2021年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析.pdf

王娜,赵俊虎,娄盼星.2023.2021 年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析 J.大气科学,47(4):12831294.WANGNa,ZHAOJunhu,LOUPanxing.2023.AnalysisoftheCirculationCharacteristicsandDrivingFactorsoftheSuperStrongAutumnFloodinShaanxiProvincein2021J.ChineseJournalofAtmosphericSciences(inChinese),47(4):12831294.doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2305.222412021 年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析王娜1赵俊虎2娄盼星31陕西省气候中心,西安 7100163国家气候中心中国气象局气候预测研究重点开放实验室,北京 1000813陕西省气象科学研究所,西安 710016摘要利用观测和再分析资料，诊断分析了 2021 年陕西省 910 月超强秋汛的极端性及其年际异常的关键环流和驱动因子。结果表明：（1）2021 年陕西省秋汛期累计降水量为 1961 年以来第一位，超强秋汛主要与西北太平洋反气旋（WNPAC）的异常偏强和西伸、环渤海高压及巴尔喀什湖槽偏强有关，三者导致冷暖空气在陕西省辐合，形成持续时间较长的秋汛。（2）2021 年 910 月赤道中东太平洋冷海温加强，第二次 LaNia 事件发展，导致中太平洋对流层下沉气流加强，进而加强 WNPAC，增强环渤海高压及巴尔喀什湖槽，在东亚中高纬度形成“东高西低”型环流异常。（3）夏秋季热带大西洋海温异常偏暖，通过增强热带北大西洋热带中太平洋纬向反转流激发 WNPAC。LaNia 发展和热带北大西洋异常暖海温二者协同作用驱动了 2021 年的陕西省超强秋汛。关键词陕西省秋汛极端性西北太平洋反气旋驱动因子文章编号1006-9895(2023)04-1283-12中图分类号P466文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2305.22241Analysis of the Circulation Characteristics and Driving Factors ofthe Super Strong Autumn Flood in Shaanxi Province in 2021WANGNa1,ZHAOJunhu2,andLOUPanxing31Shaanxi Climate Center,Xian 7100163China Meteorological Administration Key Laboratory for Climate Prediction Studies,National Climate Center,Beijing 1000813Shaanxi Institute of Meteorological Sciences,Xian 710016Abstract In SeptemberOctober 2021,Shaanxi Province experienced record-breaking rainfalls,resulting in severefloodsanddisasters.Thisstudyanalyzedtheextremecharacteristicsofthesuperstrongautumnfloodthatoccurredin2021overShaanxiProvinceanddemonstratedtheinterannualvariationsinitsassociatedcirculationandthedrivingfactorsbehindthefloodusingobservationalandreanalysisdata.Theresultsshowedthat:(1)ThecumulativerainfalloverShaanxiProvinceduringthe2021floodhadbeentheheaviestsince1961.Moreover,thisfloodwascloselyrelatedtotheextremelystronganomalousanticyclonedevelopedoverthewesternNorthPacific(WNPAC),thedevelopmentofhigh收稿日期2022-12-07；网络预出版日期2023-06-05作者简介王娜，女，1984 年出生，高级工程师，主要从事气候诊断与气候变化。