徐海亮

(中國災(zāi)害防御協(xié)會 災(zāi)害史專業(yè)委員會，北京 102208)

1 南亞高壓與西太平洋副熱帶高壓年代際振蕩作用

南亞高壓，亦稱“青藏高壓”或“亞非季風(fēng)高壓”,系夏半年(5～9月)位于南亞對流層上部的反氣旋環(huán)流系統(tǒng)，對中國及西南夏季大范圍旱澇分布及亞洲天氣有重要影響.其活動中心 5月位于中南半島北部，6～9月主要位于青藏高原和伊朗高原上空.7～8月高壓范圍從非洲西岸(20°W附近)起，經(jīng)印度洋、南亞到達(dá)西太平洋(160°E附近)，成為100百帕高度上最強(qiáng)大、穩(wěn)定的環(huán)流系統(tǒng).南亞高壓以其強(qiáng)度指數(shù)、面積指數(shù)、脊線指數(shù)和東伸指數(shù)來定義，而指數(shù)的變化又影響到中國南部的夏秋降水、旱澇形勢的變化.1961～1999年，南亞高壓面積指數(shù)經(jīng)歷了一個從持續(xù)減弱到持續(xù)增強(qiáng)的過程，轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于1977年.之后，該指數(shù)又持續(xù)增強(qiáng)，到1999年再突然轉(zhuǎn)折，2000年以來，其經(jīng)歷了又一個持續(xù)減弱的變化，目前還沒有看到這一次的逆向過程何時(shí)結(jié)束.與西太平洋副熱帶高壓相比，兩種系統(tǒng)的強(qiáng)弱指數(shù)、東伸指數(shù)和西太副高西伸脊點(diǎn)指數(shù)強(qiáng)弱趨勢基本一致，具有年代際變化周期，其要素也相互基本同步.統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，拉尼娜年該高壓脊線往往偏北，而厄爾尼諾年該脊線常偏南.當(dāng)南亞高壓脊線偏南時(shí)，中國夏季降水往往出現(xiàn)中間帶多雨，南、北兩頭偏旱格局.故這個高壓機(jī)制密切地影響著南方——特別是西南地區(qū)降水氣候的變化.

對于此系統(tǒng)，石文靜對1950年代以來南亞高壓和索馬里急流的統(tǒng)計(jì)分析研究，給出逐年夏季南亞高壓強(qiáng)度指數(shù)和東伸指數(shù)的變化序列，并利用 1951～2010 年的 NECP/NCAR 再分析資料，統(tǒng)計(jì)分析了夏季索馬里急流強(qiáng)度與夏季南亞高壓的密切相關(guān)聯(lián)的關(guān)系.在年代際尺度上，索馬里急流與南亞高壓存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)索馬里急流偏弱(強(qiáng))時(shí)，夏季南亞高壓偏弱西退(偏強(qiáng)東進(jìn)).年代際尺度上，索馬里急流與南亞高壓的聯(lián)系受到 PDO(Pacific Decadal Oscillation)年代際變化的調(diào)制.意即南亞高壓與西太平洋副高的年代際變化趨勢與周期一致，二者同處于負(fù)位相時(shí)，華南與西南地區(qū)往往出現(xiàn)干旱災(zāi)害[1].看來，21世紀(jì)初的西南干旱趨勢，與二者出現(xiàn)的負(fù)位相態(tài)勢環(huán)流形勢相關(guān)聯(lián).

1951年以來，太平洋副熱帶高壓也經(jīng)歷了從持續(xù)減弱到持續(xù)增強(qiáng)的年代際變化周期.1976年以前為減弱階段，1977年以后為增強(qiáng)階段.新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在1999年，之后又逆轉(zhuǎn)處于減弱階段.與上述南亞高壓的年代際變化相應(yīng).特別引起注意的是，中國南方和西南地區(qū)在副高減弱階段，出現(xiàn)了系列干旱化的趨勢.回顧看：當(dāng)夏季副熱帶高壓脊線偏北時(shí)，北方大部地區(qū)和江南南部、華南偏澇；相反，當(dāng)夏季副高脊線位置偏南時(shí)，北方大部和江南南部和華南降水偏少，容易出現(xiàn)干旱，如1954年、1969年、1980年、1983年、1987年、1989年、1991年.

南方的干旱化趨勢與南北旱澇形勢的逆轉(zhuǎn)有關(guān).研究證明[2]：中國北方的干旱化趨勢與太平洋海溫的年代際異常有關(guān)，特別是與太平洋年代際振蕩(PDO)存在顯著的位相對應(yīng)關(guān)系.2005年，楊修群等發(fā)現(xiàn)：華北降水的年代際變化與 PDO 存在著密切關(guān)系；2006年，馬柱國和邵麗娟的研究揭示了過去100年華北地區(qū)的年代尺度干旱與PDO 的位相存在很好的對應(yīng)關(guān)系，即 PDO 的暖位相對應(yīng)著華北的干旱時(shí)段，反之亦然.而東亞夏季風(fēng)從 1975 年以后存在一個減弱的趨勢，這種減弱趨勢導(dǎo)致向北輸送水汽減弱，形成了較長一個時(shí)期以來北方持續(xù)干旱化的趨勢，而東亞夏季風(fēng)的這一減弱時(shí)段也正好與PDO 的暖位相對應(yīng).在 1976～2000 年，當(dāng) PDO 處于暖位相時(shí)，我國東部呈現(xiàn)并維持“南澇北旱”的分布格局，華北地區(qū)持續(xù)干旱，而南方是持續(xù)的多雨時(shí)期；當(dāng) PDO 處于冷位相時(shí)，對應(yīng)華北的相對多雨時(shí)期，而南方則為少雨干旱時(shí)期(Ma，2007；Yang et al.，2017a).長江與南方地區(qū)大致在PDO的正(暖)位相處于偏澇階段，在PDO的負(fù)(冷)位相則處于偏干旱階段，易出現(xiàn)重大的連續(xù)的干旱災(zāi)害.西南地區(qū)一半多的土地面積處于長江流域上游，回顧過去長江的豐枯變化，在某種意義上，也就蘊(yùn)含了西南地區(qū)的旱澇變化.

另一個關(guān)聯(lián)指標(biāo)是南太平洋年代際振蕩.馬柱國研究發(fā)現(xiàn)：SPDO(南太平洋年代際振蕩)在年代際尺度上不僅與華南地區(qū)降水異常存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而且還與東北及華北地區(qū)降水異常存在顯著的正相關(guān)關(guān)系.當(dāng) SPDO 處于正位相時(shí)，東北及華北地區(qū)降水異常偏多，而華南地區(qū)降水異常偏少，可能形成“北澇南旱”的降水分布形勢，反之則形成“北旱南澇”的降水分布形勢.一個世紀(jì)以來的旱澇變化，恰好映證了與SPDO變化的這種關(guān)系：

圖1中，中間的線表示消除 NPDO(北太平洋振蕩) 影響后的 9 年滑動平均 SPDO 指數(shù)，其年代際變化的位相與太平洋十年振蕩(PDO)有相當(dāng)程度的關(guān)聯(lián).貼近的兩條線為降水指數(shù) 9 年滑動平均結(jié)果，分別為 CRU(Climatic Research Unit)3.10.01 降水資料，和 GPCC.V6降水資料.在SPDO正位相時(shí)，華南和西南地區(qū)則可能出現(xiàn)干旱化趨勢，相反，SPDO處于負(fù)位相時(shí)，華南和西南易出現(xiàn)偏澇局面.

