贵州省2019年8月极端高温成因分析

该文利用贵州省1960—2019年82个地面观测站逐日最高温度资料,计算1981—2010年极端高温阈值。极端高温阈值分布由东向西递减,赤水最高41.8℃,威宁最低30.0℃,2019年极端高温主要出现在贵阳、黔东南、黔南等地。1960—2019年贵州省极端高温仅在3—9月出现,其中8月最多,3月最少,8月的贡献占全年的48.5%,且2019年8月的极端高温站次数为63次,占2019年的88.7%,比8月的60 a平均高7.5倍。21世纪10年代是极端高温的频发时段,其中2019年8月的极端高温站次数和站次比分别是60 a同期的第3和第2高。2019年8月,贵州上空100 hPa受青藏高压异常北抬东伸控制,500 hPa受大陆副高外围及槽后偏北气流控制,地面有热低压的活动及北上超强台风“利奇马”等影响,导致了极端高温,其中有11个测站最高气温突破历史极值。     

1961—2022年兰州夏季高温特征及其环流形势

基于1961—2022年6—8月兰州最高气温观测资料和同期NCEP/NCAR再分析资料,分析兰州夏季高温分布特征及其形成的环流形势。结果表明：近62 a兰州高温日(日最高气温≥35℃)数年平均值为4.3 d,高温日数以1.3 d/(10 a)的气候趋势显著增加;平均高温初日为7月13日,平均高温终日为8月2日,高温初日变化呈明显提前趋势,高温终日推迟趋势明显;将高温初日与高温终日之间作为高温影响期,平均高温影响期为20 d,呈增长趋势。兰州高温年,欧亚大陆上空500 hPa位势高度场呈“两脊一槽”形势,乌拉尔山和鄂霍次克海附近高压脊形成阻塞高压;西太平洋副热带高压发展较强,西太平洋副热带高压脊线的位置偏北;对应温度场36°N附近有一暖中心存在,恰好与高压中心相匹配,这种配置有利于高温天气发生和维持;100 hPa南亚高压中心位置偏北,强度偏强,与500 hPa闭合高压单体共同对兰州夏季高温起到重要作用。     

新疆2023年夏季高温的阶段性特征及环流演变

2023年夏季(6-8月)新疆平均气温偏高幅度居1961年以来第一位,高温日数居历史同期第一位,高温过程持续时间居历史同期第一位,高温覆盖面积最广。本文利用新疆105个国家级气象站监测资料,分析2023年夏季高温日数、最高气温、高温过程时长和高温过程覆盖范围等极端性特征的季节内演变,季节内各月高温特征总体呈现发展-强盛-消减的趋势,并运用NCEP/NCAR联合制作的位势高度场再分析资料对2023年夏季100hPa、500hPa层面高空环流的阶段性变化对比研究得出,新疆极端高温的季节内变化与南压高压和伊朗副高的强度、面积、位置的阶段性变化密切相关,当南压高压偏东偏北,强度偏强,伊朗副高增强,北移东进,青藏高原高压脊发展强盛,配合西太副高位置东伸,有利于新疆产生持续性极端高温天气过程。当南压高压为青藏高原型,伊朗副高主体位置偏西,有利于冷空气从北方进入新疆,造成阶段性降温天气,新疆极端高温过程减弱,持续时间缩短。     

华北地区夏季高温闷热天气特征的分析

依照日最高温度(Tmax)超过35 ℃为高温天气、最低温度(Tmin)超过25℃为闷热天气的定义,首先,讨论20世纪50年代以后华北地区夏季高温和闷热天气的变化特点及其大气环流的统计特征,并将高温、闷热天气分为高温、高温并闷热以及闷热这3类过程.之后,挑选1999和2002年夏季发生的3类过程进行个例分析.60年代,夏季亚洲中高纬500 hPa高度场在乌拉尔山、贝加尔湖及鄂霍茨克海地区分别出现长波槽、脊及槽的环流占优势,华北地区易受大陆高压脊的控制,出现了高温但不闷热天气的一个高峰.90年代,夏季亚洲中高纬地区,再次出现类似60年代的环流,而且,盛夏西太平洋副热带高压的影响可以向北扩展到华北东部地区.华北地区受大陆高压脊、西太平洋副高或两者共同影响,出现高温闷热天气并重的峰值时段.华北地区夏季出现的3类高温天气过程,亚洲中高纬度的大气环流在空间分布、垂直结构以及湿度和大气稳定度等方面存在明显差异.最后,利用反映温度、湿度及风速大小等气象要素对人体影响的体感温度,分析了这些要素对高温闷热天气的综合影响.     

