引言

近20年来中国汛期的主要多雨带类型比较复杂多样，20世纪90年代长江流域及其以南地区频繁地发生多雨洪涝事件，进入新世纪以来长江流域又以少雨干旱为主要趋势，但淮河流域发生大洪水的概率却高达43%，比其气候概率偏高近两倍^[1]，其中2000年、2003年、2005年和2007年^[2]淮河流域均出现夏涝，汛期主要多雨带轴线由长江中下游及其以南地区北移至33°N的淮河流域地区。进一步分析表明，长江中下游梅雨量也从2000年开始进入一个相对偏少的时期，梅雨量偏少年出现的频率大大增加，近6年（2000—2005年）梅雨量比1885—2000年平均偏少25.2%，比1979—1999年均值减少48.2%，t检验计算得到近6年梅雨量和其前21年（1979—1999年）丰梅期有显著差异^[3]。利用REOF法对1949—2005年江淮梅雨期降水展开，其第二和第三选转空间模所对应的时间系数序列可以看到，近十几年江南梅雨型呈减少、而淮河梅雨型呈增加趋势，尤其是2000年开始出现连续的淮河型正距平形势^[4]。

江淮地区是我国经济发达地区，江淮降水分布正面临新的变化，这将直接影响当地的各种社会和经济活动。很多学者开展江淮雨带位置异常的成因研究，潘敖大等^[5]根据1951—1998年资料分析指出东亚夏季风和西太平洋副热带高压强弱对长江中下游地区夏季雨带的分布形态有重要影响，况雪源等^[6]对1961—2000年资料分析指出东亚副热带西风急流位置对长江中下游夏季降水有较大影响，康志明等^[7]从西太平洋副热带高压脊线位置、低层冷空气和水汽输送的强弱等角度分析了2005年6月我国南方雨带异常偏南的原因。对于2000年以后梅雨雨带的移动，徐群^[3]指出2000年以后长江中下游梅雨的突变可能和温室效应的进一步增加作用有关。最近，Seidel等^[8]研究得到气候变暖可能导致热带大气环流膨胀、副热带急流和北半球降雨带北移。然而，目前从大气环流的角度分析近6年江淮梅雨雨带位置的改变及其成因的研究还不多，本文首先对比分析2000—2005年与1971—1999年江淮梅雨带位置的异同，并采用低层相对涡度场、垂直速度、整层视热源和视水汽汇等物理量来分析近6年大气环流形势与气候平均场的差异，最后从西太平洋副热带高压脊线位置、东亚夏季风环流的强弱、以及位涡和经向风描述的冷空气活动来分析梅雨雨带北移的可能成因。

1 资料来源

降水数据是由中国气象局国家气象信息中心提供的中国1971—2005年753个台站的逐日观测资料。分析环流特征的资料均取自1971年5月1日—2005年8月31日美国NCEP/NCAR Reanalysis 1的水平分辨率为2.5°×2.5°的逐日常规气象要素再分析资料。而江淮梅雨的入梅日和出梅日取自文献[9-10]（表 1）。西太平洋副热带高压脊线取自国家气候中心74项环流指数。季风指数取自文献[11]。冷空气由位涡和经向风描述。

2 2000—2005年梅雨带的分布特征

取1971—1999年做气候平均态，图 1给出了1971—1999年和2000—2005年梅雨期雨带的分布，可以看出，2000年以前中国梅雨期的降水呈现从江淮地区向南北两边递减的趋势，主要雨带位于江淮地区，雨带轴线位于31°N附近，降水中心在淮河以南、沿长江流域东西向伸展；而2000年以后梅雨期降水中心位于淮河流域和长江以南，雨带轴线位于28°N附近的江南地区和33°N的淮河流域地区，与气候态相比，淮河流域地区降水异常增多。

图 2给出了更清楚的指示，1991—1999年是中国降水的增强期，这个时期整个中国大部分地区呈现一致的正距平，淮河地区的降水较气候态增加了20%，长江流域地区增加了近50%；而2000—2005年除淮河流域降水增加了20%，中国东部其他地区均呈现一致的负距平，江淮梅雨雨带位置由长江流域向北移动了2个纬距到淮河流域，从而2000年以后中国的梅雨期降水可能发生了一次转型，这一新趋势是否是梅雨期36年周期的表现^{[3, 11]}，还有待用更长的资料来证明。

