引言

我国位于亚澳季风区，青藏高原热动力效应和印度洋、太平洋等海洋热力差异的共同作用以及亚洲夏季风的影响使我国成为全球旱涝灾害最频发的国家之一。统计表明，在我国所有自然灾害造成的经济损失中气象灾害损失占据七成以上，这其中旱涝灾害分列前两位。夏季更是旱涝灾害高发季节，每年夏季旱涝灾害的多少直接决定着当年的社会经济发展能力和防灾减灾决策部署。我国夏季降水的影响因子非常复杂，不同海区的海温异常、欧亚和高原积雪、南北极海冰和大气内部因子(如西太平洋副热带高压、东亚夏季风等)等都会给当年的雨带位置和降水强度带来很大的影响。因此，诊断夏季气候异常尤其是降水异常对理解旱涝致灾机理和提高预测水平有着重要的作用。早在1934年，竺可桢(1934)就阐述了东南亚季风环流特征及与中国降水的关系。20世纪90年代开始，许多工作对我国夏季降水的影响因子做了系统的归纳梳理(如赵振国，1999；陈兴芳和赵振国，2000；丁一汇，2013；郑国光，2019)。

但我国夏季气候的影响因子非常复杂，绝大多数年份存在多个影响因子相互作用和调制的问题，尤其是当这些因子强度不特别极端时往往很难客观诊断各自贡献。另外，夏季降水的异常是多种时间尺度叠加的结果，既有季节内和季节变化，也有年际和年代际变化，在不同时间尺度上也存在相互作用。这种季节-年际-年代际变化的相互作用，尤其是不同位相的作用，目前尚缺乏系统的研究和清晰的物理图像。对气候异常的物理过程及其机理的认识仍不够全面。因此深入认识气候异常的成因将有助于气象工作者提高认知能力。为此国家气候中心近年来加强了当年汛期气候异常成因的分析(袁媛等，2017；郑志海和王永光，2018；陈丽娟等，2019；顾薇和陈丽娟，2019)。

2019年夏季全国平均降水量接近常年，但旱涝分布有明显的空间差异。我国东部主要多雨区位于江南至华南及东北地区，但云南和黄淮等地的气象干旱长时间持续发展。本文首先回顾了2019年汛期降水尤其是旱涝事件、东部雨季季节进程、气温等的特征，给出了东亚夏季风主要环流系统的异常，并对汛期南方主雨带位置偏于江南同时长江中下游干旱少雨做了初步的分析，以求给出基本事实特征，为以后进一步的诊断分析提供基础。

1 资料和方法

文中所用逐日降水资料取自中国气象局国家气象信息中心发布的《中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)》(任芝花等，2012)，时段为1951—2019年。该数据集集中解决基础气象资料质量和国家级—省级存档资料不一致的问题，数据质量和空间分辨率(测站数)比之前观测降水资料均有明显提高，已在业务和科研中得到广泛应用。大气环流资料为NCEP/NCAR逐日再分析资料集中的各层位势高度场、水平风场和水气场。资料水平分辨率为2.5°×2.5°(Kalnay et al，1996；Kistler et al，2001)。

文中所用东亚副热带夏季风强度指数(张庆云等，2003)、西太平洋副热带高压(以下简称副高)强度和脊线指数(刘芸芸等，2012)、关键海区海温指数、我国雨季开始结束时间和强度、ENSO事件的开始结束时间和强度等均由国家气候中心监测并提供。其中西太平洋副高取10°N以北，110°E~180°范围内500 hPa层588 dagpm特征等值线范围内所围格点高度值减去587 dagpm差值的总和。脊线位置定义为10°N以北、110°~150°E范围，5880 gpm等值线所包围的副高体内纬向风u为0，且∂u/∂y>0的特征线所在纬度位置的平均。热带印度洋全区一致海温模态指数(IOBW)定义为热带印度洋(20°S~20°N、40°~110°E)区域格点平均海温距平。Ni o3.4指数定义为Ni o3.4区(5°S~5°N、170°~120°W)区域平均海温距平。

如无特殊说明，本文中冬季指12月至次年2月平均，春季为3—5月平均，夏季为6—8月平均，秋季为9—11月平均。

2 夏季基本气候特征

2019年夏季全国平均降水量为336.7 mm，较常年同期(325.2 mm)偏多3.5%(图 1a)。但旱涝分布有明显的空间差异(图 1b)。我国东部主要多雨区位于江南至华南及东北地区。东北大部、江南南部、华南北部、西北地区西部和东北部及山东中部、内蒙古西部和东北部的部分地区、西藏西部、新疆南部等地降水量偏多2成至1倍，局部地区偏多1~2倍。2019年夏季雨型的分布和孙林海等(2005)提出的第四类雨型接近，表现为长江和江南—华南相反的位相特征，但2019年南方多雨中心位置更偏北。就分省而言，黑龙江偏多超过5成，浙江偏多超过4成，均为1961年以来同期最多。湖北降水偏少3成。云南和黄淮等地的气象干旱长时间持续发展。

