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...     

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。     

2013年长江中下游地区夏季高温事件的环流特征及成因

采用ERA-interim和NCEP CFSR逐日再分析资料以及长江中下游29个测站的逐日温度资料,分析了2013年7月23日-8月14日长江中下游地区夏季异常高温的特点、环流特征及成因。研究结果表明,2013年夏季高温期间西太平洋副热带高压较往年异常偏强,西太平洋副热带高压控制区内大范围异常下沉运动产生的大气绝热加热是高温形成的主要原因。同时,与强大西太平洋副热带高压相联系的异常强大反气旋环流使得长江中下游地区上空的水汽向东北方向大量输出,导致了该区域水汽含量的减少,致使到达地面的太阳短波辐射增加,这是高温形成的又一原因。进一步分析表明,2013年夏季海洋性大陆地区大气热源异常偏强,该地区大气热源的异常增强可能是导致2013年夏季西太平洋副热带高压异常偏强的主要原因。     

2013年夏季西太平洋副高异常特征及其对湖南高温干旱的影响

利用湖南96个测站的逐日降水、日最高气温和NCEP/NCAR再分析资料、海温资料,分析了2013年夏季西太平洋副热带高压异常活动特征、成因及其对湖南高温干旱的影响。结果表明,2013年夏季西太平洋副高异常偏西、偏强,使得湖南一直处在高压下沉气流控制下,形成持续高温干旱天气。造成副高变异的原因主要有:(1)2012年冬季至2013年春季,赤道东太平洋海表温度持续偏低,印度洋—赤道西太平洋海表温度持续偏高,使得Walker环流和Hadley环流的上升和下沉运动得到加强,西太平洋副高西伸、加强;(2)南亚高压一次次东伸,通过强烈高空负涡度平流的动力强迫,造成西太平洋副高区内的下沉运动,导致副高稳定维持,天气晴热高温;(3)西风急流较常年偏北,纬向环流偏强,导致副热带高压在偏北位置稳定维持,200 h Pa高空辐合增强,辐合中心位于30°N以北,造成500 h Pa副高下沉运动区位置偏北、偏强。     

柴达木盆地南部夏季持续高温天气及环流背景分析

持续的高温天气对人们的生活和生产活动有重要影响，本利用1956—1999年44年气象资料对柴达木盆地南部地区持续高温天气的气候特征和环流背景进行了分析，结果表明，南亚高压中心位置偏北、偏东，华北高压的建立和维持，与西太平洋副热带高压的合并是持续高温天气的重要环流背景。     

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。     

夏季南亚高压东西振荡特征研究

用合成分析方法讨论夏季南亚高压东西位置异常时东亚地区高低层环流特征和垂直环流特征，结合大气环流的这些特征讨论了南亚高压东西位置异常对我国东部降水的影响，最后对南亚高压位置异常与海温异常的关系进行了研究．结果表明，南亚高压与500hPa西太平洋副高存在“相向而行”和“相背而去”的关系；南亚高压偏东年850hPa距平风合成表明西太平洋副高增强西伸，长江流域存在距平风的辐合，导致长江流域降水偏多；偏西年西太平洋副高减弱东撤，长江流域为距平北风控制，使得长江流域降水较少。南亚高压偏东（西）年高原西部和我国长江流域上升运动较强（弱）。前期冬季赤道中东太平洋海温偏高（低），则夏季南亚高压的位置易偏东（西）。前期冬季到同期夏季印度洋海温偏高（低），夏季南亚高压偏东（西）。     

近116年江淮梅雨异常及其环流特征分析

利用江淮地区1885—2000年近116a梅雨特征量资料和NCEP／NCAR逐日再分析资料，采用谐波分析、最大熵谱分析、小波分析、合成分析等方法讨论了江淮梅雨特征量的年际-年代际变化特征及梅雨异常的环流特征。结果表明；江淮梅雨特征量存在显著的年际和年代际变化特征。入梅日期、出梅日期、梅雨期长度呈显著上升的长期变化趋势，梅雨量和梅雨强度长期趋势变化不明显；梅雨特征量均存在多时间尺度的振荡周期，入梅日期具有准24a、准5a和准3a的显著周期；出梅日期具有准35a、准22a和准5a的显著周期；梅雨量具有准40a、准15a、准9a和准3a的显著周期。丰梅年南亚高压中心强度和西太平洋副热带高压增强。枯梅年则反之。     