2 秋季干旱的環(huán)流背景，冬季風(fēng)、氣溫和降水關(guān)系分析綜述

秋季干旱和冬季風(fēng)效應(yīng)已引起特別的關(guān)注.沙天陽利用1961—2010年NCEP /NCAR再分析資料和全國753 站月平均降水資料，研究我國西南地區(qū)東部秋季干旱的環(huán)流特征及其成因.發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)東部秋季降水存在減少趨勢，其線性趨勢系數(shù)達(dá)到-5.2 mm /( 10 a).沙的研究認(rèn)為：“西南地區(qū)東部秋季降水存在明顯的年際和年代際變化.其中，年代際變化主要表現(xiàn)為，在20世紀(jì)80年代中后期，降水存在由多轉(zhuǎn)少的突變;降水量年際變化則與蘇門答臘—西太平洋和熱帶東太平洋的海溫分布存在很好的關(guān)系.當(dāng)蘇門答臘—西太平洋和東太平洋海溫呈現(xiàn)“+ -”異常分布時(shí)，引起大氣熱源的異常，加強(qiáng)哈德萊環(huán)流，同時(shí)，在南海及孟加拉灣附近激發(fā)出異常氣旋性環(huán)流，而西南地區(qū)東部則處于南海氣旋性環(huán)流外圍異常偏北氣流控制，削弱了孟加拉灣的水汽輸送，從而造成西南地區(qū)東部的干旱.”[3]

張顧煒等，則以類似思路采用 1961～2012 年中國氣象局 753 站降水和溫度資料、NCEP/NCAR 全球大氣再分析資料、NOAA 海表溫度資料等，應(yīng)用觀測統(tǒng)計(jì)分析和全球大氣環(huán)流模式 NCAR CAM5.1 數(shù)值模擬，基于標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)，對我國西南秋季干旱的年代際轉(zhuǎn)折及其可能原因進(jìn)行了分析.西南地區(qū)秋季氣溫與降水變化成果如下圖：

圖2 近60年來西南地區(qū)秋季氣溫距平與降水距平變化分析直方圖[4]

圖2中：(a)西南地區(qū)77站分布；(b)1961～2012年西南秋季氣溫距平(單位：°C；實(shí)線為11年滑動平均)；(c)1961～2012年西南秋季降水距平(注：(a)西南地區(qū)77站分布；(b)1961～2012年西南秋季氣溫距平(單位：°C；實(shí)線為11年滑動平均)；(c)1961～2012年西南秋季降水距平)

從圖2看，顯然50年來整個西南地區(qū)秋季氣溫呈持續(xù)升高態(tài)勢，降水則呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢.明顯的轉(zhuǎn)折發(fā)生在20世紀(jì)90年代.分析結(jié)論是：“(1)西南秋季干旱……隨著氣候變暖呈加重趨勢.西南秋季SPEI在1994年發(fā)生年代際突變，其中1961～1993年為偏澇期，1994～2012年為偏旱期，與該區(qū)氣溫和降水的突變時(shí)間一致，1994年以后西南地區(qū)秋季氣溫升高、降水減少、干旱加重.(2)西南秋季偏旱期主要環(huán)流特征是，西太平洋副熱帶高壓位置偏西、面積偏大、強(qiáng)度偏強(qiáng)，南支槽偏弱，西南地區(qū)存在下沉運(yùn)動.(3)熱帶東印度洋-西太平洋的海表溫度年代際升高對西南秋季1994年后的年代際干旱具有重要作用.該關(guān)鍵海區(qū)夏季和秋季海表溫度年代際升高，會引起秋季西南地區(qū)500 hPa高度場升高，西太平洋副熱帶高壓位置偏西，面積偏大以及南支槽減弱，有利于西南地區(qū)發(fā)生干旱.”[4]

環(huán)流背景是：西太平洋副高的強(qiáng)度、位置、面積指數(shù)在20世紀(jì)90年代都發(fā)生了顯著變化.

中科院大氣所劉揚(yáng)等進(jìn)一步從多個物理機(jī)制上分析了西南東西兩部綜合秋季干旱機(jī)理：“西南東部降水主要與熱帶海溫異常有關(guān)，受低緯度環(huán)流影響.當(dāng)赤道東太平洋為暖海溫異常，熱帶印度洋為西正東負(fù)的偶極子型海溫異常時(shí)，會分別激發(fā)出西北太平洋反氣旋和孟加拉反氣旋，共同向西南東部輸送水汽，造成該地區(qū)降水偏多.西南西部降水則較復(fù)雜，秋季3個月份的降水分別與不同的環(huán)流形勢對應(yīng)，中高緯系統(tǒng)的影響隨季節(jié)的推進(jìn)而增強(qiáng).9月西南西部降水主要受熱帶系統(tǒng)影響，由中南半島反氣旋輸送的暖濕氣流決定.10月是過渡季節(jié)，受高原以東反氣旋環(huán)流和孟加拉灣低槽共同影響.11月，中高緯系統(tǒng)成為影響西南西部降水的控制系統(tǒng)，西南西部降水與北半球斯堪的納維亞(SCAND)遙相關(guān)存在顯著的負(fù)相關(guān)，當(dāng)SCAND為負(fù)(正)位相時(shí)，西南西部降水偏多(少).已有研究表明，云南和四川南部(即本文的西南西部地區(qū))為西南干旱的頻發(fā)和強(qiáng)度中心地區(qū)，而西南東部和北部干旱程度相對較輕(李韻婕等，2014).”“西南地區(qū)秋季降水量占年降水量的比重也達(dá)到20%以上(Wu et al.,2003)，僅次于夏季，高于春季和冬季(周秀華和肖子牛，2015).而且近50年來，秋季干旱加重的趨勢更明顯(彭貴芬等，2009；李聰?shù)龋?012).秋季連接夏季和冬季，是降水由多轉(zhuǎn)少的過渡季節(jié)，連接本來就降水稀少的冬季，很容易產(chǎn)生秋冬季連旱，如2009/2010年西南大旱就是從 2009年秋季開始的(沙天陽等，2013).”[5]

3 西南干旱化與冬季風(fēng)、北極濤動變化的關(guān)系綜述

我們在跟蹤每一年的旱澇形勢變化實(shí)踐中，關(guān)注冬半年的局勢和發(fā)展，它上接秋季，下聯(lián)次年春，除了冬季本身具有的干寒背景外，它也深刻地影響著來年春夏季南北旱澇格局.

一個階段以來，主流輿論總把許多天氣異常歸咎于暖冬；實(shí)際上，暖冬僅是區(qū)域性和一定時(shí)段的.黃榮輝利用我國測站、NCEP/NCAR 和ERA-40/ERAInterim 再分析資料，分析我國冬季氣溫和東亞冬季風(fēng)在 20 世紀(jì) 90 年代末發(fā)生的年代際躍變特征及其動力成因.結(jié)果表明：“從20世紀(jì) 90年代末之后，我國冬季氣溫和東亞冬季風(fēng)發(fā)生了明顯的年代際躍變.1999年之后，隨著東亞冬季風(fēng)從偏弱變偏強(qiáng)，我國冬季氣溫變化從全國一致變化型變成南北振蕩型(即北冷南暖型)，并由于從 1999 年之后我國北方冬季氣溫從偏高變成偏低，故冬季低溫雪暴冰凍災(zāi)害頻繁發(fā)生，同時(shí)，我國冬季氣溫和東亞冬季風(fēng)年際變化從以往3～4 a 周期年際變化變成2～8 a 周期；結(jié)果還表明東亞冬季風(fēng)此次年代際變化，是由于西伯利亞高壓和阿留申低壓的加強(qiáng)所致.”[6]20世紀(jì)末的“暖冬”，實(shí)際是華北的冬季升溫和冬季風(fēng)諸現(xiàn)象.到21世紀(jì)初，華北的暖冬現(xiàn)象一再被連續(xù)的寒冬打破.即冷暖南北振蕩的新貌出現(xiàn)了：北方偏寒冷，南方偏溫暖.

黃榮輝指出：“中國冬季氣溫在1988 年前后和 1999 年前后發(fā)生了明顯年代際躍變.這兩次中國冬季氣溫的年代際躍變的特征有明顯不同，發(fā)生在1988 年前后的年代際躍變的特征是中國北方(包括東北、華北和西北)出現(xiàn)持續(xù)暖冬現(xiàn)象；而發(fā)生在 1999 年前后的年代際躍變的特征是中國北方先出現(xiàn)冷暖相間現(xiàn)象，特別從 2008 年之后出現(xiàn)持續(xù)偏冷現(xiàn)象，而我國西南、華中和華南出現(xiàn)偏暖現(xiàn)象.”[6]

而且，2008年冰凍雪災(zāi)，可能是一個帶標(biāo)志性的變化事件，其實(shí)此前華北的寒冬、華南的偏暖已頻頻出現(xiàn)，西南、華南的偏暖現(xiàn)象，是伴隨著系列的區(qū)域干旱發(fā)生的.

