2022年11月,全国平均降水量为26.9 mm,比常年同期(20.2 mm)偏多33.2%。从月降水量空间分布(图 1)看,我国东部大部及新疆北部降水量普遍在10 mm以上,其中江南东部、华南东部降水量为100~200 mm,福建大部分地区在400 mm以上,其余地区降水量普遍不足10 mm (国家气候中心, 2022)。
相较于常年同期(图 2),东北地区南部、内蒙古东部、华北北部、江南东南部、华南大部、新疆北部、甘肃西部等地偏多5成至2倍,部分地区偏多2倍以上;而新疆南部、西藏大部、西南地区大部、西北地区东部部分地区及内蒙古西部等地偏少5成以上,部分地区偏少8成以上(国家气候中心, 2022)。
2022年11月,全国平均气温为4.8℃,较常年同期(3.3℃)偏高1.5℃,为1961年以来第二高。从月气温距平分布(图 3)看,除新疆北部、甘肃西部、内蒙古西部和东部部分地区、西藏南部及西南地区西部等地气温接近常年同期或偏低0.5~1℃之外,全国大部分地区气温较常年同期偏高1~2℃,其中东北地区东部和西北部、中东部地区及西南地区东部等地气温偏高2~4℃(国家气候中心, 2022)。
图 4为2022年11月北半球500 hPa平均位势高度场及距平分布。与常年同期相比(谢超等,2022;南洋等,2021;张天航等,2020;周军等,2019;尤媛等,2018),11月北半球的环流形势有以下主要特点。
11月北半球极涡呈偶极型分布(图 4a),其中主极涡在西半球,中心位于加拿大北部的伊丽莎白女王群岛附近,另外一个极涡位于俄罗斯北地群岛以北,中心值均为508 dagpm。从距平场来看,两个极涡中心均处于负距平区,高度距平在-8~0 dagpm范围内,强度较常年同期略偏强。
2.2 北半球环流呈三波型,东亚大槽偏弱从月平均的500 hPa高度场和距平(图 4)可知,11月北半球环流呈三波型分布,长波槽分别位于北大西洋东部、中亚和美洲西部。欧亚中高纬位势高度呈西高东低分布型,欧洲北部高压脊强度偏强,亚洲中高纬度地区环流经向度小,东亚大槽强度较常年同期偏弱,这种形势不利于冷空气南下影响我国,导致月内气温较常年同期偏高。与多年平均相比,全国地区均为正距平区,这也说明月内影响我国的冷空气势力总体较弱,有利于气温升高。
2.3 南支槽偏弱,副热带高压偏强11月,南支槽较为平直且为正距平所控制,强度明显偏弱,不利于槽前来自孟加拉湾和印度洋的暖湿气流向我国输送。西太平洋副热带高压(以下简称副高)呈带状分布,面积偏大、强度偏强,西伸脊点位于105°E附近,较常年同期(128°E)显著偏西,处于副高边缘的华南大部、江南东部地区,暖湿气流较为活跃,导致月内降水明显偏多。另外11月大部分时段冷空气活动整体偏弱,除月底寒潮外,仅有两次中等强度冷空气过程,路径偏北。
2.4 环流演变与我国天气2022年11月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流平均高度场如图 5所示。总体来看,欧亚大陆中高纬度环流经向度较小。在我国北方地区,500 hPa高度场主要以弱高压脊控制为主,冷空气势力偏弱,大气扩散条件整体偏差;低纬度地区,南支槽偏弱,不利于孟加拉湾水汽向我国中东部输送。此外副高西伸加强,为我国南方降水提供了良好的水汽条件。具体如下。