2003年夏季中国江南异常高温的分析研究

2003年夏季在中国江南出现了大范围异常高温天气,无论其绝对高温值、还是持续时间之长都创下了历史记录,给工农业生产及人民生活造成巨大损失.作者对异常高温发生的直接原因及其可能机制进行了初步分析,发现西太平洋副热带高压的极度持续偏强和西伸是直接原因,而西太平洋副热带高压形势的持续异常是多系统综合作用的结果.初步分析表明,热带太平洋一印度洋海温、中西太平洋跨赤道气流异常、平流层过程以及全球增暖的背景条件是其重要机制.     

2017年7月陕西高温热浪天气成因及前期信号初探

利用陕西98个气象观测站最高气温逐日资料和NCEP/NCAR再分析逐日、逐月资料、NOAA逐月海表温度资料以及国家气候中心逐月环流指数资料,分析了2017年7月陕西极端高温热浪天气的成因,探寻其前期信号。结果表明:此次高温演变过程分为两个阶段,第一阶段为9—14日,陕西大部处于新疆至河套一带高度场正异常控制中,异常下沉运动和低层暖平流位置偏北造成陕西中北部出现高温;第二阶段为19—27日,西太平洋副热带高压明显北抬西伸、高空急流与南亚高压东进,造成异常下沉运动增强、南移,加之低层暖平流范围增大、强度增强,使得高温向陕西南部扩展,高温中心南移且强度增大。前期5—6月赤道西太平洋关键区(10°S—15°N、160°E—140°W)海温异常与7月陕西中南部高温呈显著正相关,它是7月陕西中南部高温一个可靠的前期信号。当前期5—6月关键区海温偏高时,其可通过激发遥相关波列与西太副高、南亚高压及东亚上空纬向风发生联系,进而影响陕西中南部气温变化,这可能是造成该地区7月极端高温事件的主要原因。     

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。     

2013年夏季浙江省高温干旱环流异常分析

利用浙江省10个站的温度和降水资料、国家气候中心160站的降水资料、NOAA的ERSST和OLR资料及NCEP再分析资料,对2013年7至8月发生在浙江省的持续高温干旱天气过程的基本特征和环流异常进行了分析。结果表明:浙江省各站的高温日数、高温持续日数、持续无降水日数、干旱指数都远超历史同期纪录,降水较常年偏少3成以上。南亚高压强度偏强,面积偏大,东侧脊点位置偏东;西太平洋副高强度偏强,西侧脊点位置偏西;东亚季风异常偏强及其造成的水汽辐合偏弱,是高温干旱天气产生的重要原因。其中7月底西太平洋副高的异常西伸及8月异常持续偏西对浙江8月持续高温干旱的发生起了决定性作用,这与同期热带西太平洋暖池区增暖、菲律宾周围对流活动加强有关,后者通过EAP/PJ遥相关型对前者产生影响。     

2001年辽宁夏季暴雨环流形势特征

针对2001年辽宁夏季暴雨过程，对造成辽宁夏季暴雨的环流形势和热带风暴、副热带高压等系统的演变特征进行统计分析。并对数值预报产品及释用产品预报能力进行了客观对比，论述了低空急流、切变线与辽宁暴雨的关系。     

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。     

2006年川渝地区高温干旱特征及其成因分析

2006年夏季,四川、重庆发生了50年一遇的高温大旱.利用中国730站中川渝地区58个测站2006年1月1日～9月8日的逐日降水、日最高气温和NCEP再分析资料,探讨了这次高温干旱的特征及成因机理,重点分析了西太平洋副热带高压和大陆副热带高压的异常活动以及西风带与热带环流的特征.研究指出,东亚西风带扰动偏弱、偏北,青藏高原低涡活动减弱,使得川渝地区上空长时间受强大的副热带高压控制;2006年夏季副热带高压的加强和维持与菲律宾以东洋面及南海地区的对流加强、孟加拉湾地区降水异常增多导致的加热场异常密切相关.     

