科研进展

赵亮等-大气科学: 近136年(1885~2020年)长江中下游伏旱期划分

少雨高温的伏旱期对农业、水利和人体健康等具有重要影响,但目前缺乏对伏旱期的历史划分,对其长期变化规律也缺乏深入认识。

近日,中国科学院大气物理研究所赵亮高级工程师与江苏省气象科学研究所徐群研究员合作,在《大气科学》上发表了题为“近136年(1885~2020年)长江中下游伏旱期划分及其演变分析”的文章,该成果利用1885年以来长江中下游沿江五站(上海、南京、芜湖、九江和汉口)梅雨期和夏季日气温、降水资料,划定出1885~2020年长江中下游伏旱期(图1),并用统一气温标准结合伏旱期长度,综合确定了近136 a(1885~2020年)伏旱期强度指数。

该研究发现,这136 a(包含有16个无伏旱年及10个入秋伏旱年)里伏旱期的年平均长度为21.6 d,呈现出3~6 a、36 a和84 a周期。1951年以来,1959~1978年是伏旱期长度的主要峰期,1980~1987年是伏旱期长度的下降谷期,之后缓慢增加(图2);1980年代之后虽然大于30 d的长伏旱期有减少趋势,但是15~30 d且高强度的伏旱期频现;1995年之后秋伏旱明显增多,导致夏季延迟。136 a里最长且强的伏旱期依次出现于1934、1967、1978和2013年;最早的伏旱期出现在6月中旬,最晚在9月中下旬。近40 a来,伏旱期高温(≥35.0°C)日数大幅提高,伏旱期高温发生率从1980年代的30%左右上升到近年的50%以上(图3),对人体健康构成威胁。

长(强)伏旱期的副热带环流特征为西太平洋副热带高压稳定控制长江中下游区,而短(弱)伏旱期西太平洋副热带高压多偏东或偏南,入秋伏旱与副热带高压稳定西伸有关。伏旱期内高温日数的演变受到双重人类活动的制约,它不仅与人类活动导致的全球海陆升温有关,并且因地而异,即受到局地生态环境演变和城市热岛效应增减的人为作用影响。因地区环境的影响,如今杭州和上海的高温频现状况己超过以前的火炉城市(武汉和南京)。另一方面,印度—太平洋季风区陆地和海洋对太阳辐射的吸收差异导致陆海温差的年代际变化,对长江中下游伏旱期的年代际变化有重要调制作用。

该成果受到国家自然科学基金项目(42075040)、国家重点研发计划项目(2018YFA0606203), 广东省基础与应用基础研究重大项目(2020B0301030004)共同资助。

图1 近136年长江中下游的各段伏旱期始终日期和长度分布. 红纵条为盛夏伏旱期,黄纵条为开端于8月下旬及以后的入秋伏旱期

图2 长江中下游地区伏旱期长度原始数据和3a、5a、11a和21a滑动平均演变曲线. 水平红线表示15d和30d伏旱长度. 浅黄色阴影标出伏旱期长度峰区时段

图3 (左)近70 a (1951-2020)长江中下游五站盛夏伏旱期平均气温(红)、长度(黄)、7-8月平均降水百分率(蓝)、7-8月(粉)及9月(绿)平均气温和盛夏伏旱期高温(日最高气温≥35℃)日数百分率(黑)的11 a滑动平均曲线;(右)相应的Mann-Kendall突变检验

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徐群, 赵亮*. 近136年(1885~2020年)长江中下游伏旱期划分及其演变分析[J]. 大气科学, 2024, 48(3): 1072−1094. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.2212.22100

论文链接:http://www.iapjournals.ac.cn/dqkx/article/doi/10.3878/j.issn.1006-9895.2212.22100

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