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  气象   2019, Vol. 45 Issue (10): 1494-1500.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2019.10.016

天气、气候评述

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解晋, 周宁芳, 2019. 2019年7月大气环流和天气分析[J]. 气象, 45(10): 1494-1500. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2019.10.016.
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XIE Jin, ZHOU Ningfang, 2019. Analysis of the July 2019 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 45(10): 1494-1500. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2019.10.016.
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资助项目

国家重点研发计划(2018YFC1508102)与国家自然科学基金项目(41575090)共同资助

第一作者

解晋,主要从事天气预报研究工作. Email:xiej@cma.gov.cn

文章历史

2019年8月29日收稿
2019年9月9日收修定稿
2019年7月大气环流和天气分析
解晋 , 周宁芳     
国家气象中心,北京100081
摘要:2019年7月北半球的大气环流主要特征表现为,极涡呈偶极型分布,较常年同期偏强;欧洲高空冷涡异常偏强,中上旬西太平洋副热带高压位置偏南,下旬北抬。7月全国平均降水量为126.3 mm,较历史常年同期偏多4.7%,江南大部以及西南地区较历史同期显著偏多1倍以上,黄淮、江淮地区降水较常年同期偏少5成以上;全国平均气温为22.1℃,较历史同期略偏高。平均高温日数多于常年同期(4.3 d),达到了5.7 d,华北南部、黄淮、江淮以及南疆等地高温日数显著偏多,山西、辽宁、新疆、广东等地共61站发生极端高温事件。本月内有7次区域性暴雨天气过程,主要出现在我国南方地区,多站出现极端日降水量。共有4个台风生成,接近历史同期水平,只有1个台风登陆我国,较历史同期偏少。
关键词大气环流    暴雨    热带气旋    高温    
Analysis of the July 2019 Atmospheric Circulation and Weather
XIE Jin, ZHOU Ningfang    
National Meteorological Center, Beijing 100081
Abstract: The main characteristics of the general atmospheric circulation in July 2019 are shown as follows. There were two polar vortex centers with stronger strength than normal in the Northern Hemisphere. As the 500 hPa geopotential height showed, the cold vortex over Europe was stronger than normal. The western Pacific subtropical high was by south during the first and middle dekads and moved northward during the last dekad of this month. In July, the monthly mean precipitation of China was 126.3 mm, more than the normal by 4.7%. The positive anomaly of precipitation was more than 100% in most regions of Jiangnan and the Southwest China while the negative anomaly of rainfall reached more than 50% in Huanghuai and Jianghuai regions. The monthly mean temperature of China was 22.1℃, which is a little higher than the usual. The mean high temperature days in July were 5.7 d, which is more than the usual (4.3 d). The high temperature days were significantly more than the normal in the south of North China, Huanghuai, Jianghuai and the south of Xinjiang. There were 61 stations where extreme high temperature events occurred and these stations are mostly located in the provinces of Shanxi, Liaoning, Xinjiang and Guangdong. There were seven regional torrential rain processes, most in South China and many stations measured extreme daily precipitation. Four typhoons were generated and only one landed China in July, less than normal.
Key words: atmospheric circulation    torrential rain    tropical cyclone    high temperature    
1 天气概况 1.1 降水

2019年7月全国总体平均降水量较历史同期略有偏多,7月全国平均降水量为126.3 mm,较常年同期(120.6 mm)偏多4.7%(国家气候中心,2019)。从降水空间分布上看(图 1),我国中东部降水主要呈现南多北少的特征,降水主要集中在江南、华南和西南地区东部,上述大部地区降水量超过了200 mm,其中广西北部、湖南东部、江西中部、福建北部以及浙江西部的部分地区的降水量超过了400 mm。此外,东北大部分地区降水量在100 mm以上,其中黑龙江中北部达到了200 mm以上。西北地区降水分布不均匀,东南部局部地区累积雨量也达100 mm以上。青藏高原东南部降水也较多,西藏东部局地可达200 mm以上。而江淮、黄淮和华北南部大部降水量不足100 mm,河南北部和安徽中部的部分地区不足50 mm。

图 1 2019年7月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Distribution of precipitation over China in July 2019 (unit: mm)

与常年同期相比(图 2),江南、华南北部以及西南地区降水明显偏多,其中江南大部分地区降水较常年偏多1倍以上,湖南东部、江西中部以及福建西北部偏多了2倍以上。江淮、黄淮地区及华北南部降水相比常年同期明显偏少,其中河南中东部、湖北东部以及安徽中北部偏少5成以上。东北地区与常年同期相比,北部降水偏多,黑龙江北部偏多5成以上,南部降水偏少2~5成。在西部地区,新疆南部大部分地区偏少5成以上,但新疆、青海以及甘肃三省(区)交界地带降水明显增多至1倍以上,局部地区甚至达到了2倍以上。此外,西藏大部分地区较常年同期降水也显著偏多,只有东南边缘地区较常年同期偏少。7月,湖南、广西、山西等地共有50站发生极端日降水事件,其中江苏如皋(286.4 mm,7月18日)、福建浦城(226.2 mm,7月9日)等9站日降水量突破历史极值。黑龙江、内蒙古、广西、青海等有41站发生了极端连续降水日数事件。

