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  气象   2010, Vol. 36 Issue (8): 111-115.  

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蒋星, 李勇, 2010. 2010年5月大气环流和天气分析[J]. 气象, 36(8): 111-115. DOI: .
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JIANG Xing, LI Yong, 2010. Analysis of the May 2010 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 36(8): 111-115. DOI: .
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第一作者

蒋星,主要从事定量降水预报.Email:Jiangx@cma.gov.cn

文章历史

2010年7月02日收稿
2010年7月08日收修定稿
2010年5月大气环流和天气分析
蒋星 , 李勇     
国家气象中心,北京 100081
摘要:2010年5月大气环流主要特征如下:北半球高纬度地区极涡呈偶极型,强度偏弱。中高纬度地区环流呈现五波型分布,东亚大槽的强度偏弱,位置偏西。西太平洋副热带高压呈东西向带状分布,脊线较常年偏北,副高西脊点西伸至印度洋一带。2010年5月全国平均气温为16.0 ℃,较常年偏高0.4 ℃。全国平均降水量为80.1 mm,较常年同期偏多13.4 mm。月内出现三次较强冷空气过程和三次沙尘天气过程。
关键词冷空气    暴雨    沙尘    
Analysis of the May 2010 Atmospheric Circulation and Weather
JIANG Xing, LI Yong    
National Meteorological Center, Beijing 100081
Abstract: The following are the main characteristics of the general circulation of atmosphere in May 2010. There are two polar vortex centers in the Northern Hemisphere. The circulation presents a five-wave pattern in middle-high latitudes. The intensity of three major deep troughs are weaker than their average conditions. The subtropical high shows a belt figure. The western ridge spot of the high extends to the Indian Ocean. The monthly mean temperature (16.0 ℃) is 0.4 ℃ higher than the same period of normal years and the national mean precipitation (80.1mm) is 13.4 mm more than the same period of normal years. There are three cold air processes and three sand and dust processes in the month.
Key words: cold air    heavy rain    sand and dust    
1 天气概况 1.1 降水

5月,全国平均降水量为80.1 mm,较常年同期(66.7 mm)偏多13.4 mm。月降水量,黄河以南大部地区及东北大部、内蒙古东部等地一般有50~200 mm,其中湖南、江西、浙江南部、福建、广东、广西东部等地有200~400 mm,局部超过400 mm;西北中部和西部、华北大部,以及内蒙古西部和东北部、黑龙江西北部、西藏中西部等地降水量不足50 mm(图 1a)。

图 1 2010年5月全国降水量(a)(单位:mm)和降水量距平百分率(b)(%)分布 Fig. 1 Distributions of precipitation (a) (unit: mm) and precipitation percentage anomalies (b) (unit: %) over China in May 2010

月降水量与常年同期相比,东北大部、华北北部及内蒙古、陕西北部、宁夏、甘肃大部、青海大部、新疆西南部、西藏东部、浙江南部、江西、湖南北部、广东中北部、福建北部等地一般偏多3成至1倍,部分地区偏多1倍以上;西藏西部、河南北部、安徽东北部、江苏东南部、云南大部、贵州西部、广西中部、海南等地一般偏少3~8成;全国其余大部地区接近常年(图 1b)。

1.2 气温

5月,全国平均气温为16.0 ℃,比常年同期(15.6 ℃)偏高0.4 ℃。月平均气温与常年同期相比,除新疆中北部偏低1~2 ℃外,全国大部地区接近常年或偏高,其中黑龙江大部、吉林东部、内蒙古东北部、河北中部、山东中北部、四川西部、云南、贵州西部、西藏西部和中部、青海南部等地偏高1~4 ℃(图 2)。

图 2 2010年5月全国平均气温距平分布(单位:0.1 ℃) Fig. 2 Monthly mean temperature anomalies (unit: 0.1 ℃) over China in May 2010
2 环流特征和演变 2.1 极涡

从北半球500 hPa月平均高度场(图 3a)和平均高度距平场(图 3b)中可以看到,北半球高纬度地区有2个不同强度的极涡,中心分别位于亚洲中西伯利亚北部和巴芬岛,中心强度分别为5360 gpm、5360 gpm。与多年平均相比,纽芬兰岛附近的高度场偏低约80 gpm,而新地岛、远东地区东部和格陵兰岛地区存在显著正距平。

