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  气象   2014, Vol. 40 Issue (1): 126-131.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.01.016

天气、气候评述

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王海平, 高拴柱, 2014. 2013年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 40(1): 126-131. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.01.016.
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WANG Haiping, GAO Shuanzhu, 2014. Analysis of the October 2013 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 40(1): 126-131. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.01.016.
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资助项目

公益性行业(气象)科研专项(GYHY201206001) 资助

第一作者

王海平,主要从事台风预报和研究工作.Email:wanghp@cma.gov.cn

文章历史

2013年11月18日收稿
2013年11月28日收修定稿
2013年10月大气环流和天气分析
王海平 , 高拴柱     
国家气象中心,北京 100081
摘要:2013年10月环流特征如下:北半球高纬度地区为单一极涡,强度较常年同期偏强,中高纬环流呈现4波型,北美地区中高纬环流经向度较常年偏大,南支槽偏强,西太平洋副热带高压强度偏强。10月,全国平均降水量为30.8 mm,比常年同期(35.8 mm)偏少14.0%,全国平均气温为11.1℃,比常年同期(10.3℃)偏高0.8℃。月内,冷空气活动频繁,先后有4次冷空气过程影响我国,但只有22—26日的冷空气达到全国较强冷空气标准,其他3次都是影响北方的中等强度冷空气;受台风菲特影响,我国华东地区南部和华南地区北部出现一次强降水过程;江南中部及河南等地气象干旱持续或发展;我国中东部大部地区出现雾霾天气。
关键词冷空气    台风    雾霾    大气环流    
Analysis of the October 2013 Atmospheric Circulation and Weather
WANG Haiping, GAO Shuanzhu    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The following are the main characteristics of the general atmospheric circulation in October 2013. There is one strong polar vortex center over the Northern Hemisphere. The circulation presents a four-wave pattern in middle high latitudes. The meridional circulation is more obvious, the south branch trough and the West Pacific subtropical high are stronger than normal years. The monthly mean precipitation is 30.8 mm, 14% less than normal. The monthly mean temperature is 11.1℃, which is 0.8℃ lower than normal years. There are four cold air processes affecting China during this month. Typhoon Fitow makes landfall in southern part of East China and northern part of South China, bringing a severe rainfall process. The autumn drought across the central part of Jiangnan Region and Henan Province continues or develops. Besides, most parts of the central and eastern China suffers from fog and haze events.
Key words: cold air    typhoon Fitow    fog and haze    atmospheric circulation    
1 天气概况 1.1 降水

2013年10月,全国平均降水量为30.8 mm,较常年同期(35.8 mm)偏少14.0%(国家气候中心,2013)。从空间分布看,东北南部、江南东北部、西南地区东南部和东北部大部及海南月降水量在50 mm以上;全国其他大部地区月降水量不足50 mm,其中西北西部、江汉东部、华南中部和东部及内蒙古中部和西部、山东东南部等地不足10 mm(图 1)。

图 1 2013年10月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Distribution of precipitation in China in October 2013 (unit: mm)

与常年同期相比,东北中部和南部、江南东北部及内蒙古东北部、西藏大部、四川中西部、云南中部等地月降水量偏多5成至2倍;全国其余大部地区接近常年或偏少,其中西北地区西部、华中中部、华南中部和东部及山东东南部等地偏少8成以上(图 2)。

图 2 2013年10月全国降水量距平百分率分布(单位:%) Fig. 2 Distribution of precipitation anomaly percentage in China in October 2013 (unit:%)
1.2 气温

2013年10月,全国平均气温11.1℃,较常年同期(10.3℃)偏高0.8℃。月平均气温与常年同期相比,西北地区大部、华中中部及内蒙古西部、山西西南部、四川东北部等地偏高1~4℃,其中新疆北部和西南部偏高2℃以上;而云南中东部和贵州西南部部分地区气温偏低1~2℃。西北地区平均气温10.4℃,较常年同期(8.7℃)偏高1.7℃(图 3)。

图 3 2013年10月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Distribution of mean temperature anomaly in China in October 2013 (unit: ℃)
2 环流特征和演变

