通辽地区夏季旱涝OLR特征及短期气候预测
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摘要 利用卫星观测地气系统射出的长波辐射OLR资料，分别选取通辽地区7个旱涝年的OLR场资料，分析低纬度地区OLR场的特征，得出一些有益的结果。表明通辽地区的旱涝年份的OLR 场有明显的差异。在2010—2011预测中的应用，表明效果很好。
中图分类号 P456.1；P457.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）21-0040-02
通辽市地处大兴安岭南麓浅山丘陵地带，属中纬度季风气候区[1]，近年来无论是春季还是夏季干旱都比较严重，降水量比平均值偏少33.0%～63.5%。有必要研究通辽地区的干旱，分析影响这种干旱的低纬度天气系统。因此，利用卫星观测到的长波辐射资料OLR场，研究影响中纬度地区降水的热带及副热带天气系统，分析预测通辽地区的夏季降水的旱涝情况。副热带高压是影响中纬度地区降水量多少的间接因子，弄清楚低纬度系统的强弱，也就能预测通辽地区的旱涝情况。选取4—9月的OLR资料，分析通辽地区的旱涝与低纬度的OLR场的对应关系。
1 通辽地区旱涝副热带天气系统的OLR数值特点
OLR场不仅反映了大气中的云量云顶层高度的温度，而且在热带地区晴空大气状态下，间接地反映了下垫面的海温情况。中纬度地区夏季多雨或少雨，又与副热带高压有很好的相关关系。因此，了解副热带高压、赤道太平洋海温以及低纬度OLR场与通辽地区降水量之间的关系，有利于做好短期气候预测工作。分别从通辽地区8个测站平均降水量中选取旱涝年各7个个例，划分标准。
y′=（i=0，1，2，…，n）
其中：M为站点数，xi为降水量，为历年降水量平均值，y′降水量距平百分率新序列。旱涝年距平百分率为±20%。一般在低纬度地区OLR小值区域为对流区域，大值区域为大规模下沉区域。西太平洋副热带高压西伸脊点为东经110°～150°范围588线的西界位置经度数值，西太平洋副热带高压北界位置为副高体北侧588线平均纬度数值，印度低压面积指数取值范围为南纬10°至北纬3°，东经70°～110°；OLR值是选取上述副高体北界及西伸脊点所对应的OLR场上最大轴线数值。通过对影响通辽地区夏季降水副热带高压的位置与OLR强度值对照可以看出，在低纬度地区OLR≥240 W/m2的区域为大规模的下沉干区。因此，涝年的副高体很强很明显，而旱年的副高体很弱，甚至说形成不了大规模的完整的下沉区。从另外一个角度讲，上述说明了对应通辽地区涝年的副高体的下垫面海温要比旱年的副高体的海温高，即涝年副高体强大，这和人们通常所说的副高进退与雨带的移动同步是一致的。仔细观察西太平洋副热带高压北界位置，涝年和旱年均为北纬27°，平均在同一个位置，没有区别；但是，从OLR场上的数值可以看出二者之间有很大的区别，相差12 W/m2，即涝年比旱年大。一般在低纬度地区OLR数值≤220 W/m2 为对流活动区和降水区，这说明了不管是涝年还是旱年副高北界都是对流活动区；旱涝年份的副高体的平均北界位置在500 hPa高度图上，虽然不能很好地区分，但是从辐射通量上可以明显地看出差异，说明涝年的副高体面积要比旱年的副高体面积明显强大。上述副高位置上的OLR值所反映的地气系统射出的长波辐射，其物理意义非常明显，表明在副热带上空的副高体与所对应的下垫面辐射量场在物理意义上是一致的。
1.1 通辽地区旱涝与中低纬度OLR场特征
OLR场的范围为南纬50°至北纬50°，东经60°至西经60°。主要是考虑到太平洋洋面地区，副热带高压维持的地区以及北半球中纬度地区。通辽地区夏季旱涝年份，OLR场特征在副热带地区及赤道热带太平洋地区，有明显的差异。特别是西北太平洋副热带高压控制区及印度至孟加拉湾和赤道中东部太平洋等地区的差别更为显著。涝年在东经120°～150°，北纬20°～30°范围，即西北太平洋副热带高压附近有1个大值区，最大OLR值可达265 W/m2左右；而旱年在东经120°～150°，北纬20°～30°范围高值中心不明显，上述范围最大值也只有245 W/m2。涝年的赤道中东部太平洋OLR场的中心数值最大为280 W/m2，比旱年的270 W/m2数值大，二者相差10 W/m2左右，而且涝年的OLR大值轴线向西延伸的要多一些，可达到东经150°，旱年的仅仅到东经180°，并且比涝年OLR最大值轴线略偏南。
