近60年来，长江中下游干旱频发，不断威胁我国农业安全与水资源安全。尽管长江中下游干旱事件的形成机制已得到广泛研究，但其异常水汽来源尚未引起学界关注，水汽异常输送的量化也尚无全面细致的研究。
近日，中国地质大学（武汉）环境学院大气科学系顾西辉教授课题组利用中国地面日降水格点数据集识别了长江中下游两次超级干旱（2011年冬春连旱和2019年伏秋连旱）的降水异常时空特征（图1）。在此基础上，利用ERA5再分析数据和NCEP再分析数据进行长江中下游外部水汽溯源和内部水汽循环的量化，从水汽传输角度探究了引发两次超级干旱的水汽传导机制。
图1 长江中下游两次超级干旱事件降水异常空间特征。
研究表明，在陆-气水分平衡框架中，两次干旱都受到长江中下游外部水汽输送减少的影响（图2），降水再循环率都有所增加，尤其是2019年伏秋连旱的降水再循环率从14.5% 上升到 22.9%（图2b）。
图2两次超级干旱事件陆-气水分平衡图。
在水汽通道方面，源自我国东北地区和渤海的东北路径以及源自西北太平洋和南海的东南路径水汽输送分别减少22.3%和25.7%，在2011年冬春连旱期间起到了主导作用（图3）；源自孟加拉湾和南海的西南路径水汽输送减少26.8%，主导了2019年伏秋连旱的发生与演变。在水汽源地方面，两次干旱的主要水汽源地都包括太平洋，其中2019年伏秋连旱事件还包括南海（图4）。
图3 2011年冬春连旱水汽轨迹与水汽贡献分布图。
图4 两次超级干旱事件的水汽贡献分区空间分布图。
两次超级干旱期间，长江中下游的水汽流失是由于水汽辐散所造成，水分输送的减弱主要是由季节平均气流所驱动的，其中代表动力传输的风场变化相较代表热力传输的比湿场在调节季节平均水分输送方面占主导地位（图5）。
图5 两次超级干旱事件的水汽通量散度定常项波动的动力与热力分量空间分布图。
为此，针对两次不同季节的超级干旱事件进行水汽溯源与水汽传输的研究，对制定长江中下游防灾减灾决策具有显著意义。
上述成果发表在国际地学领域期刊《Journal of Hydrology》，研究工作得到中科院战略先导项目（XDA19070402）、国家自然科学基金项目（41901041和U1911205）等资助。2021级硕士研究生管延松为第一作者。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127787
