快速检索
  气象   2014, Vol. 40 Issue (10): 1286-1292.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.10.014

天气、气候论坛

引用本文 [复制中英文]

唐健, 代刊, 2014. 2014年7月大气环流和天气分析[J]. 气象, 40(10): 1286-1292. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.10.014.
[复制中文]
TANG Jian, DAI Kan, 2014. Analysis of the July 2014 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 40(10): 1286-1292. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.10.014.
[复制英文]

资助项目

公益性行业(气象)科研专项(GYHY201306002) 资助

第一作者

唐健,主要从事天气预报和天气预报技术的研究.Email:tangjian@cma.gov.cn

文章历史

2014年8月26日收稿
2014年8月28日收修定稿
2014年7月大气环流和天气分析
唐健 , 代刊     
国家气象中心,北京 100081
摘要:2014年7月环流特征如下:北半球高纬地区为单一极涡,中高纬地区呈5波型分布,巴尔喀什湖附近低槽和东亚大槽强度均较常年偏强;西北太平洋副热带高压带呈东西带状分布,强度与常年同期相当。7月全国平均降水量115.0 mm,较常年同期(120.6 mm)偏少4.6%;全国平均气温为22.3℃,较常年同期(21.9℃)偏高0.4℃。月内共出现8次强降水过程,多站出现极端日降水量。7月共有5个热带气旋(风力8级以上)在西北太平洋和南海活动,生成个数较常年偏多,并有“威马逊”、“麦德姆”2个热带气旋登陆。华南、江南等地出现持续高温天气,全国87个气象观测站发生极端高温事件,74站发生极端日降水量事件。
关键词大气环流    暴雨    高温    热带气旋    
Analysis of the July 2014 Atmospheric Circulation and Weather
TANG Jian, DAI Kan    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The main characteristics of the general atmospheric circulation in July 2014 are listed as follows: there is one polar vortex center in the Northern Hemisphere. In the mid high latitudes, the circulation presents a five wave pattern among which the troughs near Balkhash Lake and in the East Asia are stronger than their climatological mean. The subtropical high shows the distribution of east west belt and its intensity is equivalent to its average state during the corresponding time of the normal years. Meanwhile, monthly mean precipitation amount is 115.0 mm, which is 4.6% less than its climatological mean (120.6 mm). Monthly mean temperature is 22.3℃, higher than its climatological mean (21.9℃). There are 8 severe rainfall events with extreme precipitation records observed at some stations in China. Five tropical cyclones are active over the northwestern Pacific Ocean and the South China Sea, and two of them land China. Long lasting high temperature events occur in South China and Yangtze River region while extreme high temperature events happen at 87 stations and extreme heavy rainfall events at 74 stations in China.
Key words: atmospheric circulation    heavy rainfall    high temperature    tropical cyclone    
引言

2014年7月全国平均降水量(115.0 mm)较常年偏少4.6%,全国平均气温(22.3℃)较常年同期偏高0.4℃,华南、江南等地出现持续高温天气。南方共出现8次较大范围暴雨过程,贵州、四川、重庆、湖南、湖北、安徽等省(市)部分地区遭受洪涝灾害。黄淮大部、西北地区东部、湖北中部、河北大部、内蒙古中部部分地区等地出现较严重的气象干旱。热带气旋“威马逊”、“麦德姆”分别三次登陆我国,给我国西南地区、华南、江南等地带来强风雨天气,并有23个省(区、市)遭受风雹灾害(国家气候中心,2014)。

1 天气概况 1.1 降水

2014年7月全国平均降水量115.0 mm,较常年同期(1981—2010年年平均降水量120.6 mm)偏少4.6%(国家气候中心,2014)。华南中部和南部、云南大部、贵州大部、四川盆地局部、湖南北部、湖北东南部、安徽中部和南部、江西北部、福建北部、浙江西部、江苏南部以及黑龙江北部部分地区等地降水量在200 mm以上,海南、广西南部、云南南部、贵州中部和西南部、湖南中西部部分地区、江西北部、安徽南部等地降水量在300~500 mm,海南西北部的局部超过500 mm(图 1)。