E-mail:wangna_通讯作者赵俊虎，E-mail:资助项目国家自然科学基金项目 42075017、42171158，中国气象局创新发展专项 CXFZ2023J002，陕西省科技厅项目 2021JQ-954、2021SF-435Funded byNational Natural Science Foundation of China(Grants 42075017,42171158),Innovative Development Special Project of ChinaMeteorologicalAdministration(GrantCXFZ2023J002),ShaanxiProvincialScienceandTechnologyDepartmentProject(Grant2021JQ-954,2021SF-435)第47卷第4期大气科学Vol.47No.42023年7月ChineseJournalofAtmosphericSciencesJul.2023pressure in Bohai Bay,and the formation of a significantly low trough over Lake Balkhash.As a result of thesephenomena,cold/warmairconvergedoverShaanxiProvince,resultingintheformationofastrongautumnfloodthatsustainedforalongtime.(2)ThestrengtheningofthecoldeastequatorialPacificseasurfacetemperature(SST)duringtheperiodsofSeptemberandOctober2021andthedevelopmentofasecondLaNiaeventledtoanintensificationofthedowndraftinthetroposphereandCentralPacific.ThisresultedinthestrengtheningoftheWNPAC,BSH(BohaiSeaHigh),andBLT(BalkhashLaketrough)andtheformationofatypeof“westlowandeasthigh”circulationanomalyinthemiddlehighlatitudeEastAsiaregions.(3)TheWNPACwasstimulatedbythezonalreversingcirculationofthetropicalNorthAtlanticCentralPacificOcean,whichwasenhancedbytheabnormallywarmtropicalAtlanticSSTinsummerandautumn.Thus,thisworkrevealsthatthesynergybetweenthedevelopmentofLaNiaandabnormallywarmSSTA(SSTanomaly)inthetropicalNorthAtlanticcausedthesuperstrongautumnfloodinShaanxiProvincein2021.KeywordsSuper strong autumn precipitation in Shaanxi Province,Extreme,Western North Pacific anomalousanticyclone,Drivingfactors 1 引言华西秋雨是发生在我国华西地区秋季特殊的天气现象连阴雨，在陕西省称为秋淋天气，持续的或偏强的连阴雨容易引发秋汛（高由禧和郭其蕴,1958;蒋竹将等,2014;中国气象局,2019;Zhangetal.,2019;Zhouetal.,2019;Zhietal.,2020）。例如，2003 年秋季，陕西省发生了一次极端连阴雨事件，长时间高强度的连阴雨导致渭河流域先后发生了 6次洪峰，造成多条支流决口、大面积农田受淹、秦岭山区局地泥石流和滑坡等地质灾害，给当地人民群众的生命财产造成巨大损失（方建刚等,2005）；再如，2011 年 9 月 319 日，陕西省再次发生强秋淋天气，长时间高强度的连阴雨导致渭河中下游连续 3 次出现超警戒洪水，大面积农田受淹（方建刚和易俊莲,2013）。因此，秋雨异常的形成机理和前兆信号研究，可为防汛提供科学依据。早在20 世纪50 年代，高由禧和郭其蕴（1958）就研究秋雨的气候特点及成因，21 世纪以来华西秋雨的研究增多。白虎志和董文杰（2004）研究指出，从 1980 年代中后期至 2000 年，整个华西秋雨出现“中断”现象，2001 年华西秋雨开始“恢复”；2010 年以来华西秋季降水发生年代际增多（徐曼琳等,2020）。此外，针对 2001、2003、2011和 2017 年华西秋雨的异常，学者们开展了机理研究（李耀辉等,2000;鲍媛媛等,2003;方建刚等,2005;方建刚和易俊莲,2013;柳艳菊等,2012;白虎志和董文杰,2004;梁萍等,2019;Zhouetal.,2019），发现西太平洋副热带高压（简称西太副高）、印缅槽、贝加尔湖低槽是华西秋雨的主要影响系统，当北半球极涡偏向东亚地区，贝加尔湖低压槽偏强引起冷空气分裂南下，西太副高异常偏强偏西时，华西地区处于水汽输送异常辐合大值区，导致秋雨异常偏多。