干旱是中国最常见、影响范围最广且经济损失最严重的自然灾害之一（张强等，2014；张强等，2015；张强等，2020；赵鸿等，2023）。据统计，2004—2015年，中国每年因干旱造成的直接经济损失达640.7亿元人民币，仅次于暴雨洪涝灾害。因此，准确监测、预测和预警干旱，对有效防治干旱、减少经济损失至关重要。

国内外研究学者对干旱问题进行了广泛研究，由最初的定性和表象认识发展到对其客观特征的定量认识，并深入揭示了干旱的形成机理。随着科技的发展，我国在干旱成因分析研究方面已基本达到国际前沿水平（张强等，2020）。

然而，干旱事件的形成和发展包含复杂的动力学过程和多尺度能量循环机制，涉及气象、农业、生态和社会经济等多个领域，且具有明显地域性，因此在分析气象干旱成因时需细致而全面。研究发现西南地区的夏季干旱与副高强度偏弱时的气候特性有关，而西太副高偏强时易引发秋季干旱（薛亮等，2023）。此外，大气波动的异常和海温的异常强迫也是西南地区干旱的重要成因，前者通过西风带扰动的能量为环流异常提供必要能量积聚，后者通过热带太平洋异常热源的大气强迫使该地区受下沉气流控制，不利于降水产生（吕纯月等，2021）。对于内蒙古地区，春夏连旱主要与西太平洋副热带高压（简称“副高”）位置偏南、强度减弱及上空水汽异常辐散有关（周扬等，2013；薛亮等，2023），也会受东北冷涡影响引发持续性干旱（刘炜等，2021）。不同区域的干旱成因各不相同，甚至在同一区域内，不同时段内的干旱也受不同因素影响。

干旱灾害对中国农作物种植、畜牧养殖、电力供应及人民的生产生活造成深远影响，严重制约区域经济发展（王劲松等，2012；张强等，2014；王莺等，2022）。特别是农作物播种关键期春季至夏初的持续性大范围干旱会对农业生产造成严重影响。因此，认识这一时段干旱发生的规律及成因，建立有效的灾害风险预估模型，对防灾减灾、提高农作物经济效益至关重要（张强等，2017；张强等，2020；赵鸿等，2023）。

2023年入春以来，中国多地连续发生气象干旱。长期的干旱导致土壤缺水皴裂，影响农作物生长，甚至造成农作物旱死，同时也影响人们的日常生活和电力供应。例如云南省遭遇1961年以来最严重干旱，导致当地面临极为严峻的旱情（https://www.cma.gov.cn/wmhd/2011wzbft/2011wzxzb/xwfbh_2307/index.html）。气象干旱通常伴随着高温和少雨。2023年上半年，云南降水量显著减少，与过去5 a同期相比，1—4月偏少超六成，平均降水量约为34.6 mm，其中昆明平均降水量仅为7.7 mm，为当地有气象记录以来的最低值。云南的旱情迅速发展，导致受灾人口和直接经济损失均明显增加，一季度旱灾共造成87.26万人不同程度受灾，因旱需生活救助19.37万人，因旱饮水困难需救助17.05万人，饮水困难大牲畜8.04万头（只），农作物受灾面积5.539×10³ hm²，绝收面积5.04×10³ hm²（http://yjglt.yn.gov.cn/html/2023/jzjz_0406/26927.html），发电力与用电量也面临“双缺”考验（微博政务号-国家能源局云南监管办公室）。

2023年春季，华北部分地区出现了降雨持续偏少和土壤缺墒现象，旱情严重，特别是内蒙古东部牧区发生持续严重气象干旱。内蒙古自治区约六成的土地受到干旱影响。这种大范围的干旱导致牧草返青延迟、生长受限，并引发了多起草原火灾（https://www.mem.gov.cn/xw/yjglbgzdt/202306/t20230607_452895.shtml）。

