2016年5月中国气候影响评价(国家气候中心,2016)显示,全国平均降水量82.8 mm,较常年同期(69.5 mm)偏多19.1%。从5月全国降水量的空间分布来看(图 1),新疆西北部、西北地区东南部、东北地区中东部、西南地区东部、江淮大部、江汉、江南和华南月降水量普遍超过100 mm, 其中我国河南东南部、湖北东部、安徽南部、江苏南部、重庆东南部、贵州东北部、云南南部、江南大部和华南大部降水量达到200~300 mm;江西东部、福建西北部、广西北部和广东西北部出现超过400 mm的降水;此外,新疆北部、内蒙古大部、华北南部、西藏大部等地降水在50 mm以下,全国其余地区降水为50~100 mm。
从降水距平百分比空间分布来看(图 2),东北、江淮、江南中东部及新疆北部、青海东南部和西南部、甘肃西北部和中部、宁夏、内蒙古西部、四川东部、西藏中部、云南西北部等地降水量较常年同期偏多2~8成,其中黑龙江南部、吉林中部、辽宁中北部、甘肃中部、新疆南部等地偏多1倍以上;华北中部至黄淮西北部及新疆西南部、西藏西北部、青海中北部、内蒙古中东部部分地区降水量偏少2~5成,其中新疆南部、西藏西北部偏少5成以上。
月内,全国共有15站发生极端日降水量事件,主要分布在华南及福建、湖南、新疆等地,其中福建泰宁(235.9 mm)、将乐(225.7 mm),广东信宜(455.2 mm),广西阳朔(197.5 mm)4站日降水量突破历史极值(国家气候中心,2016)。
1.2 气温2016年5月,全国平均气温16.3℃较常年同期(16.2℃)偏高0.1℃,与常年同期基本持平。从空间分布看(图 3),东北大部、华南大部及内蒙古中东部、青海大部、新疆西南部、西藏西部、四川西北部、云南东部等地气温偏高0.5~2℃,其中西藏局部偏高2℃以上;西北东部、江淮大部、江汉、江南中西部和北部,以及新疆北部和东部,甘肃中部和北部、内蒙古中西部等地气温较常年同期偏低0.5~2℃。
2016年5月500 hPa平均高度及距平的水平分布(图 4)表明,5月北半球环流形势有以下几个特点。
5月,北半球极涡呈偶极型分布(图 4a),极涡主体分别位于格陵兰岛以西以及贝加尔湖北部附近,中心强度分别为536和528 dagpm,相比历史同期存在明显负距平,距平中心值约为-4~-2 dagpm(图 4b),表明极涡较常年同期偏强。
北半球中高纬500 hPa平均位势高度场呈4波型分布特征,长波槽分别位于北美西部、格陵兰岛东部、里海西部和贝加尔湖北部。其中,北美西部和格陵兰岛以东的槽相比常年平均偏强,距平-2 dagpm左右;北太平洋及北大西洋为宽广槽区,距平-4~-2 dagpm,较常年平均偏强,里海西部槽造成我国新疆北部和西北地区东部气温偏低和降水偏多。此外,我国中高纬大部地区受贝加尔湖北部槽(距平在-4 dagpm左右)影响,冷空气活动频繁。
2.1.2 副热带高压低纬度地区,西太平洋副热带高压(以下简称副高)较常年同期明显偏强偏西;南支槽区高度距平约为0~2 dagpm,表明南支槽强度较常年同期略偏弱;副高北界5月上旬和中旬维持在20°N左右,下旬北跳至26°N,副高脊线整体较常年同期偏北,受其影响我国江南、华南以及西南地区东部月内出现两次强降水过程。
2.1.3 南海夏季风爆发5月,来自印度洋的西南季风推进至南海地区,西南暖湿通道已逐步建立。今年南海夏季风爆发时间与常年平均一致(5月第5候,5月21—25日)。南海夏季风的爆发,加强了西南暖湿空气不断的向我国东部输送,与北方南下冷空气相遇为江南和华南地区持续带来降水。
2.2 环流演变和我国天气从5月上旬(图 5a)500 hPa平均位势高度场可看出,欧亚大陆中高纬环流为两脊一槽形势,东半球极涡强大位置偏南,中心位于70°N以南的贝加尔湖以北地区,我国中纬度环流呈西高东低形势,极涡底部不断有短波槽分裂携带冷空气东移南下影响我国北方地区,并造成多次降水和强对流天气过程。4—6日,受脊前冷空气下滑以及低槽东移影响,东北地区、华北南部、江淮黄淮、江南大部以及华南北部等地自北向南先后出现雷暴大风和短时强降水等强对流天气,湖北东北部、浙江西南部、福建西北部、江西中部、湖南东南部、广西东北部等地部分地区4日08时至6日08时累计降雨50~100 mm,浙江西南部、广西东北部等地150~250 mm,广西兴安局地318 mm;6—10日,受冷涡后部补充南下冷空气和副高外围偏南暖湿空气共同影响,西南地区东部、江南和华南地区出现大到暴雨,其中贵州、重庆、湖南、江西和广西等地伴随出现雷暴大风或冰雹天气。