此外，一些研究也分析了华西秋雨事件的驱动因子，发现热带中东太平洋和热带印度洋、西太平洋海温是华西秋雨的重要外强迫信号（刘宣飞和袁慧珍,2006;贾小龙等,2008;韩晋平等,2013;罗霄等,2013;王春学等,2015;孙照渤等,2016;陈剀等,2020）。研究表明秋季降水经验正交函数分解（EOF）第二模态南北反相的分布，与赤道中东太平洋海温异常有密切关系（贾小龙等,2008）；偏低的热带中太平洋海表温度使该区域对流活动受到抑制，热带西太平洋对流异常旺盛，在西北太平洋出现异常反气旋，加强东亚西北太平洋的EAP 波列，引起副高明显西伸，导致秋雨偏多（韩晋平等,2013）；西印度洋较暖的海温激发阿拉伯海到孟加拉湾的异常反气旋环流，导致中国中部秋季降水偏多，西大西洋海温增暖通过波列遥相关信号的传播增强华中地区秋季降水（WangandZhou,2019）。上述研究丰富了我们对华西秋雨年际变率及其物理机制的认识。2021 年 910 月，陕西省秋雨开始时间偏早、结束偏晚、雨期偏长、秋雨量异常偏多，全省平均 489.9mm，是 1961 年以来第一位。本次超强秋汛期间，陕西省共经历 5 轮强降水过程，持续暴雨引起江河多次洪峰，多地因严重暴雨洪涝引发滑坡、泥石流等地质灾害。此次秋淋天气使得在陕西省举行的中华人民共和国第十四届运动会多个比赛延期，引起社会广泛关注。因此，本文对此次超强秋汛的极端性和异常成因开展研究，并揭示其物理驱动因子和机制，为陕西省秋汛预测提供参考。大气科学47卷1284ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47 2 资料与方法本文所用资料主要包括：（1）NCEP/NCAR（美国国家环境预报中心和国家大气研究中心）发布的全球逐月大气环流再分析资料，水平空间分辨率为 2.52.5，垂直方向从 100010hPa 共 17层等压面（Kalnayetal.,1996），1978 年之前再分析资料存在较大的系统性偏差（Wuetal.,2005），故本文选取 1979 年之后资料进行研究。（2）海表温度（简称海温或 SST）资料来自 Hadley 中心（HadISST,Reynoldsetal.,2002），水平空间分辨率为 11，资料长度为 18702021 年。（3）降水观测资料为陕西省气象局提供的陕西省 99 个国家气象站逐日降水量资料。西太副高指数来自国家气候中心http:/cmdp.ncc- 500hPa 场上区域（45N55N，70E90E）平均的位势高度场乘以1.0，数值越大表示巴尔喀什湖槽强度越强；环渤海高压（BSH,BohaiSeaHigh）强度指数定义为区域（30N45N,115E135E）平均的位势高度场；西北太平洋异常反气旋（WNPAC,westernNorthPacificanomalousanticyclone）强度指数定义为 850hPa 区域（15N30N,110E130E）平均的流函数。Nio3.4 指数和热带北大西洋（TNA）指数分别定义为区域（5S5N,170W120W）和（10S10N,70W0）平均的 SST。气候值为 19812010 年的 30 年均值。3 2021 年陕西省秋雨的极端性陕西省气候中心对 2021 年华西秋雨的监测表明，陕西省秋雨期为 8 月 30 日至 10 月 21 日，持续时间长达 52 天，较常年平均偏多 22 天，累计降水量为 489.9mm，是常年的 3.5 倍，为 1961 年以来第一位，秋雨强度为显著偏强等级。秋雨期间志丹和城固 2 站日降水量突破历史极值，分别为113.8mm 和 112.8mm，吴起、延安等 39 站日降水量突破有观测记录以来当月历史极值。图 1 给出了 2021 年 910 月陕西省降水量分布及降水距平百分率和历年降水量序列。由 910月累计降水量（图 1a）可见，陕北北部为 60340mm，关中为 360563mm，陕北南部为 300640mm，陕南为 241916mm。全省 62 个县区降水量居历史首位，延安南部、关中南部、陕南西部累计降水量达 500mm 以上，汉中、安康南部超过600mm，局部地区超 700mm。由于地形的作用，陕西省 35N 以北及 34N 以南出现两个降水强的区域，陕西省北部是陕北黄土高原，中部是关中平原，南部是秦巴山地，秦岭是陕西省内最大的山脉，地形对降水的影响主要表现在气流爬坡和气流下坡的作用，陕南有一个多雨中心，当偏南气流翻越秦岭后，形成下坡，下坡的增温蒸发作用使关中盆地为一个明显的少雨中心，当气流流过关中盆地进入渭北黄土高原时，形成第二次爬坡，造成水汽凝结，在此形成另一个多雨中心。与常年相比，除陕北北部偏多 14 成外，其余地区偏多 13 倍（图 1b），陕西省区域平均降水量标准化指数达 3.5（图 1c）。降水集中时段为 8 月 30 日至 9 月 7 日、9 月 15 日至10 月21 日，降水量分别为112.2mm、377.3mm。