综上，2023年上半年中国西南、华北等地发生了较为严重的干旱事件，一些区域的气象干旱甚至创历史极值。干旱对农业生产和居民生活造成的影响广泛而深远，许多专家学者对历年干旱发生的原因及其影响做了详细的分析和总结（王劲松等，2012；张强等，2014；张强等，2015；张强等，2020；王莺等，2022；郝立生等，2022；李忆平等，2022；孙博等，2023；赵鸿等，2023）。然而，过去的研究多集中于夏秋季节的干旱事件，对上半年干旱事件的成因分析及其影响的讨论较为缺乏，这限制了旱灾风险预估体系的建立和防灾减灾工作的效果。因此，本文基于对2023年上半年的干旱事件进行深入分析，不仅可以更全面理解区域干旱的发生规律，还可以改进预测预报效果，丰富旱灾风险预估体系，为防灾减灾工作提供科学依据，进而减轻大面积旱灾对经济和社会发展的深远影响。

本研究综合使用了以下几种数据：

（1）气象观测数据。包括国家气象信息中心提供的全国2 300多个气象站2023年1月1日至6月30日的逐日降水量、气温及蒸散发量数据，用于计算逐日K干旱指数。

（2）干旱综合指数（Meteorological drought composite index，MCI）。由国家气候中心提供，时间段为2023年1月1日至6月30日，用于计算全国气象干旱累计日数。

（2）土壤水分资料。使用GCOM-W1/AMSR-2逐日升轨和降轨土壤水分产品数据，反演计算2023年1—6月的逐旬土壤体积含水量距平百分率，空间分辨率为10 km×10 km。

（3）大气环流再分析资料。来自美国国家环境预报中心和国家大气研究中心（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research，NCEP/NCAR）2023年1月1日至6月30日的逐日资料，包括位势高度、风速、垂直速度、气温、相对湿度和地表气压等要素，水平分辨率为2.5°×2.5°，气候态选用1981—2010年平均。

（4）海温资料。使用美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）提供的最优插值海温分析逐日数据（The version 2 daily optimum interpolation sea surface temperature analysis，OISSTv2）。时间段为1981年9月1日至2023年6月30日，水平分辨率为0.25°×0.25°。此外，使用2022年1月至2023年6月国家气候中心（National Climate Centre，NCC）提供的基于逐日OISSTv2数据的Niño3.4逐候指数监测产品，同样以1981—2010年平均值作为气候态。

文中附图所涉及地图均基于国家测绘地理信息局审图号为GS（2016）2556号的标准地图制作，底图无修改。

（1）K干旱指数

K干旱指数由中国气象局兰州干旱气象研究所自主研发（王劲松等，2007b；王劲松等，2008），主要用于大气和土壤的干旱监测及评估。其计算公式如下：

式中：K_i，j为i年j站的K干旱指数，Ri,j'、Ei,j'分别为i年j站降水量和蒸散的相对变率；R_i，j、E_i，j（mm）分别为i年j站的降水量和蒸散量；Rj¯、Ej¯（mm）分别为j站最近30 a降水量和蒸散量的气候平均值。当降水量相对变率越小、蒸散量相对变率越大时，K_i，j越小，干旱越严重（王劲松等，2007a；李忆平和李耀辉，2017）。

将K干旱指数与MCI指数相结合，综合判定干旱的时空演变特征。

（2）T-N通量

使用Takaya和Nakamura（2001）提出的T-N通量公式来描述Rossby波的特征，T-N通量水平分量计算公式如下：

式中：α（km）、φ、λ分别为地球半径、纬度、经度；ψ'为准地转流函数相对于气候场的扰动；基本流场U=(U,V)表示气候场。Takaya和Nakamura发展的T-N波作用通量方法基于三维气候态流场作为背景气流，能更准确地识别纬向非均匀气流中振幅较大的Rossby波的传播特征及其三维传播规律（施春华等，2017）。

（3）CABLE陆面模式

CABLE（Community Atmosphere Biosphere Land Exchange）模式是基于陆面模式建立的大气-生物圈-陆地交互的第三代陆面模式，用于计算陆地与大气之间的动量、能量、水和碳的循环和传输（Kowalczyk et al.，2006；李耀辉，2013；李耀辉等，2015；张良，2016；张良等，2016）。使用CABLE模式的输出结果对我国区域性气象干旱事件进行实时监测。