研究者還注意到：“若把 1999～2012 年期間與 1976～1987年期間冬季AO指數(shù)相比，則1999～2012年期間冬季AO指數(shù)遠(yuǎn)不如1976～1987年期間冬季AO指數(shù)的負(fù)值.因此，1999～2012年期間的 EAWM 遠(yuǎn)不如 1976～1987 年期間冬季風(fēng)強(qiáng).”即在1988年之前，冬季AO對冬季風(fēng)和溫度、降水的影響，應(yīng)該更為強(qiáng)烈一些[6].

誠然，以上研究目前還可能只是一個非主流學(xué)派的認(rèn)識，本世紀(jì)初的季風(fēng)、副高、冬季冷暖、南北冷暖的對立性變異，尚未引發(fā)多數(shù)氣象和災(zāi)害工作者注意.國家氣候中心的梁蘇潔和丁一匯等通過分析，強(qiáng)調(diào)了20 世紀(jì)的一次突然變暖發(fā)生在20世紀(jì)80 年代(圖件顯示大約在1986～1987年)，并被認(rèn)為是 20 世紀(jì)以來增暖最強(qiáng)的一次(Zhao et al.,2005；唐國利等，2009)，盡管分析也從東亞冬季風(fēng)環(huán)流場可以發(fā)現(xiàn)，配置作用不僅影響著中國冬季氣溫一致變化型的年代際波動，而且也從各物理因子分析，認(rèn)為可以影響到“冬季氣溫南北反相振蕩型的變化，這從一個方面解釋了20世紀(jì)80 年代和 20世紀(jì)90 年代北方變暖較強(qiáng)及最近10年北方降溫趨勢較為明顯的原因”.從而，不強(qiáng)調(diào)南北振蕩可能產(chǎn)生的重大轉(zhuǎn)折，即：“近些年，我國冬季大范圍的冰凍雨雪和寒潮大風(fēng)天氣頻發(fā)，如 2007/2008年冬季和 2012/2013年冬季，盡管近些年的冬季氣溫偏低，但這仍未改變冬季氣溫繼續(xù)變暖的整體趨勢 (王紹武等，2010；Kerr，2012；唐國利等，2012).由此可見，1960/1961年～2012/2013年53個冬季的氣溫變化是整體變暖的趨勢上疊加有年代際波動.”[7]

對于這兩種十分有趣的差異性見解，可能需要根據(jù)南方——特別是西南地區(qū)業(yè)已發(fā)生的干旱現(xiàn)象和未來走向，加強(qiáng)深入研究，來判斷氣候系統(tǒng)振蕩變化的趨勢和偏差幅度，以及可能發(fā)生可逆變化的程度和其時(shí)間尺度.

董仕等主要從北極濤動AO變化對東亞冬季表面溫度的影響作了分析研究[8].北極濤動(AO)，即北半球中緯度地區(qū)(約北緯45度)與北極地區(qū)氣壓形勢差別的變化，代表北極地區(qū)大氣環(huán)流的重要?dú)夂蛑笖?shù).北極通常受低氣壓系統(tǒng)支配，而高氣壓系統(tǒng)則位于中緯度地區(qū).當(dāng)北極濤動處于正位相時(shí)，這些系統(tǒng)的氣壓差較正常強(qiáng)，限制了極區(qū)冷空氣向南擴(kuò)展；當(dāng)北極濤動處于負(fù)位相時(shí)，這些系統(tǒng)的氣壓差較正常弱，冷空氣較易向南侵襲.因跟蹤旱澇形勢變異，探索也注意到北極濤動指數(shù)變化對中國冬、夏半年天氣的影響，以及對北美和歐洲冬季惡劣天氣的影響.董仕等利用1950～2013年 NCEP/NCAR再分析資料和哈德萊中心的海表面溫度資料，統(tǒng)計(jì)分析這一影響，認(rèn)為：冬季AO正位相時(shí)，東亞大槽減弱，西伯利亞高壓減弱，低層風(fēng)場異常偏南，東亞冬季風(fēng)減弱，東亞冬季風(fēng)區(qū)溫度升高，而負(fù)位相時(shí)情況相反.這一現(xiàn)象，在21世紀(jì)以來逐年冬-春的AO指數(shù)跟蹤中已發(fā)現(xiàn)與華北氣溫、來年夏季南北降水多寡的某種關(guān)聯(lián).這種較為極端的現(xiàn)象出現(xiàn)在2000～2001年冬春、2002～2003年冬春、2004/2005/2006年的春夏、2008年春、2009年夏秋、2009～2010年的冬春夏、2010～11年的冬春夏、2012～2013年的冬春夏、2014年秋冬、2016年的秋冬、2017年的冬季、2018年的冬季……相應(yīng)地21世紀(jì)初大致出現(xiàn)了秋冬、冬春西南地區(qū)偏旱，而來年的華北、東北夏秋降雨較為豐沛.

研究認(rèn)為AO 作為北半球中高緯度重要的大氣環(huán)流遙相關(guān)型，對熱帶外地區(qū)溫度和位勢高度影響顯著，會導(dǎo)致北半球中高緯度地區(qū)多種極端天氣事件的發(fā)生.冬季AO負(fù)異常時(shí)，北半球中高緯度地區(qū)易發(fā)生阻塞天氣，導(dǎo)致寒潮、強(qiáng)風(fēng)、低溫等極端天氣.上述2000年以來多次在冬春季發(fā)生的AO負(fù)位相，與華北寒冬、華南西南暖冬(干旱)相關(guān)聯(lián).而且與其同時(shí)，觀察注意到當(dāng)年歐美中高緯度發(fā)生較廣范圍的極寒和暴雪天氣.盡管東亞沒有出現(xiàn)歐美的極寒，但與東亞比較AO與冬季風(fēng)對北半球北部的正向影響效果普遍是顯著的.最近30多年,不少的AO負(fù)位相季節(jié)與西南干旱相呼應(yīng).有人提出“AO(北極濤動)為負(fù)位相時(shí)云南高溫少雨，易出現(xiàn)春旱，有利于極端干旱的發(fā)生.”[9]

此外，大氣物理所徐志清等認(rèn)為：“全印度洋海溫異常年際變率的主導(dǎo)模態(tài)特征是在南印度洋副熱帶地區(qū)海溫異常呈現(xiàn)西南—東北反向變化的偶極子模態(tài)，西極子位于馬達(dá)加斯加以東南洋面，東極子位于澳大利亞以西洋面；同時(shí)，熱帶印度洋海溫異常與東極子一致.當(dāng)西極子為正的海溫異常，東極子、熱帶印度洋為負(fù)異常時(shí)定義為正的印度洋海溫異常年際變率模態(tài)；反之，則為負(fù)的印度洋海溫異常年際變率模態(tài).從冬至春，印度洋海溫異常年際變率模態(tài)具有較好的季節(jié)持續(xù)性；與我國長江中游地區(qū)夏季降水顯著負(fù)相關(guān)，而與我國華南地區(qū)夏季降水顯著正相關(guān).其可能的影響過程為：對于正的冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態(tài)事件，印度洋地區(qū)異常緯向風(fēng)的經(jīng)向大氣遙相關(guān)使得熱帶印度洋盛行西風(fēng)異常，導(dǎo)致春、夏季海洋性大陸對流減弱，使夏季西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏弱、位置偏東偏北，造成華南地區(qū)夏季降水增多，長江中游地區(qū)降水減少；反之亦然.”[10]

顯然,這一組物理因子(冬季—春季印度洋海溫年際變化)，也間接地影響著華南和西南的夏季降水，其冬春季負(fù)位相年，春、夏季海洋性大陸對流加強(qiáng)，來年夏季西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏強(qiáng)、位置偏西偏南，夏季華南、西南地區(qū)就可能出現(xiàn)干旱趨勢的迅猛發(fā)展.

