2022年7月全国平均降水量为96.6 mm,较常年同期(121.6 mm)偏少21%,为1961年以来历史同期第二少(仅高于2015年)(国家气候中心,2022)。从空间分布看,除内蒙古、新疆、青海、西藏、江南中东部、四川盆地中南部不足100 mm外,我国大部分地区降水量达到100 mm以上,其中内蒙古东北部、东北地区南部、华北西部和南部、黄淮、湖北东部、广东、海南岛等部分地区超过200 mm,苏皖鲁三省交界处、海南岛中部局地超过400 mm(图 1)。月降水量与历史同期相比,西北地区东部、华北西部和南部、黄淮、东北地区南部、内蒙古东北部、广东北部和西南部、海南岛偏多2~5成,其中陕西北部和东南部、山西中部、河南中部、山东南部、辽宁北部偏多1~2倍。新疆东部和西南部、西藏中东部、甘肃北部、内蒙古中西部、四川盆地、云南南部、广西西部和北部、江南中东部等地偏少5~8成,其中四川、重庆、新疆局地偏少8成以上(图 2)。
2022年7月全国平均气温为23.2℃,较常年同期(22.2℃)偏高1.0℃,为1961年以来历史同期第二高(仅次于2017年)(国家气候中心,2022)。从温度距平的空间分布来看,除陕西北部、华北西部和南部、黄淮北部气温偏低以外,我国大部地区气温偏高或接近常年同期,江汉、江淮、江南、西南地区东部、西藏、新疆西部和南部、黑龙江中部和北部、内蒙古东北部气温偏高1~2℃,其中四川盆地、浙江、江苏南部、上海的部分地区偏高2~4℃(图 3)。
全国有245个国家气象站日最高气温突破7月历史极值,其中云南盐津(44℃)、浙江永嘉(42.9℃)、云南彝良(42.7℃)等98个站持平或突破历史极值(国家气候中心,2022)。
2 环流特征与演变 2.1 环流特征由图 4可见,2022年7月北半球500 hPa极涡呈单极型分布,极涡中心位于北极正中心附近且略偏向阿拉斯加地区一侧,中心强度低于544 dagpm。与历史同期相比,极涡中心强度略偏强,负距平中心值为-2 dagpm。受极涡分布形态影响,北半球中高纬环流呈4波型分布,4个长波槽分别位于中亚、西西伯利亚地区、北美东部和太平洋中部,其中太平洋中部上空低压系统最强,出现了闭合环流,低压中心强度为552 dagpm,负距平中心达到-8 dagpm,西西伯利亚地区高空槽强度偏强4 dagpm。在中纬度地区,西太平洋副热带高压(以下简称副高)强度较历史同期基本持平,副高平均脊线位于27°N附近,副高西伸脊点平均位于113°E附近,较常年偏北偏西(张夕迪和孙军,2018;解晋和周宁芳,2019;罗琪和张芳华,2020;赵威和孙军,2021)。
从欧亚大陆7月各旬500 hPa平均环流形势场来看,上旬(图 5a)整个欧亚大陆中高纬地区呈一槽两脊型,西欧、俄罗斯远东地区存在明显的高压脊,中亚至贝加尔湖一带受宽广的低压槽控制。我国中高纬度地区环流总体较为平直,冷空气活动少、强度弱。副高呈带状分布,西伸至江南东部。上旬副高脊线平均位于29°N附近和118°E附近,较常年略偏北偏西。
7月中旬(图 5b),欧亚大陆中高纬度环流依然呈现一槽两脊形态,欧亚大陆上空两个高压脊分别移至西亚和白令海,其中后者发展成阻塞高压,中亚低压槽加深发展为低涡,东移至乌拉尔山附近。中高纬地区环流经向度有所增大,多短波槽活动,给我国北方地区带来3次降水过程。副高西伸明显,西脊点到达103°E附近,较常年同期明显偏西,造成南方地区出现持续性高温天气。
7月下旬(图 5c),里海北部高压明显减弱,贝加尔湖低槽有所加深,东西伯利亚至远东地区受高压控制,阻塞高压强度较中旬有所加强,使得西伯利亚中西部地区高空槽东移缓慢,我国中高纬环流经向度有所加大,呈西高东低之势。副高发展强盛,继续西伸北抬,与西侧伊朗高原至非洲副热带高压相连通。588 dagpm等高线一定程度上切断了南方的水汽输送,南方持续出现高温少雨天气。