图 1 2014年7月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Total precipitation over China in July 2014 (unit: mm)

与常年同期相比(图 2),新疆西南部局部、甘肃中部、山西中部至陕西北部、内蒙古东北部至东北地区北部、江淮南部至江南大部、西藏中部和西部、贵州、云南部分地区、海南等地降水偏多2成至1倍以上。而新疆中南部、甘肃西北部、辽宁中西部、华北中东部、河南大部、陕西西南部、四川东部等地偏少5~8成,局部地区偏少8成以上。受其影响,山东、河南、陕西南部、宁夏南部、甘肃东部、湖北中部、安徽西北部、华北中部和东部、四川盆地东部、辽宁西部、内蒙古中部部分地区出现了中到重度气象干旱,河南中东部部分地区达特旱(国家气候中心,2014)。

图 2 2014年7月全国降水量距平百分比分布(单位:%) Fig. 2 Spatial distribution of precipitation anomaly percentage over China in July 2014 (unit: %)
1.2 气温

2014年7月,全国平均气温为22.3℃,较常年同期(1981—2010年年平均气温21.9℃)偏高0.4℃。除内蒙古东北部、黑龙江中西部、山西中部、陕西北部、江淮南部至江南北部气温偏低0.5~1℃,部分地区偏低1~2℃外,全国大部气温接近常年同期或偏高0.5~1℃。其中,青海中西部、内蒙古中部地区、京津地区、陕西南部、河南中西部、福建南部等地偏高1~2℃(图 3)(国家气候中心,2014)。

图 3 2014年7月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Spatial distribution of monthly mean temperature anomaly in July 2014 (unit: ℃)
2 环流特征与演变

图 4为2014年7月500 hPa平均高度及距平图,与常年同期相比,本月北半球的环流形势主要有以下特点。

图 4 2014年7月北半球500 hPa平均高度场(a)和距平场(b)(单位:dagpm,平均场等值线间隔4 dagpm,距平场间隔2 dagpm) Fig. 4 Monthly average geopotential height (with a contour interval of 4 dagpm) (a) and monthly geopotential height anomaly (with a contour interval of 2 dagpm) (b) at 500 hPa in Northern Hemisphere (unit: dagpm)
2.1 环流特征 2.1.1 欧亚中高纬盛行纬向环流

7月,北半球极涡呈单极型分布,极涡中心强度544 dagpm,主体位于北极圈内(图 4a),较常年同期相比略偏强(图 4b)。环绕极涡中心,北半球中高纬西风带呈5波型分布。在亚洲大陆存在两个大槽,一个位于巴尔喀什湖以西地区,一个位于亚洲东北部。从500 hPa平均高度距平场(图 4b)上看出,位于巴尔喀什湖附近高空槽较常年偏强显著,后者较常年同期也较强。在巴尔喀什湖附近槽前,冷空气主体沿槽前西南气流向东北方向收缩,另一支冷空气从新疆北部沿偏西气流东移进入东北亚大槽底部,西风带上这种多波动,说明冷空气活动频繁,但势力偏弱。这种环流形势使得冷空气易于从贝加尔湖以东沿西北气流南下,给我国长江中下游地区以及东北地区带来明显的降雨天气。另外,我国西北地区东部、内蒙古及华北地区上空的大陆高压较常年同期相当,对上述地区持续高温天气有利。另外三个槽均位于西半球。

2.1.2 副热带高压强度接近常年

7月,西太平洋副热带高压(以下简称副高)西段强度接近常年同期(林玉成等,2013周宁芳,2012于超,2011),副高西脊点位置位于120°E附近,副高平均脊线位置位于25°N附近。月内副高受热带系统影响,其西脊点位置多东西摆动,副高西段脊线位置多南北摆动。

2.2 环流演变与我国天气

图 5给出了8月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均高度场的环流演变。上旬(图 5a),亚洲中高纬地区为一脊一槽型,西西伯利亚以东地区受弱脊控制,主槽位于远东中部;副高位置偏西,主体位于西北太平洋,其向西控制江南、华南等地;这种环流形势使得7月上旬雨带仍然维持在长江中下游一线,随着东北地区冷涡不断东移,有弱冷空气东移影响长江中下游地区。而热带气旋“浣熊”的北上使得副高短暂的被切断东退。同时,乌拉尔山以东至巴尔喀什湖的大槽不断分裂冷空气东移补充到东北地区,使得大槽不断地更替而维持。