从5月中旬(图 5b)500 hPa平均位势高度场可知,欧亚大陆中高纬呈现两槽两脊形势。相比上旬,两脊位置有所东移,东半球极涡减弱北收东移,欧洲西部地区槽区控制,我国中纬地区在平均场上表现为平直环流,实际多较深短波槽活动,西南、江南和华南地区出现两次明显降水过程。13—15日,中纬高空槽加深以及南支槽前西南暖湿急流加强共同影响,我国中东部出现一次大范围强降雨和强对流天气过程,西南东部、华南中部以及江南大部出现大到暴雨,部分地区伴随7~8级雷暴大风;19—21日,受西南涡生成加强并东移影响,贵州大部、湖南中部、江西中部、广西大部和广东中西部等地出现强降水过程,过程强降水覆盖范围较广,雨量较大。
从5月下旬(图 5c)500 hPa平均位势高度场可看出,欧亚大陆中高纬呈现一槽一脊的形势,槽脊位势高度数值均弱于前两旬,极涡进一步北收减弱。我国北方地区西高东低,东北冷涡活跃,同时南方地区由于南支槽活跃和副高加强北抬,表现为西低东高形势,冷暖气流多交汇于长江中下游地区,造成该地区多次降水和强对流过程。25—27日,受贝加尔湖深槽后部南下的冷空气与副高外围以及南支槽前强烈西南气流输送下暖湿空气的共同作用,西南地区至长江中下游地区出现一次较强降雨过程,云南东部、贵州南部、安徽南部、江苏中南部、浙江中北部、江西北部等地过程累计雨量50~80 mm,其中安徽东南部、浙江西北部、贵州南部等地100~200 mm,上述多地伴有短时强降水和雷暴大风等强对流天气。
3 主要降水过程和强对流过程 3.1 概况5月,我国南方共出现7次强降水过程,分别发生在2—3日、4—5日、6—10日、13—15日、19—21日、25—27日和5月31日至6月3日。其中6—10日的强降水过程强度大、影响范围广,江南大部、华南北部及四川东部、中西部等地出现暴雨,浙江西部、福建西北部、江西中北部、湖南北部、广西东北部、贵州东北部、重庆西南部等地出现大暴雨,福建西北部和广西东部部分地区降雨量250~400 mm,福建泰宁过程日雨量257 mm,过程累计雨量566 mm,湖南衡阳出现98 mm的小时雨强极值;19—21日强降水过程同样具备覆盖范围广,过程累计雨量大的特点,多地小时雨强和日雨量突破历史极值。湖南东部和南部、江西中南部、福建、广西中东部和南部、广东、浙江东部等地累计降雨量100~250 mm,广东信宜、阳江、深圳,广西北流,江西永新、南丰等地超过300 mm,其中,广东信宜累计雨量457 mm,与5月6—10日福建泰宁的566 mm分列入汛以来过程累计雨量前两位。我国北方大部分地区因受水汽条件限制,强降水过程次数和降水强度弱于南方,华北地区和东北地区因受冷涡和高空槽移动影响出现三次较明显的强对流过程。
5月6—10日,受东北冷涡后部南下冷空气和低层偏南急流形成的切变线影响,江南大部、华南北部及四川东部等地出现了大到暴雨天气过程,同时华南北部和江南中部等地还伴随出现强对流天气。6日08时至10日08时,浙江西部、福建西北部、江西中北部、湖南北部、广西东北部、贵州东北部、重庆西南部等地降大暴雨,福建西北部和广西东部部分地区降雨量有250~400 mm,福建泰宁局地达500~566 mm。
从5日20时以及6日02时500 hPa高度场和850 hPa风场配置来看(图略),副高外围华南西部有低空急流向北持续输送水汽和热量,急流入夜后明显加强,急流前部贵州、重庆和四川东部等地低层风场有明显暖式切变,形成大尺度水汽辐合抬升条件,重庆北部、四川东部850 hPa相对湿度超过80%,整层可降水量最大值在盆地东部超过了45 mm,另外,持续对流有效位能和下沉有效位能均超过了1000 J·kg-1,形成有利于雷暴大风的环境条件。因此,从6日02时起在四川东部和广西北部等地逐渐触发出多个对流云团,使得上述地区陆续出现短时强降水天气,广西北部局地还伴随个别站点的雷暴大风出现。
6日08时,东北冷涡继续东移,冷涡后部冷空气补充南下,侵入黄淮、江淮以及江南北部地区,河南南部、安徽南部和浙江北部等地500 hPa温度露点差都达到了28℃,表明中层干冷空气前沿已到达江汉和江南北部一带;副高稳定少动,外围西南急流加强达到18 m·s-1,与南下冷空气在湖南中部至浙江北部一带交汇,使得上述地区陆续出现降水天气。