在此期间暴雨日数达 17d，较常年偏多 12.7d，是1961 年以来最多，出现 5 次区域性暴雨过程，利用暴雨过程的平均强度、平均范围和持续时间确定区域性暴雨过程综合强度指数，其中有 4 次暴雨过程综合强度达到强及特强等级（表 1）。4 超强秋雨的大尺度环流图 2 给出了 2021 年 910 月东亚地区对流层中层、低层大气环流及整层水汽输送的异常特征。在 500hPa 位势高度及其距平场上，欧亚中高纬地表 1 2021 年 910 月陕西省区域暴雨过程Table 1 Regional rainstorm process in Shaanxi Province in SeptemberOctober 2021时间影响区域暴雨站数（站次）暴雨站点的日平均降水量/mm综合强度9月1日陕南大部、关中中东部、延安东南部局地858.6一般9月34日陕北南部、宝鸡局部、关中中东部、陕南大部1772.1强9月1719日陕北南部、关中、陕南5163.4特强9月2426日延安南部、关中、陕南3965.5强10月36日延安南部、关中、陕南4867.4特强4期王娜等：2021 年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析No.4WANGNaetal.AnalysisoftheCirculationCharacteristicsandDrivingFactorsoftheSuperStrong.1285区呈现“西低东高”异常分布，巴尔喀什湖槽偏强，环渤海为高压脊；副高强度异常偏强，西伸脊点异常偏西，达到 94E，强度和西伸脊点均为 1961 年以来第三位（图 2a）。在 850hPa 风距平场上，孟加拉湾至中国南海为气旋式距平环流，西北太平洋至东北亚为大范围的反气旋距平环流，巴尔喀什湖地区为低压槽，有利于冷空气向我国中东部输送（图 2b）。有三支异常水汽输入到陕西省：来自于印度洋经过中国南海向陕西省输送；来自西北太平洋、经过中国沿海进入陕西省；环渤海高压回流的东风水汽，冷暖空气在重庆至陕西省交汇，水汽在此形成明显的辐合（图 2c），为陕西省超强秋雨提供了动力条件。利用 19792020 年 910 月陕西省区域平均降水量标准化指数与大气环流距平场进行回归分析（图 2df），发现陕西省秋雨偏多年相联系的大尺度环流异常特征与 2021 年 910 月环流高度相似：500hPa 高度距平场上，我国东部至日本岛西部为显著的正高度距平，巴尔喀什湖为显著的负高度距平（图 2d）；850hPa 风场距平场和流函数距平场上，我国东部以东流函数为正异常，西太平洋为反气旋环流异常，阿拉伯海到我国西南地区为显著的西南风异常（图 2e）；整层水汽通量上，印度洋上的西南水汽输送、西太平洋副热带地区的东图12021 年 910 月陕西省（a）累计降水量（单位：mm）及（b）降水量距平百分率。（c）19612021 年 910 月陕西省降水量的标准化序列Fig.1(a)Accumulated precipitation(units:mm),(b)precipitation anomalies percentage in Shaanxi Province in SeptemberOctober 2021.(c)StandardizedtimeseriesofprecipitationinShaanxiProvinceinSeptemberOctoberduring19612021大气科学47卷1286ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47南水汽输送异常偏强，给陕西省提供了源源不断的水汽，陕西省处于水汽辐合区（图 2f），有利于陕西省秋雨偏强。由以上分析可知，西北太平洋反气旋、环渤海高压和巴尔喀什湖槽是影响陕西省秋图22021 年 910 月平均的（a）500hPa 位势高度场（黑色等值线，单位：gpm）及其距平场（阴影，单位：gpm）、（b）850hPa 风场距平（矢量箭头，单位：ms1）和流函数距平（阴影，单位：105m2s1）、（c）整层水汽通量距平（矢量箭头，单位：kgm1s1）及其散度距平（阴影，单位：105kgm2s1）。图 a 中，蓝色粗等值线表示气候平均的 5880gpm。19792020 年 910 月降水量标准化指数回归的（d）500hPa 位势高度距平场（阴影，单位：gpm）、（e）850hPa 风场距平（矢量箭头，单位：ms1）和流函数距平（阴影，单位：105m2s1）、（f）整层水汽通量距平（矢量箭头，单位：kgm1s1）及其散度距平（阴影，单位：105kgm2s1），打点区和蓝色箭头均表示达到 95%的置信水平Fig.2(a)Geopotentialheight(contours,units:gpm)andgeopotentialheightanomalies(shadings,units:gpm)at500hPa,(b)horizontalwindanomalies(vectors,units:ms1)andstreamfunctionanomalies(shadings,units:105m2s1)at850hPa,(c)theanomaliesofverticallyintegratedwatervaporflux(vectors,units:kgm1s1)andwatervaporfluxdivergence(shadings,units:105kgm2s1)inSeptemberOctober2021.InFig.a,theblueboldcontourindicatestheclimatemean5880gpm.