图 5 2014年7月上旬(a)、中旬(b)、下旬(c)500 hPa平均位势高度场(单位:dagpm) Fig. 5 The first (a), second (b) and third (c) dekad average geopotential height over Eurasia in July 2014 (unit: dagpm)

中旬(图 5b),亚洲大陆中高纬地区大气环流逐渐发生了变化,呈现两槽一脊型,位于北欧东部的大槽东移到亚洲西部,大槽位置南压并发展,强度明显增强;亚洲东北部也存在一个低压槽,贝加尔湖到蒙古高原为弱高压脊控制。巴尔喀什湖附近槽前不断有弱冷空气随短波槽东移影响我国。副高的西脊点位置较常年同期偏西,位于110°E以西地区,588线控制了江南、华南大部,后期随着热带气旋“威马逊”西北移和登陆,给我国华南大部、西南地区南部带来强降雨。

下旬(图 5c),亚洲大陆中高纬继续维持两槽一脊型,副高脊线位置有所北移,但随着热带气旋“麦德姆”的到来,副高主体东退,华南、江南地区再次迎来强降雨,并且随着该热带系统的北上,给我国东部沿海带来一次强降水过程,我国其他地区降水强度、范围则呈逐渐减弱趋势,只在西南地区、东北地区的部分地区出现了较强的降水。

3 主要降水过程 3.1 概况

7月全国平均降水量略偏少,华北、西北和黄淮地区偏少显著。强降水天气主要出现在我国南方,其中江南、西南、华南地区暴雨频繁,降水强度大,南方大部地区降水量在100 mm以上,月内较强降水过程有8次(表 1),其中2次分别由登陆热带气旋“威马逊”和“麦德姆”造成。其他降水过程则受西风带低涡低槽、切变和副高等系统影响,降水区主要集中在海南、广东南部、广西西部和南部、云南大部、贵州大部、四川盆地局部、湖南北部、湖北东南部、安徽中部和南部、江西北部、福建北部、浙江西部、江苏南部以及黑龙江北部部分地区等地降水量在200 mm以上,海南、广西南部、云南南部、贵州中部和西南部、湖南中西部部分地区、江西北部、安徽南部等地降水量在300~500 mm,海南西北部的局部超过500 mm(国家气候中心,2014)。

表 1 2014年7月主要降水过程 Table 1 Main precipitation events in July 2014
3.2 7月3—5日长江中下游地区强降水分析

7月3—5日,江淮、西南东部以及湖南北部、湖北东部、广西西北部等地出现强降水天气过程,上述地区降水量普遍在50~100 mm,湖南北部、安徽西南部部分地区在100~150 mm,其中安庆地区多站日降水量超过200 mm。此次过程是2014年入汛以来长江中下游地区最强的一次降水过程,降水范围广、累积降水量大,过程最大雨量湖南东江乡站录得428.1 mm,过程最强降水出现在7月4日08时至5日08时,其中安徽天柱山站录得24小时降水达267 mm。这次降水过程以短时强降水和普通雷暴为主,小时雨量可达20~50 mm,部分地区出现了50 mm·h-1以上的短时强降水。

降水第一阶段,西南涡东移北上之前,降水主要由低涡及暖式切变线造成的降水,暖式切变线附近以混合型降水回波为主,小时降水量一般在20 mm以下。到7月4日08时,西南涡东移北上并发展,且其南侧低空急流发展加强,低涡后部冷空气南压,冷式切变线附近和低空急流轴左侧不断有对流云团发展,此时降水主要由切变线、低空急流造成,小时降水量大(可达30~50 mm·h-1)。7月5日02时以后,副高西伸北抬,低涡进一步东移北上至苏皖交界处,降水主要由冷式切变线及低空急流造成。5日14时,低涡东移出海,降水过程逐渐减弱、结束。发生在湖南东江乡强降水主要时段为4日06—20时,在4日02时之前为暖式切变线降水,在冷式切变线南侧至低空急流轴左侧,湖南西部不断有对流触发,并沿着急流方向向湖南东北部方向移动,产生类似降水的“列车效应”,从而造成东江乡持续的短时强降水,并在该地造成累积降水量大的原因之一。