上旬(图 5a),欧亚中高纬为两槽两脊的环流形势,但与常年同期相比,经向度较小。贝加尔湖附近受弱高压脊控制,东亚大槽在140°E附近洋面,位置偏东,中高纬度环流以纬向环流为主,我国全部地区处于正位势高度距平区。在这种环流背景下,冷空气活动偏弱,我国大部地区气温均偏高。同时,低纬南支槽区为浅脊、正距平所控制,不利于水汽向我国内陆输送,这导致全国大部地区降水偏少。仅在上旬前期(2—5日),受东路冷空气影响,我国中东部地区出现4~6℃降温。全国大气扩散和湿清除条件明显偏差,有利于雾-霾天气的发生发展。随着水汽和污染的逐渐积累,8—11日黑龙江南部、吉林、辽宁、北京、天津、河北、河南、山东等地出现了一次持续性雾-霾天气过程。
中旬(图 5b),环流形势较上旬有所调整,主要表现为极涡进一步加强,中心气压值低于504 dagpm且整体南压,欧洲西部高压脊有所发展,我国高度场环流经向度较上旬略有加大,但仍以纬向环流为主,高度场距平西低东高,冷空气和中东部降水较上旬均有所增强。中旬前期(11—14日),受高空槽东移影响,我国西北地区大部、华北、东北地区至江南大部出现4~6级偏北风、7~8级阵风,气温下降4~8℃,其中东北东南部地区降温幅度超过14℃。降水方面,高空槽东移配合低层暖湿气流,造成辽宁、吉林及黑龙江部分地区出现小到中雪、局地大雪。中旬中期,副高由印度洋明显东退到南海地区,相应地,西南暖湿气流显著加强,造成江南、华南等地多降水。其中15—17日,高原槽东移配合低层切边线,西南地区东部、江南、华南一带出现中到大雨。旬后期(17—21日)受静稳条件影响,我国华北及黄淮等地出现一次大范围持续性雾-霾天气过程。
下旬(图 5c),南支槽强度偏强且较为活跃,东移频繁,槽前西南气流源源不断将水汽向东输送,中东部地区多降水过程,降雨带南北摆动。旬内有一明显转折,旬前期冷空气势力明显偏北,新西伯利亚低涡对新疆北部造成持续的降雪天气;26日之后,欧洲高压脊发展并向极地高压伸展,新西伯利亚低涡南调,锋区压在我国北方地区上空,有利于冷空气持续影响我国。20—21日,受南支槽东移、低层切线配合影响,西南地区东部、江汉、黄淮、江淮、江南等地多降水。22—25日,副高西侧热带系统活跃造成暖湿气流强盛,华南地区有一次强降水过程,华南中东部和南部有中到大雨,局地暴雨。26—30日,寒潮天气自西向东影响我国大部,26—27日主要影响西北地区,28—30日主要影响我国中东部地区,具有降温幅度大、影响范围广、综合强度强等特点,并伴有雨雪、大风和沙尘天气。其中北方大部、江南大部、华南中部等地出现14℃以上降温,局地降温超过18℃,新疆小渠子、河北青龙和河北宽城等15个站降温幅度达到或超过历史极值;新疆塔城、阿勒泰等地出现暴雪天气,新疆北部普遍出现7级以上大风,风口风力达11~15级。此外,27—29日,新疆东部和南疆盆地、青海中东部、甘肃中东部、内蒙古中西部、宁夏、陕西中北部、山西北部、河北西北部、北京等地出现扬沙或浮尘天气。
3 冷空气活动 3.1 概况11月共有3次冷空气过程影响我国,与近三年历史同期相比(张天航等,2020;南洋等,2021; 谢超等,2022),冷空气活动频次较往年(4次)略偏少,过程强度相当。3次冷空气过程分别发生在2—5日、11—14日、26—30日。其中26—30日冷空气过程为全国型寒潮过程,影响范围较大(表 1)。