(d)Geopotentialheightanomalies(shadings,units:gpm)at500hPa,(e)horizontalwindanomalies(vectors,units:ms1)andstreamfunctionanomalies(shadings,units:105m2s1)at850hPa,(f)theanomaliesofverticallyintegratedwatervaporflux(vectors,units:kgm1s1)andwatervaporfluxdivergence(shadings,units:105kgm2s1)regressedbystandardizedindexofprecipitationinSeptemberOctoberduring19792020,thedotsandbluevectorsindicatesignificanceatthe95%confidencelevel4期王娜等：2021 年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析No.4WANGNaetal.AnalysisoftheCirculationCharacteristicsandDrivingFactorsoftheSuperStrong.1287雨的关键环流系统。这三个环流系统强度指数与陕西省秋季降水量在 19792021 年期间的相关系数分别为 0.35、0.33 和 0.23，WNPAC、BSH 置信水平均达到 95%（图 3）。1979 年以来，陕西省秋雨季（910 月）降水量异常偏多的 8 个年份（1983、1984、2003、2011、2014、2017、2019 和 2021 年）中，其中有 7 年WNPAC 强度偏强，6 年巴尔喀什湖槽强度偏强，6 年环渤海高压偏强。2021 年 910 月，WNPAC强度和环渤海高压均列 1979 年以来历史第 2 位。由此可见，2021 年 910 月 WNPAC、环渤海高压和巴湖槽异常偏强是造成同期陕西省超强秋雨的直接原因。5 外强迫因子分析ENSO 作为年际尺度上热带海气系统的最强信号，对东亚夏季风和东亚气候有重要的影响（Wangetal.,2000;徐志清和范可,2012;陈丽娟等,2013;宗海锋,2017;陈文等,2018;Lietal.,2019）。2020 年 8 月至 2021 年 3 月，赤道中东太平洋发生了一次中等强度的 LaNia 事件，峰值出现在2020 年 10 月（Nio3.4 指数为1.39C），事件于2021 年 4 月结束（赵俊虎等,2022）。2021 年春季赤道中东太平洋海温为大范围的负距平（图 4a），夏季赤道中东太平洋南北两侧海温仍为大范围负距平（图 4b），910 月赤道东太平洋冷海温进一步加强（图 4c），910 月平均的 Nio3.4 指数为0.65C，至 2022 年 2 月又形成一次 LaNia 事件。研究表明，2020 年秋季和冬季、2021 年 34 月、67 月的热带大气和东亚环流对 LaNia 表现出显著的响应（杨明珠和陈丽娟,2021;韩荣青等,2021;刘芸芸和高辉,2021;王娜等,2021;赵俊虎等,2022），对流层低层菲律宾附近为异常气旋式环流，我国南方降水异常偏少，北方降水偏多。此外，2021 夏季和 910 月热带印度洋海温异常不明显，而热带北大西洋持续偏暖，910 月热带北大西洋（TNA）海温指数为 0.53C，为1979 年以来最高。那么，夏季以来的热带海温的异常演变，是否是 910 月东亚大气环流异常和陕西省秋雨偏多的驱动因子？图 5 至 图 7 分 别 给 出 了 910 月 平 均 的WNPAC、BSH、BLT 指数回归的夏季和 910 月平均的海温距平场。由图 5 可见，910 月平均的WNPAC 正异常年，夏季赤道中太平洋和热带北大西洋分别为显著的负海温距平和正海温距平（图 5a），910 月热带赤道中东太平洋负海温距平范围扩大，热带大西洋仍维持显著的正距平（图 5b）。910 月 WNPAC 相联系的海温距平场与 2021 年夏季、910 月海温距平场演变基本一致（图 4）。表明夏、秋季赤道中东太平洋冷海温发展、热带大西洋暖海温维持时，有利于加强910 月 WNPAC 的强度。图319792021 年陕西省 910 月降水量标准化指数和同期标准化环流指数的散点图：（a）WNPAC 指数；（b）BSH 指数；（c）BLT指数。