2020年8月,全国平均气温为21.6℃,较常年同期(20.8℃)偏高0.8℃,全国平均降水量为134.5 mm,较常年同期(105.2 mm)偏多28%。月内,东北、华北、西北、西南、黄淮等多地遭受暴雨洪涝灾害;全国大部地区气象干旱基本解除;江南大部、江淮南部、江汉南部等地出现大范围高温天气;生成和登陆台风均略偏多;多地遭受强对流天气灾害,部分地区受灾较重。
1 天气概况 1.1 降水8月,全国平均降水量为134.5 mm,较常年同期(105.2 mm)偏多28%,为1961年以来第一高(国家气国家气候中心,2020)。从空间分布看(图 1),除西北地区大部、内蒙古大部、西藏、四川西部、重庆大部、贵州北部、湖南南部、江西中部、福建北部、浙江西部、湖北东部等地降水量不足100 mm外,其他大部地区降水量在100 mm以上,其中东北大部、华北南部、黄淮中部和东部、华南南部及陕西中部、四川东部、云南大部等地降水量为200~400 mm,四川东部部分地区在400 mm以上;与常年同期相比(图 2),西北西部、江南大部、江汉东部及重庆、贵州大部、西藏西部和东南部等地偏少2成至1倍,全国其余大部地区接近常年同期或偏多,其中东北大部、华北大部、黄淮大部、西北东部及云南西部等地偏多5成至2倍,部分地区偏多2倍以上(国家气候中心,2020)。
8月,全国平均气温为21.6℃,较常年同期(20.8℃)偏高0.8℃(图 3)。西南大部、黄淮大部、江汉、江南、东北东南部等地气温较常年同期偏高1~2℃,江苏大部、浙江北部、安徽中部、河南东南部、湖北东部、西藏西北部等地偏高2~4℃,浙江、西藏平均气温为1961年以来同期第二高;黑龙江、甘肃、广西等地的部分地区偏低0.5~2.0℃;全国其余地区接近常年同期(国家气候中心,2020)。
图 4为8月北半球500 hPa平均位势高度场和其距平场的水平分布,北半球环流形势有以下主要特点:
8月,北半球极涡呈偶极型分布,两个中心分别位于北极圈内斯瓦尔巴群岛北部附近和东西伯利亚海,两个极涡中心强度均低于550 dagpm(图 4a)。从距平场可以看出,斯瓦尔巴群岛北部附近极涡对应弱的正距平,而东西伯利亚海的极涡对应弱的负距平,二者距平约为4 dagpm,这表明月内影响我国的西路冷空气势力偏弱,东路冷空气相对比较活跃。北半球中高纬西风带呈多波型,其中除了位于北美地区的高空槽对应较强的正距平,其他5个高空槽均对应弱的负距平。亚洲大陆主要受“两槽一脊”的控制,两支高空槽分别位于西西伯利亚地区和贝加尔湖以东,两支高空槽分别对应强的正距平和弱的负距平。
8月西太平洋副热带高压(以下简称副高)呈带状分布,588 dagpm等高线几乎环绕全球,副高西脊点位于28°N、120°E附近(图 4a),较2018、2019年以及多年气候平均明显偏西(王皘和张玲,2018;周冠博和高拴柱,2019)。副高脊线较往年同期偏南,西伸脊点偏西,从而导致8月内登陆华南的台风活动偏多。
2.2 环流演变与我国天气图 5为8月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均高度场环流形势。上旬(图 5a),欧亚中高纬地区大气环流形势为较弱的“两槽一脊”,里海和咸海附近为一低槽区,巴尔喀什湖附近为高压脊,贝加尔湖及我国东北地区为一低槽区;我国北方地区受东部低槽控制,华北、东北地区多弱冷空气活动,多阵性降水天气,高温天气得到缓解;旬内西太平洋副高位置偏西偏南,其西脊点位于30°N、110°E附近,因此,旬初生成的2003号台风森拉克和2004号台风黑格比前期路径均呈现出西行或西北行的特征,其中“黑格比”在登陆我国之后继续北上影响我国华北地区。上旬的主要天气有:3—4日,受“黑格比”影响,浙江东南沿海、上海大部出现暴雨,局地有大暴雨;4—9日受高空槽、低层切变线和低涡的影响,四川盆地至长江中下游地区出现暴雨,其中陕西延安和榆林、山东济宁、菏泽、枣庄、河南新乡和开封、浙江嘉兴和金华及四川成都、德阳、绵阳等局地累计降水量达250~380 mm,山东枣庄滕州最大点雨量达454 mm。