图 4给出了2013年10月500 hPa平均位势高度及距平图,与常年同期的北半球环流形势相比,10月北半球的环流形势有以下主要特点。

图 4 2013年10月北半球500 hPa平均高度(a)和距平(b)(单位:dagpm) Fig. 4 Mean geopotential height (a) and anomaly (b) at 500 hPa over the Northern Hemisphere in October 2013 (unit: dagpm)
2.1 极涡明显偏强

北半球极涡呈单极型分布,中心位于北地群岛上空,中心强度为512 dagpm。与多年平均相比,在新地岛至北地群岛、亚速尔群岛地区各出现一个负距平中心,其中心值分别达到-16和-24 dagpm(图 4),表明极涡强度较常年同期明显偏强,冷空气势力偏强。

2.2 中高纬环流呈4波型

2013年10月,在500 hPa位势高度场及距平上(图 4),中高纬呈明显的4波型分布,低槽分别位于中太平洋、北美中部、大西洋中部和欧洲中部,且各个低槽均处于负距平区域,表明中高纬度低槽强度均较常年偏强。

2.3 南支槽偏西偏强,西太平洋副高主体偏东偏弱

图 4可以看到,南支槽位于85°E附近地区,较常年位置略有偏西,不利于将水汽向我国输送(蒋星,2012胡海川,2013);西太平洋副热带高压脊线位置与常年(22°N附近)一致,但从距平图上可以看到为正距平,表明其强度较常年略偏强,且西脊点位置较常年(128°E附近)偏东,从而造成本月我国南方地区降水总体偏少。

2.4 环流演变与我国天气

图 5给出了10月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流发展演变的三个时段的平均高度场,总的来说,亚欧中高纬度环流不断调整,冷空气活跃,而南支槽不活跃。另外,在10月上旬受台风菲特和冷空气共同影响,江淮和华南北部地区出现强降水; 中下旬,我国华南地区有分裂的副热带高压中心稳定维持,造成华南部分地区的秋旱。具体分析如下。

图 5 2013年10月欧亚500 hPa上(a)、中(b)、下(c)旬平均位势高度(单位:dagpm) Fig. 5 Eurasia mean geopotential height at 500 hPa of the 1st (a), 2nd (b) and last (c) dekad in October 2013 (unit: dagpm)

上旬(图 5a),亚欧中高纬地区以经向环流为主,长波槽位于欧洲中部,东亚槽位于120°E附近,冷空气活动较频繁,但活动范围较偏北,给北方地区带来一定的降温及降水;低纬地区,南支槽位置明显偏西,西太平洋副热带高压强度偏强脊线偏北,西脊点位于130°E以东地区,不利于水汽向我国输送。

中旬(图 5b),亚欧地区环流形势明显调整,由经向型环流调整为纬向型环流。南支槽位置依然较偏西,位于70°E附近利于其槽前暖湿气流输送到我国西南地区,与冷空气共同造成我国西南地区的持续阴雨天气。我国华南地区高压系统较上旬有所增强,导致华南地区秋旱天气的维持。西太平洋副热带高压西脊点位置有明显东退过程,主体东移至140°E以东地区,不利于我国南方地区的降水。

下旬(图 5c),亚欧地区环流形势再次调整,西风带较平直,我国北方大部地区均受西北气流控制,冷空气强度增强,我国东北地区低槽继续加深,冷空气从中西伯利亚地区南下影响我国。在低纬度,南支槽位置东进,但强度较弱;副热带高压东退南落,且强度减弱。

3 主要冷空气过程 3.1 概况

2013年10月冷空气活动频繁,有4次主要的冷空气过程影响我国,分别出现在10月9—11日(北方地区中等强度冷空气过程)、12—16日(全国范围较强冷空气过程)、21—24日(北方地区中等强度冷空气过程),22—26日(北方地区中等强度冷空气过程)。月内,受频繁冷空气影响,我国局地气温波动起伏较大,河北、北京、天津、内蒙古等8省(市、区)共有16站发生极端日降温事件,日降温幅度达11~14℃,其中天津宝坻(12.7℃),北京密云(14.0℃)的日降温幅度超历史极值(国家气候中心,2013)。

3.2 10月12—16日冷空气过程分析

10月12—16日较强冷空气侵袭我国,这次冷空气过程造成了西北地区东部、内蒙古大部、东北、华北、黄淮及江淮等地出现8~10℃的降温,其中山西西南部、河南中部、山东西部等地降温幅度达12~15℃;上述部分地区并伴有4~5级风。14—16日,四川东部、重庆中部和南部、陕西西南部、山西南部、河北西南部、山东西北部等地降雨20~50 mm,四川东部和重庆中部的部分地区雨量有60~90 mm,岳池局地146 mm(图略)。

