2019年8月,全国平均降水量为110.5 mm,较常年同期(105.3 mm)偏多5.0%。从空间分布看(图 1),东北大部、内蒙古东部、华北南部、黄淮、江淮江南地区东部、西北地区东部、西南地区大部、西藏中部以及华南等地的降水量在100 mm以上,其中吉林西南部、辽宁东北部、山东中部、浙江东部、四川盆地西部、广东和广西的南部以及海南部分地区在400 mm以上;与常年同期相比(图 2),东北大部及内蒙古东部、黄淮、江淮东部、华南南部及浙江东北部、新疆西北部、西藏西部等地降水量偏多2成至1倍,黑龙江东部、辽宁中部、山东东部的部分地区偏多1~2倍,黑龙江、吉林平均降水量为1961年以来历史同期最多;江南大部、华南北部、江淮西部、江汉大部、西南东部、西北中北部等地降水偏少2~8成,江西局地偏少8成以上;江西平均降水量为1961年以来历史同期次少(国家气候中心,2019)。
2019年8月,全国平均气温为21.6℃,较常年同期(20.8℃)偏高0.8℃。从空间分布来看(图 3),西北大部、西南中部和东南部、黄淮西部、江汉、江南大部、华南北部等地气温较常年同期偏高1~2℃,湖北、湖南、新疆局部地区偏高2~4℃,云南平均气温为1961年以来历史同期最高,湖南、江西、新疆次高;东北西部和北部、内蒙古东部等地偏低0.5~ 2.0℃(国家气候中心,2019)。
与常年同期对比,2019年8月的北半球环流形势具有以下主要特点。
2.1.1 极涡呈单极型分布,亚洲中高纬呈两槽一脊型从500 hPa位势高度场空间分布和距平场上看(图 4),8月北半球极涡呈单极型分布,主体位于伊丽莎白女王群岛附近,极涡中心低于544 dagpm,并伴有8 dagpm的明显负距平,表明北半球极涡较常年同期偏强,冷空气势力较常年偏强。北半球中高纬西风带呈5波型分布,高空槽分别位于乌拉尔山至巴尔喀什湖、中西伯利亚至我国东北部、堪察加半岛至太平洋中部、哈德孙湾至密西西比平原以及冰岛至伊比利亚半岛地区。亚洲中高纬为两槽一脊的环流形势,一脊位于中西伯利亚高原地区,两槽分别位于乌拉尔山至巴尔喀什湖、中西伯利亚至我国东北部一带,并分别伴有12 dagpm的正距平区和弱的负距平区,表明8月影响我国的西路冷空气势力较弱,冷空气影响我国以东路冷空气为主;我国西部地区为大陆高压控制,并伴有2~4 dagpm的正距平区,因此,我国西部地区气温偏高,降水偏少,一些地方气象干旱持续发展。
8月,西北太平洋副热带高压(以下简称副高)主体位于150°E以东地区,西脊点位于35°N、135°E附近,较常年气候平均位置(30°N、134°E)(向纯怡和许映龙,2016;谢超和马学款,2017;王皘和张玲,2018)明显偏北。这导致月内台风的移动路径也以偏北移动为主,月内生成的5个热带气旋中有2个远海转向,1个北上路径(表 2)。
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。8月上旬(图 5a)欧亚大陆中高纬呈现两槽一脊型:西伯利亚平原至地中海地区一带为深厚的槽区;贝加尔湖附近受高压脊控制;我国内蒙古至我国中东部地区受浅槽控制,华北、东北地区多短波槽活动,多阵性降水天气,持续高温天气得到缓解;旬内副高位置偏北,其西脊点位置位于35°N、125°E附近,因此旬内生成的台风范斯高和罗莎均在日本西南部的远海转向,“利奇马”在登陆我国之后一路北上影响我国东北地区。从逐日环流演变看(图略),8月1日受高空槽、低层切变线的影响,河南北部、安徽北部、山东南部和西北部出现暴雨,局地大暴雨;2—4日受高空槽、低层低涡切边线、低空急流的影响,四川西部、甘肃东部、陕西大部、山西中部、河北中部、北京东部、辽宁东部、吉林中部出现暴雨,局地大暴雨。
8月中旬(图 5b)欧亚中高纬仍维持两槽一脊的环流形势。旬内,西伯利亚平原受高压脊控制;地中海的低压区维持;中西伯利亚至我国东部地区为宽广深厚的槽区;旬内副高明显东退,并且由带状高压转变为块状高压。从逐日环流演变看(图略),华北、东北地区多短波槽活动,多阵性降水天气,旬内,我国西部地区为大陆高压控制,气温偏高,降水偏少,一些地方气象干旱持续发展。9—15日,受“利奇马”的影响,浙江大部、安徽东部和南部、江苏大部、山东大部、河北东部、辽宁大部、吉林中部、黑龙江东部出现暴雨到大暴雨,局地出现特大暴雨。