2013年7月我国南方异常持续高温成因分析

利用2013年7月中国台站逐日观测资料及1981年1月—2013年7月NCEP/NCAR再分析资料,通过统计以及诊断方法,研究分析2013年7月中国南方异常持续高温成因。结果表明,2013年西北太平洋副热带高压（简称西太副高）在5月就表现出异常的前兆,其特征指数表现出明显偏南、偏西、偏强。7月西太副高强度的高值区一直处于我国江南-台湾海峡一带,这一形势有利于我国南方夏季形成高温酷暑天气;欧亚大陆上空对流层温度的异常持续增加,加剧西太副高变强,有利于西太副高异常状态的持续;在20 °S～20 °N,100～140 °E范围内的南风明显减弱,东太平洋海域上北风明显增加的现象,消弱了该区域热带气旋的生成发展,使得西太副高有机会持续稳定,甚至加强控制我国南方地区。5—7月南亚高压整体偏东,1 660 gpdm特征线表现出异常持续偏东的状态,1 676 gpdm特征线从6月4日开始稳定出现,并表现为整体明显偏东的特征;期间,南亚高压与西太副高呈现出“相向而行”与“背向而斥”的东西振荡特征;通过7月2—3日个例明显看出,南亚高压的东进过程对西太副高的加强与西进有明显的影响。      

2022年夏季我国高温干旱特征及其环流形势分析

在气候变暖背景下,2022年夏季我国出现1961年以来平均气温最高和降水量次少的气候异常,并伴有最强的全国性（东北地区除外）高温过程和长江中下游及川渝地区大范围强伏旱。针对这次高温干旱的持续性和极端性,本文基于2022年6—8月全国2162个气象站逐日最高气温和降水量以及NCEP(National Centers for Environmental Prediction)/NCAR(National Center for Atmospheric Research)逐日再分析资料等,分析其时空分布特征及环流形势,将对今后我国南方地区夏季高温干旱不同时间尺度的预报预测有一定参考价值。结果表明：2022年夏季,全国76.0%的站共出现48 198次高温,其中36.6%的站累计出现3001次极端高温事件,20次以上极端高温事件的站点均分布在四川盆地,高温状况远超21世纪以来的典型高温年份。全国性的高温过程从6月13日持续到8月30日,共计79 d,高温最强时段在8月11—24日。按照高温发生站次、持续时间、影响范围、强度等由强到弱综合排序,依次是华东、西南、华中、西北、华北和华南地区,其中西南...     

1951—2011年临沂高温天气特征及高温预警

采用临沂1951—2011年逐日最高气温资料和1997—2011年实况天气图资料,研究了临沂高温天气特征及高温预警制作,结果表明：（1）临沂35ºC以上的高温天气最早出现在5月8日,最晚结束在9月2日;高温日数以7月最多,其次是6月和8月,分别占40%,34.5%和19%;高温日数50年代—80年代呈现由多到少的趋势,80年代至今又开始逐渐增多。（2）35℃以上的高温天气主要影响系统是副热带高压,37℃以上的高温天气多由大陆暖高压脊影响产生;临沂高温预警信号主要为黄色和橙色预警,红色高温天气仅出现过两次。（3）850hPa≧20ºC是高温黄色预警的主要指标;橙色以上级别高温天气的预报预警需根据影响系统区别对待,副热带高压影响时可以更多参考前一日的最高气温和副热带高压是否有进一步加强的趋势;大陆暖高压脊影响时需要综合考虑850hPa,925hPa的温度及湿度、高压脊是否加强、其它影响系统（如东北冷涡对气温的影响）影响、前一日的最高气温等多个要素。     