图 3 2010年5月北半球500 hPa月平均位势高度(a)及距平(b)(单位:10 gpm) Fig. 3 Monthly mean 500 hPa geopotential heights (a) and anomalies (b) in the Northern Hemisphere in May 2010 (unit: dagpm)
2.2 中高纬环流呈五波型

在500 hPa北半球中高纬度地区环流呈现五波型分布(图 3a),美洲东海岸和欧洲中西部分别为较深厚的槽;欧洲东部为弱脊,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。亚洲北部的冷空气活动比较频繁,势力较强。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。东北地区有为40 gpm的正距平,这也是东北地区气温偏高的原因。

2.3 南支槽与西太平洋副热带高压

从月平均高度场(图 3a)可以看到,本月南支槽大约位于90°E附近略偏西,与多年平均位置一致,强度偏弱。西太平洋副热带高压呈东西带状分布,脊线位置比常年偏北,副高脊线位置较常年偏北,西脊点位置较常年偏西,西伸至印度洋东部一带。

2.4 环流演变与我国天气

5月上旬,欧亚大陆中高纬地区呈一槽一脊的环流形势(图 4a)。50°E的乌拉尔山附近有一强的高压脊,该脊向北伸展至新地岛附近,而在90°E以东的广大地区是一个较为宽广的低压槽区,贝加尔湖西北部有一高空低涡。3日开始,亚洲高纬地区的宽广低涡出现分裂,低涡南侧分裂的高空槽已经进入东北地区,中纬度地区转为西风气流控制,其上多短波波动影响我国偏北地区。新疆北部和东北地区有西风槽影响。南下的冷空气与东移的西南暖湿气流的共同影响,给我国造成一次大范围的大风降温和降水天气。6日前后,亚洲中高纬度环流为经向型,锋区位于西伯利亚到我国黄淮一带,其上多短波活动,位于东北地区的低涡逐渐移出我国,东北地区的强降雨过程趋于结束,但随着锋区上位于新疆北部短波槽逐渐东移加深,并在东北地区形成低涡。10日乌拉尔山阻高、贝加尔湖低涡强盛,我国东北地区低涡发展强烈,影响范围较大,并继续东移。

图 4 2010年5月上(a)、中(b)、下(c)旬平均500 hPa位势高度(单位:10 gpm) Fig. 4 The 500 hPa geopotential heights averaged over the first (a), middle (b) and last (c) ten-days of May 2010 (unit: dagpm)

从5月中旬的平均场(图 4b)可看出,欧亚大陆中高纬地区呈二脊一槽的环流形势。乌拉尔山以西地区形成一较强高压脊,该脊向西北方向伸展。80°~120°E为一较深厚的槽区,贝加尔湖以西的高空低涡较上旬有明显的南落。位于远东地区中部为一弱高压脊。旬中期我国东北地区有弱的短波槽活动。副热带高压较上旬有明显的西伸,西脊点位置到达90 °E附近。

5月下旬初期,极涡偏在亚洲北部,并逐渐南移,其南侧中纬度锋区较平直,其上多波动,位于新疆北部的小槽沿锋区快速东移,给我国北方地区带来一次冷空气过程。24日开始西伯利亚地区为庞大低涡控制,低涡位置少动,其南侧锋区北收,影响我国冷空气势力减弱。中纬度亚洲为两槽一脊,环流逐渐演变为东高西低形势,新疆西部小槽东移加深,槽前脊受其东部低涡阻挡移动缓慢。孟加拉湾槽也逐渐加深,有利于水汽向我国西南、西北地区输送(图 4c)。

3 冷空气活动

去冬今春,中高纬地区冷空气异常活跃,不断南下影响我国,且路径偏东[1-3]。本月冷空气活动依然频繁,5月3—7日、8—10日、12—14日、15—19日、20—23日、25—29日至今先后有不同强度的冷空气影响我国。尤其是5月3—7日、15—19日、20—23日冷空气活动较强。受冷空气影响,本月新疆北部、青海中北部、甘肃大部、内蒙古西部和东北部、黑龙江西北部、吉林南部、辽宁北部、华北大部、江南东部、华南、四川东南部等地最大降温幅度有8~10 ℃;其中新疆北部、内蒙古东北部、黑龙江西北部等地降温有12 ℃,局地降温有16 ℃。