3 2000—2005年梅雨期大气环流的异常

图 3给出了1971—1999年梅雨期的环流形势及2000—2005年相对于1971—1999年的距平分布图，从850hPa相对涡度合成图（图略）和沿116°E的垂直速度合成图（图 3a、d），可以看到，相对1971—1999年，2000—2005年的正相对涡度区位置从朝鲜半岛经黄海至淮河地区，长江流域和华南地区被负涡度中心所控制，低层正涡度中心常伴随着辐合上升运动的加强，因此近6年的梅雨雨带位置偏北、位于淮河地区。

进一步计算2000—2005年整层积分的视热源Q1（图 3b和图 3e）和视水汽汇Q2（图略）与气候差值分布，可以看出，相对1971—1999年的气候态，2000—2005年淮河地区处于异常的加热区和水汽汇区，这说明此时淮河地区对流活跃、热源增强、降水偏多。

从200hPa合成风场（图略）和500hPa合成高度场（图 3c和图 3f），可以看出：2000—2005年梅雨期间高层西风急流偏弱、偏北，西太平洋副热带高压脊线位于台湾以北，较气候态偏北、偏西，500hPa高度场上从西伯利亚到中国河套地区存在显著的正距平，表明北方冷空气较活跃范围偏北，从而对应的雨带位置也较为偏北。

4 雨带北移的可能原因分析

从上节可以看出，江淮梅雨带的异常受到大气环流的影响^[12-15]，事实上，雨带的异常是一个复杂的问题，它还与海洋^[16-17]、青藏高原^[18]和人类活动^[3]等外强迫有关，但大气环流异常是造成梅雨带异常的直接原因，因此下面进一步从副高脊线位置、东亚夏季风指数和冷空气3个方面就此展开分析。

4.1 副高脊线位置的北移

梅雨雨带的位置很大程度上取决于西太平洋副热带高压的位置^[7]。分析1971—2005年6—7月的副高脊线位置，从图 4可以看出，相对于1971—1999年的平均位置22.8°N，2000—2005年副高脊线平均位置偏北1°，对应近6年雨带位置的偏北。

4.2 东亚夏季风环流的加强

东亚夏季风指数可以很好地反映长江中下游地区夏季降水的年际变化^[11]，这里选取李建平等^[11]定义的东亚夏季风指数进行分析，从图 5（取自http://web.lasg.ac.cn/staff/ljp/data-monsoon/EASMI.htm）看出，20世纪80年代中期以后，东亚夏季风指数强度以偏弱为主，对应这一阶段江淮梅雨带位置偏南，而2000年以后，东亚夏季风环流调整为加强为主，正好对应这一时期雨带位置的偏北，位于淮河地区。

4.3 南下冷空气的减弱

江淮梅雨不仅受到低纬系统的影响，同时也受中高纬冷空气活动的影响^[19-20]。而位涡（Potential Vorticity）是衡量夏季风期间冷空气活动的指标之一，丁一汇等^[21]通过计算发现315K等熵面上4PVU（1PVU = 10^-6m²·K·s^-1·kg^-1）线能较好地代表高层强冷空气的势力范围，赵亮^[19]据此计算得到（35～60°N，110～180°E）这个范围能较好的表征梅雨期间冷空气的势力范围。故本文取315K等熵面上该范围内位涡的区域平均值作为衡量冷空气强弱的指数，从图 6可以看出，20世纪90年代冷空气势力较强，位涡达4.73PVU，异常经向风达0.42m·s^-1，而2000—2005年位涡减弱为4.12PVU，异常经向风减为0.09m·s^-1，从而20世纪90年代对应梅雨带位置偏南，而近几年雨带位置偏北。

5 结论和讨论

观测资料分析表明，2000—2005年江淮梅雨带的位置较1971—1999年发生了改变，降水带位于33°N的淮河流域地区，且该地区降水增加了20%。根据1971—2005年降水资料和再分析资料计算，得出如下结论：

（1）2000—2005年梅雨期间大气环流的异常表现为：200hPa西风急流较气候态偏弱、偏北，西太平洋副热带高压脊线偏北、偏西，北方冷空气较活跃、范围偏北，正相对涡度区位置从朝鲜半岛经黄海至淮河地区，且淮河地区对应是一个异常的加热区和水汽汇区。

（2）与气候态相比，2000—2005年西太平洋副热带高压的北移、东亚夏季风的增强、冷空气的减弱是引起近6年梅雨带位置变化的直接原因。

然而，江淮梅雨带的位置是一个复杂问题，它不仅受到大气环流异常的直接影响，而且受到陆面、海洋、青藏高原、人类活动等外强迫影响，到底是哪种外强迫对雨带位置的北移起主导作用，这些都有待于今后作进一步深入的研究。