8月下旬(图 5c),中高纬环流形势有明显的调整,前期受高压脊控制的西伯利亚平原转为受低压槽控制;贝加尔湖地区转为受高压脊控制;我国东北地区为低槽区;副高和大陆高压均明显发展,加强打通连为一体,受副高西伸的影响,旬内生成的台风白鹿和杨柳均以偏西行路经为主。从逐日环流演变看(图略),旬内我国南方地区气温偏高,降水偏少;25—27日,受台风白鹿的影响,广东大部、广西东部、江西南部有暴雨,局地有大暴雨。
3 主要降水过程 3.1 概况8月,山东、浙江、黑龙江等地共96站发生极端日降水事件,其中山东临朐(386.7 mm,8月11日)、青州(353.9 mm,8月11日)等27站日降水量突破历史极值;黑龙江、吉林、辽宁、山东等地107站发生极端连续降水日数事件,其中黑龙江庆安(20 d)、鸡东(18 d)等14站连续降水日数突破历史极值(国家气候中心,2019)。共出现5次较大范围的暴雨天气过程,其主要影响系统、影响区域和降水强度见表 1。
9—15日,受台风利奇马影响,江南东部、江淮东部、黄淮东部、华北东部、东北东部等地累计降水量一般为50~250 mm,山东中部超过250 mm,浙江和山东局地超过400 mm。山东、浙江、江苏、安徽、上海等地共有46个国家站的日降水量达到或超过极端阈值,其中山东临朐(386.7 mm)、青州(353.9 mm)、广饶(347.8 mm)和浙江北仑(291 mm)等19个国家站的最大日降水量突破历史极值。
此次降水过程主要是由“利奇马”的本体环流和西风槽带来的冷空气相互作用造成的,主要的强降水发生在台风眼壁和外围螺旋雨带附近,影响范围大、生命史长,我国东部11个省(市)受到影响,最强降水时段发生在台风登陆时及登陆后两天内,在浙江省的降水主要是台风本体降水,呈现出明显的热带系统降水特征,而在山东省的降水主要呈现出明显的锋面降水特征。
台风登陆前,“利奇马”受到副高西南侧气流引导,以西北行路径移动,移速稳定且较为缓慢,近海增强,出现了明显的双眼墙结构,以超强台风级别登陆,台风本体的降水强度大。9日夜间(图 6a),“利奇马”登陆前受到台风眼壁环流和外围螺旋雨带移动的影响,浙江东部已经出现了明显的风雨影响;10日凌晨,“利奇马”登陆后强度迅速减弱,但台风的东北象限的低空急流一直维持(图 6b),且受到地形抬升辐合作用明显,台风出现明显的非对称结构,强降水主要发生在台风登陆点的右侧,即浙江东北部及长江口地区。
随着“利奇马”向北移动,影响范围扩大。虽然台风环流明显减弱,但受到台风北侧倒槽及冷空气的共同影响,强降水范围扩大。10日夜间至11日凌晨,台风东南气流水汽输送在山东中部引起强水汽辐合,水汽通量散度的中心与低层环流中心基本吻合,最大水汽通量散度达到-1.1×10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1(图 7a),另外多条带状对流持续发展,形成列车效应,主要降水落区集中在苏皖北部及山东中部地区,局地出现短时强降水。11日下午,西风带的高空槽带来的干冷空气从台风西南部侵入,但台风减弱后的残余环流一直在渤海西南部海面上徘徊,影响时间长,台风倒槽中的水汽输送依然明显,最大水汽通量散度达到-0.6×10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1(图 7b),冷暖空气对峙时间长,造成山东中部偏北地区的锋区一直维持,主要强降水分布在山东中部偏北的局部地区。
8月,南海及西北太平洋共有5个台风生成, 生成个数较常年同期(5.8个)偏少0.8个;其中“利奇马”在浙江和山东、“白鹿”在台湾和福建登陆,另外,7月31日在南海生成的“韦帕”于8月1日凌晨在海南文昌登陆,总登陆个数较常年同期(1.9个)偏多1.1个。
4.1 “韦帕”三次登陆我国,路径曲折7月30日17时,南海北部有南海热带低压生成,31日08时加强为2019年第7号台风韦帕,8月1日01:50前后在海南文昌翁田镇沿海登陆,登陆时中心附近最大风力达9级(热带风暴级,23 m·s-1),中心最低气压为985 hPa;1日17:40前后在广东省湛江市坡头区沿海再次登陆,登陆时中心附近最大风力达9级(23 m·s-1);2日21:20前后在广西防城港沿海第三次登陆,登陆时中心附近最大风力仍达9级(23 m·s-1)。之后向西偏南方向移动,3日晚上在越南河内省境内进一步减弱,中央气象台停止对其编号。“韦帕”具有以下三个特点:
