1931年夏季，我国长江流域遭遇了一场罕见的特大水灾。这一年，洪水冲毁了长江流域的多处堤坝，灾情以江淮地区为中心，范围几乎遍及全国，北至东北三省、南至广东、西至四川都受到洪水的影响，共计淹没了约18万平方公里的土地。1931年长江水灾（国际上又称“1931年中国水灾”、“1931年江淮水灾”）被认为是世界上有器测气象记录以来最致命的自然灾害之一，据当时的国民政府救济水灾委员会统计，这次水灾受灾人口达2500万，直接和间接死亡总人数超过200万，其中溺死人数约14万，其余死于洪水的衍生灾害。

　　尽管1931年长江水灾造成了如此严重的社会影响，但科学界关于这次水灾形成的物理机制的研究却很少，其主要原因是缺乏1950年之前的气象观测资料。近期，若干历史时期气象数据的问世——包括新加坡国立大学编纂的1912年至1951年中国大陆器测气象数据集、欧洲中期天气预报中心和美国国家海洋和大气管理局提供的20世纪再分析资料，以及第六次国际耦合模式比较计划的历史时期大气环流模式数据，都为研究这一历史上的极端气候事件提供了条件。

　　近期，中国科学院大气物理研究所LASG实验室周天军研究员课题组在《Journal of Climate》发表题为“理解世界上有记录以来最致命的洪水——1931年夏季长江流域洪水的形成机制”的研究论文，结合历史时期的观测、再分析和大气环流模式数据，讨论了1931年夏季异常降水的主要特征和背后的物理机制。作者指出，1931年长江水灾发生在一次较强厄尔尼诺事件的次年夏季，是厄尔尼诺相关的热带海温和欧亚大陆中高纬度波列活动共同作用的结果；尽管被列为历史上最致命的洪水，其总降水量并非过去百年（1901-2010年）最强，但其连续28天最大降水量为百年最强，同时呈现出有先决条件的复合型极端气候事件的特征。

　　1931年夏季，长江流域的降水到底有多强？器测记录表明，异常降水主要发生在该年7月，月降水量占整个夏季总降水的50%以上（图1）。该年度7月的总降水量比常年多出一倍以上，降水日数也接近常年的2倍。从1901到2010年间的历史排序来看，1931年7月长江流域的总降水量为第二强，仅次于1954年，但其连续28天的最大降水量为历史最强，表明该年夏季降水有很强的持续性。

　　1931年长江水灾的形成机制是什么？研究表明，这与热带海温异常和中高纬度波列有关。一方面，前冬厄尔尼诺暖海温在西北太平洋激发出一异常反气旋，该反气旋在热带印度洋暖海温的驱动下得以维持到1931年夏季，引起西太平洋副热带高压（WPSH）向西南延伸。已有研究指出，当WPSH异常西伸时，其南缘的东南风携带着来自海洋的暖湿水汽增强，与来自北方的冷空气在长江中下游地区相汇，造成急剧辐合，使得该地区降水偏多。另一方面，1931年7月欧亚大陆中高纬度波动活跃，使得高空副热带西风急流位置偏南，这阻碍了WPSH的正常北跳。这一高低层大气环流异常的配置使得1931年7月WPSH的位置稳定少变（图2），从而将雨带锚定在长江流域，导致了7月异常极端的持续性降水。

　　分析表明，尽管1931年长江水灾被认为是历史上最致命的洪水，但它的总降水量并不是百年来最强的。作者讨论了其他可能加重灾情的因素，如前期降水和土壤湿度对1931年夏季洪水的影响。器测记录表明，在1931年江淮雨季到来之前的5月，长江流域的累积降水量和降水日数也明显高于常年（图1）。已有研究指出，若雨季来临前期的降水使土壤湿度达到或接近饱和，则雨季异常降水更容易致灾。作者结合相关土壤湿度数据，讨论了这一机制在1931年夏季降水中的作用，表明1931年长江水灾是一次有先决条件的复合型极端气候事件，由于前期春季降水偏多令土壤湿度饱和度增加，这加剧了随之而来的夏季降水的影响。

　　除了自然因素，作者还讨论了人为因素在1931年长江水灾中所起的作用。根据史料记载，当年的水利工程建设和救灾措施都不足以应对这次水灾，导致多数灾民死于灾后的饥荒和疫病。上述结果为理解历史上极端气候事件的形成机制和如何有效应对气象及其衍生灾害提供了参考和启示。

　　中国科学院大气物理研究所博士生周岳琪为论文第一作者，导师周天军研究员为论文通讯作者。

　　该研究受国家自然科学基金“青藏高原地球系统基础科学中心项目”（41988101）和王宽诚教育基金会共同资助。

　　论文引用：

　　Zhou, Y., T. Zhou, J. Jiang, X. Chen, B. Wu, S. Hu, and M. Wu, 2023: Understanding the Forcing Mechanisms of the 1931 Summer Flood along the Yangtze River, the World’s Deadliest Flood on Record. J. Climate, 36, 6577–6596, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0771.1.

　　文章链接：

　　https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/18/JCLI-D-22-0771.1.xml

图1 长江流域平均的逐月总降水量（a，单位：毫米/月）和降水日数（b，单位：天），其中蓝色和浅绿色分别表示1931年和1971–2000年平均的结果

图2 沿20°–25°N平均的500百帕涡动位势高度（单位：位势米）的经度—时间（7月1–31日）剖面图。其中填色和等值线分别表示1931年和1916–1945年平均的结果，500百帕涡动位势高度的零线代表西太平洋副热带高压（WPSH）的范围