4 青藏高原大氣熱源，大氣環(huán)流旱澇急轉(zhuǎn)，及干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的綜述

4.1 高原大氣熱源變化對南方旱澇的影響

作為地球的第三極——青藏高原冬春積雪的增減變化是關(guān)乎高原大氣熱源——長江和華南/華北降水多寡時(shí)空變化的重要驅(qū)動因子.冬季高原多雪，夏季副高位置偏南，雨帶位置偏南；高原少雪，夏季副高位置偏北，雨帶位置也偏北.陳興芳(2000a)、徐國昌(1994a)、羅文芳(2001a,就高原積雪與貴州旱寒)、李國平(2001a)、黃榮輝(1990a)、盧敬華(2002、2003a)、宋燕(2011a)先后均對此作出系列的觀察監(jiān)測資料分析和機(jī)理研究[11].近60年，特別是2000年前，高原及附近地區(qū)春夏季大氣熱源持續(xù)減弱.高原積雪出現(xiàn)年代際增加，尤其是春季積雪,自1977年出現(xiàn)由少轉(zhuǎn)多的突變，但在2000年之際，出現(xiàn)由多轉(zhuǎn)少的突變.積雪面積和積雪深度的下降，意味著驅(qū)動?xùn)|亞降水變異的高原大氣熱源的減弱.高原冬春季積雪的升降和長江流域夏季降水正相關(guān)，而與華南/華北則反相關(guān)，西南地區(qū)作為長江流域的上源，高原積雪和熱源的增減，也直接影響區(qū)域夏季降水的多寡，且春季積雪比冬季積雪的影響更大.可見，1977年后的南旱北澇、華南與西南相對偏濕，2000年后轉(zhuǎn)為北澇南旱，華南與西南相對干旱化，與高原大氣熱源的年代際變化也幾乎一一對應(yīng).

過去，通常以青藏高原位勢高度場強(qiáng)度的概念來分析春夏旱澇形勢的環(huán)境場.在1951～1967年中，位勢主要處于正距平狀態(tài)，1968～1987年主要處于負(fù)距平，1988年以后再處于上升態(tài)勢，主要為正距平，顯然也有位相正負(fù)的年際變化.高原位勢高度偏高時(shí)，有利于夏季西太平洋副高偏北、偏西，東亞季風(fēng)偏強(qiáng)，夏季容易出現(xiàn)北方型雨型.但這里的位勢場與高原積雪指數(shù)之間尚未指出一一對應(yīng)關(guān)系的突變時(shí)間和“強(qiáng)弱”的類同指標(biāo).

圖3 青藏高原逐年積雪深度標(biāo)準(zhǔn)化距平指數(shù)曲線[12]

段安民等也比較了青藏高原積雪和地表熱源影響東亞和南亞夏季降水的異同.結(jié)果表明“東亞夏季降水在年際和年代際尺度上均存在‘三極型’和‘南北反相’型的空間分布特征，高原春季地表熱源在年代際和年際尺度上主要影響東亞夏季降水‘三極型’模態(tài)；在年代際尺度上它是中國東部出現(xiàn)‘南澇北旱’格局的重要原因，而高原冬季積雪的作用相反.”[13]西南地區(qū)鄰近青藏高原，是高原前緣地帶，盡管我們看到比較多的探討是高原積雪指數(shù)與來年夏季華北與長江的徑流變化比較，但它對西南地區(qū)的旱澇影響是非常直接，而又極其微妙的.

李永華等則對1959～2006年西南地區(qū)東部20個測站逐日降水量資料和 NCEP/NCAR再分析月平均資料,分析了夏季青藏高原大氣熱源特征，指出影響西南地區(qū)東部夏季旱澇的熱源關(guān)鍵區(qū)域，并就關(guān)鍵區(qū)大氣熱源對該區(qū)域夏季旱澇的影響進(jìn)行了診斷.得出了以下結(jié)論:“西南地區(qū)東部夏季降水與高原主體東南部的熱源變化關(guān)系密切,當(dāng)該區(qū)域(該區(qū)域的平均大氣熱源值定義為熱源指數(shù))大氣熱源偏強(qiáng)時(shí),西南地區(qū)東部夏季降水偏多的可能性大，當(dāng)夏季青藏高原關(guān)鍵區(qū)大氣熱源值偏強(qiáng)(偏弱)時(shí)，西太平洋副高和南亞高壓脊線位置偏南(偏北),東亞夏季風(fēng)偏弱(偏強(qiáng)),出現(xiàn)有利于西南地區(qū)東部夏季降水偏多(偏少)的環(huán)流形勢,同時(shí)西南地區(qū)東部夏季水汽輸送增強(qiáng)(減弱)，水汽輻合上升運(yùn)動也增強(qiáng)(減弱)，因此，該地區(qū)夏季降水容易偏多(偏少)，出現(xiàn)洪澇(干旱)的可能性大.”且進(jìn)一步分析提出該熱源指數(shù)：“在20世紀(jì)60年代中期以前偏弱，而后至90年代前期偏強(qiáng)，之后到2006年總體偏弱,熱源明顯偏強(qiáng)的年份依次有1998年，1974年，1969年,1997年，1991年，1987年，1980年，1978年和1970年；熱源明顯偏弱的年份依次有2003年，1961年，2001年，2002年，1960年，1959年，2004年，2006年和1994年.”[14]在后一序列基本上西南地區(qū)都發(fā)生了干旱災(zāi)害.

顯然，在青藏高原東南部積雪面積和厚度減少——高原反射到大氣環(huán)流的熱源值偏弱時(shí)，西南地區(qū)東部(川渝黔和滇東)基本上都發(fā)生了重大或嚴(yán)重的區(qū)域性干旱.這一熱力原則，不僅適用于傳統(tǒng)認(rèn)識的中國東部地區(qū)，西南數(shù)省市也非與此毫無關(guān)聯(lián)，在高原熱源動力機(jī)制年際年代際變化這一點(diǎn)上，受到高原熱源的影響,幾乎完全屬于長江流域.

地球的第三極青藏高原與北極濤動發(fā)生關(guān)系，且被認(rèn)為它提前調(diào)節(jié)和驅(qū)動著北極濤動的活動.

對于青藏高原大氣熱源和西太平洋副熱帶高壓的關(guān)系，以及對于西南地區(qū)旱澇天氣的影響，齊冬梅等指出：“夏季東部青藏高原大氣熱源和川渝盆地夏季氣候關(guān)系密切.……當(dāng)夏季東部青藏高原大氣熱源偏弱時(shí)，西太平洋副熱帶高壓位置偏北，四川盆地東部及重慶地區(qū)垂直上升運(yùn)動較弱，導(dǎo)致夏季容易發(fā)生高溫干旱.”[15]對于這個問題，我們可以將逐年氣象水文實(shí)況和當(dāng)年冬春季青藏高原東部積雪狀況(積厚、雪量、降雪與積雪時(shí)間等)加以比照，建立關(guān)系.國家氣候中心宋燕和索琳的最新研究發(fā)現(xiàn):“通過討論青藏高原積雪與AO、東亞冬季風(fēng)之間所具有的顯著的滯后相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在高原積雪偏多時(shí)期，AO 處于正位相，東亞冬季風(fēng)偏弱，并且結(jié)合 2012/2013 年冬季高原積雪偏少、北極濤動負(fù)位相以及東亞冬季風(fēng)偏強(qiáng)的觀測事實(shí)證實(shí)了這個結(jié)論，認(rèn)為青藏高原積雪異常超前調(diào)節(jié)北極濤動的異常和東亞冬季風(fēng)的強(qiáng)弱.”[16]

4.2 西南地區(qū)的旱澇急轉(zhuǎn)對干旱化的影響綜述

在20世紀(jì)70年代華北地區(qū)的夏季旱澇變化的防洪抗旱實(shí)踐中，常會遇到一種旱澇急劇轉(zhuǎn)變的局面，即初夏旱、伏旱(七下八上)與洪澇迅至的急遽轉(zhuǎn)換，或者在進(jìn)入雨季、后汛期中突然遭遇初夏旱、伏旱的偏濕—偏干的急遽轉(zhuǎn)換.水旱兩相極端天氣系統(tǒng)向其對立面急遽地轉(zhuǎn)換，也同樣發(fā)生在南方西南地區(qū).