图 2 2019年7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 July 2019 (unit: %)
1.2 气温

2019年7月全国平均气温为22.1℃,与常年同期(21.9℃)相比偏高0.2℃(国家气候中心,2019)。从温度距平空间分布上来看(图 3),江南地区、华南地区北部、西南地区北部以及青藏高原大部分地区气温较常年同期偏低,其中,湖南东部、江西中部以及浙江中部地区较常年同期温度偏低1℃左右。我国其余大部分地区较常年同期偏高,其中,黄淮、江淮以及华北大部和东北地区南部,以及新疆西部和北部地区较常年同期偏高了1~2℃,其中河南、山东局地和新疆局地偏高达到了2℃以上。7月,全国共有61站发生了极端高温事件,其中山西新绛、古县、河北滦平3站日最高气温均突破了历史极值,海南临高、河南武陟、汤阴等38站的连续高温日数突破了历史极值。

图 3 2019年7月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Distribution of mean temperature anomaly over China in July 2019 (unit:℃)
2 环流特征与演变 2.1 环流特征

图 4a所示,2019年7月北半球500 hPa极涡呈偶极型分布,主极涡偏于北冰洋至东西伯利亚一带,另外一个中心位于西半球格陵兰以西地区的上空。主极涡强度达到了548 dagpm以下,较历史同期相比显著偏强(图 4b),中心强度负距平达到了-6 dagpm。受极涡分布形态影响,北半球中高纬环流呈多波型分布,其中欧洲上空低涡最强,闭合低压中心强度为562 dagpm,中心强度负距平达到-10 dagpm。在中纬度地区,7月西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)的强度与历史同期水平相当,副高平均脊线位于22°N附近,较历史同期略微偏南,副高西段脊点位于122°E附近,与常年接近(张夕迪和孙军,2018霍达等,2017权婉晴和何立富,2016沈晓琳等,2015)。

图 4 2019年7月北半球500 hPa平均位势高度(a)和距平(b)(单位:dagpm) Fig. 4 The average 500 hPa geopotential height (a) and anomaly (b) in the Northern Hemisphere in July 2019 (unit: dagpm)
2.2 环流演变与我国天气

从欧亚大陆7月各旬的500 hPa平均环流形势场来看,上旬(图 5a)整个欧亚大陆中高纬呈三槽两脊型,欧洲大陆和白令海上空存在闭合的低压中心,贝加尔湖以东地存在一个明显的低压槽,贝加尔湖和库页岛以西地区上空各存在一个高压脊,因此我国中高纬度地区环流呈西高东低分布。上旬西太副高脊线平均位于20°N,较往年偏南3~5个纬距(张夕迪和孙军,2018霍达等,2017权婉晴和何立富,2016沈晓琳等,2015),冷暖气流在长江及其以南地区交汇,3—5和6—9日分别出现了两次强降水过程,强降水主体区域主要位于江南、华南以及西南地区东部。

图 5 2019年7月上旬(a)、中旬(b)、下旬(c)的500 hPa平均位势高度(单位:dagpm) Fig. 5 The average 500 hPa geopotential height in the first (a), middle (b) and last (c) dekads of July 2019 (unit: dagpm)

7月中旬(图 5b),欧洲上空的闭合低压强度有所减弱并略有东移,乌拉尔山高压脊有所增强,中高纬环流经向度相比上旬有所加强,此外,新疆以北地区为一个闭合的低压中心,不断分裂冷空气南下影响我国。副高呈明显北抬东退的过程,副高脊线从20°N附近北移至23°N附近,西脊点从120°E附近东退至125°E附近,较常年同期相比明显偏东(张夕迪和孙军,2018霍达等,2017权婉晴和何立富,2016)。受上述环流形势影响,7月中旬也出现两次大范围暴雨过程,主要降水落区较上旬也有所北抬,主要分布在江南地区。

7月下旬(图 5c),随着欧洲低槽东移,欧洲平原至西西伯利亚一带为一宽广的槽区,贝加尔湖地区附近受弱高压脊所控制,欧亚中高纬环流转为较平直的纬向型环流。西太副高较前期有明显的西伸北抬,副高脊线从23°N附近北移至30°N附近,西脊点从125°E附近西进至110°E附近,副高外围受高空槽、低层低涡切变线以及低空急流的共同作用,西南地区东部、西北地区东部、华北以及东北地区降雨增多,分别在21—23和28—29日出现两次暴雨过程;而江淮和江南地区由于受到副高控制转为高温少雨天气。