6日14—20时,随着午后气温上升对流能量的逐步积累,江南中部和华南大部出现大于2000 J·kg-1的对流有效位能,广西大部超过3000 J·kg-1(图 6),广西东部、广东西部、湖南南部和江西南部等地K指数超过40℃,显示水汽条件和层结不稳定条件极为有利,在大尺度冷锋和切变线的抬升触发下,四川东部、江南大部和华南大部出现大范围强对流天气,迎来本次降雨过程中的最强降水时段(图 7)。17—20时,上述地区累计出现超过20 m·h-1降水的站点超过423个,其中小时雨量最大出现在湖南衡阳,为98 mm·h-1,同时,四川、重庆、江西和广东局地还出现7~9级雷暴大风,福建东北部出现直径超过10 mm的冰雹。
6日20时至7日08时,副高588线维持在广东南部沿海和海南北部稳定少动。为其外围地区带来充沛水汽,同时,东北冷涡减弱东移,其后部南下的回流冷空气沿江淮江汉西进到达四川盆地东部以及贵州北部一带,7日08时500 hPa高度场、850 hPa风场以及850 hPa相对湿度配置图(图 8)显示,江南中南部和华南地区低层仍维持较强的偏南急流,急流中心风速普遍在18 m·s-1左右;同时江汉、江南北部的东路冷空气也较强,中心风速达到18 m·s-1,冷暖气流交汇形成稳定的切变线,为长江中下游地区带来了连续的强降水和强对流天气。7日白天副高小幅北抬,位于江南中北部的低层切变系统北移并略向东伸影响浙江和江苏南部地区,使得江南大部7日白天出现大范围降水天气,湖南中部、江西大部和福建北部还伴随短时强降水和雷暴大风天气。
8日全天500 hPa高度场、850 hPa风场以及850 hPa相对湿度场的综合配置显示,高空形势与水汽条件等方面大体与前期相同,但副高外围西南急流相比前两日有所减弱,使得西南地区东部和江淮北部等地的低层切变结构与动力抬升条件有一定减弱。因此,8日全天江南、华南和四川东部等地短时强降水实况在降水站次和降水强度方面均弱于前两日。雨带在8日白天南落到江南中东部至华南中北部一带,其中广西蒙山一小时降水83 mm为小时雨量最大。从9日08时起,西南急流再次加强,850 hPa华南大部和江南中部普遍受16~18 m·s-1西南风控制,同时南支槽在逐渐东移的过程中得到东北冷涡后部南下冷空气的补充并加深东移,江汉、江淮、江南和华南大部分地区受南支槽东移影响再次出现大范围降水天气。雨带重回华南中北部和江南北部一带,湖南北部、江西北部、浙江西部、福建北部、广西西部和广东西北部等地出现超过20 m·h-1降水的站点数量累计达627个,小时雨量最大出现在福建连城,为158.6 mm·h-1。此外,广西西部和广东北部等地伴随出现短时强降水和雷暴大风天气。随着10日夜间南支槽东移,切变线逐渐东移入海,北风开始控制江南和华南大部分地区,从而这次影响我国西南地区东部、江南大部和华南大部的降水过程趋于结束。
4 其他灾害性天气 4.1 干旱受前期持续少雨影响,5月初我国北方冬麦区存在中度气象干旱。13—15日,北方冬麦区大部地区气象干旱因大范围降水过程而有所缓和。下半月,北方冬麦区中部降水稀少,气象干旱再度发展。月初到中旬末,内蒙古中部气象干旱由轻旱发展为中到重度干旱;21—24日,内蒙古中东部出现降水过程,气象干旱得到有效缓解。
4.2 沙尘5月,北方出现1次扬沙和1次强沙尘暴天气过程,沙尘天气过程次数较2000—2015年同期平均值(2.9次)略偏少。5—6日,内蒙古中部、华北北部、新疆南疆盆地等地出现扬沙,其中内蒙古二连浩特、新疆民丰出现沙尘暴。10—11日,新疆南疆盆地、内蒙古中部、宁夏北部、辽宁西部、吉林西部等地出现扬沙或浮尘天气,其中新疆南疆盆地局地出现强沙尘暴。
致谢:感谢国家气象中心张永恒提供月降水量、降水距平和温度距平资料。
蔡雪薇, 张芳华, 2014. 2014年5月大气环流与天气分析[J]. 气象, 40(8): 1026-1032. |
陈双, 何立富, 2015. 2015年5月大气环流和天气分析[J]. 气象, 41(8): 1042-1048. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2015.08.015 |
国家气候中心. 2016. 2016年5月中国气候影响评价.
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朱文剑, 何立富, 2013. 2013年5月大气环流和天气分析[J]. 气象, 39(8): 1083-1088. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2013.08.016 |