(1) 路径曲折,多次登陆。先后经历三次登陆,登陆点分别为海南文昌市翁田镇、广东省湛江市坡头区、广西防城港沿海,其中登陆文昌后在其境内滞留打转长达8 h,之后出海转向偏北方向移动。
(2) 移速慢,生命史长。在南海北部生成后直至登陆文昌市翁田镇前,平均时速为20 km左右;之后移速减慢,平均时速为5~10 km;整个生命史长达3.5 d。
(3) 风雨强,过程雨量大。“韦帕”云系结构对称、眼区清晰,7月31日至8月3日,海南岛西部和北部、广东西南部和沿海、广西东南部沿海等地累计雨量达200~300 mm,海南岛东方、广东江门、阳江和茂名、广西防城港和钦州局地降雨量为400~484 mm(图 2),最大小时降雨量达60~112 mm。同时,海南岛中北部、广东中南部、广西南部沿海出现7~9级大风,局地阵风10~11级。
“利奇马”是2019年以来登陆我国最强的台风,给华东及环渤海等地造成了严重风雨影响。“利奇马”于8月4日生成,7日晚上加强为超强台风,10日01:45前后在浙江省温岭市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力为16级(52 m·s-1,超强台风级),中心最低气压为930 hPa;之后,“利奇马”穿过浙江和江苏后移入黄海西部海域,11日20:50前后在山东省青岛市黄岛区沿海再次登陆,登陆时中心附近最大风力达9级(23 m·s-1,热带风暴级);穿过山东半岛后进入渤海,并于13日08时减弱为热带低压;中央气象台13日14时停止对其编号。“利奇马”具有以下特点:
(1) 登陆强度强、陆地滞留时间长。“利奇马”以超强台风级登陆,在1949年以来登陆我国大陆地区的台风中强度排名第五强,在登陆浙江的台风中排名第三。“利奇马”登陆后移动缓慢,在陆地时间长达44 h,其中滞留浙江20 h,为滞留浙江时间最长的超强台风。
(2) 降雨强度大、极端性显著。受“利奇马”影响,浙江、江苏、山东等地均出现极端强降雨天气,浙江全省平均降雨量为165 mm,其中,临海括苍山过程雨量达833 mm,为登陆浙江台风第二位(第一位:乐清砩头916 mm,由0414号台风云娜所致);山东平均降雨量为158 mm,超过了2018年“温比亚”带来的降雨(全省平均为135.5 mm),为山东有记录以来的过程降雨量最大值。期间,浙江、山东等地共35个气象观测站日降雨量突破当地8月历史极值,其中24个站点突破当地日降雨量的历史极值,以山东省突破极值的站点数最多。
(3) 大风范围广、持续时间长。福建、浙江、上海、江苏、安徽、山东及河北、天津、辽宁等地沿海地区均出现8级以上阵风,其中,浙江沿海风力普遍有12~14级,部分沿海岛屿达15~17级;沿海10级以上大风持续近36 h,12级以上大风持续20 h左右;风速最大为温岭石塘镇三蒜岛(61.4 m·s-1,17级以上),实测风速为登陆浙江台风第二位(第一位为68.0 m·s-1,0608号台风桑美)。
(4) 暴雨洪涝及次生灾害影响重。受“利奇马”影响,浙江、安徽、江苏、山东等地均出现不同程度的城乡积涝、中小河流洪水、山洪和滑坡等灾害。据应急管理部国家减灾中心统计,“利奇马”共计造成河北、辽宁、吉林、上海、江苏、浙江、安徽、福建、山东9省(市)59市353个县(市、区)1402.4万人受灾,因灾死亡失踪70人,紧急转移安置209.7万人,直接经济损失为515.3亿元。
4.3 “白鹿”两次登陆我国“白鹿”于8月21日中午在西北太平洋洋面上生成,24日中午在台湾省屏东县沿海登陆(11级,强热带风暴级),25日早晨在福建省东山县沿海再次登陆(10级,强热带风暴级),登陆后继续向西北方向移动,强度快速减弱,25日上午减弱为热带风暴,25日中午减弱为热带低压,中央气象台26日早晨停止对其编号。“白鹿”具有以下特点:
(1) 移动路径稳定,两次登陆。“白鹿”的生命史有5 d,生命史内移动路径稳定,总体朝西偏北方向移动,并先后登陆台湾省屏东县满州乡和福建省东山县。登陆福建后台风强度快速减弱,短短7 h内由登陆时的强热带风暴级减弱为热带低压。