3 主要降水过程 3.1 概况7月我国强降水过程较为频繁,共有6次较大范围暴雨过程(表 1),其中5次降水过程集中影响北方地区,月降水量较历史同期相比具有北多南少的特征。上旬,受到台风登陆及减弱后的低压环流与西风带系统相互作用的影响,我国中东部1—7日由南向北出现了一次大范围持续性的强降水过程。中下旬,伴随副高北抬西伸并控制江南华南地区,主雨带移至西北地区东部、华北、黄淮、东北地区。在以上6次强降水过程中,1—7日和26—29日的2次过程降水强度大、持续时间长、影响范围广、影响程度重,下文将重点分析这2次过程。
1日08时至8日08时,我国中东部地区经历较长时间的持续性强降水过程,具有持续时间长、影响范围广、累计雨量大、局地小时雨量大的特点。从累计降水量分布来看,华南、江南西部、江汉、黄淮、华北、东北等地区的16个省(自治区、直辖市)出现了100~250 mm的降水,其中广东、海南岛西南部、广西东部等地的部分地区达到400~580 mm(图 6)。
依据影响系统和降水成因,可以将本次强降水过程分为三个阶段。第一阶段为1—2日(图 7a),受到台风本体和外围螺旋雨带影响,海南岛、广东、广西东部、福建南部等地出现暴雨或大暴雨,其中海南昌江最大日降水量达到476.2 mm,广东沿海、海南岛沿海出现7~9级阵风、局地10~11级。1日20时,台风暹芭位于海南岛东北侧的南海洋面上。受副高西侧偏南气流和位于其右侧台风艾莉影响,“暹芭”逐渐向西北方向移动,于2日15时登陆广东电白,登陆时中心附近最大风力达到12级(35 m·s-1),中心附近最低气压为965 hPa。台风本体降水表现出一定的不对称结构,降水主要集中在台风中心西南侧急流区以及东侧螺旋雨带中。从热力因子和水汽条件来看,华南大部分地区处在高能高湿区,东部整层可降水量达到50~70 mm,对流不稳定能量超过200 J·kg-1。对流发展旺盛,局地小时雨强大,最大雨强达130 mm·h-1。
第二阶段为3—4日(图 7b),副高出现断裂,台风暹芭进入广西境内,在强盛的西南季风引导下缓慢北上,于4日08时减弱为低压。3日台风环流持续减弱,降水回波变得松散,主要为台风本体稳定性降水和其东侧、南侧螺旋雨带中的对流性降水,强降水分布在广东、广西;4日早晨台风减弱为低压并向东北方向移入湖南;4日白天,低压东侧偏南风急流逐渐加强,降水回波在急流前沿辐合区重新发展加强并随低压向北移动,强降水随之北移至广东、湖南、江西西部、湖北东部。
第三阶段为5—7日(图 7c),减弱后的低压环流继续向东北方向移动,逐渐与其北侧西风带系统结合,低压北侧倒槽发展,锋生作用亦导致上升运动明显增强。低涡附近整层可降水量达到60~80 mm,低涡东南侧对流不稳定能量最大可达到1000 J·kg-1以上。受此影响,黄淮、华北、东北地区等地先后出现较大范围强降水,其中河南东部和北部、安徽北部、山东西南部和北部、辽宁中部出现大暴雨,河南安阳、鹤壁、信阳及安徽亳州局地有特大暴雨,最大日降水量为316.9 mm,最大小时雨强为90~107 mm·h-1。受低压尾流影响,华南仍有分散性强降水。
3.3 7月26—29日强降水过程26日08时至30日08时,受东移高空槽、低层切变线和低空急流的共同影响,西南地区东部、黄淮、江淮、江汉、华北、东北地区出现一次大范围的强降水天气过程。从累计降水量分布来看(图 8),河北、北京、辽宁、吉林、山东、江苏等地部分地区累计雨量超过50 mm,局地达100~263 mm,其中河北石家庄深泽(27日212.8 mm)、辽宁阜新(28日208.3 mm)日降水量均突破当地历史极值。
从27日20时天气形势与物理量场配置来看(图 9a),副高位置偏北偏西,北界移到江淮、江南北部一带,中高纬度地区500 hPa有高空槽东移至山西、湖北一带,槽前850 hPa出现持续存在的切变线,后半夜切变线中有低涡生成并发展加强。河北、河南等地整层可降水量在40 mm以上,在低层受东南气流影响有持续水汽输送,对流不稳定能量为200~500 J·kg-1。受上述动力系统、充沛水汽供给及一定的不稳定能量条件影响,叠加太行山地形的抬升作用,河北中南部、河南北部出现了暴雨,局地大暴雨。