3 主要降水过程 3.1 概况

7月我国强降水过程频繁,共有7次强降雨过程(表 1)。月初,台风木恩引起华南地区的暴雨过程,上中旬雨带位置主要集中在我国江南、华南、西南地区。下旬,雨带北抬,降雨主要发生在西南地区东部、华北及东北地区等地。7次强降雨过程中,以6—9和12—13日降雨过程的降雨强度大、影响范围广、影响程度重。下文重点分析6—9日江南地区和22日京津冀两次强降雨过程。

表 1 2019年7月主要降水过程 Table 1 Main precipitation events in July 2019
3.2 7月6—9日南方极端暴雨过程分析

7月6日08时至10日08时,我国南方地区经历了一次持续性大范围的强降水天气过程,此次过程的主要降水区域包括了广西、湖南、江西等8个省(区)。从累积降水量分布来看(图 6),共计有170多站的降水量超过100 mm,有64站超过了200 mm。主要集中分布在江南南部地区以及广西北部地区。此外有3站的累积雨量达到了400 mm以上,分别是广西灵川(523.8 mm)、桂林(402.8 mm)和江西萍乡(401.2 mm)。湖南、江西、广西等地23个县、市日降水量突破当地7月历史极值,湖南衡山,广西灵川,江西萍乡、宜春、分宜、芦溪这6个县、市日降水量突破了有观测以来的历史极值。在此次过程中,广西灵川日降水量最高,8日一日之内达到了277.3 mm。

图 6 2019年7月6日08时至10日08时累积降水量(单位:mm) Fig. 6 Accumulated precipitation from 08:00 BT 6 to 08:00 BT 10 July 2019 (unit: mm)

此次暴雨过程发生在比较有利的大尺度环流背景下,平均副高脊线位于20°N附近,其西北侧暖湿的西南急流达到了14 m·s-1,稳定持续的西南气流提供了充足的水汽输送条件。从500 hPa形势场上可以看到,先后两次高空槽的过境,低槽底部不断有弱冷空气的补充,使得江南地区的切变线得以稳定维持,造成了这次降水过程持续时间长、雨强大。

从降水性质和时段来看,本次降水过程主要分为3个阶段。7日14时天气形势与物理量场配置显示(图 7a),副高位置较为偏南偏东,并未伸展到大陆上,在其西北侧存在低空西南暖湿急流,并且在广西东北部、湖南南部、江西中部形成了辐合,使得在上述区域具备了充足的水汽条件,这一点在整层可将水量上得到了印证,上述地区的整层可降水量达到了60 mm以上。此外,在贵州地区上空,850 hPa上存在一个低涡,500 hPa有一个弱短波槽配合,形成了中低层符合抬升条件,造成了第一阶段的强降水过程。从8日14时天气形势与物理量场配置来看(图 7b),在500 hPa上我国西部存在一个高空冷涡逐步东移。受这个冷涡的影响,湖南、江西等地位于高空槽前,850 hPa上在湖南和江西北部形成了一个显著的切变线,低层切变线稳定存在,造成持续性的上升运动。同时,副高位置有所西伸,其西北侧的低空西南急流也有所加强,大于60 mm的整层可降水量呈东西向分布,主要集中在湖南、江西以及浙江和福建交界处,造成了第二阶段的强降水过程。从9日14时天气形势与物理量场配置来看(图 7c),整层可降水量表现为大于60 mm的范围有所扩大,东段北抬,西段南移,变成了西南—东北走向。从500 hPa上来看,高空冷涡逐渐东移,副高位置有所南落东退。从850 hPa风场来看,在江西北部上空存在一个低涡并缓慢东移,低涡的东侧和西南侧分别存在暖式切变线和冷式切边线,配合高空处于槽前的环流特征,再加上地形影响,使得低涡及其暖切附近形成了较强的对流性降水,而低涡西侧处于高空槽后,虽然在850 hPa上存在切变,但高空形势不是很有利于垂直运动的发展,对流不强,因此主要以稳定性降水为主,这些因素共同造成了第三阶段的强降水过程。

图 7 2019年7月7日14时(a)、8日14时(b)和9日14时(c)500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)、850 hPa风场(风向杆,单位:m·s-1)和整层可降水量(阴影,单位:mm) Fig. 7 The 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm), 850 hPa winds (wind barb, unit: m·s-1) and precipitable water content (shaded area, unit: mm) at 14:00 BT 7 (a), 14:00 BT 8 (b) and 14:00 BT 9 (c) July 2019
3.3 7月22日京津冀强降水过程

