2018, Vol. 44 
2018年9月全国平均降水量为74.2 mm，较常年同期(65.3 mm)偏多14%，较2017年9月的62 mm (吕爱民和董林，2017)明显偏多。从空间分布看(图 1)，西北地区中西部、华北大部、江淮西部以及内蒙古西部、宁夏、西藏西部、辽宁西部、山东北部、江西东北部等地降水量不足50 mm。全国其他大部地区降水量在50 mm以上，其中华南和西南大部地区以及上海、浙江东部、福建大部、湖北西部、湖南北部等地有100~200 mm，广东南部、广西西部、海南东部、湖南西北部等地在200 mm以上；与常年同期相比(图 2)，东北中北部、内蒙古大部、华南中西部以及贵州大部、湖南北部等地降水偏多5成至2倍；华北东部、江淮大部、新疆大部以及云南西部、海南等地降水偏少2~8成，其中新疆南部偏少8成以上(国家气候中心，2018)。
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图 1 2018年9月全国降水量分布(单位：mm) Fig. 1 Total precipitation amount over China in September 2018 (unit: mm) |
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图 2 2018年9月全国降水量距平百分率分布(单位：%) Fig. 2 Spatial distribution of precipitation amount anomaly percentages over China in September 2018 (unit: %) |
2018年9月全国平均气温为16.7℃，接近常年同期(16.6℃)，与2017年9月的17.8℃(吕爱民和董林，2017)相比明显偏低。从空间分布看(图 3)，江淮东部、江南中东部、西南地区北部、西藏大部以及黑龙江西北部等地气温偏高1~2℃；华北北部和西部、内蒙古中西部、新疆东部以及陕西北部、贵州北部等地气温偏低1~2℃；全国其余地区气温接近常年同期(国家气候中心，2018)。
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图 3 2018年9月全国平均气温距平分布(单位：℃) Fig. 3 Distribution of mean temperature anomaly over China in September 2018 (unit: ℃) |
图 4为2018年9月500 hPa月平均位势高度场及距平分布图，与常年同期的环流形势对比，2018年9月的北半球环流形势具有以下主要特点。
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图 4 2018年9月北半球500 hPa平均位势高度(a)和距平(b)(单位：dagpm) Fig. 4 The 500 hPa average geopotential height (a) and anomaly (b) in the Northern Hemisphere in September 2018 (unit: dagpm) |
由月平均高度场可见(图 4a)，9月北半球极涡具有两个主要闭合中心，分别位于东西半球。其中，东半球极涡中心位于北极圈内，位势高度为528 dagpm；西半球极涡中心位于加拿大北部伊丽莎白女王群岛附近(75°N、92°~90°W)，位势高度为526 dagpm，中高纬度西风带呈多波型分布，欧亚大陆为“双槽”的环流型，长波槽分别位于北欧地区和东西伯利亚，其中北欧地区长波槽对应-4 dagpm距平，较常年同期偏强，说明槽后冷空气势力较强，东亚大槽较常年平均表现为负距平，这是造成我国西北地区和华北偏北地区气温较常年偏低的重要原因。副热带高压(以下简称副高)西北侧的西南气流将南海和印度洋的暖湿空气源源不断地输送到华南地区，同时不断有冷空气从高原北侧东移，冷暖空气频繁交汇。
2.1.2 西太平洋副高断开，强度较常年偏弱9月西北太平洋副高西脊点位于(30°N、90°E)附近(图 4a)，较常年气候平均西脊点位置(30°N、134°E)(王皘和高拴柱，2015；周冠博和高拴柱，2016；吕爱民和董林，2017)明显偏西，并在我国近海断开，副高主体位于西北太平洋洋面上，大陆高压控制着我国西南、华中和华东的中部地区，副高强度较常年同期明显偏弱(图 4b)。
2.2 环流演变与我国天气图 5给出了9月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均位势高度场的环流演变。上旬(图 5a)欧亚大陆中高纬地区有多个槽脊活动，欧洲地区有一向极地延伸的宽阔脊区，新地岛以西和东亚地区为高空槽控制，我国整个中高纬度地区位于东亚大槽的后部，这种环流形势有利于冷空气不断从极地南下影响我国北方地区。上旬主要天气过程有：1—4日，西北地区东部、华北西部、东北地区出现强降水天气过程，内蒙古中部、山西北部、陕西北部等地累计降雨量超过50 mm。9—10日，受冷空气影响，黑龙江东部和北部地区降温幅度普遍有4~6℃，局部地区达6~8℃。