(2) 移速较快,登陆后快速西行。登陆福建前移速有25~30 km·h-1,其中心在台湾陆地上的时间不超过1 h;登陆福建后快速向西偏北移动,移速保持在20~25 km·h-1,较常年登陆台风移速(15~20 km·h-1)明显偏快。
(3) 雨势平稳,累计雨量大。虽然“白鹿”与西南季风系统相连接,具有水汽保障,但因移速较快,雨势相对平稳,台湾东部和南部累计降雨量有200~600 mm,台东县局地超过700 mm;浙江沿海、福建南部、广东中东部、广西东部、江西南部、湖南南部、广西东南部等地累计降雨量为50~150 mm,广东广州、珠海、肇庆、揭阳、惠州、河源和广西玉林、贵港、梧州、贺州等局地达200~284 mm。
(4) 大风影响范围广,阵风大。受“白鹿”影响,台湾省出现8~10级大风,台东县和南投县局地阵风达11~14级;浙江沿海、福建南部和沿海、广东中部和东南部沿海、江西南部、湖南南部等地出现8~10级大风,福建沿海局地阵风达11~13级,最大风力达39 m·s-1(泉州台商投资区张坂镇大坠岛)。福建沿海8级以上大风持续时间达20~49 h。
5 其他极端天气 5.1 东北及四川等地遭受暴雨洪涝灾害除台风降雨过程外,以8月2—4日这次暴雨过程影响较大,降雨集中在东北南部、山西大部、陕西大部、四川东部等地,其中四川、陕西受灾较重。
东北及内蒙古东部8月以来降水频繁,降水日数普遍有12~20 d,黑龙江东部、吉林东部超过20 d,与常年同期相比,东北中东部以及内蒙古东部偏多4~10 d。黑龙江和吉林累计降水量为1961年以来同期最多,辽宁为同期第四多。黑龙江北安(136.9 mm)、杜蒙(117.6 mm)和虎林(104 mm)3站日降水量突破历史极值。东北地区共198站发生极端连续降水量事件,14站超历史极值。降水导致松花江、嫩江等部分干流河段和支流水位上涨,超警戒水位,发生洪水,部分地区遭受暴雨洪涝灾害。持续低温阴雨天气对作物生长发育不利。
18—23日,四川盆地西部出现强降雨天气过程。最大日降水量出现在都江堰,达155.9 mm,最大过程降水量出现在芦山县,达316.3 mm。强降水导致山体滑坡和泥石流滑坡灾害,造成道路、通信、电力中断和人员伤亡。
5.2 长江中下游气象干旱发展8月,长江中下游地区降水量普遍不足100 mm,其中湖北东部、湖南东部、江西中北部等地仅为10~50 mm,与常年同期相比,这些地区降水普遍偏少5~8成,局部偏少8成以上,湖北、湖南、江西降水量分别为1961年以来同期第五少、第五少和第二少,加上同期出现持续高温天气,部分地区气温明显偏高2~4℃,导致土壤失墒迅速,长江中下游气象干旱发展快。湖北大部、湖南北部、江西北部、安徽南部等地普遍有中到重度气象干旱,湖北东部局部有特旱。干旱对湖北、湖南、江西等地社会经济生产造成一定影响, 其中湖北受灾较重。27日,受台风白鹿外围环流影响,干旱出现不同程度缓解,范围有所缩小。
5.3 南方出现大范围持续高温天气8月,南方出现大范围持续高温天气,高温日数多、强度强,影响范围广。江南大部、华南大部、江汉南部、四川盆地东部等地高温日数普遍有10~20 d,其中江西大部、湖南东部、湖北东南部超过20 d,与常年同期相比,普遍偏多5~10 d,江西、湖南、湖北东南部超过10 d。鄂川渝湘赣浙闽粤桂等9省(区、市)平均高温日数为14.2 d,较常年同期偏多7.7 d,为1961年以来同期最多,其中江西、湖南为1961年以来同期最多,湖北为1961年以来同期第二多,持续高温对电力供应造成一定影响。
5.4 多省遭受风雹袭击,部分地区受灾较重海南、湖北、新疆、安徽、河南、江苏、内蒙古、湖北、青海、云南、重庆、辽宁、黑龙江等20多个省(区、市)遭受大风、冰雹、雷击、龙卷风等强对流灾害袭击,其中海南、湖北、新疆、安徽、云南等地受灾重。3和12日,湖北省两次遭受风雹灾害,造成25.6万人受灾,直接经济损失达4.0亿元。
致谢:感谢国家气象中心李佳英提供的降水量、降水距平和温度距平资料。
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