控江南大地,带来一次秋老虎过程,一次同期少见的高温晴热过程正在蓄势待发。而从高纬度来看,新的冷空气也在堆积南下。冷空气南下的过程尽管会因为冷锋的抬升作用,有时会伴有降水,但那也得本地有足够的水汽配合,否则干冷的北风会直接扫尽当地的水汽,最多只是阴天。

也是根据这些原因考虑,数值纷纷认为近期江南旱区将会继续缺乏降水。ECMWF 集系的成员平均认为国庆节前后江南的降水将较同期偏少 20mm 以上,说白了其实就是没有降水。

其实不能说完全没有希望,因为西北太平洋的台风活动进入活跃期,如果在南海有一个台风登陆广东后北上,江西大部可以享受到台风倒槽系统带来的降水,那么降水总量和覆盖范围是不小的。很可惜的是,符合这种想法的台风近期还没有什么希望出现,目前的活跃的台风只能成为一个无情的抽水机,把西太平洋的水汽全部卷走。

(多图预警)本文会对近期干旱进行较为深度的分析,直接看结论的可以跳到底部查看

先来看目前江西干旱的实况


图源自百度图片




江西大部地区已经达到干旱最高级别的特旱


近期长江中下游等地降水偏少严重

我们来分析下这次江西干旱叠了多少层buff。

降水分布方面,能看到最近一个月内江西大部分地区比常年同期降水偏少接近八成以上,下面来具体说明一下原因

buff1:副热带高压(以下简称副高),在副热带高压的下沉气流长期控制下,降水容易偏少干旱,气温容易偏高,多晴天

今年这副高范围你说它作弊开挂我都没意见(江西:我要实名举报副高)。那么,这次副高开挂到了什么程度?

先来两位厉害一点的高温年份选手:2013,2017。(当然今年已经是有气象观测以来最热夏季了)

我们选取了7.17-8.15的500hpa平均位势高度合成(588线内即为副高区域),能明显看到,在30天平均下,今年是唯一副高还能霸占江南大地的一个模态。如果说17,13的副高是加倍,那么今年的副高就是超级加倍。(注意这里的30天平均,副高会有阶段性的西伸东退,所以17,13年也有过副高阶段性霸占江南大部的现象,只不过和东退时间段平均下来,看着貌似没上江南。而今年副高霸占时间很长,范围很大,平均下来还能如此明显)



这副高到底是磕了啥药,能变这么大?下面我们来分析一波。

1:偏强的南亚高压

夏季的高原山地相对周围空气来说,是一个强烈的热源。在高原表面附近的空气受热上升,会在高空逐渐堆积形成一个非常庞大的对流层高层高压—南亚高压,这是夏季对流层高层北半球范围最大的高压。南亚高压与副热带高压有很密切的联系,如果南亚东伸,会促使对流层中层的副热带高压加强。而副热带高压的加强,会使得长江中下游降水偏少,同时气温偏高。

从图中能看出,在今年春夏,高原积雪呈现明显偏少的一个模态。而高原积雪偏少,会导致高原夏季感热加热和潜热加热加大(简单来说就是没了积雪反射太阳辐射,加热作用加强),同时堆积到对流层高层的气流变多,南亚高压偏强,进一步也促进了副高偏强

高原5月份积雪图,能看到高原大部分处于橙色积雪偏少区域

2:印度洋偶极子历史级别的负位相

学习中学地理的三圈环流我们知道,副热带高压的形成与哈德来环流离不开密切联系,哈德来环流就是赤道地区的空气受热上升,并且凝结成云释放潜热驱动更多的空气上升,同时这部分气流在南北纬30度附近下沉,形成副热带高气压带。而今年夏季印度洋偶极子达到一个很强的负位相,对应东印度洋附近偏暖而西印度洋附近偏冷。这使得我国大陆下方的南海,印度洋附近赤道海温偏高,从而导致赤道附近上升气流加大,哈德来环流圈增强,进一步导致副热带高气压的偏强。

印度洋偶极子在夏季达到同期罕见的负值强度
当前海温满足印度洋偶极子的负位相分布,即东印度洋偏暖而西印度洋偏冷


哈得来环流圈

3:西风带的上下游效应,上下游效应指的是当上游槽或者脊有发展的时候,下游槽或者脊也会有相应的发展,按照gfs(全球预报系统)的预测,在上游(西边)会逐渐发展出一个西风槽(等高线向内凹陷就是槽),而西风槽的加深,在下游也会强迫出一个西风脊(等高线向外突出就是脊),西风脊叠加在副高上会促进副高增强,未来副高还将重新控制江南一带,江南还将有一次不同程度的高温过程。


buff2:拉尼娜

拉尼娜是东太平洋海温偏冷,西太平洋海温偏暖的一个现象,如果nino3.4区(中太平洋到东太平洋)的海温距平低于0.5度超过三个月,就定义为一次拉尼娜事件。一般而言拉尼娜在一年的冬季达到巅峰,夏季衰减。然而今年的拉尼娜呈现反锁相特征(就是拉尼娜没有在夏季消失减弱),且进入秋季保持一个发展模态在拉尼娜发展年份的秋季和冬季,降水是保持偏少的一个模态,冬季气温有较弱的相关性是偏冷的(降水相关性强于气温相关性,就是说冬季降水偏少概率大于偏冷概率)。

拉尼娜发展年的秋季降水,能看到江南降水呈现偏少模态,摘自微博风云梦远

另外,最高赞答主 @chenzhe 也提到过,台风奥鹿的存在会减少江南地区的水汽输送,不利于旱情缓解,并且 @等风 也提到下旬冷空气活跃会把雨带推向华南地区,这些都是不错的观点,同时结合我们前面的分析,也说明干旱不会立刻缓解

结论:1:拉尼娜背景下,秋冬季江南降水容易偏少,不利于未来旱情缓解

2:副热带高压后期还将卷土重来,江南地区还可能有新一轮高温少雨天气,干旱持续

3:前期副高偏强,是江西干旱的主要原因之一

4:当前大气环流背景下,干旱有可能持续半个月甚至一个月以上