“七下八上”是我国华北雨季的主要发生时段,可以看到7月上中旬,我国降水主要位于我国江南地区,而21—23日,随着欧亚中高纬环流调整,贝加尔湖以西为高压脊控制,我国中高纬度环流转为纬向型,同时西太副高明显北抬,随之我国主雨带北抬至华北、东北、西北地区东部一带。21—23日西北地区东部和华北地区自西向东出现了一次较强降水过程,其中京津冀地区过程累积降水量大于50 mm(图 8),天津市宁河区日累积降水量达到了128.1 mm,最强降水时段达到了54 mm·h-1(23日04—05时)。

图 8 2019年7月22日08时至23日08时累积降水量(单位:mm) Fig. 8 Accumulated precipitation from 08:00 BT 22 to 08:00 BT 23 July in 2019 (unit: mm)

降水过程的主要时段发生在22日夜间,从22日天气形势与物理量场配置来看(图 9),在500 hPa上副高脊线已经北抬至32°N附近,京津冀地区主要位于东脊西槽的控制形势下。白天(图 9a),京津冀地区主体处于高压脊的控制下,副高西北侧的偏南暖湿气流较弱(≤4 m·s-1),整层可降水量只有河北南部地区达到了40 mm以上,因此22日白天主降水区主要位于河北南部地区,降水强度总体较弱。到了夜间(图 9b),京津冀地区上空500 hPa高度场东部高压脊略有东退,华北地区逐步转为槽前脊后,有利于低层暖湿空气的抬升,副高位置相比白天略有南落,850 hPa西南风较白天明显增强,京津冀大部分地区的整层可降水量超过了40 mm,南部地区更是达到了60 mm以上,因此在夜间的降水强度要明显高于白天。

图 9 2019年7月22日08时(a)和20时(b)500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)、850 hPa风场(风向杆,单位:m·s-1)和整层可降水量(阴影,单位:mm) Fig. 9 The 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm), 850 hPa winds (wind barb, unit: m·s-1) and precipitable water content (shaded area, unit: mm)at 08:00 BT (a) and 20:00 BT (b) 22 July 2019
4 热带气旋活动概况

7月,我国南海及西太平洋台风活跃程度接近历史同期平均水平(3.7个),总共有4个台风生成(表 2),月内只有1个登陆我国(其中7号台风韦帕在8月登陆)。第4号台风木恩于3日凌晨在我国海南省万宁市和乐镇沿海登陆,登陆时为热带风暴级别,中心最低气压为992 hPa,中心附近最大风速为18 m·s-1。受“木恩”影响,2—3日,广西南部、海南岛大部经历了一次暴雨过程,局地有大暴雨发生。5号台风丹娜丝于7月15日17时被认定为热带低压,并在16日15时升级为热带风暴,17日凌晨随着副高逐渐东退,移动路径由原来的西北路径转为偏北路径,19日下午在舟山以东的东海洋面上强度达到最强,随后由于海温较低等不利因素逐渐开始衰减,并于21日夜间转化为温带气旋。6号台风百合生命史相对较短,其升级成热带风暴强度的时间只维持了24 h,26日09时被确定为热带风暴后于27日06时在日本纪伊半岛三重县南部沿海登陆,后逐步减弱为热带低压。7号台风韦帕于7月底生成,8月初先后3次登陆我国海南、广东和广西,受其影响,海南大部、广东南部和广西南部出现了暴雨到大暴雨降水过程,局地甚至出现了特大暴雨,海口市日降雨量最大,7月31日全天达266.3 mm。

表 2 2019年7月西北太平洋和南海热带气旋纪要 Table 2 Summary of tropical cyclones generated in Northwest Pacific and South China Sea in July 2019
5 高温天气概况

7月,我国中东部大部、新疆以及内蒙古西部等地出现了大范围高温天气。我国平均高温日数为5.7 d,比历史同期平均水平偏多1.4 d,尤其是华北南部、黄淮、江淮以及新疆南部等地高温日数较历史同期偏多了5 d以上,其中河北、河南以及山东三省交界处高温日数更是达到了15 d以上,远远超过历史同期,距平达到了10 d以上。由于江南地区降水异常偏多,江南大部分地区的高温日数比历史同期平均少3 d以上,其中湖南南部、江西大部以及浙江南部的高温日数少了5 d以上。在整个7月内,全国共有61站发生了极端高温事件,其中山西新绛、古县、河北滦平3站日最高气温均突破了历史极值,分别达到了42.7、40.8和38.7℃。此外,受西太副高持续控制的影响,河北、河南、山东以及海南等地有246站出现了达到极端事件标准的连续高温日数过程,其中,海南临高、河南武陟、汤阴等38站的连续高温日数均突破了历史极值,最高达连续13 d。受极端高温天气事件的影响,华北南部、黄淮、江淮等地旱情较为严重,持续时间较长。

参考文献
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