中旬(图 5b),亚欧中高纬地区仍为“两槽一脊”型,但是两个槽区较上旬的位置较偏北,贝加尔湖为高压脊,导致旬内影响我国的冷空气偏弱。我国中纬度地区环流比较平直,副高增强北抬,588 dagpm等高线南界北抬至20°N附近,导致旬内在菲律宾附近有两个台风生成,并登陆我国华南地区。与此同时,由于副高西伸,其西侧西南暖湿气流强劲,在西风带弱冷空气的配合下,致使我国华南西部地区、四川盆地以及华北地区出现强降水过程。中旬主要天气过程有:11—13日,受高空槽、低层低涡、低层切变线以及台风米克拉影响,四川盆地西部至华北、东北等地出现了强降水过程,其中12日京津冀地区出现今年入汛以来最强降水;10—12日,四川盆地中西部出现暴雨或大暴雨,四川绵阳、德阳、成都、雅安等地部分地区累计降水量有300~380 mm,局地达400~480 mm,德阳什邡点雨量达542 mm,四川芦山(423 mm)、蒲江(281 mm)、什邡(270 mm)等8个国家气象观测站日雨量突破有气象记录以来历史极值;14—17日,受高空槽和低涡影响,四川盆地至华北等地出现暴雨,其中四川盆地西部及广西防城港和钦州降水量有300~500 mm,四川绵阳、德阳、成都等局地600~865 mm;18—20日,台风海高斯登陆广东,给华南地区带来了一次强降水过程,缓解了前期的气象干旱,与此同时,受高空槽和低空急流的影响,东北地区南部、华北东部、黄淮东部、江淮、江汉等地出现了强降水过程,其中湖北宜昌局地累计降水量达250~304 mm。
下旬(图 5c),欧亚大陆中高纬地区大气环流形势为“两脊一槽”型,贝加尔湖附近和里海及咸海以北地区为高压脊区,巴尔喀什湖以北为弱的槽区,40°N附近在华北地区上空为低槽区,我国东北和华北东部地区位于高空槽前,弱冷空气活动频繁。下旬,副高减弱东退,导致旬内台风巴威路径呈现北上的特征,影响我国华北和东北地区。下旬的主要天气过程有:22—24日,受高空槽、低涡以及冷锋的影响,四川盆地、西北地区东部、东北地区、华北出现强降水,其中辽宁丹东和葫芦岛、河北秦皇岛和廊坊、湖北恩施、湖南湘西、四川绵阳、眉山和乐山等局地累计降水量达到150~288 mm;26—28日,受“巴威”影响,江苏中北部、山东半岛西部、辽宁中东部、吉林大部、黑龙江东部和南部等地累计降水量为40~100 mm,山东半岛和辽东半岛的部分地区120~200 mm,山东青岛即墨局地达250~342 mm,黑龙江鸡东县局地达138 mm,江苏沿海、山东半岛沿海、辽东半岛沿海出现7~9级大风,阵风达10~12级,山东半岛、辽东半岛和辽宁西部、吉林、黑龙江南部等内陆地区出现6~7级阵风,局地达8~9级,辽宁大连、丹东等地18个气象站出现8级以上阵风,吉林松原、长春等地14个气象站出现8级以上阵风,黑龙江哈尔滨局地阵风达10级。
3 主要降水过程 3.1 概况8月全国平均降水较常年同期偏多,主要降水过程有9次(表 1),其中热带气旋活动造成的降水过程有3次,分别影响华南、华东和东北地区,影响范围较广。四川盆地本月出现连续强降水过程,平均降水量为1961年以来同期最多,其中北川(846.4 mm)和绵竹(757.9 mm)等站连续降水量超过历史极值。
受台风黑格比影响,8月3—5日,浙江中东部累计降水量有100~280 mm,浙江温州、台州、金华、丽水等部分地区降水量达300~350 mm,温州永嘉和乐清局地有400~522 mm的降水(图 6)。
“黑格比”导致的强降水属于单纯的台风本体降水和台风倒槽降水,过程期间没有冷空气的参与。由于登陆前后台风的低层入流和高层出流都很强,导致台风结构紧凑且对称,台风中心附近的深对流发展旺盛,其登陆前后的强降水和强风主要集中在登陆点附近;登陆后在其北上过程中风雨均呈现出一定的不对称特征,强降水主要集中在台风路径的东侧,西侧的降水比东侧明显弱很多,强风的分布和强降水类似。这主要是由于台风登陆后原来位于其北侧的东西带状副高明显东退至海上,成为块状高压,但是副高的中心区并没有东退,反而出现了较明显的西伸,导致台风与副高之间的气压梯度加大,造成了浙江东部出现持续性大风过程,部分测站极大风速突破历史极值。同时由于台风紧贴着块状副高西侧北上,低层偏南和偏东的水汽输送都位于台风的东侧(图 7),导致台风的强降水主要出现在台风中心东侧。