2 2023年上半年气象干旱时空分布特征

2023年上半年，中国多个地区经历了不同程度的气象干旱（图1）。云南大部、四川南部、广西西部、山东和内蒙古东部等地发生严重干旱。其中，云南东部及四川南部部分地区发生重旱及以上等级的干旱日数超过90 d。全国气象干旱累计日数的空间分布表明，干旱发生的地区以秦岭—淮河为界，北方干旱重灾区集中于内蒙古东部至华北地区，南方则集中在西南和华南地区，因此选定西南地区与内蒙古地区为主要研究区。

2023年1—6月逐月干旱监测结果（图2）显示，2023年1月下旬，西南和华南西部地区开始出现中等程度以上的气象干旱。2月，西南旱情持续，而华南西部旱情有所缓解。3月，西南旱情继续加剧，云南大部出现重旱，正值春播关键期的降水偏少严重影响作物出苗率（张强等，2014；赵鸿等，2023）。4月，东北地区和江南东部区域出现中等程度以上的气象干旱，云南、海南和江浙地区的旱情尤为严重。5月，西南大部、华南局部、内蒙古东部、东北中部、江浙等区域出现中等程度以上气象干旱，云南、内蒙古等地旱情严重，其中云南省旱情在中旬略有缓解，下旬又开始反弹扩张。6月，西南地区旱情有所减缓，旱区中心东移至云南东部及广西西部，内蒙古东部旱情呈发展态势。此外，新疆西部、山东半岛、西南、华南及江淮等地发生中等以上气象干旱。

综合分析表明，2023年上半年的干旱具有“局地多发、骤发型与持续型相结合”的特征，整体空间分布呈“西南—东北”态势。与历年干旱事件相比，除西北地区东部外，基本符合气候变暖背景下旱灾发生的规律（张强等，2010；吴秋洁，2019；张强等，2020）。特别是西南地区长期高温少雨，水汽来源减弱，导致农业生产关键期内缺乏有效降水，严重影响农作物产量和经济效益。而对于北方地区，如内蒙古东部，春季至夏初缺乏有效降水，导致牧草返青延迟和畜牧业遭受经济损失（张强等，2015）。

土壤水分分析显示（图3），2023年上半年，中国西南地区的土壤水分自1月中旬起明显偏少，3月下旬至5月上旬土壤水分持续偏少，至5月中旬有所缓解，当月下旬仍较历史同期偏少，直至6月上旬才逐渐恢复正常，这一趋势与K干旱指数监测结果一致。同期，四川东部和重庆局地的土壤水分偏少情况更加明显，尤其在4月后偏少幅度达20%~50%。长江中下游地区也表现出相似的土壤水分减少趋势。6月上旬，西北、东北、内蒙和华北部分地区土壤水分出现负距平，到6月下旬，西北大部、内蒙古东部、四川东部和华北大部地区土壤水分较历史同期偏少20％以上，局地偏少达50%以上。对比分析K干旱指数与AMSR2微波遥感土壤水分数据可发现，AMSR2微波遥感数据在监测华北地区的土壤水分方面表现较好，但对于西南地区则存在一定局限性，这可能与其仅反映土壤表层（<10 cm）含水量有关。虽然西南地区的干旱主要是由于缺乏有效降水，但该地区偶尔的小雨可导致微波遥感监测结果与实际旱情存在一定差异。

CABLE模式模拟的土壤干旱程度变化显示，1—2月各旬，我国新疆天山地区、西藏东部及西侧部分地区、青海东部及四川西北部、甘肃中部及南部、云南西部、湖南等地有中度以上气象干旱（图略）。3月中上旬，华北地区出现中度干旱，新疆吐鲁番盆地、西藏东部、甘肃东部及其相邻的宁夏和青海东侧、西南地区西北部、江南局地出现重旱至特旱。4月，西藏重旱面积有所减小；内蒙古旱情不断加剧并向东扩散；西南地区南部的旱情先加剧后缓解；江南旱情略有缓解。5月中上旬，西藏东部、甘肃中部、内蒙古、东北北部、华北、江南、西南南部以及华南局地均出现重旱，至5月下旬江南旱情明显缓解，而西藏、甘肃、内蒙古、华北旱情加剧，西南南部旱情先减弱后增强。6月中上旬内蒙古中部、甘肃中部、华北、东北北部及西南南部旱情仍持续，6月下旬西南旱情有所缓解，而内蒙古地区干旱更加严重（图4）。这些结果与K干旱指数及遥感监测的土壤水分变化均具有较好的一致性。

