夏季青藏高原及周边地区大气热源与川渝盆地高温日数年际变化的关系

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0221

干旱气象 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (2): 221-230.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0221

夏季青藏高原及周边地区大气热源与川渝盆地高温日数年际变化的关系

黄小梅¹(), 周长艳¹(), 庞轶舒¹^,², 于浩慧³, 甘薇薇¹

1.四川省气候中心，四川成都 610072
2.高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，四川成都 610072
3.四川省气象灾害防御技术中心，四川成都 610072

收稿日期:2024-07-11 修回日期:2025-03-06 出版日期:2025-04-30 发布日期:2025-05-13
通讯作者: 周长艳（1979—），女，四川凉山人，研究员，主要从事气候及气候变化研究。E-mail: zcy001124@163.com。
作者简介:黄小梅（1987—），女，四川绵阳人，副研究员，主要从事青藏高原气候变化研究。E-mail: hxmlovely@163.com。
基金资助:
四川省自然科学基金项目(2024NSFSC0066);四川省气象局重点创新团队项目(SCQXTD202402);高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室科技发展基金项目(2018-青年-07);高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室科技发展基金项目(SCQXKJYJXZD202404);四川省气象局复盘总结专项(SCQXFPZJ2025-04)

Relationship between atmospheric heat source over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding area and annual variation of high temperature days in Summer in Sichuan-Chongqing Basin

HUANG Xiaomei¹(), ZHOU Changyan¹(), PANG Yishu¹^,², YU Haohui³, GAN Weiwei¹

1. The Climate Center of Sichuan Province， Chengdu 610072， China
2. Heavy Rain and Drought-Flood Disasters in Plateau and Basin Key Laboratory of Sichuan Province， Chengdu 610072， China
3. Meteorological Disaster Prevention Technology Center of Sichuan Province， Chengdu 610072， China

Received:2024-07-11 Revised:2025-03-06 Online:2025-04-30 Published:2025-05-13

摘要/Abstract

摘要： 研究青藏高原及周边地区夏季大气热源与川渝盆地高温日数变化的关系对川渝盆地高温预测及高温干旱灾害防御有重要意义。基于1979－2022年川渝盆地125个气象站的夏季（6—8月）日最高气温资料和NCEP/NCAR（National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）逐月再分析资料，分析了川渝盆地夏季高温日数的时空分布特征及其年际变化与青藏高原及周边大气热源的关系。结果表明：盆地高温日数EOF（Empirical Orthogonal Function）第一模态表现为全区一致型，高温日数在1979－2022年呈明显增多趋势，且存在明显的年际和年代际变化。夏季盆地高温日数年际变化与高原东部及其东侧大气热源强度关系密切，当高原关键区大气热源偏弱（强）时，盆地高温日数明显偏多（少）。在年际尺度上，当高原东部及其东侧热源偏弱时，南亚高压偏东偏北，西太平洋副热带高压偏西偏北，从西太平洋和南海以及孟加拉湾向盆地输送的水汽减弱，配合盆地上空显著的下沉运动异常，导致降水偏少，高温日数偏多。同时，盆地上空总云量偏少，到达地面的太阳短波辐射通量显著增加，导致地面气温升高，高温日数偏多。当高原东部及其东侧大气热源偏强时，环流异常形势有利于盆地高温日数偏少。

关键词: 青藏高原, 大气热源, 高温日数, 川渝盆地

Abstract:

It is of great significance to study the relationship between summer atmospheric heat source over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding area and the number of high temperature days in the Sichuan-Chongqing Basin for summer high temperature prediction and high temperature and drought disaster prevention. Based on the daily maximum temperature data of 125 meteorological stations in the Sichuan Chongqing Basin and monthly NCEP/NCAR (National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research) reanalysis dataset, the characteristics of summer high temperature days in the Sichuan-Chongqing Basin and relationship between the inter-annual variation of high temperature days there and atmospheric heat source over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding area are discussed. The results show that the first mode of EOF decomposition of high temperature days presented a consistent type in the whole region, which can reflect the main distribution characteristic of summer high temperature days. The summer high temperature days in the basin significantly increased from 1979 to 2022, showing obvious inter-annual and inter-decadal variation characteristics. There is a close relationship between the atmospheric heat source over the eastern part and its eastern side of Qinghai-Xizang Plateau and the inter-annual variation of summer high temperature days in the basin. When the heat source over the key region of the plateau is relatively weak (strong), the corresponding high temperature days in the basin are significantly more (less). On the inter-annual scale, when the atmospheric heat source over the eastern part and its eastern side of Qinghai-Xizang Plateau is weaker than normal, the position of South Asian high shifts northeastward, and the western Pacific subtropical high shifts northwestward, The water vapor transport from the South China Sea, western Pacific, and Bay of Bengal to the basin is significantly weakened, combined with significant subsidence anomalies over the basin, resulting in less precipitation and high temperature days there. At the same time, the total cloud cover in the basin is less than normal, and the short-wave solar radiation flux reaching the ground increases significantly, resulting in a rise in ground temperature and an increase in the number of high-temperature days. When the atmospheric heat source over the eastern part of the plateau and its eastern side is relatively strong, the circulation pattern is beneficial for reducing the number of high temperature days in the basin.

Key words: Qinghai-Xizang Plateau, atmospheric heat source, high temperature days, Sichuan-Chongqing Basin

中图分类号:

P429

黄小梅, 周长艳, 庞轶舒, 于浩慧, 甘薇薇. 夏季青藏高原及周边地区大气热源与川渝盆地高温日数年际变化的关系[J]. 干旱气象, 2025, 43(2): 221-230.