黑色线表示线性拟合，黑色圆圈表示 2021 年，右下角数字表示相关系数，*号表示达到 95%的置信水平Fig.3Scatterplotsofthenormalizedrainfallindexandsynchronousnormalized(a)WNPAC(westernNorthPacificanomalousanticyclone)index,(b)BSH(BohaiSeaHigh)index,and(c)BLT(BalkhashLaketrough)indexinSeptemberOctoberduring19792021.Theblacklinerepresentslinearfitting.Theblackcirclerepresents2021.Thenumberinthelowerrightcornerrepresentsthecorrelationcoefficient,and*indicatesthe95%confidencelevel大气科学47卷1288ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47图42021 年（a）春季、（b）夏季、（c）910 月 SST 距平（单位：C）Fig.4SST(seasurfacetemperature)anomalies(units:C)in(a)spring(MAM),(b)summer(JJA),and(c)SeptemberOctober(SO)in2021图519792020 年 910 月平均的 WNPAC 标准化指数回归的 SST 距平：（a）夏季；（b）910 月。网格区表示置信水平达到 95%，下同Fig.5RegressionsbetweenmeannormalizedWNPACindexinSeptemberOctober(SO)andSSTAfrom(a)summer(JJA)and(b)SOduring19792020.Crosshatchingindicatessignificanceatthe95%confidencelevel,thesamebelow4期王娜等：2021 年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析No.4WANGNaetal.AnalysisoftheCirculationCharacteristicsandDrivingFactorsoftheSuperStrong.1289由图 6 可见，910 月平均的 BSH 正异常年，夏季赤道中东太平洋和热带北大西洋分别为显著的负海温距平和正海温距平（图 6a），910 月热带赤道中东太平洋负海温距平范围扩大、负异常更显著，而热带北大西洋海温暖海温维持但偏暖幅度较夏季减弱（图 6b）。910 月 BSH 相联系的海温距平场与 2021 年夏季、910 月海温距平场演变基本一致（图 4）。表明夏、秋季赤道中东太平洋冷海温发展、热带大西洋暖海温维持时，有利于加强 910 月环渤海高压。由图 7 可见，910 月平均的 BLT 正异常年（巴尔喀什湖槽偏强），夏季热带海温异常不明显（图 7a），910 月热带赤道中东太平洋负海温距平范围扩大，而热带北大西洋海温异常不明显（图 7b）。表明夏、秋季赤道中东太平洋冷海温发展时，有利于 910 月巴尔喀什湖槽偏强。为进一步分析热带中东太平洋和热带北大西洋海温对 910 月东亚环流的影响，图 8 给出了910 月 Nio3.4 指数和 TNA 指数回归的同期东亚大气环流和水汽输送距平。由图 8ac 可见，Nio3.4 负异常年 910 月，热带和副热带（20N 以南）和巴尔喀什湖 500hPa位势高度场为显著的负异常，东海至东北亚为显著的正异常，东亚中高纬地区呈“东高西低”的空间型异常；西北太平洋流函数为正异常，西太平洋热带副热带（20N 以南）地区为显著的东风距平，即 WNPAC 偏强；北印度洋流函数为负异常，北印度洋为显著的西风距平；西北太平洋和北印度洋的水汽向我国华西地区输送，形成明显的辐合区。上述环流异常特征与 2021 年 910 月一致，表明LaNia 发展年，副高偏强、偏北，环渤海高压、巴尔喀什湖槽、印缅槽均偏强，有利于冷暖空气在华西地区辐合，降水偏多。Chenetal.（2012）研究指出与 LaNia 相联系的赤道中东太平洋冷海温，有利于东太平洋对流层下沉气流的加强，为热带印度洋太平洋的异常沃克环流提供了有利的下垫面环境。Liuetal.（2022）和 Sunetal.（2023）研究发现，2021 年 9 月赤道中东部太平洋的冷海温增大了纬向海温梯度，增强了海洋性大陆和北印度半岛上空的异常对流，增强了 9 月的西太副高，导致中国北方发生极端降水。由图 8df 可见，TNA 正异常年 910 月，东亚地区 500hPa 位势高度场为显著的正异常，中心位于环渤海；东亚西北太平洋流函数为显著的正异常，西太平洋热带地区为显著的东风距平，即WNPAC 偏强，有利于西北太平洋的水汽向我国华西地区输送，形成明显的辐合区。表明热带北大西洋海温偏暖年，有利于 WNPAC 偏强。