快速检索
  气象   2016, Vol. 42 Issue (1): 122-127.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2016.01.015

天气、气候论坛

引用本文 [复制中英文]

杨正龙, 高拴柱, 2016. 2015年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 42(1): 122-127. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2016.01.015.
[复制中文]
YANG Zhenglong, GAO Shuanzhu, 2016. Analysis of the October 2015 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 42(1): 122-127. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2016.01.015.
[复制英文]

第一作者

杨正龙,主要从事台风与海洋天气预报研究.Email:yangzl@cma.gov.cn

文章历史

2015年11月26日收稿
2015年12月02日收修定稿
2015年10月大气环流和天气分析
杨正龙 , 高拴柱     
国家气象中心,北京 100081
摘要:2015年10月大气环流特征如下:北半球极地地区存在单极涡,极涡强度较常年同期偏强。中高纬环流为4波型,西太平洋副热带高压位置明显偏西,强度偏强。10月全国平均降水量为39.5 mm,较常年同期(35.8 mm)偏多10.3%;全国平均气温为11.0℃,较常年同期(10.3℃)偏高0.7℃。东北、华北和西北地区东部等地共计62站发生极端日降温事件。月内共有4次强降水过程,其中10月3—6日,广东中西部和广西东部出现暴雨天气过程。冷空气势力较强,共有4次主要冷空气过程影响我国。我国中东部出现3次大范围雾-霾天气。10月4日,今年第22号台风彩虹以强台风级在广东沿海登陆并造成重大影响,登陆强度追平历史纪录。
关键词大气环流    暴雨    冷空气    台风    
Analysis of the October 2015 Atmospheric Circulation and Weather
YANG Zhenglong, GAO Shuanzhu    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The main characteristics of the general atmospheric circulation in October 2015 are as follows: Over the Northern Hemisphere, there was one polar vortex center, which is more intense than usual. In the mid-high latitudes, the circulation presented a four-wave pattern. The West Pacific subtropic high system was stronger than usual, and its ridge extended to west obviously. The monthly mean precipitation was 39.5 mm, 10.3% higher than the climatological mean (35.8 mm). Meanwhile, the monthly mean temperature was 11.0℃, which is 0.7℃ higher than its climatological mean (10.3℃). In the Northeast, the Beijing-Tianjin-Hebei Region and the east of Northwest, 62 stations observed extrem temperature drop events. Four severe rainfall processes occurred during this month. The central and western part of Guangdong, and the east part of Guangxi went through a torrential rain process from 3 to 6 October. During this month, four cold air processes affected China. Central and eastern China suffered from three severe fog and haze events. On 4 October, Severe Typhoon "Mujigae" made landfall in Guangdong with intensity equal to the historic record, causing great losses.
Key words: atmospheric circulation    rainstorm    cold air    typhoon    
1 天气概况 1.1 降水

2015年10月,全国平均降水量为39.5 mm,较常年同期(35.8 mm)偏多10.3%。南方大部、华北西南部及陕西南部、辽宁东部等地降水量普遍有50~200 mm,其中广东西南部、广西东南部和海南东部等地在200 mm以上;其余地区降水普遍在50 mm以下,西北地区大部不足10 mm(图 1)。

图 1 2015年10月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Distribution of precipitation over China in October 2015 (unit: mm)

从降水距平百分率(图 2)来看,与常年同期相比,全国大部分地区降水偏多,其中东北地区大部、江南大部、华南大部、西南地区东南部及新疆北部部分地区、陕西中部、山西南部、西藏中部等地降水偏多2成至1倍,华南中部和西藏中南部等地偏多1倍以上;但西北地区大部、内蒙古中西部、华北东部和西北部、黄淮东部、江淮西部、江汉大部、海南大部、西藏西北部和东部等地降水偏少2~8成,新疆西南部、西藏西北部和青海西北部的部分地区偏少8成以上(国家气候中心,2015)。

图 2 2015年10月全国降水量距平百分率分布(单位:%) Fig. 2 Distribution of precipitation anomaly percentage over China in October 2015 (unit:%)
1.2 气温

2015年10月,全国平均气温11.0℃,较常年同期(10.3℃)偏高0.7℃。除东北地区东南部及云南大部等地气温偏低外(图 3),全国其余大部地区气温偏高,其中江汉、江南中西部、西南地区东北部及新疆南部、西藏西北部、青海大部、甘肃南部、内蒙古中东部等地气温较常年同期偏高1~2℃(国家气候中心,2015)。