这次冷空气过程主要是由于贝加尔湖至新疆北部的冷空气东移,影响我国中北部大部分地区。

前期,位于贝加尔湖以西的高空槽向东移动,13日08时大槽北支移至贝加尔湖附近,南支段已移动到我国北疆地区,槽底部位于大约40°N(图 6a),地面冷锋东移至我国内蒙古到青海一带。之后高空槽继续东移,先后经过我国的西北、东北和华北地区。15日08时(图 6b),位于鄂霍次克海附近的高空冷涡强度达525 hPa,高空槽在东移过程中逐渐转竖且加深,槽底部到达30°N的江西中北部附近,另外海上今年第26号台风韦帕位于高空槽前的西南气流中,向东北方向移动。地面冷高压中心位于内蒙古东部到河套地区,中心强度达1039 hPa,地面冷锋东移至鄂霍次克海至我国华东沿海,给我国中东部沿海、整个华东地区和华南地区北部带来降温及大风天气。16日08时,地面冷锋已南下至我国华南沿海,由于移动过程中冷空气变性减弱,对我国南方地区的影响较小。16日20时,地面冷锋进入我国南海地区,此次冷空气过程基本结束。

图 6 2013年10月13日08时(a)和15日08时(b) 500 hPa位势高度场(实线,单位:dagpm)及温度场(虚线,单位:℃) Fig. 6 The 500 hPa geopotential heights (solid line, unit: dagpm) and temperature (dashed lines, unit: ℃) at (a) 08:00 BT 13 October and (b) 08:00 BT 15 October 2013

受到冷空气和台风的共同影响,此次过程影响范围大,先后给我国的西北地区东部、东北、华北、华东以及华南地区东南部带来大风和降温天气。

4 主要降水过程 4.1 概况

10月,我国的主要降水过程主要有4次(表 1),其中,10月5—8日、13—15日两次降水过程主要以大暴雨为主,局地出现特大暴雨。值得关注的是5—8日受高空槽和台风菲特影响造成我国江苏、上海、浙江、福建等省出现大范围大暴雨到特大暴雨天气过程,以下将重点分析这次大暴雨天气过程。

表 1 2013年10月主要降水过程 Table 1 Main precipitation processes in October 2013
4.2 10月5—8日华东地区大暴雨过程分析

图 7给出了6日20时至7日20时24 h累计降水量,在江苏东南部、上海、福建东北部等地出现大暴雨,浙江北部和东部部分地区出现特大暴雨。6日20时台风菲特中心位置位于粤闽交界处以东大约140 km的东海南部海面上,副高脊线位于32°N附近,“菲特”沿副高外围引导气流进一步向西偏北方向移动。位于我国北方地区的高空槽引导冷空气南下,低层冷空气已基本到达江淮地区,受冷空气和台风倒槽相互作用的影响,地面上华东及华南北部地区出现强烈水汽辐合(图 8a),江苏、浙江、福建、安徽中南部、江西中部的相对湿度在90%以上。7日20时,“菲特”已减弱为热带低压,中心位于福建省中部境内,另外此时另一个热带风暴圣帕位于琉球群岛以东海域,位于30°N附近的低空急流强度在20 m·s-1以上,两者所携带的大量水汽使我国华东中南部至华南北部的大范围地区相对湿度均在70%以上,其中浙江、福建、江西大部地区相对湿度均在90%以上,北方冷空气也到达江南地区(图 8b)。

图 7 2013年10月6日20时至7日20时全国累积降水量分布(单位:mm) Fig. 7 Distribution of precipitation in China during 20:00 BT 6 and 20:00 BT 7 October 2013 (unit: mm)

图 8 2013年10月6日20时(a)和7日20时(b) 500 hPa高度场、850 hPa风场(矢量)及850 hPa相对湿度(填色) Fig. 8 The 500 hPa geopotential heights (unit: dagpm), and 850 hPa wind fields (arrow) and relative humidity (shaded) at 20:00 BT 6 (a) and 20:00 BT 7 (b) October 2013