除空间分布差异突出外，东部季风区降水还呈现出明显的季节内变化，尤其是江南华南等地。图 2给出了2019年夏季110°E以东降水纬度-时间剖面。从图中可以看到，在夏季前期(6月1日至7月15日)，长江以南地区有几次很明显的强降水过程，其中7月6—9日广西灵川，江西萍乡、宜春、分宜、芦溪等6个县(市)日降雨量破当地建站以来历史极值，浙江、江西、湖南、广西、贵州、福建等地遭受暴雨洪涝等灾害。12—14日，江南和华南大部再次出现大范围强降水过程，安徽、江西、福建等地有6个县(市)突破当地日降雨量7月历史极值，浙江、安徽、江西、湖南、广西等地遭受暴雨洪涝灾害。但15日开始，雨带迅速北跳到长江以北地区，这也导致2019年淮河流域出现了空梅。8月，第9号台风利奇马于10日、11日相继在浙江温岭市沿海、山东青岛市黄岛区登陆。“利奇马”是1949年以来登陆我国第五强的台风。8月9—15日，受“利奇马”影响，江南东部、江淮东部、黄淮东部、华北东部、东北东部等地累计降水量一般为50~250 mm，山东中部超过250 mm，浙江和山东局地超过400 mm(图略)。

根据国家气候中心监测，2019年华南前汛期于3月6日开始(多年平均为4月6日)，结束于7月24日(多年平均为7月4日)，前汛期雨量为1073 mm，比多年平均偏多46%，为1961年以来第二多年，仅次于1973年。南海夏季风于5月第2候爆发，也明显早于多年平均日期(5月第5候)。中国梅雨呈现出很强的区域差异性，其中江南梅雨于6月5日开始(多年平均为6月8日)，结束于7月16日(多年平均为7月8日)。梅雨期长度明显偏长，梅雨量比常年偏多56%。长江中下游梅雨于6月17日开始(多年平均为6月14日)，7月8日结束(多年平均为7月14日)，梅雨量为290 mm，比常年偏多3%。整个夏季期间江淮地区未能达到入梅标准，这也导致了夏季江淮地区降水偏2成以上。华北雨季于7月23日开始(多年平均为7月18日)，于8月18日结束(多年平均亦为8月18日)，雨季期间雨量为124 mm，偏少8%。

自20世纪90年代开始，我国夏季气温呈显著的线性增暖趋势。2019年夏季全国气温依旧整体偏暖明显。根据国家气候中心监测，全国平均气温为21.5℃，较常年同期偏高0.5℃，比2018年同期偏低0.5℃(图 3a)。具体到季内各月气温距平分别为0.5℃(6月)、0.3℃(7月)和0.8℃(8月)。除东北北部及浙江、重庆局部等地气温偏低外，全国其余地区气温均偏高(图 3b)，其中黄淮中西部、江汉东部、云南大部及新疆东北部等地偏高超过1℃。但和2018年相比，1℃以上的正距平范围明显缩减(顾薇和陈丽娟，2019；Ding et al，2019b)。

江南降水在夏季后期的急速减少也造成这一时段高温事件的爆发(图 4)。可以看到，随着江南梅雨的结束，副高迅速控制江南和长江中下游地区，造成这一地区日最高气温迅速上升到35℃以上，高温得以维持至8月初，之后高温区略有南落，但高温中心仍位于沿江和江南等地并一直维持至8月底。7月15至8月31日，湖南、江西、福建东部、湖北大部35℃以上高温日数普遍偏多10 d以上，武汉偏多20 d以上(图略)。

3 夏季主要大气环流特征

前文指出，2019年夏季南方最主要多雨区位于江南地区，且主要集中在夏季前半时段。图 5给出了夏季平均的500 hPa位势高度及距平场和850 hPa风场距平。可以看出在欧亚中高纬度地区两槽一脊的环流特征非常明显。在乌拉尔山及以北地区为一个宽广的低槽，中心距平值低于-40 gpm。贝加尔湖及以北地区则为深厚的高压脊，中心值超过60 gpm。东亚地区为另一个位势高度距平低值中心，两个负中心分别位于鄂霍次克海—西北太平洋海盆及黄海至日本海。20°N以南地区则为一致的正位势高度距平所控制。和常年同期相比，2019年夏季副高强度偏强，位置略偏西偏南，但南北跨度明显偏大。