8月23—24日期间,受500 hPa高空槽、低层切变以及低层急流的影响,河北中部、北京东部、天津北部、辽宁中东部、吉林中部等地区出现了暴雨,其中局地有大暴雨(图 8)。
在本次过程中,23日500 hPa上内蒙古中部到河套附近为一个弱的高空槽,我国华北地区位于高空槽前,对应850 hPa在内蒙古东部、河北的北部存在准南北向切变线,高低空环流形势的配置为降水提供了有利的动力条件,华北地区的降水过程开启(图略)。24日,高空槽东移加深,850 hPa在内蒙古东北部有低涡系统发展,其南侧的切变线也随之东移,且切变线东侧的偏南风明显加大到急流强度,华北东部和东北地区受到上述系统的影响,自西向东出现强降水过程(图略),这次强降水过程的主要降水时段集中在23日和24日。25日随着500 hPa高空槽东移减弱,此次华北、东北的强降水过程趋于结束(图略)。从850 hPa假相当位温和风场的水平分布来看(图略),24日华北东部到东北地区西部一带有一个假相当位温的密集带,密集带南侧有高能量舌。该密集带位于850 hPa切变线附近,切变线东西两侧存在明显的风向切变和能量对比,导致在切变线附近出现冷暖空气的强烈交汇,强降水主要出现在500 hPa槽前和850 hPa切变线附近及其南侧。虽然这次华北、东北地区的强降水过程从大尺度天气系统配置来看属于一次典型的华北、东北强降水形势,但是此次过程的特殊性主要体现在强降水的水汽输送源地上,除了有一支来自于孟加拉湾的水汽输送通道外,位于东海北部的台风巴威也将自身和东海附近的水汽源源不断地输送到了华北和东北地区上空(图 9)。由于该过程期间存在适宜的天气系统的配置条件,并且有充足的水汽和能量的供应以及冷暖空气的交汇,23—25日华北和东北区域平均的累计降水量较大,达28.1 mm,单站最大累计降水量达166.2 mm,出现在河北昌黎,从过去60年间8月23—25日历史同期华北东北区域累计降水量对比来看,此次强降水过程的累计降水量仅次于1985年同期,位列第二(图略)。
8月,南海及西北太平洋的台风活动特点为:生成多、登陆影响多、近海增强多。共有7个台风生成(图 10,表 2),生成个数较常年同期(5.8个)偏多1.2个;3个台风(“黑格比”“米克拉”和“海高斯”)在我国登陆,登陆台风个数较常年同期(1.87个)偏多1.13个;除了3个登陆台风以外,8月还有2个台风也影响了我国,3号台风森拉克和8号台风巴威尽管没有登陆我国,但是也对我国的海区和陆地造成了较大的风雨影响,其中“巴威”是今年第一个北上影响台风;同时本月的3个登陆台风的登陆强度都为台风级,且都具有近海快速增强的特征,4.4节将对“海高斯”的近海快速加强做简要分析。
“黑格比”于8月1日晚上在台湾以东洋面生成,3日早晨加强为强热带风暴,并于当日14时加强为台风;4日03:30前后在浙江省乐清市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有13级(38 m·s-1,台风级),“黑格比”是今年截至目前登陆我国的最强台风;该台风登陆后继续北上,于5日早晨在江苏省境内减弱为热带低压并进入黄海西部海面,随后再次加强为热带风暴,6日03时前后在朝鲜黄海南道一带沿海登陆,之后变性为温带气旋,6日早晨中央气象台对其停止编号。
“黑格比”是今年第二个登陆我国的台风,其主要特点如下:
(1) 移速较快,近海快速加强。“黑格比”生成后以20~25 km·h-1速度稳定向西北方向移动,并于4日凌晨在浙江登陆,生成至登陆仅用了56 h。此外,“黑格比”在3日早晨进入东海后突然加强,9 h内由热带风暴级加强为台风级,强度增加两级,并以峰值强度登陆浙江,24 h内台风中心风速从20 m·s-1增强到38 m·s-1,超过了快速加强台风24 h内中心最大风速增加15 m·s-1的标准,属于近海快速增强台风。登陆后,“黑格比”还在陆地上继续维持台风级强度近5 h、强热带风暴级8 h。
