2019年11月,全国平均降水量13.6 mm,较常年同期(18.8 mm)偏少27.7%(国家气候中心,2019),为2011年以来最少。从月降水量空间分布(图 1)看,11月降水在华北北部局地、江淮、江南北部等地的部分地区为25~50 mm,华中中部以及安徽局部地区达50 mm以上。
相较于常年同期(图 2),西北地区中东部、内蒙古东北部和南部、华北北部、东北大部及西南地区中部等地降水偏多2成至1倍,其中西北地区东部、华北北部等地偏多1倍以上;全国其余大部分地区降水以偏少为主,其中江南东南部、华南中部至东部以及河南中部、新疆西部和西藏西部、四川南部、云南北部等地偏少8成以上。11月,全国极端降水事件较少,仅海南琼中日降水量(262.3 mm)达到极端阈值(国家气候中心,2019)。
11月,全国平均气温为4.0℃,较常年同期(2.9℃)偏高1.1℃。从月气温距平分布(图 3)看,仅新疆北部、内蒙古东北部、东北地区东部局地较常年同期偏低1~2℃,我国其余大部地区气温接近常年同期或略偏高,其中黄淮中南部、江淮西部以及青海南部、四川西部、云南北部、西藏等地偏高2~4℃。此外,月内全国共有62站次日降温幅度突破极端阈值,主要分布于我国华北、江淮等地,其中安徽望江(13.7℃)、河北雄县(12.3℃)、河南修武(11.8℃)和江苏兴化(12.4℃)日降温幅度超过历史极值。华北、东北、山东等地另有39站次出现极端连续降温事件。
图 4为2019年11月北半球500 hPa平均位势高度场和距平分布,与常年同期相比(梅双丽和牛若芸,2017;尤媛等,2018;周军等,2019),11月环流形势有以下特点。
11月北半球极涡呈偶极型分布(图 4a),两个极涡中心分别在俄罗斯北地群岛和加拿大北部群岛附近,中心值为512 dagpm。从距平场上来看(图 4b),两个极涡中心均处于负距平区,强度较常年同期偏强,负距平中心值达到-4 dagpm,分别位于贝加尔湖西北部和加拿大东部。
2.2 北半球环流呈四波型,东亚大槽偏弱从月平均的500 hPa高度场和距平(图 4)可知,11月北半球环流呈四波型,欧亚地区位势高度呈“西高东低”分布型,亚洲中高纬地区环流经向度小,不利于强冷空气南下影响我国,导致月内气温较常年同期略偏高。与多年平均相比,我国大部分地区为正距平区,说明东亚大槽强度较常年同期偏弱。
2.3 西太平洋副热带高压偏强,南支槽偏东11月南支槽平均位置处于100°E附近,较常年同期偏东,且南支槽控制区域内为正距平,表明南支槽强度偏弱。西太平洋副热带高压面积偏大,强度偏强。西伸脊点位于75°E附近,较常年同期(128°E)明显偏西,北界达到22°N附近,与常年同期接近,长江以南地区受正距平控制。该环流形势不利于孟加拉湾的水汽向我国输送,导致11月全国大部分地区降水量较常年同期明显偏少。
2.4 环流演变与我国天气如图 5所示, 11月中高纬环流经向度较小,冷空气势力较弱。
11月上旬(图 5a),欧亚中高纬环流以纬向环流为主,贝加尔湖附近受高压脊控制,副热带高压位置偏东,我国大部分地区处于正位势高度距平区,气压梯度较小。在这种环流背景下,冷空气活动偏弱,气温偏高。2—5日,一次我国弱冷空气影响北方。
11月中旬(图 5b),亚洲中高纬是两槽一脊的环流形势,与上旬相比亚洲东部经向环流加大,东亚大槽加强,气压梯度变大,极涡活动频繁,地面冷空气频繁由西伯利亚东部向东南侵入我国东北地区,势力偏强。11—12日及13—14日,分别有两股冷空气影响我国。17—19日,受一次寒潮影响,我国多地出现明显降温。过程后期,随着地面气旋东移入海,黑龙江东部位于地面气旋北侧,西南风给低层带来较多水汽,造成该区域出现中到大雪。此外,受本次冷空气影响,内蒙古中西部、宁夏北部、陕西北部、山西北部、河北、北京、天津、辽宁等地出现扬沙和浮尘天气。
11月下旬(图 5c),欧亚中高纬环流调整为一槽一脊形势,高压脊位于东欧上空,亚洲中高纬环流经向度变小,该环流形势冷空气活动偏弱。22—24日,无显著槽脊活动,华北中南部、黄淮西部、汾渭平原等地处于冷高压前部的均压场中,京津冀、河南、山东、陕西关中、山西、安徽中北部等地出现了一次大范围持续性霾天气,局地达到重度霾,部分地区最低能见度不足1 km。此外,夜间至早晨,北京南部、天津西部、河北中南部、河南北部、山东半岛地区、苏皖、陕西关中、浙江北部、四川盆地南部、海南北部等地有大雾天气,部分地区有能见度不足200 m的浓雾。24—26日,一次全国中等强度冷空气影响我国。
3 冷空气活动 3.1 概况11月共有5次冷空气过程影响我国,多于常年同期(4.1次),分别发生在2—5日、11—12日、13—14日、17—19日和24—26日,其中前两次较弱,第三和第五次为全国范围中等强度冷空气,第四次为寒潮过程。