此次过程,亚洲中高纬度地区环流形势为两槽一脊型,乌拉尔山附近存在一阻塞高压,低槽分别位于贝加尔湖和巴尔喀什湖附近,中纬度锋区位于我国北方地区,其上不断有短波槽东移南下影响我国中东部地区(图 6)。同时伴随副高北抬加强,受副高外围暖湿气流和高原东北部低槽东移携带冷空气共同影响,从西南地区东部至长江中下游地区自西向东形成了这次强降水过程。200 hPa南亚高压东伸北抬、长江中下游地区位于副高脊线东北部和副热带西风急流入口区右侧,500 hPa低槽配合低层西南涡东移发展,低涡南侧有低空急流发展。低涡及其切变线南侧低空对应强辐合区,而200 hPa对应强辐散。同时,地面有气旋生成。从850 hPa上看梅雨锋锋区附近有较强的暖平流。而暖式切变线附近降水位于700 hPa低空急流前沿;冷式切变线比较陡直,降水位于850和700 hPa低空急流轴左侧。这种典型的梅雨形势,高低空耦合是强降水产生主要天气学原因。而高层位涡下传、对流层低层锋区附近温度平流是中低层气旋性环流的发展主要原因。低空急流为强降水输送了水汽和不稳定能量,水汽从南海和孟加拉湾经副高边缘向长江中下游地区输送,以2014年7月4日18时(世界时)为例(图 7),在850 hPa低空存在从广西中部到长江中下游地区的一支低空急流,最大风速可达16.9 m·s-1,整层可降水量最大值可以超过70 kg·m-3,在长江中下游区域存在水汽强辐合区,水汽通量散度可达-8.13×10-8g·cm-2·hPa-1·s-1。皖中、桂北一带暴雨源于一移动性生命史长的中尺度对流系统(MCS)和一局地发展的MCS。MCS均在夜间启动、发展;此外皖中对流系统的启动中边界层辐合和高层辐散提供的动力机制更强,而桂北对流系统的启动中边界层辐合和高层辐散提供的动力机制略弱(图略)。

图 6 2014年7月4日00时(世界时)500 hPa位势高度场(实线,单位:dagpm)、200 hPa风场(风向标)和200 hPa急流(阴影,单位:m·s-1 Fig. 6 Distribution of geopotential heights at 500 hPa (solid line, unit: gagpm) and wind field and jet stream at 200 hPa (unit: m·s-1) at 00:00 UTC 4 July 2014

图 7 2014年7月4日18时(世界时)850 hPa水汽通量(箭头,单位:g·cm-1·hPa-1·s-1)及水汽通量散度(阴影,单位:10-8 g·cm-2·hPa-1·s-1)和大气整层可降水量(实线,单位:kg·m-2 Fig. 7 Distribution of water vapor flux at 850 hPa (wind bar, unit: g·cm-1·hPa-1·s-1) and water vapor flux divergence (shaded area, unit: 10-8 g·cm-2·hPa-1·s-1) and total precipitable water (solid line, unit: kg·m-2) at 18:00 UTC 4 July 2014
4 热带气旋活动概况

2014年7月,西北太平洋和南海共生成5个热带气旋(风力8级以上)(表 2图 8),生成个数较常年同期偏多(1981—2010年年平均为3.7个),其中有2个在我国登陆(分别登陆3次),登陆个数与常年同期持平(1981—2010年年平均登陆个数为2.0个)。

表 2 2014年7月西北太平洋和南海热带气旋纪要表 Table 2 Summary of tropical cyclones generated in Northwest Pacific and South China Sea in July 2014

图 8 2014年7月西北太平洋热带气旋路径 Fig. 8 The tracks of tropical cyclones in Northwest Pacific in July 2014