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图 5 2018年9月上(a)、中(b)、下旬(c)欧亚地区的500 hPa平均位势高度场(单位：dagpm) Fig. 5 The 500 hPa average geopotential height for the first (a), second (b) and third (c) dekads in September 2018 (unit: dagpm) |
9月中旬(图 5b)，位于高原南侧的副高与海上副高主体合并，新地岛以西的槽明显减弱，整个亚洲地区中高纬为平直的西风带，只有小的波动东传。13日，台风百里嘉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10级(25 m·s-1)；16—18日，受台风山竹影响，广东、广西、海南岛北部等地累计降雨100~280 mm，广东茂名、阳江、深圳、惠州及广西河池等地300~497 mm。
9月下旬(图 5c)，我国西北地区为弱脊控制，脊前有冷空气东传影响我国北方地区，东亚大槽控制着我国东北和华北地区，西太平洋副高再次断开，东亚大槽向南伸展位于“两高”之间，在这种“鞍型场”环流形势下，副高南侧的台风在我国近海转向。
3 主要降水过程 3.1 概况9月，全国共有32站日降水量达到极端事件标准，主要分布在内蒙古、甘肃、青海、宁夏、山东、浙江和江苏等地，其中山东台儿庄(199.4 mm)、内蒙古乌海(133.9 mm)和乌斯太(94.3 mm)、青海甘德(40.1 mm)等4站日降水量突破历史极值(国家气候中心，2018)。9月主要出现了3次强降水过程，其主要的影响系统、影响区域和降水强度见表 1。
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表 1 2018年9月主要降水过程 Table 1 Main precipitation events in September 2018 |
受台风山竹影响，9月16—18日，广东、广西、海南岛北部等地累计降雨量为100~280 mm，广东茂名、阳江、深圳、惠州及广西河池等地为300~497 mm (图 6)。此次降水过程主要是由台风山竹的本体环流和低空急流相互作用造成的，强降水发生在台风眼壁和外围螺旋雨带附近，降水的主要时段发生在台风登陆后的48 h内。
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图 6 2018年9月16日08时至9月18日08时过程累计降水量 Fig. 6 Accumulated precipitation from 08:00 BT 16 to 08:00 BT 18 September 2018 |
“山竹”登陆后，华南低层大气水汽含量很高，850 hPa比湿均超过12 g·kg-1，低空急流长时间与“山竹”残余环流保持联接，急流中心风速达到20 m·s-1，持续向华南大气输送水汽。此外来自孟加拉湾的水汽与南海低层高温高湿的大气汇合后形成强的暖平流，暖平流中心超过1×10-4 ℃·s-1，为华南地区输送不稳定能量，有利于低层气旋性涡旋的维持(图 7)。从华南暴雨落区大气散度的垂直剖面图来看(图 8)，“山竹”登陆后500 hPa以上高空维持反气旋式辐散，散度中心达到6×10-5s-1，低层维持强的气旋式辐合，最大辐合中心超过-10×10-5s-1，根据CISK机制，高层质量辐散流出，引起地面气压下降，从而增强低空气旋性环流辐合，促进暴雨增幅。
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图 7 2018年9月17日02时500 hPa位势高度场(实线，单位：dagpm)、850 hPa低空急流(风向杆，风速≥12 m·s-1)、比湿(虚线，单位：g·kg-1)和暖平流(阴影，单位：10-4 ℃·s-1) Fig. 7 The 500 hPa geopotential height (solid line, unit: dagpm), and 850 hPa low-level jet (wind barb, wind speed≥12 m·s-1), specific humidity (unit: g·kg-1) and warm advection (shaded area, unit: 10-4 ℃·s-1) at 02:00 BT 17 September 2018 |
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图 8 2018年9月17日02时沿110°E散度(单位：10-5 s-1)的垂直剖面图 Fig. 8 Cross-sections of divergence (unit: 10-5 s-1) along 110°E at 02:00 BT 17 September 2018 |
2018年9月，在西北太平洋和南海上共有4个台风生成(图 9)，台风生成个数比常年同期(4.9个)偏少0.9个，其中两个台风登陆我国(1822号台风山竹在广东省台山市登陆，1823号台风百里嘉在广东省湛江市登陆)。
