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  气象   2009, Vol. 35 Issue (8): 118-123.  

每月天气与气候——2009年5月

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孔期, 2009. 南方黄淮降雨频繁  东北地区温高干旱——2009年5月——[J]. 气象, 35(8): 118-123. DOI: .
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2009. [J]. Meteorological Monthly, 35(8): 118-123. DOI: .
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南方黄淮降雨频繁  东北地区温高干旱——2009年5月——
孔期     
中央气象台,北京 100081

2009年5月,全国平均降水量较常年同期略偏少,华北、黄淮等地降水量明显偏多,黑龙江、内蒙古东部等地降水量显著偏少。全国平均气温较常年同期偏高,内蒙古、黑龙江、吉林区域平均气温为历史同期最高值,北京、天津为次高值。月内,全国多次出现大范围降水天气过程,南方地区暴雨天气频繁,华北黄淮等地也出现了区域性暴雨天气;东北地区及内蒙古东部降水稀少,旱情持续或发展;冷空气活动势力较弱,达到中等强度的冷空气过程只有两次;沙尘日数明显偏少,仅26日在南疆盆地、内蒙古中部等地出现一次沙尘天气过程,为2003年以来最少;本月18—19日华北东部等地出现短暂的干热风天气;月内有两个热带气旋生成,但对我国近海均无影响。

1 天气概况 1.1 全国平均降水量较常年同期略偏少

2009年5月,全国平均降水量为63.5mm,较常年同期(66.7mm)略偏少。月降水量,黄河以南大部地区、华北南部等地降水量一般有50~200mm,其中华南中部超过200mm;东北大部、华北北部及内蒙古中东部、甘肃河西地区、青海西部、西藏中部、新疆北部等地一般有10~50mm;全国其余地区降水量不足10mm,其中内蒙古西部、新疆南部的局部地区基本无降水(图 1)。

图 1 2009年5月全国降水量分布图(mm)

月降水量与常年同期相比,华北南部、黄淮大部及内蒙古中部、陕西大部、青海大部、西藏中部等地偏多3成至2倍,局部偏多2倍以上;东北中北部及内蒙古东部、京津地区、江南东部、华南东部及云南东北部、四川西部和东南部、西藏东部和西部、新疆南部等地偏少3~8成,部分地区偏少8成以上;全国其余地区接近常年(图 2)。

图 2 2009年5月全国降水量距平百分率图(%)
1.2 全国平均气温较常年同期偏高

5月,全国平均气温为16.4℃,较常年同期偏高0.8℃,为1951年以来第六高。月平均气温与常年同期相比,东北、华北东部和北部、黄淮东部、江淮东部、江南东部及内蒙古大部、四川西部、云南西北部、西藏东部偏高1℃以上,其中东北大部、华北东北部及内蒙古东部偏高2~4℃,全国其余大部地区气温接近常年(图 3)。

图 3 2009年5月全国气温距平分布图(℃)
2 环流特征

图 4a4b分别给出了5月北半球500hPa平均高度和距平场,与多年同期平均环流相比,5月北半球500 hPa平均环流形势有以下几个特点。

图 4 2009年5月北半球500hPa平均高度(a)和距平(b)
2.1 极涡呈偶极型分布,主体偏向西半球

北半球极涡呈偶极型分布,主要有两个中心,其中较强的中心明显偏向于西半球,位于加拿大北部巴芬岛附近,中心强度达到5280gpm。与此相对应,在500hPa位势高度距平图上对应有120gpm的负距平中心。另一个中心偏向于中西伯利亚北部地区,中心强度为5360gpm,对应有40gpm的负距平中心。本月西伯利亚地区多维持低压槽区,冷空气活动比较频繁,但是冷空气的主体偏北,强度偏弱。

2.2 欧亚中高纬北支锋区平直且偏北

本月北半球中高纬度环流呈5波型,欧洲中部为弱脊,亚洲中高纬度为较宽广的槽区,以纬向环流为主,北支锋区偏北。虽然亚洲北部的冷空气活动比较频繁,但是冷空气均比较偏北,势力不强。东亚大槽偏弱,我国中东部地区处于弱的正距平区,使得本月全国气温较常年同期偏高。东北地区为40gpm的正距平,这也是本月东北地区干旱少雨的原因之一。

2.3 西太平洋副热带高压偏东偏南

本月西太平洋副高略偏弱,呈东西向的带状分布,但东西向的跨度明显偏大。与常年同期相比,副高西脊点位置偏东;脊线位于12°N附近,较常年偏南约5个纬度。从逐旬的500hPa平均高度场上可以看出,中旬副高明显加强西伸,副高脊线维持在16°~18°N附近,副高西北侧的西南暖湿气流加强,有利于华南地区降水的发生。