南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/氣候與環(huán)境變化國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室/氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心的孫小婷等，注意到類似的年內(nèi)、年際突變現(xiàn)象，“利用 1961～2015 年中國 567 站逐日降水資料和NCEP/NCAR 再分析資料，研究我國西南地區(qū)夏季長周期旱澇急轉(zhuǎn)的特征及其相聯(lián)系的大氣環(huán)流和水汽輸送異常特征，定義了西南地區(qū)夏季長周期旱澇急轉(zhuǎn)指數(shù)，并在此基礎(chǔ)上分析了近 50 年來西南地區(qū)夏季長周期旱澇急轉(zhuǎn)的特征.認(rèn)為1961～1970 年夏季旱轉(zhuǎn)澇多于澇轉(zhuǎn)旱，1971～1980 年夏季澇轉(zhuǎn)旱年較多，1981～2000 年旱轉(zhuǎn)澇與澇轉(zhuǎn)旱年相當(dāng)，21 世紀(jì)初以來，指數(shù)又呈現(xiàn)出負(fù)值的趨勢，澇轉(zhuǎn)旱年偏多.”[17]顯然，這一年代際的轉(zhuǎn)換，與上述系列物理指數(shù)的年代際變化，有某種類似之處.可見，在20世紀(jì)60年代，處于旱期遭遇澇年轉(zhuǎn)換機(jī)遇較多，20世紀(jì)70年代的澇期和雨季轉(zhuǎn)換為干旱機(jī)遇較多.而在南方總體偏澇的20世紀(jì)80～90年代，兩類可逆的變換機(jī)遇相當(dāng).到21世紀(jì)，偏澇時(shí)期轉(zhuǎn)換為干旱階段的機(jī)遇偏多了.這也是新世紀(jì)來干旱化加劇的一個原因.

該研究“對大氣環(huán)流異常特征的合成分析表明，在西南地區(qū)夏季旱轉(zhuǎn)澇年的旱期，西太平洋副高偏西、偏強(qiáng)，中高緯環(huán)流緯向運(yùn)動較強(qiáng)，高空西風(fēng)帶偏強(qiáng)，冷空氣不易南下，垂直場上表現(xiàn)為下沉運(yùn)動，不利于西南地區(qū)降水；而旱轉(zhuǎn)澇年的澇期，中高緯環(huán)流的經(jīng)向運(yùn)動增強(qiáng)，烏拉爾山以東的槽加深，東亞沿岸脊加強(qiáng)，西風(fēng)帶偏弱，在垂直場上表現(xiàn)為上升運(yùn)動，有利于西南地區(qū)降水增多.澇轉(zhuǎn)旱年，大氣環(huán)流情況相反.”[18]換句話說，在西南地區(qū)出現(xiàn)夏季澇轉(zhuǎn)換為旱年的澇期，副高偏東、偏弱，中高緯向運(yùn)動較弱，高空西風(fēng)帶偏弱……情況如似PDO和SPDO的負(fù)位相階段的環(huán)流趨勢，澇年將轉(zhuǎn)換為旱年來應(yīng)對了.研究也注意到：“在西南地區(qū)夏季旱澇急轉(zhuǎn)的旱期，來自孟加拉灣和南海的水汽輸送異常偏弱，該地區(qū)亦處于水汽輻散區(qū)，不利于降水產(chǎn)生.”[18]

西南區(qū)域旱澇急轉(zhuǎn)指數(shù)呈現(xiàn)出明顯的年際變化.1961～1970 年間為明顯的高值年，旱轉(zhuǎn)澇年多于澇轉(zhuǎn)旱年；1971～1980為明顯的低差值年，澇轉(zhuǎn)旱年較多，急轉(zhuǎn)程度較強(qiáng)；1981～2000 年間正負(fù)指數(shù)較為平均，旱轉(zhuǎn)澇與澇轉(zhuǎn)旱年均存在，且急轉(zhuǎn)程度較強(qiáng)；進(jìn)入 21世紀(jì)初，指數(shù)又呈現(xiàn)出負(fù)值的趨勢……”[18]

這種年代際變換的尺度，大致與中國南北旱澇變化和上述一些大范圍環(huán)境物理指數(shù)年代際變化的尺度相類似.促使回顧加深了這一認(rèn)識：西南地區(qū)是屬于長江流域和南方類型的.因此，21世紀(jì)以來西南的干旱化，不僅僅在于秋季、冬春季的降水偏少趨勢，也在于在雨季和汛期，偏洪澇階段向偏干旱階段的急劇轉(zhuǎn)換.其中自然有大氣環(huán)流變化的背景，宏觀的氣候環(huán)境場的相反位相，似乎已經(jīng)決定了年內(nèi)、年際轉(zhuǎn)換趨勢.今后可進(jìn)一步逐年跟進(jìn)對比.

4.3 干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)格局分析

中國氣象局蘭州干旱氣象研究所韓蘭英等，依據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)理論，利用遙感、氣象和地理信息數(shù)據(jù)與技術(shù)建立致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境脆弱性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力可靠性等4個因子的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和模型，“建立農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估模型，在GIS平臺下計(jì)算了干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù).結(jié)果表明：西南地區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)格局模式具有明顯的地帶性和復(fù)雜性，全區(qū)并不一致，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于四川盆地和云貴川三省交界處，北部高于南部，東部高于西部，從西南到東北依次增加.”研究分析認(rèn)為：“西南地區(qū)有兩個干旱災(zāi)害致災(zāi)因子高危險(xiǎn)性區(qū)域：四川西北部和云南中部.西南地區(qū)干旱災(zāi)害致災(zāi)因子危險(xiǎn)性與氣候帶和地勢空間分布基本一致，西部高于東部，北部高于南部，自西北向東南逐漸降低.在寒溫帶半濕潤區(qū)的四川西北部、中亞熱帶濕潤區(qū)的云南中南部和東北部與貴州交界處為中-高危險(xiǎn)性區(qū)；中亞熱帶濕潤區(qū)的四川南部、貴州西北部和云南中北部為中-次高危險(xiǎn)區(qū)；重慶、貴州中東部和云南西南部為低-次低危險(xiǎn)區(qū).在邊緣熱帶濕潤區(qū)的云南南部和西南地區(qū)東部亞熱帶濕潤區(qū)的危險(xiǎn)性最低.”“當(dāng)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)低的時(shí)候，西南地區(qū)的干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)從東到西是不同的，最高的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在四川東南、重慶西北東部和云南東部，低風(fēng)險(xiǎn)主要分布在四川和云南西部、貴州南部.然而，當(dāng)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高時(shí)，最高的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在四川東南和重慶西北東部，低風(fēng)險(xiǎn)主要分布在四川和云南西部、貴州南部.”[18]

這一風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)的分析，與中國氣象局蘭州干旱氣象研究所柳媛普等針對氣候變暖前提下，利用全國基準(zhǔn)基本站地面氣溫、降水資料，NCAR/NCEP土壤濕度資料及各類經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，采用加權(quán)綜合評價(jià)法對西南地區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行分析的結(jié)果有所類同：“四川和云南致災(zāi)因子危險(xiǎn)性較高，氣候變暖后四川東南部、云南和貴州西部危險(xiǎn)性增加；西南地區(qū)中部到東南部成災(zāi)環(huán)境敏感性較高，氣候變暖后四川東部、貴州及云南東部敏感性增加；承災(zāi)體易損性主要分布于西南中東部地區(qū)，人口密度、經(jīng)濟(jì)密度、耕地面積比重越高的地區(qū)易損性程度越高；四川中部、云南東北部、貴州南部及重慶西部防災(zāi)減災(zāi)能力較高.西南地區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)最高區(qū)域?yàn)樵颇蠔|部、四川東部、貴州西部及重慶大部分地區(qū)；氣候變暖后四川東南部、云南西部危險(xiǎn)性明顯增加.”[19]這種災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的科學(xué)成果，可為今后的防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃，提供一定程度的參考和科學(xué)依據(jù).