此次过程主要是由于高空槽引导北方冷空气南下与“菲特”极其减弱的热带低压系统共同作用造成我国江淮及江南大部地区的强降水过程。

5 热带气旋活动

10月,西北太平洋和南海共有6个热带气旋(近中心最大风力≥8级)生成(图 9),分别是今年第24~29号,较常年(3.6个)偏多2.4个。其中第26号强台风韦帕、第27号超强台风范斯高、第28号超强台风利奇马由于其路径偏东,对我国没有影响。第25号强台风百合和第29号强台风罗莎对我国海南及南海海域有影响,第24号超强台风丹娜丝对我国东海东部部分海域有影响。

图 9 2013年10月南海和西北太平洋热带气旋路径 Fig. 9 The tracks of tropical cyclones in the South China Sea and Northwest Pacific ocean in October 2013

今年第23号强台风菲特生成于9月30日,但其影响主要在10月,10月7日01时15分“菲特”在福建省福鼎市沙埕镇沿海登陆。登陆时中心附近最大风力有14级(42 m·s-1), 是2001年以来10月登陆我国大陆地区强度最强的台风。受“菲特”影响,浙江中北部沿海出现10~11级大风,浙江南部沿海和福建北部沿海12~14级,局部海岛和山区阵风达17级以上;6日08时至7日06时,浙江大部、福建东北部降雨80~180 mm,浙江东部部分地区200~320 mm,浙江象山和苍南局地达350~552 mm。另外,“菲特”登陆时恰逢天文大潮,浙江沿海出现50到100 cm的风暴增水,多地超过警戒潮位。受“菲特”影响,浙江、福建、江苏、上海4省(直辖市)有10人因灾死亡,1人失踪,直接经济损失623.3亿元,为近十年来单个台风直接经济损失最重。

今年第25号台风百合10月9日20时在西北太平洋面上生成,11日23:30在菲律宾奥罗拉省丁阿兰市附近沿海登陆,15日06:40在越南南岘港沿海登陆,登陆时强度为11级(30 m·s-1,强热带风暴强度),中心最低气压为980 hPa,15日11时在越南广南省西北部地区减弱为热带风暴,随后移入老挝南部地区,17时减弱为热带低压。中央气象台于15日17时对其停止编号。受“百合”和冷空气的共同影响,13—15日,海南中东部出现暴雨和大暴雨,累计雨量有100~200 mm,其中海南琼中局地有250~331 mm;东沙群岛、西沙群岛及附近海域出现8~9级大风,部分海域瞬时风力有10~11级。

今年第29号台风罗莎于31日下午5时加强为强台风,随后于05:45前后在菲律宾吕宋岛东北部一带沿海登陆,31日晚上在菲律宾吕宋岛北部减弱为台风,随后于11月1日凌晨3时前后移入南海东北部海面,晚上11时再次加强为强台风,2日夜间减弱为台风,3日中午减弱为强热带风暴,4日凌晨减弱为热带风暴,晚上在南海中西部海域减弱为热带低压,随后强度继续减弱,中央气象台5日凌晨对其停止编号。受其影响,南海北部海域出现了9~10级大风、阵风11~12级;广东东部沿海的部分地区出现大雨。

6 我国中东部大部地区出现雾霾天气

10月,全国平均雾霾日数为4.7 d,较常年同期(2.4 d)偏多2.3 d,为1961年以来历史同期最多;华北大部、黄淮、江淮、江汉、江南中北部、华南中西部及四川东部、重庆等地雾霾日数在5 d以上;其中山西南部、河北西南部、山东西北部、河南、江苏、浙江中北部、安徽北部、湖北中北部、四川中东部、湖南中部、广东西部和广西东部、北京、天津达10~15 d;山西东南部、河南大部、江苏大部等地达15~20 d,局部地区超过20 d。

与常年同期相比,河北大部、河南、山西南部、山东大部、江苏、安徽北部、湖北中部、浙江中部、四川东南部、湖南南部、广西东部、广东西部、北京、天津等地雾霾日数偏多5~10 d;其中江苏大部、河南中部等地偏多10 d以上,局部地区超过15 d(国家气候中心,2013)。

参考文献
国家气候中心. 2013. 2013年10月中国气候评价.
胡海川, 2013. 2012年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 39(1): 123-128. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2013.01.016
蒋星, 2012. 2011年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 38(1): 118-122. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2012.01.014