3 环流形势演变与我国天气

上旬初,亚洲中高纬度为一宽广的槽区,槽区中有两个低涡中心分别位于西西伯利亚地区和远东西部,远东西部低压槽深厚,南下的冷空气与东移的高原槽前西南暖湿气流的共同影响,在我国南方地区出现了一次明显的降雨过程。5日以后,乌拉尔山附近的高压脊逐渐发展加强,位于西西伯利亚附近的低涡发展加强东移,低涡后部分裂冷空气进入我国新疆地区。此后新疆冷空气在东移过程中不断分裂短波槽东移,同时南支槽略有东移,7—10日,我国长江以北的大部分地区受冷空气影响出现降水天气过程,随着雨带的进一步南压,南方地区也相继出现降水。

中旬前期,亚洲中高纬度仍为低压槽区控制,两个中心分别位于西西伯利亚和我国东北北部地区,东北北部低压向东南方向移动,受鄂霍次克海阻塞高压影响,后期在日本海北部形成切断低压。此时环流形势调整为两槽两脊型,两槽分别位于贝加尔湖附近以及鄂霍次克海附近,两脊分别位于乌拉尔山和我国东北地区。中旬中期,贝加尔湖低涡低槽分裂冷空气南下,我国中纬度地区多短波槽活动,孟加拉湾附近稳定维持低槽区,我国黄淮、江淮等地又经历了一次明显的降水过程。中旬后期,巴尔喀什湖有低槽发展,并扩散冷空气东南下,促使高原槽东移发展加深,同时副热带高压明显加强西伸,高原槽前及副热带高压西北侧的西南暖湿气流明显加强,江南、华南强降雨频繁,5月17日华南进入前汛期。

下旬前期,亚洲中高纬度的低槽区仍维持,两个低槽分别位于巴尔喀什湖附近以及我国东北地区,两槽逐渐东移,后期发展为两槽一脊的环流形势,脊区位于我国东北地区,使得我国东北地区5月干旱少雨,旱情严重。虽然我国东北地区有几次低槽东移,但是水汽条件都极为不利,因而几乎没有降水,旱情持续发展。同时我国华南地区多低值系统活动,强降水多发生在我国华南地区。孟加拉湾有低值系统活动,季风云系活跃,并在24日发展为孟加拉湾热带风暴,为我国南方地区的降水提供了充沛的水汽条件。下旬中期,我国新疆北部的低涡低槽发展加强,乌拉尔山附近高压加强,同时我国东北地区高压发展,环流形势调整为两脊一槽型,随着贝加尔湖附近强低涡的东移发展,旬后期在我国东北地区形成低涡,给东北地区带来了阵性降水天气,部分地区气象干旱有所缓和。

4 冷空气活动

本月冷空气活动频繁,但强度偏弱,主要有两次中等强度的冷空气活动,分别是7—10日和12—15日的全国中等强度冷空气过程。

7—10日,受来自西西伯利亚的较强冷空气东移影响,我国自西北向东南先后出现明显的降温天气。西北地区东部、华北、东北、黄淮以及江淮地区先后出现6~10℃的降温。其中,内蒙古东部、东北地区等地降温幅度为10~14℃,锡林浩特过程降温达到了19.6℃,平均温度低于常年同期5.5℃。江南等地过程降温有4~8℃。此过程中地面冷高压和850hPa锋区呈东西向带状分布,7日中心位于西西伯利亚南部,强度为1030hPa的冷高压在东移过程中分裂,9日冷锋移至东北南部至华北中部,黑龙江西部高压中心达1020hPa,此后冷锋向东南方向移动影响黄淮及江南地区。东西走向的冷高压有利于降水的发生,而不利于大风天气的产生。

另一次中等强度的冷空气过程发生在12—15日,受来自贝加尔湖东移南下冷空气的影响,华北、东北、黄淮、江汉、江淮、江南、西南地区东部以及华南等地出现不同程度的降温。华北、黄淮等地降温幅度为5~8℃,其中北京过程降温7.4℃,平均温度低于常年同期2.1℃。江淮、江南以及西南地区东部气温下降5~8℃,南京的过程降温达到了9.5℃。华南地区降温1~4℃。

5 降水天气过程 5.1 概况

受冷暖空气的共同影响,5月我国共出现了10次范围较大的降水过程。具体降水过程见表 1

表 1 2009年5月主要降水过程
5.2 5月7—10日降水过程分析

5月7日开始,我国西北地区东部、华北、东北南部、黄淮、江淮自西向东,自北向南出现了一次大范围的降水天气过程。5月9日在山西东南部、河北南部、山东北部以及河南北部出现区域性的暴雨天气。山东北部的部分地区和河北邢台附近出现了大暴雨。从9日08时至10日08时,山东降雨量超过150mm的站有:高青197mm、齐河184mm、惠民172mm、禹城161mm、羊角沟151mm。河北邢台市区降雨量达175.5mm,降雨量不仅创下了邢台市近55年以来5月内24小时降雨量的最高值(1958年5月10日,52mm),同时也超过了5月总降雨量的最高值(1964年5月,133mm)。5月9日至10日,华北南部和黄淮北部过程降雨量一般在50~100mm,部分地区达110~200mm, 最大降雨出现在山东高青225.5mm。此次强降雨主要集中在9日下午至10日早晨,其中河北邢台、山东禹城、济阳、邹平、齐河、高青等地12小时降雨量有100~170mm,占过程总降雨量的60%~80%。之后雨带逐渐南压,降雨强度减弱。此次降雨天气过程历时短、强度强、极值多、范围广。在我国北方5月出现如此大范围的暴雨极为罕见。下面对此次过程作一简单的分析。