图 3 2015年10月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Distribution of monthly mean temperature anomaly in October 2015 (unit:℃)
2 环流特征和演变

图 4为2015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月北半球环流形势有以下主要特点。

图 4 2015年10月北半球500 hPa平均高度场(a)和平均高度距平场(b) (单位:dagpm,图a和b等值线间隔分别为4 dagpm) Fig. 4 Monthly average geopotential height (a) and monthly geopotential height anomaly (b) at 500 hPa in Northern Hemisphere in October 2015 (unit: dagpm, with a contour interval of 4 dagpm and 2 dagpm in Fig. 4a and Fig. 4b respectively)
2.1 极涡偏强

10月北半球极涡呈单极型分布,主体位于格陵兰岛西北方向(图 4a),中心强度低于516 dagpm,强于常年同期(图 4b)。在斯堪的纳维亚半岛南部以及西西伯利亚平原北部分别出现一个正负距平中心,其中心值分别达到了14与-10 dagpm。北半球中高纬西风带环流呈4波型分布,位于西西伯利亚的高空槽强度较强(图 4a),造成冷空气势力较强,多次对我国产生影响。

2.2 副热带高压位置明显偏西

10月,南支高空槽位于86°E附近,强度略弱于常年同期。西太平洋副热带高压(以下简称副高)西脊点位于16°N、88°E附近(图 4a),与常年气候平均西脊点位置(22°N、128°E)(王海平等,2014于超等,2015)相比,位置大幅偏西约40°,且强度强于常年同期。副高脊线位于22°N左右,与常年同期基本相当。在副高控制下,除受台风影响地区以外,我国华南南部其余地区降水偏少。在副高的外围区域,暖湿气流与频繁南下的冷空气在我国西南到江南一带交汇,使得上述一线地区降水较常年偏多。

2.3 环流演变与我国天气

图 5展示了10月欧亚地区上、中、下旬500 hPa平均高度场的环流形势发展演变,可以看出,2015年10月欧亚大陆中高纬环流整体为两槽一脊型,副高呈先减弱再加强最后再次减弱的趋势,南支槽在下旬明显加强。

图 5 2015年10月上旬(a)、中旬(b)、下旬(c)500 hPa平均位势高度场(单位:dagpm) Fig. 5 Eurasia geopotential heights at 500 hPa averaged in the 1st (a), 2nd (b) and last (c) dekads of October 2015 (unit: dagpm)

10月上旬(图 5a),在西西伯利亚上空以及我国东北地区北侧存在两个较强冷涡。长波槽位于欧洲东部,东亚大槽位于我国东北地区。贝加尔湖附近地区为高压脊控制(图 5a)。旬初即有一股强冷空气影响我国北方造成大风降温天气,随后东亚大槽东移入海,长波槽也迅速东移,在上旬后期再次为我国西北地区东部、内蒙古、华北、黄淮大部、东北地区大部、江汉北部、江淮北部等地带来寒潮天气,并发展成为新的低压系统与东亚大槽。在两股冷空气过境的间歇期,华北地区及黄淮地区受弱高压脊控制,出现持续性雾-霾天气。在上旬前期,西北太平洋副高与北印度洋副高连成一片,我国长江以南大部分地区均处于副高控制下,受高压中心西南侧气流引导,今年第22号台风彩虹登陆我国广东,随后副高东退南落。

10月中旬(图 5b)前期,我国北方大部分地区主要受高压控制,北方再次出现持续性雾-霾天气。同时副高西进加强,西脊点基本维持在90°E以西,受副高外围暖湿气流、弱冷空气以及东移的孟湾低压等共同影响,我国南方出现大范围降水。中后期有一高空槽经过我国内蒙古地区东部及东北地区北部,为上述地区带来寒潮。随后中纬地区环流调整明显,由经向环流转为较平直的纬向环流,西北太平洋副高再次和北印度洋副高连成一片,不利于水汽向我国输送,中旬后期我国南方绝大部分地区降水较弱。

10月下旬(图 5c),南支槽及东亚大槽再次加深发展,为我国西南及东北地区带来较强降水。副高在前期明显减弱,受其影响,今年第24号台风巨爵在进入南海并向北移动后向东转向,并在巴士海峡减弱消亡,造成我国南海东北部与中东部海上大风天气,并为我国台湾地区带来较强降水。随后副高再次西进,西脊点一度延伸至72°E附近。旬末,西西伯利亚的低涡不断东移南下发展,再次为我国东北部带来强冷空气过程,副高东退,但西脊点仍旧维持在92°E附近,同时高原槽东移发展,我国西南地区产生较强降水。