3.2 11月17—19日寒潮过程分析17—19日我国大部地区经历了一次寒潮过程(图 6),受其影响东北地区东部、内蒙古中部、黄淮中南部、江淮、江南中南部降温4~10℃,其中内蒙古中部、陕西中北部、山西、河北北部、北京北部等地降幅达12~16℃。黑龙江、吉林、辽宁东北部等地部分地区出现暴雪,黑龙江鸡西和牡丹江、吉林延边等出现局地大暴雪(20~25 mm)。18日,内蒙古东北部、黑龙江、吉林中东部等地积雪深度达6~13 cm,局地达16~25 cm。内蒙古中部至江南南部出现大范围7~9级阵风,局地达11~12级。
由500 hPa位势高度场和地面气压场的演变趋势来看,此次冷空气过程为横槽转竖型,冷空气源地为新地岛以东洋面,经西西伯利亚进入我国。15日08时,横槽位于巴尔喀什湖以北一带,地面冷高压占据西伯利亚地区,高压中心位于巴尔喀什湖西北地区,中心强度1042.5 hPa,地面冷锋位于巴尔喀什湖以东一带。此时,我国西部高空受弱高压脊控制。16日08时,横槽南压并逐渐开始转竖,地面冷高压主体依旧维持在巴尔喀什湖东北部,强度有所加强,中心强度1050.0 hPa,地面冷锋影响我国新疆北部。随着横槽主体不断东移下摆,17日08时,槽位于河套地区以西,转为西南—东北走向,地面冷锋位于陕西至内蒙古中部,造成新疆北部、甘肃、青海东部和南部、宁夏、陕西北部、内蒙古中西部等地部分地区出现7~9级阵风、局地10~11级,部分地区伴有4~8℃降温,局地达10~14℃。至18日08时,高空槽过境我国东部地区,冷空气南侵,地面冷锋到达我国华南北部地区。造成内蒙古中部至江南南部出现大范围7~9级阵风,局地11~12级,并伴有6~10℃降温,内蒙古中部、陕西中北部、山西、河北北部、北京北部等地降幅达12~16℃;湖北西南部和东部、湖南中北部、江西西部、安徽中部、江苏中部和东北部等地出现中到大雨,湖南怀化、贵州铜仁、广西防城港局地暴雨(50~91 mm)。19日14时,随着冷空气东移入海,强降温区范围明显缩小,冷空气过程结束。
4 主要降水过程本月主要有1次降水过程。17—18日,内蒙古东北部、东北地区大部出现中到大雪,黑龙江东部、吉林中东部、辽宁中东部等地部分地区暴雪,黑龙江鸡西和牡丹江、吉林延边等局地大暴雪(20~25 mm)。
本次过程是由高空槽引导北方冷气团东移,和地面气旋前部带来的暖湿气团交汇产生的锋面降水导致。17日14时(图 7),500 hPa高空槽位于内蒙古中部,地面冷锋位于内蒙古东部。从动力条件来看,高空槽以及700、850 hPa低涡系统带来的辐合上升运动有利于降雪天气的产生,造成锋前吉林西部、辽宁北部出现雨雪天气。20时,地面气旋中心移至东北地区东部,前部的东南风从海上带来更多的暖湿气流加强了过程降水,造成内蒙古东北部、黑龙江西部、吉林、辽宁北部等地部分地区出现小雪天气。18日08时(图 8),地面气旋中心东移入海,黑龙江东部位于地面气旋北侧,西南风带来较多水汽,700、850 hPa水汽通量达3~6 g·cm-1·hPa-1·s-1,造成该区域出现中到大雪。20时,随着地面主体冷锋东移入海,过程逐渐结束。
11月7、9、23和24日早晨至上午,华北中南部、黄淮中西部、苏皖、四川盆地等地出现大雾天气,局地有能见度不足200 m的强浓雾。受静稳等不利气象条件影响,22—24日京津冀、河南、山东、陕西关中、山西、安徽中北部等地出现了1次大范围持续性霾天气,少于2018年同期(2次;周军等,2019)。17—18日,受冷空气影响,内蒙古中西部、宁夏北部、陕西北部、山西北部、河北、北京、天津、辽宁等地出现扬沙和浮尘天气。
5.2 22—24日霾天气过程分析22—24日,华北中南部、黄淮西部、汾渭平原等地出现重度霾,部分地区最低能见度不足1 km。北京小时平均PM2.5浓度峰值高达212 μg·m-3(22日17时),污染最重城市邢台小时平均PM2.5浓度峰值高达329 μg·m-3(24日05时)。
22日,高空东亚中高纬度地区以纬向型环流为主,无显著槽脊活动,华北中南部、黄淮西部、汾渭平原等地处于冷高压前部的均压场中。地面至850 hPa受偏南气流控制,且地面湿度较高,加之近地层有稳定的逆温层结存在,大气的垂直与水平交换能力变弱从而不利于污染物的扩散,上述地区霾过程持续加重。23日夜间开始,受冷空气影响,北京、天津、河北中南部、河南北部、山东西部等地的霾天气自北向南逐渐开始明显减弱消散。但24日,受上游输送影响,长三角、华中中北部区域部分时段有轻度霾。
致谢:感谢国家气象中心宋文彬提供的降水量、降水距平和温度距平资料。
国家气候中心, 2019.2019年11月中国气候影响评价[EB/OL].https://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php. National Climate Centre, 2019.Assessment of climate impact over China in November 2019 [EB/OL].https://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php.
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