降水过程前期,欧亚大陆上空为两槽两脊型,两槽分别位于我国新疆地区和日本海附近,我国东部地区以及欧洲东部为高脊控制。新疆低槽缓慢东移,不断分裂冷空气东移,使得我国东部的高脊东移。850hPa上,低值系统逐渐东移(图略)。7日低压中心位于内蒙古西部地区。8日20时低压中心位于山西北部,冷式切变位于山西北部及陕西北部一线,暖式切变位于河北北部。同时四川盆地有西南涡生成。9日08时,随着冷空气的进一步东移南下,冷切变线位于山东西北部、河北南部和山西南部一线。9日20时,山西南部形成一个闭合低压中心,10日08时,低压中心东移至河北南部。9日08时至10日08时切变线稳定维持在河北南部和山东西北部,850hPa和700hPa切变线之间区域是强降水的主要集中地。低空西南急流明显(图 5),9日08时最大风速达到22m·s-1,为强降水的发生提供了动力及水汽条件。地面上,低压倒槽东移,9日08时锋区位于河北南部和山西中部一线。此后切变线南压,雨带也随之南压。

图 5 2009年5月9日08时850hPa风矢量和风速(m·s-1)等值线

选择大暴雨发生的集中区域(36.5°~37.5°N、116°~118°E),该区域平均的垂直上升运动和散度场的时间—高度分布可以看出(图 6),从9日08时之后,整层的垂直上升运动加强,最强的中心出现在9日20时600~700hPa的高度层,最大上升速度达到了-1Pa·s-1。同时在整个上升运动区还对应有明显的低层强辐合、高层强辐散,整层的抽吸作用有利于强上升运动的发生。因此本次强降水过程有非常好的动力抬升条件。通过分析9日14时850hPa水汽通量和水汽通量散度(图 7)可以发现,本次过程的水汽主要源地为南海以及孟加拉湾水汽经中南半岛再向北输送。水汽通量的辐合中心位于河北南部、山东北部、河南北部以及山西东部,对应于强降水发生的区域。可见在华北南部和黄淮北部等地形成的强降雨,其动力和水汽条件都得到了满足,加上东移南下冷空气的激发导致了此次强降水的发生。

图 6 2009年5月8日08时(00UTC)至10日20时(12UTC)区域平均(36.5°~37.5°N、116°~118°E)垂直上升运动(阴影,单位:10-2Pa·s-1)和散度场(线条,单位:10-6s-1)时间演变图

图 7 2009年5月9日14时850hPa水汽通量(g·s-1·cm-1·hPa-1)和水汽通量散度(10-7g·s-1·cm-2·hPa-1)分布
6 热带气旋活动

5月有两个热带气旋生成。今年第1号热带风暴鲸鱼于5月3日上午在菲律宾东部近海海面上生成,强度为热带风暴。3日晚上加强为强热带风暴,向东偏北方向移动。4日下午晚些时候加强为台风,继续向东北方向移去,强度缓慢减弱。7日上午减弱为强热带风暴,7日下午在日本东南方的西北太平洋变性为温带气旋。今年第2号热带风暴灿鸿于5月4日凌晨在南海南部南沙群岛附近海域生成,向东北方向移动,在4日下午晚些时候加强为强热带风暴,7日加强为台风,向菲律宾吕宋岛西部沿海靠近。7日晚10时在菲律宾吕宋岛西部沿海登陆,随后移入吕宋岛以东海面,减弱为热带风暴。9日凌晨,在菲律宾吕宋岛北部以东海面减弱为热带低压,强度趋于减弱。这两个热带气旋对我国近海均无影响。

7 黑龙江、内蒙古东北部气象干旱持续发展

5月1—29日,黑龙江大部、内蒙古东北部降水量偏少5~8成,局部地区偏少超过8成,同时气温偏高2~4℃,黑龙江和内蒙古区域平均气温为1951年以来最高值。气温偏高、降水偏少导致上述地区气象干旱迅速发展。5月29日监测显示,黑龙江大部、内蒙古东北部存在中到重度气象干旱,部分地区达到特旱等级。月末,大部旱区出现1~10mm降水,黑龙江中西部有10~20mm降水,部分地区气象干旱有所缓和。