2002年夏季石家庄两类历史极端高温成因分析

运用常规资料，分析了石家庄2002年7月15日极端晴热高温和8月2日极端闷热高温天气的成因，分别受大陆暖高压和副热带高压暖气团控制是造成两类高温出现的根本原因。受地形影响，偏西风造成的焚风效应和高压后部偏南风造成的暖湿空气在山前积聚，分别加剧了两类高温的强度。强烈的太阳辐射也是造成极端晴热高温的一个重要原因。     

全球变暖背景下陕西省夏季极端降水及其大尺度环流特征

基于陕西省99个国家站1979-2021年夏季逐日降水资料和ERA5再分析数据,研究了陕西省夏季极端降水的时空变化以及相应的大尺度环流特征,并对全省典型地区进行水汽追踪分析。结果表明,陕西省夏季极端降水总体呈现出南多北少的空间分布,陕北中部、关中中东部极端降水为增加的趋势,通过REOF分析并计算得到陕北、关中极端降水变化趋势分别为0.36 mm·a^-1, 0.35 mm·a^-1,陕南极端降水变化趋势最小为0.11 mm·a^-1。夏季影响陕西省的水汽来源主要有三支路径,北支水汽来自欧亚中高纬地区,东支水汽主要来自内陆的江河流域,南支水汽主要来自南海和孟加拉湾。此外,陕西省夏季极端降水在2005年后增多是大气高、中、低层大气环流共同作用的结果,大气高层辐散增强有利于上升运动,大气中层西太平洋副热带高压(以下简称,西太副高)西伸北抬造成外围水汽更容易进入内陆,蒙古反气旋南侧的异常东风和低层的异常东南风更有利于水汽进一步向西北地区输送。     

2017年陕西高温事件的大气环流异常及成因

利用陕西省自动气象站逐日气温资料、NCEP/NCAR 25°×25°全球再分析资料,对2017年极端高温事件进行分析,研究大气环流异常特征及成因。结果表明：在全球变暖背景下,2017年7月陕西出现的极端高温天气过程,持续时间长、极端高温强,为历史同期罕见。通过对大气环流异常的诊断分析表明,西太平洋副热带高压（简称副高）较常年偏强并显著西伸、南亚高压偏东偏北是导致2017年7月陕西出现大范围极端高温天气的直接原因。垂直下沉运动较常年异常显著,副高中心强烈的晴空辐射和深厚的下沉增温作用使整层气温持续偏高。水汽通量异常表现为北风通量,不利于水汽输送和降水天气形成,湿度条件较常年差,造成了陕西的高温少雨天气。     

春季青藏高原大气热源与长江中下游盛夏高温的关系

利用1961—2013年长江中下游地区盛夏(7—8月)日极端最高气温和NCEP/NCAR再分析逐日资料,分析了春季(4—5月)青藏高原大气热源特征,找到了影响长江中下游盛夏高温的热源关键区域,并就关键区大气热源对长江中下游盛夏高温的影响进行了诊断。结果表明:春季青藏高原主体中南部大气热源与长江中下游盛夏高温关系密切,当该区域大气热源偏弱(强),长江中下游盛夏高温日数偏多(少)的可能性大。当春季青藏高原关键区大气热源偏弱(强)时,春季南海到西太平洋暖池对流偏强(偏弱),南海上空为气旋性(反气旋性)异常环流,西太平洋副热带高压偏东(西),有利于南海夏季风爆发偏早(晚),往往有利于盛夏西太平洋副热带高压位置偏北(南),从而导致长江中下游盛夏高温日数偏多(偏少)。春季青藏高原关键区大气热源可以作为长江中下游盛夏高温的一个前期预报因子。     

2019年长江中下游伏秋连旱的异常特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料及实况观测资料,分析了2019年中国长江中下游地区伏秋连续干旱期间的降水、温度及大气环流异常特征.结果表明:此次干旱具有持续时间长、降水偏少严重、气温较历史同期明显偏高、高温日数明显偏多等极端性特点.西太平洋副热带高压偏强,位置相对偏西、偏北,是形成长江中下游伏秋连旱的最主要原因;南亚高...     