(2) 体型较小,破坏力强。“黑格比”的体型相对较小,但是破坏力强,强风雨主要出现在浙江东部。降雨强度大,最大小时降水量达100 mm,温州和台州出现特大暴雨,温州乐清局地最大日降水量达466 mm。另外,“黑格比”与副高的相互作用,造成浙江东部大风强度强、影响时间长,观测到的最大风速(59.8 m·s-1)为登陆浙江的台风实测风速第三名[第一为2006年台风桑美68.0 m·s-1,第二为2019年台风利奇马61.4 m·s-1)];浙江玉环、乐清国家气象观测站极大风速突破历史极值;浙江个别海岛12级以上阵风最长持续时间达12 h。
4.3 台风米克拉在近海快速加强“米克拉”于8月10日11时在南海东北部海面生成,之后北上,强度逐渐增强,11日06时在福建近海海面加强为台风,随后07:30前后在福建省漳浦县沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有12级(33 m·s-1,台风级);登陆后强度逐渐减弱,于11日14时在福建省连城县境内减弱为热带低压,11日17时中央气象台对其停止编号。“米克拉”也是个近海快速增强的台风,登陆前24 h内台风中心附近最大风速增加了18 m·s-1,也超过了目前台风快速加强的标准。
4.4 台风海高斯个头小、强度强“海高斯”于8月18日08时在南海东北部海面生成,之后向西偏北方向移动,强度明显加强;18日20时在广东中部近海海面加强为台风级,19日06时前后在广东省珠海金湾区沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有12级(35 m·s-1,台风级)。登陆后继续向西北方向移动,穿过广东西南部,19日傍晚前后移入广西东部并减弱为热带低压,19日23时中央气象台对其停止编号。
“海高斯”是月内登陆我国的第三个台风,具有体型小、近海快速加强以及生命史较短等特点,具体如下:
(1) 体型小,风雨影响集中。“海高斯”体型小,结构比较对称,其7级风圈半径小于200 km,10级风圈半径仅40 km,造成的强降雨也主要集中在台风中心附近及两侧,暴雨及大暴雨区主要位于广东南部、珠江三角洲及广西东北部。
(2) 近海快速加强,生命史短。“海高斯”中心附近最大风力由18 m·s-1(18日08时)加强为35 m·s-1(18日20时),12 h内增强了17 m·s-1,超过了目前台风快速加强的标准(24 h内中心附近风力增加15 m·s-1)。与此同时,“海高斯”生成位置距离我国大陆较近,距离海岸线最近距离约为300 km,从编号到登陆,直至停止编号仅历时39 h,属于生命史较短的台风。
“海高斯”虽然个头不大、生命史短暂,但是其强度较强,它是今年截至目前登陆我国华南地区最强的台风,其快速增强的时段主要是在18日的下午,此时台风中心主要位于南海东北部海域。有利于“海高斯”快速增强的主要原因有:
(1) 台风生成和途经海域的海温较高,都在29℃以上,为台风强度发展提供了良好的下垫面条件;
(2) 台风结构紧凑。“海高斯”从生成到登陆前台风中心始终位于中心密闭云区内,该密闭云区范围很小,直径在150~300 km,台风中心附近对流持续发展旺盛,尽管在红外图像上看不到一般的台风级强度台风具有的眼型特征,但从微波图像上还是可以看到明显的眼型结构,说明台风中心附近深对流的组织性很好(图略)。由于台风结构紧凑,个头小,在合适的热动力条件配合下,更容易出现强度的快速增强;
(3) 台风周围的高低层环境风垂直切变较小,具备南海台风快速加强的必要条件,有利于台风的增强;