由于黄海至日本海这一低槽的存在和长时间维持并明显南压，导致不同方法定义的东亚副热带夏季风强度指数值有一定差别，这也给2019年夏季风强度的定性判断带来了困难。图 6分别为黄刚和严中伟(1999)和张庆云等(2003)定义的夏季风指数值。黄刚和严中伟(1999)基于EAP定义的夏季风指数主要使用图 5中A、B、C三点500 hPa位势高度值差的标准化值(B点减去A、C两点的平均值并考虑三个点的纬度差异)。张庆云等(2003)则将东亚热带季风槽区(10°~20°N、100°~150°E)与东亚副热带地区(25°~35°N、100°~150°E)平均的850 hPa风场的纬向风距平差作为季风指数。从指数值看，基于EAP波列定义的夏季风指数在2019年为1981年以来第七负值(图 6a)，但基于热带季风槽与梅雨锋定义的指数在2019年则为较弱的正值(图 6b)。这和2018年两种指数值一致异常偏强并超过各自两倍标准差不同。这也表明2019年并非典型的弱夏季风年。

前文指出，2019年夏季我国东部降水具有明显的季节内变化特征。在7月15日以前降水主要集中在江南等地，而在之后急速北跳至黄淮、华北和东北等地，长江中下游和淮河雨季时间短，淮河流域甚至出现空梅。这样的季节内突变特征在环流场上也很清楚，这里我们以5800 gpm表征槽区的南界位置，5880 gpm表征副高主体中心位置。由图 7可以看到，相比于各自的气候态，无论是中高纬度的低槽还是副高在7月15日以前位置都明显偏南，但在7月15日之后形势发生了明显的转变，7月16日至8月15日的一个月时间内，5800 gpm等值线都较气候态位置偏北。

4 2019年夏季长江中下游少雨成因初步分析

2018年和2019年长江中下游降水均偏少明显。对于2018年降水偏少的主要原因已有若干研究。这其中2017—2018年冬季发生的弱拉尼娜事件、热带印度洋冬—春—夏季海温持续偏冷以及青藏高原积雪面积偏少都导致2018年夏季副高偏北、强度偏弱，夏季风强度偏强(顾薇和陈丽娟，2019；Chen et al，2019)。监测结果表明，2018年夏季副热带夏季风强度为1961年以来历史第一强(顾薇和陈丽娟，2019)，副高位置亦为1961年以来最北(顾薇和陈丽娟，2019；Yuan et al，2019；Ding et al，2019a；2019b)。这就导致水汽输送主要位于我国北方，长江中下游低层难以形成水汽汇合，大部地区降水偏少20%~50%，尤其是湖北省降水为1951年以来最低(图 8)。2018年前期外强迫信号和夏季风环流及降水关系符合传统的物理统计模型。

和2018年前期外强迫信号截然相反的是，从2018年9月开始，赤道中东太平发生了一次弱的厄尔尼诺事件。根据国家气候中心监测，该次事件于2018年11月达到峰值(10—12月Ni o3.4区海温指数滑动平均值为1.0℃)。同时IOBW自2018年11月开始持续为正位相。另外，2018—2019年冬季青藏高原积雪面积偏多74%(超过3倍标准差)，为近40年来最多。根据已有的统计模型，这样的外强迫信号易导致副高偏南且东亚副热带夏季风强度偏弱，从而造成水汽在长江中下游汇合，降水易偏多。但从前面的分析可知，2019年夏季夏季风强度仍为正值，强度略偏强(0.4)，长江中下游沿江地区降水偏少20%~50%，尤其是湖北和安徽等地，其中湖北省降水为1981年以来历史第五少。也即2019年的降水分布和传统的物理统计模型相反。

就本次厄尔尼诺事件而言，其在秋季和冬季的影响却较强。诊断表明，2018年秋季我国江南南部和华南大部地区降水异常偏多可能和季节内厄尔尼诺由中部型向东部型发展及热带印度洋暖海温有关(赵俊虎和王永光，2019)。冬季全国平均降水量较常年偏多36%，长江下游、江南东部等地降水显著偏多(支蓉和高辉，2019)，也和典型的厄尔尼诺年合成的冬季降水分布型一致。但对于2019年春季，刘芸芸和陈丽娟(2019)认为热带印度洋海温的增暖对副高持续偏强偏西起到更重要的作用，而厄尔尼诺事件本身对副高强度的影响在春季逐渐减弱，对副高南北位置的影响增强。Xue and Liu (2008)的研究结果也显示，夏季不强的厄尔尼诺事件对东亚夏季风和我国东部降水的影响容易被其他外强迫信号所调制。就气候态而言，副高在6月中旬和7月初分别有一次明显的阶段性北跳，对应于长江中下游梅雨的开始和结束。从前面的分析结果看，黄海—日本海的长时间持续低槽阻碍了副高的北跳，造成6月至7月前半月雨带一直无法移动至长江和淮河，并进而影响华北，导致这三个地区雨季开始时间均偏晚，长江中下游降水偏少。