5 余 論

西南是我國多種自然災(zāi)害——如地震、泥石流、山崩、酷旱、洪災(zāi)、高低溫、山火、霜凍、雪災(zāi)、冰雹、臺風(fēng)龍卷風(fēng)、瘟疫和病蟲災(zāi)害發(fā)生最頻繁的邊疆地區(qū).嚴(yán)酷的環(huán)境條件、頻發(fā)的自然災(zāi)害，在西南少數(shù)民族世居先民的文化和心理中，在民俗和生活、生產(chǎn)方式里，在社會建構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，都打下了深深的烙印，影響——甚至決定著今后的區(qū)域社會發(fā)展.本文對西南地區(qū)干旱化這一最常見災(zāi)種進(jìn)行了歷史的回顧與梳理，歸納和分析，綜合陳述了幾十年來、特別最近20年來的干旱災(zāi)害環(huán)境的實(shí)際變化和科學(xué)研討,認(rèn)為諸如水旱這樣最常見的自然災(zāi)害，是認(rèn)識和研究西南邊疆少數(shù)民族(以及漢族)災(zāi)害文化不可或缺的一個基礎(chǔ).

(1)以上所有對于云南和西南諸省市區(qū)的干旱歷史和趨向的分析，基于最基本的氣象干旱的實(shí)測數(shù)據(jù)和大氣環(huán)流各物理要素的監(jiān)測分析，基本上未去觸及社會系統(tǒng)的氣象水文干旱和農(nóng)業(yè)干旱的分析.所以，仍限于氣候振蕩變化中自然因素變動的層面.

然而所謂的干旱應(yīng)當(dāng)包含更為豐富和復(fù)雜的因子，聚類而言，氣象、水文、農(nóng)林業(yè)、社會經(jīng)濟(jì)等方面的干旱，水文、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)，都蘊(yùn)含了極為龐雜的人文活動參與和正反兩相的干旱后效.云南大學(xué)西南環(huán)境史研究所周瓊教授，在其“環(huán)境史視野下中國西南大旱成因芻論——基于云南本土研究者視角的思考”一文里，著重于社會系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，揭示和闡述分析了近年來云南和西南致旱的各類因子.她認(rèn)為：“2009～2013年持續(xù)五年的西南大旱的原因備受關(guān)注.除官方認(rèn)為的西南地理地形特殊、全球氣候變化及水質(zhì)污染、濕地退化、原始森林破壞等原因外，西南及東南亞雨林的大面積破壞萎縮、民族生存方式及文化傳統(tǒng)的內(nèi)地化、歷史生態(tài)破壞后果持續(xù)性累積的長期效應(yīng)影響、現(xiàn)當(dāng)代政策及其經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動致使生物物種單一化、物種入侵等造成西南生態(tài)系統(tǒng)的變異和根本性破壞等因素，應(yīng)當(dāng)是導(dǎo)致、延長西南旱災(zāi)最致命、最根本的原因.西南旱災(zāi)的形成既與自然規(guī)律及自然界的異常變動相關(guān)，也與歷史上的移民及隨之而來的漢民族的生存、生活方式在民族地區(qū)的滲透擴(kuò)張，以及明清王朝的經(jīng)濟(jì)、政治開發(fā)導(dǎo)致的生態(tài)破壞及其生態(tài)系統(tǒng)失衡引發(fā)的生態(tài)危機(jī)等密切相關(guān)，更是云南及東南亞地區(qū)熱帶雨林大面積毀滅引發(fā)的生態(tài)危機(jī)導(dǎo)致的結(jié)果，也是現(xiàn)當(dāng)代西南乃至東南亞地區(qū)為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)，大量種植橡膠、桉樹及其他經(jīng)濟(jì)林木，導(dǎo)致區(qū)域植被種類單一、生態(tài)系統(tǒng)脆弱，也給入侵物種創(chuàng)造了機(jī)會，削弱了自然本身的協(xié)調(diào)抗災(zāi)能力.對旱災(zāi)區(qū)域進(jìn)行分析不難發(fā)現(xiàn)，旱災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)就是森林破壞及水土流失現(xiàn)象最嚴(yán)重的地區(qū).因植被破壞、水土流失、土地石漠化加劇和水文地質(zhì)環(huán)境的改變，才使當(dāng)?shù)睾B(yǎng)水源的生態(tài)能力減弱而演變?yōu)橐粓鼍薮蟮娜藶闉?zāi)難.”[20]這是本文沒有去探討和研究的重要人文系統(tǒng)方面.畢竟，作為人類感知的自然災(zāi)害，它是自然和社會雙重因素交叉、疊加和互為促進(jìn)和反饋的.即便是我們通常說的“純”自然的氣象和氣候變化，實(shí)際蘊(yùn)含著人類活動與人地關(guān)系的非常態(tài)影響，在工業(yè)社會之后已經(jīng)深深地打上人類活動的印跡.

周瓊教授提出的這個“芻論”，談到的僅是諸如：東南亞熱帶雨林的大面積毀壞、邊疆民族生存思想及模式的長期內(nèi)地化是旱災(zāi)的根源、現(xiàn)當(dāng)代加重旱災(zāi)的人為原因.但她提出的問題給予探討以重要的啟示.筆者認(rèn)為除降水氣象及其變化機(jī)制的研究外，還需要加強(qiáng)近40年來區(qū)域和流域水文變化、土地結(jié)構(gòu)變化、經(jīng)濟(jì)建設(shè)導(dǎo)致的大幅度的微地貌變化、農(nóng)業(yè)作物結(jié)構(gòu)和耕作方式變化、林業(yè)結(jié)構(gòu)變化——也即錢學(xué)森提出的地球表層學(xué)問題——人類技術(shù)經(jīng)濟(jì)變化大幅度改造地球表層與干旱環(huán)境發(fā)展演化的關(guān)聯(lián)研究，需要科學(xué)地研討城市化、交通、能源、礦產(chǎn)業(yè)、水資源產(chǎn)業(yè)、制造業(yè)、農(nóng)林業(yè)發(fā)展變化，他們在多大的廣度與深度上改變著貴州為何出現(xiàn)降水減少局面？人類影響氣候環(huán)境(含局地氣候)的干旱后效有什么、是什么？會怎么樣？需要分門別類地對各種自然與人類活動的環(huán)境貢獻(xiàn)進(jìn)行分析，得出綜合的科學(xué)結(jié)論.

(2)在氣候環(huán)境變化與水資源未來和危機(jī)的研究中，國家氣候中心任國玉認(rèn)為20世紀(jì)50年代到60年代中期，西南諸河流域年降水量絕大多數(shù)年份為正距平，且已經(jīng)呈現(xiàn)減少趨勢.從60年代中期到70年代初，諸河流域年降水量在平均值上下擺動.但從70年代初開始直至新世紀(jì)初，“西南諸河流域年降水量處于偏少階段”，仍為負(fù)距平，其提供的分析圖件確實(shí)顯示如此[21].按同樣計(jì)算，是否該趨勢一直延續(xù)到今天？回答是肯定的.如果迄今的這個分析都是準(zhǔn)確的，那么是否西南地區(qū)干旱化的問題，從氣候?qū)W角度看由來已久，已經(jīng)延續(xù)了幾乎半個世紀(jì)了呢？我們在分析中看到了各種氣象因素的年代際變化，而且是可逆變化，氣候機(jī)制是在自我調(diào)制和修改變動中的，為何西南地區(qū)降水量持續(xù)下降？在氣溫持續(xù)升高的未來，水資源將呈現(xiàn)減少的態(tài)勢嗎？近日，“中國天氣”網(wǎng)發(fā)布一則消息，說“云南省氣象干旱主要分布在滇中以西以南地區(qū)，全省重旱以上面積21.1萬km2、特旱面積12.8萬km2，均位列1961年以來歷史同期最多”.這不能不引起特別關(guān)注，它涉及到歷史與未來的天氣變化趨勢，也涉及到大氣圈、水圈、巖石圈的未來異常變化.