3 主要降水过程 3.1 概要

2015年10月,受高空槽、低涡、低层切变、副高、锋面气旋和台风等系统的影响,主要出现了4次强降水过程,主要降水过程见表 1

表 1 2015年10月主要降水过程 Table 1 Main precipitation events in October 2015
3.2 10月8—12日降水过程

10月8—12日,四川南部、云南、贵州中西部、华南南部等地出现大到暴雨,其中云南中西部、海南等地出现大暴雨。

此次降水过程前期主要由东移发展的孟加拉湾低压配合南下冷空气所引起,后期副高北抬,西侧暖湿气流配合冷空气以及低层切变系统,使降水得以维持。在整个降水过程中,200 hPa高度持续存在有一支高空急流,急流轴位于33°N左右,我国西南及华南南部地区正处于急流入口的右侧,存在较强的正涡度平流区。在500 hPa高度上,有南支槽东移,低层(850 hPa)有东移来的孟湾低涡配合(图 6)。同时,受到孟加拉湾低涡在东移过程中环流西南部暖湿气流影响,在700 hPa高度上,我国西南及华南地区一直保持着一条水汽通量在10 g·cm-1·hPa-1·s-1以上的水汽输送带,相对湿度一直维持在95%以上,整体动力及水汽条件都非常有利于强降水天气的出现。

图 6 2015年10月8日08时500 hPa高度场(单位:dagpm)及850 hPa风场 Fig. 6 Distribution of geopotential heights at 500 hPa (unit: dagpm) and wind field at 850 hPa at 08:00 BT 8 October 2015

10月10日夜间,孟加拉湾低涡逐渐东移减弱消失,我国西南地区大范围降水过程基本结束。但此时,受我国北方带来寒潮天气过程的冷空气影响,我国华南地区在700 hPa高度上存在较强的风切变线,且随着副高588线北抬至22°N左右,华南南部地区南部继续保持有充足的水汽输送,使海南等地产生了大暴雨天气(图 7)。到12日夜间,东亚大槽已东移入海,副高继续北抬,我国除东北地区外,全国基本都处于高压系统控制之下,大范围降水过程结束。

图 7 2015年10月10日20时500 hPa高度场(单位:dagpm)及700 hPa风场 Fig. 7 Distribution of geopotential heights at 500 hPa (unit: dagpm) and wind field at 700 hPa at 20:00 BT 10 October 2015
4 冷空气活动 4.1 概况

10月,共有4次较强的冷空气过程对我国造成影响,冷空气数目与常年基本持平。主要冷空气过程详见表 2

表 2 2015年10月主要冷空气过程 Table 2 Main cold air events in October 2015
4.2 10月5—10日寒潮过程

10月5—10日,一股较强冷空气侵袭我国北方大部地区,此次冷空气过程造成了我国西北地区东部、内蒙古、华北、黄淮大部、东北地区大部、江汉北部、江淮北部等地先后出现4~6级、阵风7~8级的偏北风,气温随之下降6~10℃,其中内蒙古中西部、中东部和北部,东北地区中部及南部出现10~14℃的降温。渤海及黄海也先后出现6~8级偏北风。根据中央气象台冷空气划分标准,此次冷空气过程达到了寒潮强度。

此次寒潮过程,主要由西西伯利亚的冷空气东移南下所引起。4日20时500 hPa高度场上,西西伯利亚高原中部存在一冷涡,其西南方有一延续至咸海的东北—西南向槽,冷空气在此不断积聚。随后,此槽在5日上午转为南北向并迅速东移,与其配合的地面冷锋,在5日上午开始影响我国新疆北部地区(图 8a)。随后在东移过程中,高空槽断为两截,其北支部分逐渐北退消失,南支部分则继续东移南下,移速减缓,并在7日20时左右在蒙古国东部形成切断低压。8日上午,此冷涡移至我国内蒙古东部上空,同时强度达到最强,中心强度低于5360 gpm,其附近伴有温度低于-28℃的冷中心(图 8b)。此时,由地面实况观测可看到,位于蒙古高原西部的地面冷高压气压中心气压达到了1045 hPa以上,冷锋已从新疆一路横扫我国北方,到达东北地区东部至山东半岛一带(图 9)。9日上午,冷锋主体已移至海上,先后给我国渤海、渤海海峡、黄海、东海、台湾海峡等近海海区带来海上大风天气。但贝加尔湖以西的高压系统移动缓慢,位置基本维持不变,在其东侧,冷空气不断得到补充,8日夜间在内蒙古东部至中部一线再次形成副冷锋。至10日夜间,东移的冷涡与北上的1523号台风彩云的残余环流在鄂霍次克海合并,冷空气主体对我国北方陆地影响已基本结束,但仍然给我国近海持续带来大风天气。此外,此次寒潮过程后期,南下的冷空气造成了我国华南南部的强降水过程。