三次较强的冷空气活动均对应着中高纬度环流的调整。2日冷空气影响我国前已经有纬向环流向经向环流的转变,冷空气在中西伯利亚中北部地区堆积,4日,500 hPa冷涡中心位于贝加尔湖以北,中心温度达到-36 ℃,4日,巴尔喀什湖以西地面高压中心强度1025 gpm。受中纬度横槽转竖以及地面高压南下的影响,3—7日,我国自南向北出现大范围大风降温天气。新疆中北部、青海北部、甘肃河西地区、内蒙古大部、东北大部、华北北部先后出现5~6级风,新疆山口风力达到8级。新疆北疆大部和南疆盆地局地、甘肃河西地区、内蒙古大部、华北大部、东北大部、黄淮、江南东部、华南大部等地降温达6~10 ℃,局部地区达到12~16 ℃。

15—19日期间,亚洲中高纬度环流为经向型,乌拉尔山地区仍然为阻高控制且在西退,贝加尔湖及以西地区为低值区,中国东北地区为弱脊控制,中国中东部地区为东高西低形势。副热带气流较平直,副高西脊点位于95°E附近,588线已到华南,利于水汽输送。受低层加强的西南低空急流与弱冷空气的共同影响,重庆中南部、贵州中东部、广西北部、江南大部、江淮南部等地有中到大雨,其中贵州东南部、广西东北部、湖南中部、江西中北部、安徽南部、浙江西部等地的部分地区有暴雨,湖南中部、江西北部、浙江西部等地的局部地区有大暴雨。

20—22日,亚洲中高纬度环流为经向型,极涡偏在亚洲北部,并逐渐南移,与原位于贝加尔湖以西的低值系统合并,其南侧锋区较平直,其上多波动,位于新疆北部的横槽逐渐转竖,并沿锋区东移,将给我国北方地区带来一次冷空气过程,北方部分地区出现大风降温和沙尘天气。高原上有波动东移,西南暖湿气流开始加强,切变线北抬,并有低涡沿切变线移出。我国江淮南部、江南大部、华南大部出现大到暴雨,其中,江南东部、华南南部局部地区出现大暴雨。

4 降水天气过程 4.1 概述

受冷暖空气共同影响,本月我国出现了7次较为明显的降水过程,表 1列出了这7次降水过程的起止时间、影响系统和主要落区。

表 1 2010年5月主要降水过程 Table 1 The main precipitation processes in May 2010
4.2 5月5—7日降水过程分析

5日夜间在重庆出现了局地雷雨大风、冰雹等强对流天气。其中垫江沙坪镇和梁平回龙镇最强风速分别达到31.2 m·s-1和30.0 m·s-1(11级),为当地有气象记录以来的极大值。5—7日江南、华南、西南地区东部大部分地区为中到大雨,其中重庆中南部、贵州中部、湖南中部、江西中部及南部、广东中东部出现了大范围的暴雨和大暴雨。其中广东中东部出现大范围的大暴雨,330个测站降水量为100~250 mm,10个测站超过250 mm,韶关翁源的新江镇422.7 mm为过程最大雨量,增城6日23时至7日00时的1小时降雨量达126 mm。强降水出现范围大、持续时间长,短时降雨强。