到目前為止，各氣象科研院所，基于不同的氣象模式和資料，對西南地區(qū)(或其某一省區(qū))未來幾十年在全球變暖前提和區(qū)域增溫效應(yīng)下的降水、水資源前景作了各種模擬，結(jié)論幾乎是一致的，即：西南地區(qū)降水量水資源量下降、干旱化將持續(xù)發(fā)展，區(qū)域氣候環(huán)境的惡化將繼續(xù).

(3)除了上述這些問題，即便在氣象干旱研究領(lǐng)域內(nèi)，所采用的干旱界定的各種指標(biāo)——溫度、降水量、降水量距平、年度降水距平、標(biāo)準(zhǔn)降水蒸散指數(shù)SPEI、相對濕潤度W、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI、Z指數(shù)、改進(jìn)型的帕爾默指數(shù)PDSI等，但各種方法各有所側(cè)重，很難以一概十，放之西南各省市、各局部地理?xiàng)l件——和各時(shí)間尺度皆準(zhǔn)，所以是各種相對的判析方法.干旱研究仍在不斷探討盡可能客觀描述干旱程度的量化指標(biāo)(指數(shù)).不過在綜述的這些指數(shù)指示下，干旱化的趨勢可以定性，且可以發(fā)現(xiàn)并指出突變變化.在考慮大氣環(huán)境變化的物理機(jī)制上，本文也列舉了夏季西太平洋副高、南亞高壓、太平洋年代際振蕩PDO及其強(qiáng)度指數(shù)SAHJ、南太平洋振蕩SPDO、索馬里急流、海溫、冬季風(fēng)強(qiáng)度EAWM、北極濤動AO及其指數(shù)AOI、高原積雪及高原熱源指數(shù)、斯堪的納(SCAND)遙相關(guān)等等，不過這些都不是惟一的機(jī)理性解釋，本文僅是陳述一種分析見解，給予人文學(xué)人提供一種借鑒思路，而非終極性的干旱研究方法.在天氣預(yù)測和后評估的實(shí)踐中，有時(shí)一些機(jī)理之間不一定是完全互洽和可洽的，不同年代和不同地域，有的機(jī)理的后效甚至可能是沖突的.在環(huán)境場這個巨大的黑箱后面，人們目前尚難確認(rèn)每一機(jī)理對于氣候環(huán)境巨大黑箱產(chǎn)出之一——降水變化的量化直接貢獻(xiàn).畢竟大氣環(huán)流和氣候環(huán)境的變化，還存在人們尚未認(rèn)識的太多問題，有較大程度的不確定性，還有更多的物理機(jī)制可以嘗試引進(jìn)研究中，還不知曉哪些機(jī)制之間的相互融通，對于解釋云南和西南地區(qū)的干旱物理背景更為妥切.我們這里尚未嘗試引進(jìn)的物理機(jī)理和環(huán)境場，有如：高原季風(fēng)指數(shù)、高原位勢場強(qiáng)度、北半球極渦、中緯度阻塞高壓、越赤道氣流、印度低壓、南亞季風(fēng)、西南季風(fēng)、南方濤動、南極夏季冰蓋指數(shù)、臺風(fēng)、大地冷渦、海溫變化中拉尼娜與厄爾尼諾現(xiàn)象、太陽活動、東亞遙相關(guān)與斯堪的納遙相關(guān)等等.在云南和川渝干旱問題上，都有文章分析當(dāng)?shù)氐母珊蹬c海溫的關(guān)系，印度洋一百多年來海溫的持續(xù)上升，對川滇地區(qū)的氣候環(huán)境影響究竟如何呢？如琚建華等對云南50年降水變化與尼諾3區(qū)海面溫度(SST)關(guān)聯(lián)研究，發(fā)現(xiàn)在EL Nino(或La Nina)年，云南初夏降水容易出現(xiàn)偏少(或偏多)，而秋季降水容易出現(xiàn)偏多(或偏少)，在年際降水穩(wěn)定情況下，出現(xiàn)雨季可能發(fā)生后移(或前移)的可能.導(dǎo)致季節(jié)性干旱的年內(nèi)變化.甚至有明顯的年代際特征，如70年代中期到80年代末期[22].

列舉各種技術(shù)手段和方法，是為了顯示由它們作出的分析趨勢，如何表現(xiàn)了特定區(qū)域的干旱化發(fā)展與轉(zhuǎn)變的走向.我們相信還有更好的評估指標(biāo)體系，有更好的手段來表現(xiàn)氣候環(huán)境現(xiàn)狀和未來.而這對于防災(zāi)與減災(zāi)的工作應(yīng)用，無疑是很有價(jià)值的.

(4)西南地區(qū)的熱帶、副熱帶地理位置非常特殊，其西、北是青藏高原，川滇西部為背靠青藏的高原前緣山地，南部為青藏隆升驅(qū)動形成的云貴高原，西、南境外是印緬南亞山地；與氣候環(huán)境伴隨，區(qū)域構(gòu)造活動升降，造山造貌活動極為劇烈，是古今地震、火山運(yùn)動活躍地區(qū).本區(qū)西南為孟加拉灣、印度洋，東臨南?！魈窖?受到青藏高原熱力和動力作用的直接影響，來自印度洋和太平洋的暖濕氣流在此交匯.大西南環(huán)境演變驅(qū)動的內(nèi)外營力極為強(qiáng)大；從氣象水文意義上看，這里緊貼中國南部水塔的三江源地區(qū)，降水十分豐沛.區(qū)內(nèi)包含了險(xiǎn)峻的高山和淺山地，大江大河峽谷、豐富的高原與盆地河湖水系，盆地、丘陵等多種地形和復(fù)雜的微地貌、巖土層次，形成非常龐雜的天氣—大地耦合系統(tǒng).山嶺/低谷，河湖，高程，則往往是氣—地耦合的微地理單元之邊界.在緯度與區(qū)位上，它屬于南方，屬于長江和珠江流域，也屬于西部(且部分屬于西南國際河流域)，又處于和華南沿海交叉的部位；地形崎嶇高差突出也同時(shí)造成氣候帶、氣候亞區(qū)的垂直分布.這些因素共同導(dǎo)致了該地區(qū)復(fù)雜多樣的氣候降水與匯水特點(diǎn).這是我們在以上降水環(huán)境變化討論中暫時(shí)忽略的一個重要的環(huán)境歷史、地理要素方面.

回顧也注意到，大理和麗江地區(qū)的分析，似乎就不認(rèn)為他們出現(xiàn)了降水下降趨勢，而版納地區(qū)，降水是趨增的.四川和重慶的不同位置，自然也有不同的增溫/降水后效機(jī)制.探討需要對本文提到了的帶有相互沖突的分析，做出進(jìn)一步的對比、判析，求得科學(xué)的結(jié)論.應(yīng)該注意到，所謂降水減少或增加，不是僅限于一次或一年的數(shù)值比較，而且也不一定直接導(dǎo)致旱澇災(zāi)害.我們這里關(guān)注的首先是極端干旱意味的降水變差特性的強(qiáng)化，它帶來極端性亢旱或突發(fā)性極端雨洪災(zāi)害的結(jié)果，是整體的氣候環(huán)境惡化問題.

而討論干旱環(huán)境及旱澇災(zāi)害，自然不能脫離下墊面地理環(huán)境，去孤立地侈談大氣環(huán)流.這是今后需要結(jié)合具體地貌等條件的局地的案例進(jìn)行天地耦合分析的.