川渝地区夏季高温干旱变化特征及其异常年环流形势分析

分析了川渝地区夏季高温日数时间演变特征及其异常年份的环流形势.结果表明,川渝地区高温日数在20世纪50年代到70年代总体偏多,1979年是由多到少的突变年,80年代高温日数明显偏少,90年代以后又有增多趋势.川渝地区夏季高温酷暑年和凉夏年的环流形势存在着明显的差异.酷暑年,我国南海北部对流增强,使得西太平洋副热带高压偏北,乌拉尔山和鄂霍次克海地区无持续性阻塞高压,同时东亚大槽变浅,青藏高原上升运动减弱.850 hPa距平风场上.川渝地区以南被东北距平风控制,以北被正南距平风控制,这种环流形势配合有利于川渝地区夏季高温干旱的发生、发展.前期春季OLR场变化特征可为川渝地区夏季高温干旱的预测提供一定的参考依据.     

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。     

2001年辽宁夏季暴雨环流形势特征

针对 2001年辽宁夏季暴雨过程 ,对造成辽宁夏季暴雨的环流形势和热带风暴、副热带高压等系统的演变特征进行统计分析 ,并对数值预报产品及释用产品预报能力进行了客观对比 ,论述了低空急流、切变线与辽宁暴雨的关系     

云浮高温天气及其环流形势统计与分析

为加深对云浮高温天气特征的认识,对云浮地区1981—2010年高温天气及其与副高、热带气旋之间关系进行统计分析。结果表明:云浮地区年高温天气大体呈增加趋势,测站局地环境不一致导致各测站高温天气年变化的并不一致。云浮地区高温天气主要出现在6—8月,7月最多,8月次之。云浮地区高温环流形势可分为4类:副高型、台风Ⅰ型、台风Ⅱ型和其它型。500 hPa位势高度(台风强度)与云浮地区台风I型(台风Ⅱ型)高温的关系不明显。500 hPa位势高度较高有利于台风Ⅱ型、副高型、其它型高温的发生发展。500 hPa位势高度大值中心位于测站以北(以西)有利于台风II型(其它型)高温发生发展,位于测站以东时副高型高温较多,位于测站东南则不利于高温天气发生发展。台风中心位于测站东北、东、东南三个方位,台风中心与测站距离600~1 600 km,台风强度在TS及以上时,有利于台风I型高温的发生发展。台风中心位于测站东方方位,台风中心与测站距离1 600~2 200 km,有利于台风Ⅱ型高温的发生发展。     

2018年夏季东北极端高温事件物理机制分析

基于观测资料和再分析资料,研究分析了2018年夏季中国东北地区持续多日出现高温异常事件的形成机理。首先分析了整个夏季该地区观测台站逐日的温度资料,计算了观测台站的超热因子(Excess Heat Factor,EHF)指数,发现东北地区出现高温异常的时段主要是7月和8月,异常高温的发生区域集中在东北南部。在此期间,东亚大气环流形势的异常主要表现为南亚高压和西太平洋副热带高压强度异常增强,作用相互重叠和位置持续偏北。进一步的分析可以注意到,二者的重叠造成研究区域内有负涡度异常增强,使得南亚高压和西太平洋副热带高压在北推的过程中不断带动东北南部上空负涡度异常增强,并伴随有异常下沉气流,下沉绝热增温与晴空辐射增温,这可能是东北南部地表增温的一个重要原因。相关分析证实,在整个夏季东北南部地表气温与其上空300 hPa至500 hPa涡度异常都有显著的负相关关系。因此,南亚高压和西太平洋副热带高压之间的相互叠加组合是导致东北南部在2018年夏季7、8月份出现高温异常的主要原因。进一步的研究发现,夏季副热带西风急流中准定常Rossby波能量的传播与南亚高压和西太平洋副热带高压异常增强有密切联系,同时夏季西太平洋暖池的显著增暖导致了菲律宾地区异常旺盛的对流活动,进而在500 hPa高度场上激发出PJ(太平洋—日本涛动)波列,从另一个路径上促进了西太平洋副热带高压偏强偏北。