5月上旬前期,500 hPa中高纬与低纬以纬向环流为主,多短波槽活动。副热带高压较为强盛,无明显冷空气影响我国南方地区;中低层西南气流加强,有利于暖湿气流向北输送;地面西南倒槽发展,有利于地面增温增湿和不稳定能量积累。4日高空低槽引导地面冷空气经河套地区南下。5日20时,西南地区东部、江南、华南200 hPa高空为辐散气流;500 hPa自西北地区有干冷空气向南入侵,孟加拉湾有暖湿气流向西南地区东部输送;中低层西南地区有低涡、切变线形成(图 5);地面西南倒槽强烈发展,5日西南地区地面高温超过30 ℃,局部地区的气温高达34 ℃,湖南、江西、广西、广东北部为28~31 ℃,积聚了大量不稳定能量。5日20时地面冷锋已越过秦岭,西南地区东部形成最有利强对流的天气形势。随着冷空气入侵,西南地区开始出现强对流天气,随后冷空气快速南压,贵州、湖南、江西相继出现强对流引发强降水。6日20时,200 hPa广东上空为较强的辐散气流,500 hPa低槽移到广东东部,引导地面冷空气南下,低空急流减弱,切变线南压至广东北部,在广东省上空形成上冷下暖、低层暖平流、高层冷平流的“前倾槽”天气形势,为强对流天气提供了有利的天气背景。由于地面辐合线与中低层切变线触发了大量不稳定能量的释放,广东省出现强对流天气。由于副高较强、地面冷空气南压后强度有所减弱,因此中低层辐合线及地面冷锋在广东境内移动缓慢,造成长时间强降水而形成大范围的大暴雨天气过程。

图 5 2010年5月5日20时的500 hPa高度场与850 hPa风场的叠加图 Fig. 5 The high-level weather chart (850 hPa wind field superimposed over 500 hPa height field) at 20:00 BT 5 May 2010
5 沙尘天气

5月,我国北方出现3次沙尘天气过程,沙尘天气过程次数接近常年同期(3.4次)。受气旋和冷锋影响,5月4日新疆南疆盆地、青海柴达木盆地、宁夏西部、内蒙古西部、甘肃中部、陕西北部出现扬沙天气。受蒙古气旋和冷锋影响,5月6日内蒙古中西部的部分出现了扬沙或浮尘,局部地区有沙尘暴。受蒙古气旋和冷锋影响,5月8日新疆吐鲁番盆地和南疆盆地东部、内蒙古中西部、宁夏、陕西北部等地出现了扬沙天气,内蒙古中西部的局地出现了沙尘暴。

6 其他灾害性天气 6.1 重庆、黑龙江、福建、山东、安徽等地风雹灾害较重

5月份全国有22个省(市、区)先后遭受雷雨大风、冰雹或龙卷风袭击,其中重庆、黑龙江、福建、山东、安徽等省(市)局部受灾较重。5月3—8日,重庆21个县(区)遭受风雹灾害,157.6万人受灾,因灾死亡32人,农作物受灾面积7.9万hm2,直接经济损失9.1亿元。5月15—16日,黑龙江省绥化市5个县(市、区)遭受雷雨大风、冰雹和龙卷风袭击,因灾死亡7人,直接经济损失9500多万元。5月18—20日,福建三明、南平2市16个县(市、区)遭受风雹灾害,17.2万人受灾,因灾死亡3人,农作物受灾面积1.1万hm2,直接经济损失约3亿元。5月28—30日,山东青岛、东营、烟台、潍坊、日照、临沂、滨州7市16个县(市、区)遭受风雹灾害。62.2万人受灾,农作物受灾面积5.4万hm2,直接经济损失10.7亿元。5月30日,安徽蚌埠、淮北、滁州、宿州4市7个县(市、区)遭受风雹灾害,118.9万人受灾,农作物受灾面积9.4万hm2,直接经济损失5.8亿元。

6.2 中旬西北部分地区遭受低温冷冻害和雪灾

5月13—16日, 新疆大部出现降水、降温天气,全疆56站日最低气温突破近10年历史同期(5月中旬)极值,其中塔城等9站突破近20年历史同期极值,部分地区发生低温冻害。受灾人口26万人,农作物受灾面积8万hm2,直接经济损失5.8亿元。5月16—21日,甘肃遭受低温冷冻害和雪灾, 最低气温降至零下,部分地区达到-4 ℃,局地积雪深度达20 cm。兰州、白银、武威、张掖、平凉、庆阳、定西、临夏8市(州)24个县(市、区)共218.2万人受灾,农作物受灾面积32.5万hm2,直接经济损失6.6亿元。5月18日,宁夏固原市泾源县遭受低温冷冻和雪灾,直接经济损失670余万元。

参考文献
徐辉, 2010. 2010年1月大气环流和天气分析[J]. 气象, 36(4): 140-144.
田伟红, 2010. 2010年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 36(5): 135-139.
李勇, 2010. 2010年3月大气环流和天气分析[J]. 气象, 36(6): 128-133. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2010.06.021