(4)“海高斯”的快速增强发生在18日傍晚前后,18日14时台风中心附近150 hPa上出现一个明显的反气旋(图 11),20时该反气旋外围的风速明显加强,北侧和东侧出现明显大于急流强度的大风速中心,这个反气旋的出现,一方面增加了台风中心高层的出流通道,使得高层同时具有多个方向的流出,另一方面由于该反气旋外围风速较大,使得从台风中心向外的流出增强,该反气旋成为其主要的高层出流通道,台风中心上空的高层辐散得以加强。
8月,江南、江汉、江淮大部等地出现大范围持续高温天气,高温日数多、影响范围广。江南大部、江淮南部、江汉南部及重庆大部、新疆东南部等地高温日数普遍有10~20 d,其中湖南东南部、江西中东部、福建西北部、浙江大部超过20 d;与常年同期相比,上述地区高温天数普遍偏多5~10 d,江苏东南部、浙江大部、福建西北部、湖南东南部及上海超过10 d。有29个站日最高气温达到或超过极端阈值,其中5个站破历史极值,59个站极端连续高温日数达到或超过历史极值。
5.2 暴雨洪涝8月,华北地区平均降水量为206.0 mm,较常年同期偏多79.9%,为1961年以来历史同期第二多;东北、西北、黄淮、西南地区平均降水量分别为222.6、112.6、223.9、229.5 mm,较常年同期分别偏多65.6%、62.3%、60.2%、32.4%,均为1961年以来历史同期第三多。其中,四川平均降水量为339.7 mm,甘肃为153.3 mm,均为1961年以来同期最多;山西、山东、黑龙江分别为202.7、290.1、208.3 mm,均为历史同期第二多;宁夏降水量为128.0 mm,为历史同期第四多。
受降水影响,西南、西北、黄淮地区因暴雨洪涝累计有576县次受灾;四川、甘肃因连续强降雨,发生山体滑坡和泥石流等次生灾害,暴雨洪涝造成多省份农业受灾并有人员伤亡,其中四川、山东、青海、宁夏、陕西等省份受灾较重(国家气候中心,2020)。
致谢:感谢国家气象中心王铸、向欣提供的降水量、降水距平和温度距平资料。
国家气候中心, 2020.2020年8月中国气候影响评价[EB/R].https://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php?product=moni_assessment.National. Climate Center, 2020.Impact Assessment of August 2020 in China[EB/R].https://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php?product=moni_assessment.National(inChinese).
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王皘, 张玲, 2018. 2018年8月大气环流和天气分析[J]. 气象, 44(11): 1501-1508. Wang Q, Zhang L, 2018. Analysis of August 2018 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 44(11): 1501-1508 (in Chinese).
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周冠博, 高拴柱, 2019. 2019年8月大气环流和天气分析[J]. 气象, 45(11): 1621-1628. Zhou G B, Gao S Z, 2019. Analysis of August 2019 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 45(11): 1621-1628 (in Chinese). DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2019.11.012
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