土壤水分分析显示，西南和内蒙古地区为2023年上半年发生持续型干旱事件的典型区域。相较于MCI指数，K干旱指数作为监测工具显示出较高的准确性和可靠性，但在个别区域（如新疆）监测到的干旱强度较实际偏强，需要结合当地具体情况进一步分析和调整。

2023年上半年西南旱区的干旱表现出明显的时间演变特征。西南地区1月底开始出现干旱，并在2月加剧，尤其是云南和四川南部出现中至特旱级别的干旱。3月，旱情扩展至广西省，重旱至特旱等级的站次比为20%。4月云南旱情进一步加剧，大部地区出现重旱至特旱，同时干旱范围扩展至贵州，该省部分区域出现中至重旱。4月中旬，西南旱区重到特旱的站次比达40%，特旱站次比超过20%。5月中旬因降水旱情有所缓解，月底干旱再次加剧，且旱区中心东移至广西，并持续至6月上旬，6月5日重到特旱的站次比达46%。6月下旬，云南、贵州及广西的旱情有所缓解，但四川的干旱依然持续（图2），6月30日重到特旱的站次比为20%（图5）。整体来看，2023年上半年西南地区的旱情呈现持续型与骤发型相交替的特征，3—5月以持续型为主，这是由于春季水汽不足，加之冷空气活动难以影响该地区，导致降水整体偏少。6月受副高影响，虽有降水，但由于雨带整体偏移和持续的高温，干旱转为骤发型。与近年相比（孙昭萱等，2022；唐懿等，2022），2023年西南地区干旱发生时间提前，强旱中心从川渝地区转移到云贵地区，并从春季持续到夏季。

内蒙古东部地区的干旱从4月中旬开始，至5月旱情进一步发展，影响范围扩展至黑龙江西部和吉林西部。6月干旱扩展至河北、北京、辽宁等地，且干旱程度不断加剧，至6月中下旬内蒙古东部及河北北部等地出现特旱，6月下旬重到特旱的站次比达30%（图5）。内蒙古东部地区的干旱呈持续型特征，其发生发展主要依赖于降水量的变化。农作物生长关键期的4月出现的干旱对农业生产产生严重影响，且增加了草原火灾的风险。与历年数据相比（周扬等，2013），2023年上半年该地区的干旱面积和强度都有所增加，对当地社会经济产生深远影响。

500 hPa是中高纬槽脊和副高系统的主要活跃层，其环流异常常导致区域降水异常和持续性高温天气。2023年3月，500 hPa高度场在欧亚中高纬度表现为“两槽两脊”型，使得西南地区受西风气流主导，等值线较为平直。4月，乌拉尔山地区位势高度场为正异常，而贝加尔湖地区受负异常场控制。这种配置导致冷空气靠近青海北部，而西南地区主要受干冷西风影响，无冷暖气流交汇，不利于有效降水的形成。5月，副高在南海区域形成，其北侧的云南、贵州等地区的环流形势发生转变，副高西侧的偏南风将印度洋与孟加拉湾的暖湿气流输送至西南地区，5月中下旬的降水缓解了旱情。6月，西南地区出现低压槽，但由于副高东移，降水带发生偏移，尽管有降水，但该区域依然受骤发型干旱事件影响。对内蒙古东部而言，3—4月该地区多受西北风控制，在东亚大槽的槽后区域，间或发生干旱；到5月，该地区的环流形式转变为平直西风，冷暖气流交汇弱，降水形成机会减少，干旱范围和强度均有所增加；6月内蒙古东部东北地区的旱情在西北风影响下偶有缓解，但整体仍为间歇式发展（图6）。