28日,位于太平洋海面上的副高有所北抬,对低涡东移构成一定阻挡作用,使得低涡系统移动相对缓慢。从28日20时天气形势来看(图 9b),低涡切变线移至辽宁、山东一带,位于辽宁上空的低空急流明显加强,在急流东侧存在强烈的辐合区。渤海湾为降水过程提供充沛水汽,辽宁西部和北部整层可降水量超过50 mm。本次降水过程具有锋面型降水的特点,以稳定性降水为主,降水历时比较长,造成辽宁中西部、吉林西部出现暴雨,辽宁西部局地大暴雨。
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较常年同期平均水平(3.7个)偏弱,总共有3个台风生成(表 2),均未登陆我国。台风暹芭于6月30日08时在南海洋面生成,7月2日15时在广东电白沿海登陆,是今年首个登陆我国的台风。“暹芭”登陆时中心附近最大风力达12级(35 m·s-1),是1991年以来初台登陆强度位列第四的台风。登陆后“暹芭”向北移动,4日早晨位于广西东北部,强度进一步减弱,于4日08时停止编号。受“暹芭”影响,1—4日,海南岛、广东、广西北部和东部、福建南部、湖南中东部、江西西部、湖北中东部等地出现暴雨或大暴雨,局部地区出现特大暴雨。据统计,共出现50个站日降水量达到特大暴雨量级。海南昌江、广东茂名、广西钦州最大日降水量分别为476.2、422.5和336.1 mm,而海南三亚达421.6 mm,突破有气象记录以来的历史极值(327.5 mm,1986年5月20日)。广东西部沿海、海南岛沿海出现10~11级平均风,阵风达13~14级,广东阳江阳西县大树岛最大平均风速为39.5 m·s-1(13级),最大阵风达45.8 m·s-1(15级)(国家气候中心,2022)。
7月全国平均高温日数(日最高气温≥35℃)为5.6 d,较常年同期偏多2.0 d,为1961年以来历史同期第二多(仅次于2017年)(国家气候中心,2022)。
随着副高不断西伸加强,在大气晴空辐射和下沉增温等因素的影响下,7月全国一共发生2次高温天气过程。第一阶段为5—17日,南方地区出现持续高温天气,表现出极端性显著、影响范围广和持续时间长等特点。四川东部、重庆西南部和北部、云南东北部、陕西南部、湖北西北部、江苏南部、上海、浙江等地最高气温超过40℃,云南盐津局地达44℃,279个国家气象观测站日最高气温达到或突破当月极值,95个站达到或突破历史极值。陕西南部、四川盆地、黄淮、江淮、江汉和江南等大部地区高温日数为10~20 d,陕西东南部、湖北西北部、河南东部、安徽西北部局地超过25 d。第二阶段为21—31日,南方地区高温持续,西北地区东部、四川盆地、华北、黄淮等地出现阶段性高温。江苏、上海、浙江、福建、江西、安徽、河南南部及新疆南疆盆地等地的部分地区出现40℃以上高温天气,日最高气温将接近或突破历史同期极值。此次高温过程与5—20日南方持续高温相比,江南东部地区气温极端性更强,单日高温覆盖范围更大、影响人口更多。
国家气候中心, 2022.2022年7月全国气候影响评价[R/OL]. [2022-08-07]. https://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php. National Climate Center, 2022. Assessment of climate impact over China in July 2022 [R/OL]. [2022-08-07]. http://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php (in Chinese).
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