淮河流域位于长江和黄河下游之间，是我国南北方气候过渡带，也是我国夏季极端降水的频发区。该地区长江、黄河、淮河水网交织，河流密布，湖泊众多，夏季极端降水不仅危害人民生命财产安全，对水利安全、防汛抗洪也提出了严峻挑战。厘清淮河流域极端降水的客观分布类型，揭示其形成机理，对准确预测该区域极端降水有重要参考意义。

本研究使用淮河流域四省（江苏、安徽、河南、山东）逐日降水观测资料及全球大气再分析资料，利用K均值聚类、旋转经验正交函数分解两种方法对淮河流域夏季极端降水频次分布进行客观分类，利用统计诊断和数值模拟的手段讨论了其相关环流异常和形成机理。研究结果表明：1）淮河流域夏季极端降水频次的空间分布可客观分为以极端降水主要发生在淮河流域33°N以南地区的南部型（图1a），主要发生在31°～36°N之间的中部型（图1b），和主要发生在34°N以北的北部型（图1c）这三种分布类型；2）南部型极端降水频次分布与西北太平洋副热带高压异常偏西偏南有关（图1d），导致南部极端降水频次偏多；中部型对应淮河流域受鞍型场环流结构控制（图1e），导致中部极端降水频次偏多；北部型极端降水频次分布时，淮河流域处于反气旋性环流异常西南侧（图1f），偏南风将水汽输送至淮河流域北部，导致北部极端降水频次偏多；3）南部型和北部型的极端降水频次分布相关环流异常分别受厄尔尼诺（图2a）和拉尼娜（图2c）相关海表温度异常所影响，而中部型极端降水频次分布的相关环流异常（图2b）是巴伦支海/喀拉海海冰异常在欧亚大陆上空激发的自西北向东南传播的准定常罗斯贝波所导致的。

值得一提的是，2021年7月河南发生特大暴雨，郑州1 h 降水量超过200 mm，世界罕见。极端降水灾害带来重大经济损失，超300人因灾死亡。考虑河南暴雨的相关大气环流配置，此次极端降水属于本研究中淮河流域极端降水频次北部型分类。但除拉尼娜型热带海温异常影响外，由于同时受到台风“烟花”水汽输送和内陆地形抬升的影响，导致河南地区短期内出现持续不断的暴雨。

目前该研究成果已在最新一期《大气科学》刊出。

图1 极端降水频次（a）南部型的范围；（b，c）同（a），但为中部型和北部型。（d）500hPa位势高度气候态场（黑色实线，单位：gpm）与500hPa位势高度异常场（彩色线，单位：gpm）、风场（黑色矢量，单位：m s-1）、降水异常场（填色，单位：mm d-1）回归至标准化的极端降水频次南部型指数。（e，f）同（d），但为中部型和北部型。图中字母“A”/“C”代表反气旋/气旋性环流中心。打点区域为通过90%显著性检验的区域

图2 极端降水频次（a）南部型、（b）中部型和（c）北部型空间分布的物理机制示意图。蓝色/红色阴影区域的海冰/海温异常（颜色深浅代表相对强度的强弱）代表与该类型相关的外强迫因子的分布

论文信息：

卢睿, 朱志伟, 李天明, 等. 2021. 淮河流域夏季极端降水频次空间分布的客观分类及其形成机理. 大气科学, 45(6): 1415−1432.