2014年7月12日14:00,今年第9号台风威马逊(英文名Rammasun)在西北太平洋洋面上生成;15日18:20在菲律宾中部沿海登陆,登陆时为强台风(15级,48 m·s-1);18日15:30在海南文昌翁田镇沿海登陆,登陆时中心附近最大风力17级(60 m·s-1),最低气压910 hPa,19:30在广东徐闻县南部沿海再次登陆,登陆时中心附近最大风力17级(60 m·s-1),最低气压910 hPa;19日07:10在广西防城港市光坡镇沿海第三次登陆,登陆时中心附近最大风力15级(48 m·s-1),最低气压988 hPa。“威马逊”具有登陆强度强、登陆次数多、登陆后强度减弱慢、风强雨大的特点;同时,“威马逊”为1973年以来登陆华南地区的最强台风,也是1949年以来登陆广东、广西的最强台风;登陆时中心气压(910 hPa)也为1949年以来登陆我国台风中心气压记录的最低值;“威马逊”在广西内陆以强台风和台风级别持续了9 h(7月19日07—16时),为有气象记录以来最长时间。受“威马逊”影响,7月17—22日,海南、广东西南部、广西西部和南部、云南南部普遍出现50~300 mm的降水,其中雷州半岛南部、海南中部和北部降水量在300 mm以上;7月17日12时至20日08时,海南东北部、广东雷州半岛和广西沿海地区普遍出现10~13级平均风,阵风达14~17级(国家气候中心,2014)。

7月18日02时,2014年第10号台风麦德姆(英文名Matmo)在菲律宾以东的西北太平洋洋面上生成;7月23日00:15在台湾省台东长滨乡首次登陆; 23日15:30前后在福建福清高山镇沿海二次登陆,登陆时中心附近最大风力11级(30 m·s-1),中心最低气压980 hPa;25日17:10在山东省荣成市虎山镇第三次登陆,登陆时中心附近最大风力8级(20 m·s-1),中心最低气压993 hPa。“麦德姆”为2014年第一个北上的台风,深入内陆,影响范围广,7月23—26日,华东大部及广东东北部、辽宁东部、吉林东南部普遍出现25~100 mm降雨,其中,福建东部、浙江东南部、山东东部等地有100~150 mm,部分地区达150 mm以上;福建、浙江、安徽、江苏和山东等地出现大风天气,其中福建福鼎北澳36.9 m·s-1、浙江瓯海区大罗山雷达站41.7 m·s-1国家气候中心,2014)。

5 华南、江南等地出现持续高温天气

2014年7月,高温天气主要出现在华南、江南、江淮中西部、江汉、四川东部、重庆、黄淮大部、河北中南部、陕西中南部、内蒙古西部、新疆大部等地,其中广西东北部、广东中部和北部、江南大部、四川东部局部、重庆大部、陕西东南部、河南西部、新疆东部和南部等地高温日数有10~20 d,江西南部部分地区高温日数超过20 d。与常年同期相比,广西东北部局部、广东大部、福建大部、江西南部、湖南南部和西部的部分地区、四川东部、重庆北部和西部、陕西中南部、河南西北部等地高温日数偏多5~10 d。月内主要有三次明显的较大范围高温过程:7月5—13、19—24和27—31日。第一次高温过程中,7月8—9日高温范围逐步扩展到整个华南、江南,至7月10日,本次高温达到最大范围,65.4%的站点(359站)出现高温;第二次高温过程中,7月22日达到最大范围,73.0%的站点(401站)出现高温;第三次高温过程中,7月31日达到最大范围,73.0%的站点(401站)出现高温(国家气候中心,2014)。

致谢:感谢国家气象中心杨琨提供月降水量、降水距平和温度距平资料。感谢国家气象中心符娇兰对本文写作提供的宝贵意见。

参考文献
国家气候中心. 2014年7月中国气候影响评价.
林玉成, 徐珺, 张芳华, 2013. 2013年7月大气环流和天气分析[J]. 气象, 39(10): 1379-1384. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2013.10.018
于超, 2011. 2011年7月大气环流和天气分析[J]. 气象, 37(10): 1314-1319. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2011.10.016
周宁芳, 2012. 2012年7月大气环流和天气分析[J]. 气象, 38(10): 1307-1312. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2012.10.018