综上所述，涝年的OLR场副高体（范围东经120°～150°，北纬20°～30°）明显且有中心闭合体；旱年的OLR场副高体（范围东经120°～150°，北纬20°～30°）不明显，很弱甚至没有明显的中心闭合体。赤道中东部太平洋OLR场存在1个大值轴线，并且涝年比旱年偏西偏北。
1.2 通辽地区旱涝与OLR的相关关系
从1975年至2010年夏季（6—8月）中选取7个涝年和7个旱年个例，分析中低纬度纬度地区的OLR场气候特征。蒋尚城等[2]对长江流域旱涝同OLR的关系研究结果表明，OLR同降水存在负相关关系。笔者的研究结果也是负相关关系，因此可以把卫星观测资料应用于天气气候研究中。
1.2.1 通辽地区涝年与OLR距平场特征。在副热带地区的东经120°～160°、北纬20°～40°范围有一正距平区域，最大值中心在北纬30°、东经140°附近为17 W/m2。在这个范围内基本上是夏季西太平洋副热带高压所在的位置，所对应的天气系统是大范围的高压晴空区。在这个范围卫星观测的长波辐射能通量自然就是高值区，这是因为晴空海平面所放出的辐射能要比有云的海区所放出的辐射能要大得多的缘故[3-6]。因此，通辽地区夏季涝年的OLR场对应西太平洋副热带高压区域有1个明显的高值区。通辽涝年在赤道中东部太平洋OLR场上存在正距平这一特征可能与ENSO事件有联系。
1.2.2 通辽地区旱年与OLR距平场特征。通辽地区夏季旱年的OLR场对应西太平洋副热带高压区域有1个明显的高值区，比涝年副高体弱。在赤道上有1个负距平中心，在西经180° 附近，中心值为-19 W/m2。这一特征与涝年恰恰相反，但是不同的是旱年的负距平中心位置要比涝年的正距平中心的位置略偏南。从通辽旱涝年的OLR场特征上，可以得出旱涝年的副高体的OLR值均为高值区，涝年副高体比旱年副高体偏西偏强；旱涝年的赤道中东部太平洋地区OLR场存在明显的差别，即涝年是狭长的正距平带，旱年是狭长的负距平带，且中心位置旱年比涝年偏南。
1.2.3 通辽地区旱涝年OLR距平差值场特征。为了进一步分析通辽地区的旱涝年的中低纬度OLR场的差异，把涝年的距平场减去旱年的距平场得到OLR特征场。并可以看出副热带地区，为正值区域，说明了涝年的OLR值在这个区域要比旱年的OLR值高，这就是通常人们所说的副热带高压涝年强于旱年。赤道中东部太平洋旱涝年有明显的差异，涝年的OLR场值大于旱年，这就是通辽地区夏季旱涝低纬度长波辐射场的最大区别所在。另外，涝年的副高西伸脊点比旱年的偏西，而当副高体特别偏北时（副高北界达到北纬35°）又会产生干旱，只有在副高体形成完整的带状时，通辽地区才会产生洪涝。综上所述，涝年的赤道中东部太平洋OLR值大于旱年的值。
2 实际应用情况
从普查通辽地区的旱涝年份的OLR场和所对应的天气图上的副热带地区，一般情况，5月涝年的副热带高压脊（OLR场正距平区域）都有所加强西伸；旱年恰恰相反。选取5月的ORL场月平均距平图，作当年通辽地区的夏季旱涝趋势预测，分3种情况。
2.1 预测指标
在北纬15°～25°、东经105°～145°范围内主体OLR距平场，5月有明显正距平区域，网格距5°×5°，网格点数≥5个，为涝年。在北纬15°～25°、东经105°～145°范围内主体OLR距平场，5月有明显负距平区域，网格距5°×5°，网格点数≥4个，为旱年。不满足上述2个条件的为非涝年非旱年。
2.2 预测应用
2010年夏季预测情况，5月负距平场网格距为7个，结论2010年夏季是旱年，实况全市降水量距平百分率为 -48.6%～-20.2%，全市平均降水量距平百分率为-23.6%，属于划分的涝年，正确；2011年夏季预测情况，5月正距平场网格距为3个；结论2011年夏季涝年，实况全市降水量距平百分率为23%～69%，全市平均降水量距平百分率为45.7%，属于划分的涝年，正确。从近2年的预测情况上看，全市8个站的降水量预测基本上都是正确的。因此，利用卫星观测的地面长波辐射OLR场资料，在短期气候预测中应用效果非常好，为短期气候预测开辟一条很好的气候诊断及气候预测的新途径。
3 结语
通过分析通辽地区旱涝年的OLR场特征，得出一些有实际意义的结果。通辽地区的旱涝年在OLR场上呈反位相配置，即西北太平洋副热带高压控制区、印度至孟加拉湾以及赤道中东部太平洋等地区，当上述地区OLR分布异常时对通辽地区的旱涝有重要的影响。通辽地区涝年，西北太平洋副热带高压位置偏西，强度偏强；印度低压偏强；赤道中东部太平洋OLR为明显的正距平。而旱年西北太平洋副热带高压脊线位置偏东，强度偏弱；印度低压偏弱；赤道中东部太平洋OLR为明显的负距平。
4 参考文献
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