2013年长江中下游夏季高温干旱演变过程及环流异常成因简析

利用改进的CIn指数,结合NCEP/NCAR再分析资料,逐候分析2013年夏季长江中下游地区高温干旱演变过程和高温异常成因。结果表明：改进后的CIn指数能够准确识别此次干旱过程,整体持续时间近一个月。旱情从7月第4候湖南南部开始,8月第3候干旱程度最强,特旱中心位于湖南省中东部,浙江省为高温中心,8月第4候旱情得到缓解。在干旱成因上,极涡位置异常偏西,影响长江中下游地区冷空气偏弱,南亚高压东伸与西太平洋副热带高压西伸明显;鄂霍次克海至菲律宾一带呈较强的EAP遥相关型,其中长江中下游地区位势高度的正异常加强了西太平洋副热带高压的中心强度并使其位置偏西;乌拉尔山地区的阻塞高压与西太平洋副热带高压相对峙,有利于西太平洋副热带高压长期稳定地控制在长江中下游地区;同时欧亚大陆与西太平洋海陆温差增大,东亚夏季风偏强,西太平洋副热带高压异常偏北,长江中下游地区下沉气流强盛,在西太平洋副热带高压和南亚高压共同作用下,造成持续的高温干旱过程。     

2018年春末南方极端持续高温及MJO影响

本文分析了2018年春末我国南方地区持续性极端高温过程及其影响系统。本次事件自5月15日首先在江淮等地迅速发展,17日之后扩展至华南并在该地区维持至6月初。江南南部和华南东部等地高温日数比常年同期偏多6～10 d,累计近两千站次出现了35℃以上的高温天气,约是之前最多年（1991年）的2.6倍。研究区域内有超过三分之一的测站高温日数突破5月历史极值。统计分析结果显示,春末南方高温日数与该地区上空位势高度、其西侧经向风及其上空对流活动均有显著关系,但对流的影响更为超前,约在一周左右。除和华南地区对流呈显著正相关外,春末南方高温还和热带印度洋OLR（Outgoing Longwave Radiation）呈显著的负相关,这种相关模态和MJO（Madden-Julian Oscillation）的第一、二位相对应的对流异常分布一致。对2018年的个例分析支持这一统计结果。2018年5月,MJO有20 d持续位于这两个位相,且振幅均超过1,是有MJO监测以来5月这两个位相最多的一年。因此,无论是统计分析还是个例都表明MJO对本次春末南方高温有重要影响。     

2022年夏季四川持续高温干旱特征及初步分析

利用1961—2022年四川155个国家气象站逐日气温、降水资料和NCEP/NCAR再分析资料等,对2022年四川持续高温干旱事件特征及成因进行分析。结果表明：2022年夏季四川出现极端高温干旱天气,全省平均气温、最高气温、高温日数均突破历史同期极值,73%的站点出现重旱及以上旱情,为1961年以来最严重高温伏旱天气气候事件。南压高压北跳东进,异常偏强偏北,500 hPa青藏高压发展东移,或西太平洋副高加强西伸北抬,与南压高压叠加,形成稳定正压结构控制四川,是造成高温干旱主要原因。亚洲中纬度地区盛行纬向环流,伊朗高压、青藏高压和西太平洋副高打通形成高压带,盛行下沉辐散气流,阻挡中高纬冷空气南下和低纬暖湿气流北上,导致四川地区降水异常偏少是高温干旱间接原因。     

中国东部地区夏季极端高温的特征分析

利用中国东部地区449个气象站的日最高气温资料,应用趋势分析法等,分析了1960-2012年夏季极端高温日数、持续高温日数的时空变化特征。分析发现:北方地区、华南地区和杭州湾周围地区两个高温指数都呈现增加趋势,长江与黄河之间的中部地区都减小。而在长江下游南部地区极端高温日数显著增加,但持续高温日数却明显减少。从季节特征上看,淮河以北的地区两个高温指数主要集中在6、7月;而以南的区域主要集中在7、8月。各个地区的这两个高温指数与降水日数均呈现显著的负相关,但南北有明显的差异,北方地区负相关的在年际变率以及5 a尺度都很显著,而中部地区则只在年际尺度上显著。杭州湾与华南地区持续高温日数与降水日数的相关体现在5 a尺度上。北方极端高温的显著增加与该地区降水日数与降水量明显减少密切相关。西北太平洋副热带高压显著的西伸,与东南地区的两个高温指数的变化有关。     