(5)氣候要素的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn).探討非常關(guān)注氣候環(huán)境演化轉(zhuǎn)變的突變點(diǎn).本探討所列舉的多種分析都盡可能對此作出判定.如：貴州干旱時(shí)空(1991，2001)，川滇(T 1997，W 1999)，西南地區(qū)溫度(1986)，南亞高壓(1977，1999)，東亞夏季風(fēng)(1977，1999)，西南季風(fēng)SPEI(1994)，冬季溫度指數(shù)(1988，1999)，北極濤動(1976，1988，1999，2012)，高原位勢(1968，1988)，高原積雪(1976，1999)，中國氣溫(1988，1999)，云南氣溫(1986)，昆明天氣(T 1992，W 1994)，云南SPEI(1997)，全國的修正帕爾默指數(shù)scPDSI(2001)，PDO(1944/1945，1966/1977，2000/2001).多數(shù)計(jì)算據(jù)稱通過諸如：高斯低通濾波分析或其他分析，及其M-K 檢驗(yàn)，達(dá)到0.05 信度.盡管不同的氣候因子或不同統(tǒng)計(jì)時(shí)段、不同的計(jì)算平臺可能存在合理的和精度的誤差，但以上突變年度，存在可進(jìn)一步觀察的規(guī)律性.說明一些因素和趨勢，具有宏觀的時(shí)間的關(guān)聯(lián)性.1976/1977年和2000/2001年，是最重要的轉(zhuǎn)折年度.相對于全國，西南地區(qū)則存在演化的同一性，也可能某些因素存在略有地區(qū)特征的偏移.

由于宏觀天氣系統(tǒng)發(fā)生轉(zhuǎn)折性變動，存在諸如旱澇、冷暖、干濕現(xiàn)象的局地對換，存在更為宏觀的氣候物理參量的從某一相位，向其矛盾沖突對立相位的轉(zhuǎn)化，從而啟示我們在認(rèn)識氣候環(huán)境的振蕩中，需要遵循自然哲學(xué)和自然辯證法的原則，遵循萬物變動的自然法則.在我們熟知的極端旸旱中，大氣環(huán)流重新調(diào)節(jié)著水汽通量和它的變化形態(tài)，正蘊(yùn)含著對立相位災(zāi)害現(xiàn)象的能量積聚，干旱程度越強(qiáng)烈，系統(tǒng)轉(zhuǎn)折后來臨的暴雨洪澇災(zāi)度也越為巨大.

(6)在60年前，因人們急迫需要對1958～1962年全國大面積的干旱災(zāi)害進(jìn)行認(rèn)識和探討，需要回答旱澇災(zāi)害的自然機(jī)制問題，科研界、氣象界、水利界、農(nóng)林界和民政部門，在過去零星的記錄、研討與著述基礎(chǔ)上，都開創(chuàng)了旱澇災(zāi)害氣候的研究.不過當(dāng)時(shí)，相關(guān)科學(xué)技術(shù)水平相對還較低，許多探討方法局限于統(tǒng)計(jì)分析和經(jīng)驗(yàn)分析.后來，隨著氣象監(jiān)測儀器發(fā)展和網(wǎng)站建設(shè)發(fā)展，氣象科學(xué)和減災(zāi)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算方法和計(jì)算工具的發(fā)展，隨著防旱減災(zāi)事業(yè)的推進(jìn)，旱澇氣候的研究和應(yīng)對，在20世紀(jì)70～80年代及21世紀(jì)初取得了長足進(jìn)步，天地生人的災(zāi)害環(huán)境整體觀得以進(jìn)入災(zāi)害研究領(lǐng)域.21世紀(jì)的災(zāi)害史與災(zāi)害預(yù)測的研究，需要回答地球環(huán)境與區(qū)域環(huán)境提出的新挑戰(zhàn).

6 初步結(jié)論

(1)基于全國、西南及其不同省市區(qū)多年實(shí)測氣溫、降水資料和 NCEP/NCAR再分析數(shù)據(jù)，以及國外一些氣候中心資料，采用多種方法對于不同尺度溫度和降水長序列的變化進(jìn)行分析，認(rèn)為20世紀(jì)60年代以來，西南地區(qū)的總體趨于溫度上升，降水量下降，氣象干旱化發(fā)展.近60年來，氣溫和降水的變化，發(fā)生了一些重大轉(zhuǎn)折和突變.采用諸如 Mann-Kendall 法、滑動 t 檢驗(yàn)、高通濾波、Morlet 小波周期分析以及 Hurst 指數(shù)等方法檢驗(yàn)，認(rèn)為氣候環(huán)境變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)一般在1976/1977年和2000/2001年，21世紀(jì)以來干旱化程度加劇.

(2)西南地區(qū)的溫度和干旱變化，和全國一樣，受制于系列氣候環(huán)境物理場中各種物理機(jī)制和影響，其中夏季西太平洋副高、南亞高壓、太平洋年代際振蕩、南太平洋振蕩、索馬里急流、海溫、北極濤動、青藏高原積雪及高原熱源變化機(jī)制可能是最重要的方面.且這些重大環(huán)流系統(tǒng)都出現(xiàn)從某時(shí)段的物理狀態(tài)向其對立狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，即位相轉(zhuǎn)變，并直接影響旱澇形勢轉(zhuǎn)化.

(3)從各區(qū)域旱澇變化與物理機(jī)理關(guān)系看，從胡煥庸線的走向看，西南地區(qū)的降水旱澇特征，仍然屬于該線東部的地區(qū)，相對遵從東部季風(fēng)氣候區(qū)的總體規(guī)律；西南地區(qū)旱澇演化，與華南地區(qū)存在相當(dāng)大的關(guān)聯(lián)性，它畢竟也屬于南方，大氣環(huán)流的機(jī)制影響的毗鄰地區(qū).60年來的旱澇變化歷史基本如此；只是西南與華南的干旱化，有不小的差異性，21世紀(jì)尤甚.

(4)西南地區(qū)氣象干旱化問題，這里僅僅是結(jié)合了1990年代以來部分文論和分析成果進(jìn)行了綜合陳述.研究還需要結(jié)合各種分析方法(如干旱指數(shù)、物理機(jī)制)、多維度(如水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱、社會經(jīng)濟(jì)后效)，深入探討.西南地區(qū)的干旱化，和降水量多寡有關(guān)，以四川西部、云南中部趨重，即寒溫帶半濕潤區(qū)的四川西北部、中亞熱帶濕潤區(qū)的云南中南部和東北部與貴州交界處為中-高危險(xiǎn)性區(qū)，但干旱最高風(fēng)險(xiǎn)度區(qū)域?yàn)樵颇蠔|部、四川東部、貴州西部及重慶大部分地區(qū).干旱災(zāi)害發(fā)生季節(jié)，以夏、秋、春季為重.

(5)西南地區(qū)的氣候變化，持續(xù)增溫和降水的持續(xù)減少，自20世紀(jì)60年代以來干旱化趨重的事實(shí)，啟示人們需要基于氣候環(huán)境變化，特別關(guān)注未來西南的氣候變化走向，從而對城市鄉(xiāng)村發(fā)展規(guī)劃、各產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、水利規(guī)劃和減災(zāi)抗災(zāi)規(guī)劃制定做出科學(xué)的前瞻，以加強(qiáng)對于西南干旱災(zāi)害氣候的科學(xué)共識，建設(shè)和強(qiáng)化各級政府應(yīng)急應(yīng)對、長線應(yīng)對機(jī)制，加強(qiáng)災(zāi)害文化和科普教育，引導(dǎo)社會普遍關(guān)心與投入.

(6)應(yīng)該看到，盡管經(jīng)歷了60年的反復(fù)觀察和分析，通過儀器逐日監(jiān)測的旱澇兩相的可逆式變化，人類也在不斷思考和歸納，但對于氣候變化的復(fù)雜性并未終結(jié)其觀察和探討，也不能局限于對某場次性旱澇或年次性旱澇的認(rèn)識，乃至年代際變化過程來輕易研判氣候變化，天文與氣候，有著多個時(shí)間尺度的周期變化和振蕩，呈現(xiàn)給人類的氣象僅僅是多個不同尺度的旱澇災(zāi)害周期振蕩的疊加復(fù)合體，不好局限于西南地區(qū)我們業(yè)已認(rèn)識到的年際或年代際的變異，也不能局限于某些時(shí)興的認(rèn)識或輿論，輕易做出結(jié)論.