图 8 2015年10月5日08时(a)和8日08时(b)500 hPa高度场(实线,单位:dagpm)及温度场(虚线,单位:℃) Fig. 8 The 500 hPa geopotential height (solid lines, unit: dagpm) and temperature (dotted lines, unit:℃) at (a) 08:00 BT 5 and (b) 08:00 BT 8 October 2015

图 9 2015年10月8日08时1000 hPa高度场(黑色,单位:dagpm)及温度场(红色,单位:℃) Fig. 9 The 1000 hPa geopotential height (black lines, unit: dagpm) and temperature (red lines, unit:℃) at 08:00 BT 8 October 2015
5 台风影响

10月,西北太平洋共有4个台风生成(图 10),分别为1522号彩虹、1523号彩云、1524号巨爵与1525号蔷琵,其中1522号台风彩虹登陆我国广东,造成重大影响。10月1日下午有一个热带低压在菲律宾吕宋岛东部近海生成,之后此低压向西偏北方向移动,并于10月2日02时在菲律宾吕宋岛上加强为1522号热带风暴彩虹。之后“彩虹”持续向西北方向移动,当日进入我国南海东部海域,强度不断加强,10月2日20时加强为强热带风暴,10月3日14时加强为台风,10月3日23时加强为强台风。随后,“彩虹”逐渐向广东省西部沿海靠近,并于10月4日14时10分前后在广东省湛江市坡头区沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有15级(50 m·s-1),中心最低气压为940 hPa。登陆后“彩虹”向西北方向移动,强度快速减弱,10月5日11时在广西境内减弱为热带低压,10月5日14时中央气象台对其停止编号。

图 10 2015年10月西北太平洋台风路径 Fig. 10 Typhoon tracks over the northwest Pacific Ocean in October 2015

台风彩虹具有以下四个特点:第一,发展速度快。台风彩虹进入我国南海东部海域后快速发展,3日下午至晚上先后加强为台风和强台风,之后“彩虹”维持强台风强度至4日登陆。第二,登陆强度强,追平1949年以来10月登陆我国最强台风纪录,登陆时为强台风级别,中心附近最大风速达50 m·s-1,中心最低气压940 hPa。与其追平的台风记录包括2005年台风龙王、2007年台风罗莎和1970年台风琼安,它们均以强台风强度登陆,登陆时中心附近最大风速为50 m·s-1)。同时,“彩虹”也成为有记录以来仅次于2014年“威马逊”和1996年“莎莉”的登陆广东的第三强台风。第三,广东、广西等地出现强风暴雨。受“彩虹”影响,10月3—6日,广东中西部、广西中东部、海南东北部和南部沿海、湖南西南部等地累计降雨100~250 mm,广东中西部、广西东部等地部分地区有260~500 mm,广东阳春和广西金秀局地510~557 mm;广东西南部及沿海、海南北部沿海、广西南部沿海出现9~11级阵风,广东西南部沿海局地13~17级,其中广东湛江麻章区湖光镇超过17级(67.2 m·s-1)。第四,台风外围云带出现龙卷风并造成人员伤亡。4日下午,在台风彩虹外围螺旋云带中,广东佛山顺德、广州番禺等地出现龙卷风,广州番禺区北部和海珠区等地出现大面积停电。

受“彩虹”带来的强降水影响,广西西江支流桂江、蒙江、北流河及桂南沿海南流江,广东西江支流罗定江、粤西沿海漠阳江支流西山河和潭水河等26条河流发生超警洪水,超警幅度0.13~3.78 m。另外,广东、海南沿海有6个潮位站超警0.01~0.37 m,广东湛江博茂站出现超十年一遇的高潮位。10月7日,广东、广西、海南三省大中型水库蓄水量较10月2日增加8亿m3,其中广东增蓄3.94亿m3,广西增蓄3.26亿m3,海南增蓄0.81亿m3(台风与海洋气象预报中心,2015)。

参考文献
国家气候中心. 2015. 2015年10月全国气候影响评价.
台风与海洋气象预报中心. 2015. 2015年台风国家报告.
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
于超, 张芳华, 2015. 2014年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 41(1): 126-132. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2015.01.016