1972—2021年长三角地区夏季降水特征分析

文中基于1972—2021年长三角地区国家基本气象观测站的逐日降水资料,利用线性趋势分析、合成分析等方法分析了长三角地区夏季降水的时空分布特征,并讨论了夏季降水异常的可能成因。结果表明：1） 长三角地区夏季降水呈显著上升趋势,且具有明显的年际变化特征;空间分布呈南多北少的特征,降水大值区主要位于安徽南部和浙江南部沿海地区。2） 长三角地区夏季降水偏多年,东亚沿岸上空为明显的东亚太平洋（East Asia Pacific,EAP）遥相关型的负位相。夏季降水与西太平洋副热带高压面积、强度指数呈显著正相关关系,与脊线位置指数呈显著负相关关系。3） 长三角地区夏季降水与孟加拉湾、阿拉伯海、西太平洋和东北太平洋的海温呈显著正相关关系,与副热带东北太平洋海温呈显著负相关关系。     

2011年春夏季节长江中下游旱涝急转可能成因

利用1980-2011年观测的降水和美国NCEP/NCAR大气再分析等资料,采用经验正交分解（EOF）和线性回归等统计方法,讨论了2011年发生在长江中下游地区春夏旱涝急转的成因。结果表明：该年1-5月持续的La Nina事件导致西北太平洋副热带高压位置位于125°E以东,西北太平洋副热带高压西北侧的西南风伴随的水汽通量无法达到长江流域,从而导致了2011年长江流域1-5月份的持续性干旱现象。伴随La Nina的减弱,6月份的青藏高原的感热明显增强,诱发西北太平洋副热带高压自东向西北方向移动到110°E,引导西南风水汽向长江流域输送,而青藏高原对流的加强和向东移动与来自西北太平洋副热带高压西北侧的西南气流在长江中下游地区的汇合导致了6月份长江中下游降水的急剧增加,从而形成了2011年长江中下游地区春夏季节的旱涝急转。     

夏季极端高温对武汉市人口超额死亡率的定量评估

利用1998-2008年夏季（6-8月）武汉市居民逐日死亡人数（率）及同期逐日气象要素,分析极端高温对超额死亡率的影响程度及其阈值,采用逐步回归法建立定量评估模型,并进行预报效果检验和典型年回代检验,以利于开展高温对健康影响的评估及医疗气象预报。结果表明：武汉夏季人群超额死亡率可以定量表述;极端高温对超额死亡率影响最大,湿度、气压、风速几乎没有影响;超额死亡率随日最高气温升高呈指数规律增加,高温致超额死亡的阈值为35.0 ℃,“热日”比“非热日”平均死亡率高出50.7 %;采用日最高气温≥35 ℃的有效累积温度及当日平均气温建立的超额死亡率评估模型对2003年夏季一次高温热浪过程的回代试验、2007年和2008年夏季的评估试验效果较好,表明该模型可用于实际评估业务中。     

2013年盛夏中国中东部高温天气的成因分析

为了研究2013年盛夏中国中东部地区异常高温天气的成因,根据中国191个站地面观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,利用热力学方程进行了诊断分析。结果表明,非绝热加热(主要是长波净辐散)是夏季中国中东部地区升温最为主要的因子,但2013年盛夏中国中东部地区温度异常偏高(距平)主要是由中低层异常偏强(相对常年平均)的下沉运动造成的,偏强的非绝热加热也有一定的贡献,而异常的温度平流(冷平流)则起着负贡献。结合天气形势分析发现,500 hPa西太平洋副热带高压(西太副高)偏强、偏西、偏北和200 hPa南亚高压偏强、偏东、偏北是造成2013年盛夏中国中东部地区中低层下沉运动偏强的主要原因,偏强的下沉运动又会使空中云雨减少,地表吸收的太阳短波辐射偏强,地表温度偏高,地表向上的感热通量和长波辐射也随之增大。结合海表温度的分析发现,2013年盛夏西太副高偏强、偏西、偏北主要是由赤道西太平洋地区、黑潮地区和北半球西风漂流区海面温度异常偏高造成的。