850 hPa风场显示（图7），3—4月，我国大部分地区以西风为主，偏北风异常偏弱，导致冷空气难以到达西南地区。同时，从孟加拉湾和印度洋吹来的偏南风也异常偏弱，导致暖湿气流偏少，不利于产生有效降水，这种气流模式易导致西南地区的干旱。而内蒙古地区受干冷西风控制，冷暖气流交汇较弱，造成该地区降水偏少，从而增大干旱发生的概率。5—6月，随着南海夏季风建立，受副高影响水汽输送通道发生偏移，中高纬地区的偏北风继续表现为异常偏弱和偏东，使得南海的暖湿气流与北方冷空气交汇的位置略有北抬，因此西南地区在5月中旬和6月下旬降水过程偏少，导致旱情并未从根本上得到缓解。同时，内蒙古东部地区受强势偏西风和异常偏弱的偏南风双重影响，水汽输送不足，降水偏少，使得该地区干旱仍然频发。西风带的变化和副高位置的调整，对西南地区和内蒙古地区的水汽输送和降水形成具有重要影响。

副高作为影响我国夏季天气气候的关键大气环流系统之一（陶诗言，1963；Huang et al.，2018；Guan et al.，2019），其位置和强度的异常变化对雨带产生降水的位置和范围具有决定性影响（朱乾根，2007；Lu and Lin，2009；Huang et al.，2015；郑建萌等，2015；孙博等，2023）。2023年3—4月，副高在15°N左右，与历年气候态基本一致，但其经向位置有所西伸。5月开始，副高明显增强并进一步西伸北抬，其强度和范围均大于气候态平均水平，导致西南、华南地区受异常高压控制，持续高温且降水雨带向北偏移，使得这些地区整体高温少雨，出现大面积干旱。6月副高延伸范围更广，西伸更明显；尽管也略有东扩，但整体仍趋于北抬，进一步控制西南、华南及东部地区[图6（d）]。受副高异常偏强偏西影响，西南地区多晴好天气，不利于有效降水产生。同时，副高阻挡了夏季风东移，导致西南季风爆发偏晚，使得西南地区整体降水偏少，出现持续性大面积干旱。与2022年夏季相比，2023年上半年副高仍以偏西偏强为主，影响西南地区与内蒙古地区的水汽交汇位置，进一步影响降水带的位置。因此，副高异常西伸北抬是2023年上半年导致我国南方尤其是西南、华南一带出现持续干旱的主要因素之一。

中高纬冷空气活动与长波槽脊波动密切相关，长波波动异常时，冷空气活动也随之改变。T-N波作用通量能有效诊断西风带Rossby波在中高纬波动能量的传播特征。2023年上半年4—6月500 hPa位势高度距平及T-N波作用通量分布显示（图8），4月来自北大西洋的扰动沿西风带向东传播，分为向北非和鄂霍茨克海两个方向。格陵兰岛以东洋面上向北非的传播支强度异常偏大，鄂霍茨克海方向的传播支则相对偏弱。鄂霍茨克海附近位势高度为正距平，显示该地区阻塞高压偏强，西伯利亚至我国北方地区受高度场负距平影响，T-N波作用通量偏弱；而东南亚地区高度场负异常且无明显Rossby波活动特征，不利于洋面暖湿气流向西南地区输送。5月，Rossby波活动显著变化，向北非的传播支减弱，而向鄂霍茨克海的传播支加强，并在中亚地区向南发生偏转，向我国北方地区传播。乌拉尔山的阻塞高压加强，我国西北地区处于高度场负异常，高纬度冷空气南下至我国北方地区，对西南地区影响较小。此时，东南亚地区无明显Rossby波活动，不利于东亚季风的建立，西南地区冷暖气流交汇减弱，难以形成大范围降水。6月，Rossby波活动相对偏弱，向鄂霍茨克海的传播支主要在60°N以北的高纬度地区传播，中高纬波活动偏弱，冷空气不能到达我国北方地区，不利于降水产生，进一步加重了内蒙古东部地区的旱情。

Niño3.4指数作为全球气候变化的重要外强迫信号指示器，反映了大气环流与海洋环流之间的相互作用，以及这种相互作用随时间的变化。较高的Niño3.4指数通常表示关键区的海表温度较高，可能导致风暴、干旱等气候灾害。相反，较低的Niño3.4指数表明这些区域的海表温度较低，可导致区域洪涝、寒潮等气候灾害（陈艳，2013）。与2022年相比，2023年上半年Niño3.4指数整体呈上升趋势，尤其是进入3月下旬后，指数逐渐升高，标志着全球气候从拉尼娜转向厄尔尼诺（图9）。受其影响，我国多个地区出现高温干旱。2023年3—6月全球海温距平场数据显示，3月下旬后，赤道中东太平洋关键区的海温变得异常偏暖并呈增大趋势（图10）。3—6月热带中太平洋海温偏暖，热带西太平洋近海洋陆区的海温偏冷，导致西南地区对流活动偏弱，从而引发连续高温干旱天气。