热带北大西洋海温偏暖，主要是通过增强局地对流活动，导致热带北大西洋上空上升运动和热带中部太平洋下图619792020 年 910 月平均的环渤海高压（BSH）标准化指数回归的 SST 距平：（a）夏季；（b）910 月Fig.6Regressions between mean normalized BSH index in SeptemberOctober(SO)and SSTA from(a)summer(JJA)and(b)SO during19792020大气科学47卷1290ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47沉运动增强，即增强了热带北大西洋热带中太平洋纬向反转流，在热带西北太平洋上空形成东风异常，进而激发异常的 WNPAC（Hongetal.,2014,2015;Zuoetal.,2019;赵俊虎等,2021），且热带大西洋海温对 WNPAC 的影响独立于 ENSO（Zuoetal.,2019）。6 结论与讨论2021 年 910 月，陕西省遭遇了超强秋汛，本文结合历史资料诊断分析了本次事件的极端性及其形成驱动因子，主要结论如下：（1）2021 年陕西省秋雨开始时间偏早、结束偏晚、雨期偏长、秋雨量异常偏多，累计降水量是 1961 年以来第一位，秋雨强度为显著偏强等级；秋雨期间陕西省暴雨日数达 17d，是 1961 年以来最多，出现 5 次区域性暴雨过程，有 4 次暴雨过程强度达到强及特强等级。（2）2021 年 910 月，西北太平洋反气旋、环渤海高压和巴尔喀什湖槽异常偏强是影响陕西省秋雨的关键环流系统，强大且稳定的 WNPAC 和环渤海高压共同引导西太平洋的水汽向华西输送，巴尔喀什湖低压槽偏强有利于西路冷空气南下至华西地区，冷、暖空气在陕西省交汇辐合，导致秋雨持续时间长，强降水过程多，发生超强秋汛。（3）2021 年 910 月赤道中东太平洋冷海温进 一 步 加 强，10 月 Nio3.4 指 数 再 次 降 低 至0.84C，至 2022 年 2 月又形成一次 LaNia 事件；赤道中东太平洋冷海温异常有利于中太平洋对流层下沉气流加强，进而加强 WNPAC，增强环渤海高压及巴尔喀什湖槽，在东亚中高纬度形成“东高西低”型的环流异常；夏、秋季热带大西洋海温异常偏暖，通过增强局地对流活动，导致热带北大西洋上空上升运动和热带中部太平洋下沉运动增强，后者在西北太平洋上空激发异常的低空反气旋。LaNia 发展和热带北大西洋异常暖海温二者协同作用驱动了 2021 年的陕西省超强秋汛。LaNia 发展和热带北大西洋异常暖海温二者协同作用是 2021 年陕西省秋雨异常的重要外强迫条件，陕西省秋雨除了受热带系统的影响，还与欧亚中高纬度、高原东部环流系统密切相关。因此，后期需要从北极海冰、欧亚积雪和高原积雪等外强迫因子入手，进一步探寻影响陕西省秋雨的驱动因子。此外，陕西省秋雨年代际变化明显，在 1980年代中期、21 世纪初、2010 年代后期雨量总体偏多，雨期偏长、综合强度偏强，在 1980 年代后期至 1990 年代、2010 年代初期雨量总体偏少、雨期偏短、综合强度偏弱。后期进一步从大气环流角度以及外强迫信号中探讨这种年代际变化的成因，特别是 21 世纪初、2010 年代后期强秋汛大气环流系统及驱动因子的异同。图719792020 年 910 月平均的巴尔喀什湖槽（BLT）标准化指数回归的 SST 距平：（a）夏季；（b）910 月Fig.7Regressions between mean normalized BLT index in SeptemberOctober(SO)and SSTA from(a)summer(JJA)and(b)SO during197920204期王娜等：2021 年陕西省超强秋汛环流特征及其驱动因子分析No.4WANGNaetal.AnalysisoftheCirculationCharacteristicsandDrivingFactorsoftheSuperStrong.1291参考文献（References）白虎志,董文杰.2004.华西秋雨的气候特征及成因分析J.高原气象,23(6):884889.Bai Huzhi,Dong Wenjie.2004.ClimatefeaturesandformationcausesofautumnrainoverSouthwestChinaJ.PlateauMeteorology(inChinese),23(6):884889.doi:10.3321/j.issn:1000-0534.2004.06.022图819792020 年 910 月 Nio3.4 指数（乘以1.0）回归的（a）500hPa 位势高度距平场（阴影，单位：gpm）、（b）850hPa 风场距平（矢量箭头，单位：ms1）和流函数距平（阴影，单位：105m2s1）、（c）整层水汽通量距平（矢量箭头，单位：kgm1s1）及其散度距平（阴影，单位：105kgm2s1）。19792020 年 910 月 TNA 指数回归的（d）500hPa 位势高度距平场（阴影，单位：gpm）、（e）850hPa 风场距平（矢量箭头，单位：ms1）和流函数距平（阴影，单位：105m2s1）、（f）整层