HUANG Xiaomei, ZHOU Changyan, PANG Yishu, YU Haohui, GAN Weiwei. Relationship between atmospheric heat source over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding area and annual variation of high temperature days in Summer in Sichuan-Chongqing Basin[J]. Journal of Arid Meteorology, 2025, 43(2): 221-230.

图/表 11

图1 川渝盆地地形高度（填色，单位：m）和1991—2020年气候平均的夏季高温日数（等值线，单位：d）空间分布（圆点表示气象站点）注:基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2019)1822号的标准地图制作，底图边界无修改，下同。

Fig.1 The spatial distribution of topographic height （the color shaded， Unit： m）， and the climatological mean high temperature days （isolines， Unit： d） in summer from 1991 to 2020 in the Sichuan-Chongqing Basin （The dots represent the meteorological stations）

图2 1979－2022年川渝盆地夏季高温日数EOF分解第一模态（a）及其标准化时间系数（b）

Fig.2 The first mode of EOF decomposition of high temperature days in summer in the Sichuan-Chongqing Basin from 1979 to 2022 (a) and its standardized time coefficient (b)

图3 夏季青藏高原及周边地区大气热源气候平均态空间分布（单位：W·m-2）（粗黑曲线为3 000 m的地形等高线，代表青藏高原）

Fig.3 The spatial distribution of climatological mean state of atmospheric heat sources in summer over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding region （Unit： W·m-2）（The black line is the Qinghai-Xizang Plateau boundary with altitude of 3 000 m）

图4 1979－2022年川渝盆地夏季高温日数EOF第一模态时间系数与高原及周边大气热源在去掉年代际变化趋势前（a）、后（b）的相关系数场（红色方框为计算高原热力指数选取的关键区，深、浅阴影分别表示达到95%、90%的置信水平）

Fig.4 The spatial distribution of the correlation coefficients between the time series of the first EOF mode of high temperature days in summer in Sichuan-Chongqing Basin from 1979 to 2022 and the atmospheric heat sources over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding areas before (a) and after (b) removing the interdecadal variation trends (The red square frame represents the key regions selected for the calculation of the thermal index of Qinghai-Xizang Plateau, the dark and light shadows indicate the confidence level of 95% and 90%, respectively)

图5 1979－2022年标准化ITPE的年际变化

Fig.5 The inter-annual variation of the standardized ITPE from 1979 to 2022

图6 青藏高原热力指数偏低和偏高年川渝盆地夏季高温日数距平合成差值场（单位：d）（深、浅阴影分别表示达到95%、90%的置信水平，下同）

Fig.6 Composite difference field of high temperature days anomaly in summer over Sichuan-Chongqing Basin in the years with low and high thermal index of Qinghai-Xizang Plateau （Unit： d）（The dark and light shadows indicate the confidence level of 95% and 90%， respectively， the same as below）

图7 1979－2022年夏季负ITPE回归的同期200 hPa (a、b)、500 hPa (c、d)和700 hPa (e、f)位势高度场（等值线，单位：gpm）（a、c、e）及风场（箭矢，单位：m·s-1）（b、d、f）（蓝色箭矢表示达到90%的置信水平，绿色阴影表示辐合区）

Fig.7 The geopotential height field (contours, Unit: gpm) (a, c, e), wind field (arrows, Unit: m·s-1) (b, d, f) at 200 hPa (a, b), 500 hPa (c, d), 700 hPa (e, f) in the same period regressed by using the negative ITPE in summer from 1979 to 2022 (The confidence level of blue arrows is 90%, and the green shaded represents the convergence zone)

图8 1979－2022年夏季负ITPE回归的同期500 hPa垂直速度场（a，单位：Pa·s-1，垂直速度ω放大100倍）和比湿场（b，单位：g·kg-1）

Fig.8 The vertical velocity field (a，Unit: Pa·s-1, the vertical velocity ω multiplied by 100) and specific humidity field (b, Unit: g·kg-1) at 500 hPa in the same period regressed by using the negative ITPE in summer from 1979 to 2022

图9 1979－2022年夏季负ITPE回归的同期28°N—40°N平均的垂直速度距平（等值线，单位：Pa·s-1）、风场距平（箭矢，单位：m·s-1）（a）及温度距平场（b，单位：℃）经度-高度剖面（蓝色箭矢表示达到90%的置信水平，下同）

Fig.9 The longitude-height sections of the vertical velocity anomalies (contours, Unit: Pa·s-1), wind field anomalies (arrows, Unit: m·s-1) (a) and temperature anomaly fields (b, Unit: °C) averaged over 28°N-40°N in the same period regressed by using the negative ITPE in summer from 1979 to 2022 (The confidence level of blue arrows is 90%, the same as below )

图10 1979－2022年夏季负ITPE回归的同期整层积分水汽通量（a，单位: g·cm-2·s-1）和GPCP降水场（b，单位：mm·day-1）

Fig.10 The vertically integrated water vapour flux of the whole layer (a, Unit: g·cm-2·s-1) and GPCP precipitation (b, Unit: mm·day-1) in the same period regressed by using the negative ITPE in summer from 1979 to 2022

图11 1979－2022年夏季负ITPE回归的同期平均总云量（a，单位：%）和地面太阳短波辐射通量（b, 单位：W·m-2）

Fig.11 The average total cloud cover (a, Unit: %) and the downward solar shortwave radiation fluxes (b, Unit: W·m-2) regressed by using the negative ITPE in summer from 1979 to 2022

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Relationship between atmospheric heat source over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding area and annual variation of high temperature days in Summer in Sichuan-Chongqing Basin

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