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图 9 2018年9月南海和西北太平洋热带气旋路径 Fig. 9 Tracks of tropical cyclones over Northwestern Pacific and South China Sea in September 2018 |
今年第22号台风山竹于9月7日20时在西太平洋洋面上生成，随后一路西行并不断加强，15日凌晨在菲律宾吕宋岛东北部沿海登陆(超强台风级，17级以上，65 m·s-1)，16日17时前后在广东省台山市沿海登陆(强台风级，14级，45 m·s-1)；17日20时在广西境内停止编号。“山竹”是今年以来第十个登陆我国的台风，也是截至11月底年度最强登陆我国的台风。
16日白天至夜间，广东中南部和沿海大部地区、广西中东部、福建东部和南部最大阵风有8~11级，广东珠江口和中部沿海地区、广西玉林等地的部分地区有12~13级，江门、中山、珠海、深圳、惠州、汕尾及香港、澳门等局地14~17级，惠州沱泞列岛达62.8 m·s-1(17级以上)。16日至18日早晨，广东中西部、广西中部、海南岛北部、贵州东南部及江苏东南部、浙江北部和东部、福建东北部等地累计降雨量有100~280 mm，广东茂名、阳江、云浮、江门、深圳、惠州等地300~478 mm。另外，台湾东部部分地区有300~650 mm，屏东市局地超过1500 mm。
灾情方面，台风山竹给粤琼港澳多地海陆空交通造成严重影响，大面积航班延误或取消、高铁停运、琼州海峡全线停航。另外，“山竹”影响期间，广东全省、广西和海南的部分地区停工停业、学校停课、旅游景点停止开放。“山竹”扫过菲律宾北部，带来强降雨引发的山体滑坡和洪水，摧毁了大片的农田，对水稻收成造成严重影响。菲律宾官方统计，“山竹”造成的农业损失已达140亿比索(约合2.59亿美元)，受灾程度为2013年超强台风海燕以来最重。
今年第23号台风百里嘉于9月11日08时在南海东北部海面上生成，9月13日08：30在广东省湛江市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力9级(23 m·s-1)，中心最低气压985 hPa。
今年第24号台风潭美于9月21日20时在西北太平洋洋面生成，9月24日20时峰值强度达到60 m·s-1，中心最低气压920 hPa，9月30日19时在日本本州岛和歌山县沿海登陆，登陆时中心附近最大风力14级(42 m·s-1)，中心最低气压952 hPa；今年第25号台风康妮于9月29日14时在西北太平洋洋面生成，10月1日20时其峰值强度达到60 m·s-1，10月6日08:40前后在韩国庆尚南道沿海登陆，登陆时强热带风暴级(11级，30 m·s-1)，中心最低气压为975 hPa。
另外今年第21号台风飞燕于8月28日08时生成，并先后于9月4日12和13时在日本四国岛徳岛县和本州岛兵库县登陆，登陆时强度为强台风级(45 m·s-1)，中心最低气压为955 hPa。
5 其他灾害天气 5.1 黑龙江遭受低温冷冻灾害9月9—10日，受冷空气影响，黑龙江东部和北部地区降温幅度普遍有4~6℃，局部地区达6~8℃，黑龙江北部部分地区日最低气温低于0℃。伊春、黑河、大兴安岭3市遭受低温冷冻灾害，大豆、玉米等农作物受灾面积达18.9万hm2(国家气候中心，2018)。高空冷涡在鄂霍次克海以西维持，不断有冷空气从冷涡后部侵入我国东北地区，造成我国黑龙江省大幅度降温。
5.2 华西秋雨开始偏晚，南区强度总体偏强2018年华西秋雨开始较常年同期偏晚，其中南区9月10日进入雨季，较常年(9月9日)偏晚1 d；北区9月13日进入雨季，较常年(9月8日)偏晚5 d。华西地区进入雨季以来，南区秋雨强度总体偏强(国家气候中心，2018)。副热带高压西北侧的西南气流将南海和印度洋的暖湿空气源源不断地输送到华西地区，同时由于30°N纬度带上不断有波动东移，伴随着冷空气从高原北侧东移，冷暖空气频繁交汇，造成云南、四川南部、重庆和贵州南部降水强度总体偏强。
致谢：国家气象中心预报系统开放实验室宋文彬为本文提供月降水量、降水距平和温度距平资料。
国家气候中心, . 2018.2018年9月中国气候影响评价[R].
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吕爱民, 董林, 2017. 2017年9月大气环流和天气分析[J]. 气象, 43(12): 1594-1600. |
王皘, 高拴柱, 2015. 2015年9月大气环流和天气分析[J]. 气象, 41(12): 1562-1567. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2015.12.015 |
周冠博, 高拴柱, 2016. 2016年9月大气环流和天气分析[J]. 气象, 42(12): 1560-1566. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2016.12.015 |