在全球变暖背景下，欧亚中高纬地区位势高度具有显著的年代际增强趋势，尤其是20世纪90年代以来(Gao et al，2014)，夏季东亚东部中高纬度的低槽逐渐变浅(图略)。在这样的环流背景下，低槽的年际尺度加深是否会对夏季水汽输送造成直接影响进而导致长江中下游少雨呢？我们选取1992年为例加以分析。选取该年主要是根据国家气候中心定义的ENSO历史事件表，根据峰值强度划分，1991—1992年赤道中东太平洋的厄尔尼诺事件是20世纪90年代以来仅次于1997—1998年和2014—2016年两次超强厄尔尼诺事件的第三强事件，热带海洋背景和今年相似。图 9给出了该年夏季长江中下游地区降水距平百分率分布图。可以看出，长江中下游地区降水分布和2018年、2019年均相似，仍以大范围降水偏少为主，尤其是沿江地区也偏少20%~50%。也即这次厄尔尼诺事件同样不符合传统的ENSO东部雨带预测模型。从1992年夏季500 hPa位势高度及距平场和850 hPa距平风场，可以看出东亚中高纬度地区和2019年极为相似，同样为一低槽所控制(图略)。从风场距平看，整个东亚地区均为北风距平分量，长江中下游地区没有有效的水汽辐合。

需要指出的是，在我国夏季降水的主要模态中，传统的三类雨型中第三类雨型即以长江中下游和江南北部为共同中心(赵振国，1999；陈兴芳和赵振国，2000)。单从历史统计分析今年长江沿江和江南降水趋势相反有很大的难度。事实上，在2019年3月参加全国汛期会商的各单位中，均无法预测这两个地区相反的特征(此部分分析将另文发表)。孙林海等(2005)改进的四类雨型中的E4类虽然表现为长江中下游沿江和江南—华南反位相的特征，但从其对应的环流形势看，东亚地区500 hPa位势高度场上贝加尔湖以南的亚洲大陆地区表现为北高南低的分布，副高偏北，这一环流分布和今年明显不同。上述结果仅仅是从1992年另一个个例加以解释。详细的成因诊断还需要深入开展。

5 结论

综合以上分析得到如下结论：

(1) 2019年夏季全国气温偏暖明显，降水总量接近常年，但旱涝分布有明显的空间差异，东部主要多雨区位于江南至华南及东北地区，云南和黄淮等地气象干旱长时间持续。东部季风区降水还呈现出明显的季节内变化，尤其是江南等地在夏季前期降水过程密集，涝灾严重，但后期急速减少，高温事件迅速爆发。季节进程方面，华南前汛期开始早结束晚，造成前汛期长度长，雨量为1961年以来第二多。南海夏季风于5月第2候爆发，亦明显偏早。中国梅雨呈现出很强的区域差异性，其中江南入梅早出梅晚，梅雨期长度明显偏长，梅雨量比常年偏多近六成。长江中下游梅雨量接近正常。江淮地区则未能达到入梅标准。华北雨季期间雨量略偏少。

(2) 2019年夏季，欧亚中高纬度地区两槽一脊的环流形势非常明显。在乌拉尔山及以北地区为一个宽广的低槽，贝加尔湖及以北地区则为深厚的高压脊，东亚地区为另一个位势高度负距平区，两个负中心分别位于鄂霍次克海—西北太平洋海盆及黄海至日本海。夏季副高强度偏强，位置略偏西偏南。由于黄海至日本海这一低槽的存在和长时间维持并明显南压，导致不同方法定义的东亚副热带夏季风强度指数值有一定差别，其中基于EAP遥相关型定义的指数为1981年以来第七负值，但基于热带季风槽与梅雨锋定义的指数在2019年则为较弱的正值。

(3) 个例对比分析表明，2019年东亚中高纬度异常强的低槽可能是长江中下游少雨和江南多雨的直接原因。这一低槽在夏季前期位置明显偏南，和副高脊线南北位置的演变非常一致。但在夏季后期，随着这一低槽的减弱北移，副高迅速北跳，也造成雨带从江南快速移动到北方地区，长江中下游和淮河雨季时间短降水少。这一低槽在7月中旬后期减弱北移可能和2019年第5号台风丹娜丝(Danas)有关(解晋和周宁芳，2019)，但在之前这一低槽为何能长时间维持，这和贝加尔湖地区阻塞活动有何联系？这一低槽的维持机理，尤其是与其他环流系统之间的相互影响，详细的成因诊断还需要深入开展。