内蒙古地区对海温的响应更为复杂（贺晋云等，2011）。内蒙古东部农区的春旱对前一年秋冬季的拉尼娜事件响应滞后（李韵婕等，2014；李忆平等，2015）。3月开始，赤道中东太平洋的海温转变为暖位相，特别是在140°E—150°W、30°N—50°N的敏感区，海温分布大致呈北低南高趋势，可能不利于500 hPa太平洋中部大槽的发展加强，进而导致上游高压脊稳定，造成内蒙古地区持续少雨。因此，受冬季拉尼娜事件响应滞后和海温变化的共同影响，内蒙古地区自4月中旬起出现干旱，5月达到高峰。但有研究表明，当赤道中东太平洋为暖位相时，内蒙古东部农区春季和5月降水偏多，而冷位相时降水偏少（李忆平等，2015），说明气象干旱的影响因素多种多样，单一因素的讨论有时无法清晰解释复杂的对应关系。

2023年上半年，我国西南、华北东部、华东北部、华中南部、华南及东北中部等地相继出现较为严重的气象干旱。特别是云南大部、四川南部、广西西部、山东和内蒙古东部等地，干旱持续时间长、强度大。西南地区近年来连续受到极端高温和干旱事件的影响，造成一系列问题，如农作物减产、用电量紧张和饮用水困难等。本文利用土壤水分、环流、海温等数据，使用K干旱指数、MCI综合干旱指数、T-N通量等方法，详细分析了2023年上半年我国干旱事件的时空分布特征及其成因，得到以下主要结论：

（1）土壤含水量偏少。2023年上半年全国大部分地区土壤含水量较历史同期偏少。西南地区从1月起土壤水分持续偏少，至5月中旬有所缓解，6月上旬水分偏少状态解除。对应地，西南地区从1月开始出现中度气象干旱，至5月成为重旱中心；6月雨季开始后旱情偶有缓解，但仍有骤发型干旱。内蒙古地区的土壤水分从3月中旬开始偏少，4月下旬偏少加剧，6月下旬干旱面积扩大，强度加剧。纵观整个旱情发展过程，西南地区干旱由持续型转为骤发型，而内蒙古地区持续干旱。

（2）大气环流异常。2023年上半年，中高纬度大气环流场异常偏弱、副高位置西伸北抬。3—4月冷空气靠近青海北部，西南地区以干冷西风为主，且Rossby波活动偏弱，不利于形成降水，为干旱的持续发展奠定基础。5—6月，西南地区虽位于副高北侧低压槽下，但雨带受副高位置变化的影响发生偏移，导致旱情并能完全解除。内蒙古地区3—4月受西北风控制，5月转为平直西风，不利于降水，干旱加剧。

（3）海温的影响。2023年3月下旬赤道中东太平洋关键区海温异常偏暖，导致全球气候开始转为El Niño事件。由于气候响应滞后，西南地区受La Niña事件的尾声和El Niño事件的双重影响，导致上空对流活动偏弱，引发持续高温干旱。内蒙古东部的春旱则受上年秋冬季La Niña事件的滞后影响和春季海温变化的共同作用，导致4月中旬开始出现干旱，至5月最为严重。

综上，西南地区和内蒙古地区2023年上半年的干旱是土壤含水量偏低、大气环流异常和海温异常共同作用的结果。因此，旱情的风险预估要重点关注土壤含水量的变化，并结合大气环流的变化和海温的变化进行综合分析。在此过程中，K干旱指数表现优异，可作为主要监测因子，但也需考虑其受降水量影响可能导致部分区域监测的干旱强度偏重的情况。此外，地表植被、种植模式、耕作方式等多种因素也应在干旱分析中予以考虑。整体而言，干旱的成因复杂多样，需更深入研究不同因子的影响程度和相互关系，以更清晰地认识干旱发生的规律并改进预报技术。