11月26—30日我国自西向东经历了一次全国寒潮天气过程,造成的影响详见表 1。本次寒潮过程降温剧烈,北方大部、江南大部、华南中部等地出现14℃以上降温,局地降温超过18℃,新疆小渠子、河北青龙和河北宽城等15个站降温幅度达到或超过历史极值。冷暖空气剧烈交汇,还给我国大部地区带来大范围雨雪天气,安徽南部、浙江西北部最大积雪深度为1~4 cm;江西吉安、抚州、上饶和景德镇、浙江丽水和温州、福建南平局地出现大暴雨;贵州中北部、湖北东南部、湖南中部等局地出现冻雨;福建西部等局地有雷雨大风、冰雹等强对流天气。受寒潮低温影响,11月29日黄河内蒙古河段首现流凌,黄河进入凌汛期。此外,新疆、青海、甘肃等多地出现扬沙或浮尘天气。
由500 hPa位势高度场和地面气压场的演变趋势看,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。26日前,由亚洲中高纬环流形势可知,西高东低的形势场已基本建立,但锋区位置偏北。随着乌拉尔山地区阻塞高压强烈发展,阻塞高压前的冷涡进一步加深,中高纬低涡东移,西侧的横槽进一步转竖,经西北路径,携冷空气南下进一步影响我国中东部大部地区。
在寒潮过程之前,24—25日,北支锋区一直处于活跃状态,冷空气频繁,新疆、东北地区已开始大范围的降雪和降温过程,而冷空气主体一直在西伯利亚地区发展和积聚。26日,08时横槽位于贝加尔湖以北至巴尔喀什湖以北一带,地面冷高压中心位于巴尔喀什湖以北地区,中心强度为1047.5 hPa,地面冷锋前沿开始进入新疆北部;20时500 hPa(图 6)位势高度场显示,横槽缓慢南压,地面冷高压主体依旧维持在巴尔喀什湖北部,强度有所加强,中心强度为1055 hPa,地面冷锋开始影响新疆沿天山一带。
27日08时,500 hPa位势高度场显示,横槽已移动至贝加尔湖到我国新疆沿天山一带,槽后偏北气流不断引导冷空气南下。地面冷高压强烈向东发展,主体移到巴尔喀什湖东北方向,中心强度增强到1060 hPa,地面冷空气前锋到达新疆南部、甘肃西部、内蒙古西部,上述地区普遍出现大风降温和降雪天气。20时,随着横槽主体不断东移下摆,转为西南—东北走向,地面冷锋位于内蒙古中西部、甘肃中东部、青海北部,造成新疆北部、甘肃中西部、内蒙古中西部等地出现7~9级阵风;新疆北部局地阵风达10~12级,新疆北部、甘肃中西部等地的部分地区出现中到大雪或雨夹雪;新疆东部和南疆盆地出现扬沙或浮尘天气,局地有沙尘暴。
28日08时,500 hPa横槽移动至甘肃西部,冷空气不断补充南下,横槽东移过程中逐渐向南加深。地面冷高压主体东移至蒙古国西部,中心强度继续加强,达1070 hPa,地面冷锋前沿到达华北地区北部、汾渭平原,给上述地区带来大风、降温和降雪天气。20时(图 7),500 hPa槽后强烈冷平流作用使得横槽向南加深并转竖,引导冷空气向南爆发,冷锋前沿到达东北地区、华北中南部、黄淮,冷锋西段则到达了四川、重庆等地,与南支槽前暖湿空气在此交汇,带来大范围雨雪天气。同时,北支锋区斜压性强,配合低空急流发展强盛,给东北部分地区带来大到暴雪天气。此后,冷空气快速向南推进,进入江淮地区之后开始加速,29日20时(图 8)横槽已经完全转竖,地面冷锋前沿已达到华南北部。江南地区强冷空气与暖气流交汇,副高外围低层切变系统导致暖空气被抬升,良好的水汽条件造成江南地区有系统性降水并伴随对流降水,强度较强。
30日08时,地面冷空气前沿到达华南沿海,仍有补充冷空气继续影响我国中东部大部地区。30日晚,随着高空槽东移入海,冷高压强度逐渐减弱,寒潮天气过程趋于结束。28—30日,我国中东部多地先后经历了雨雪、寒潮、大风等天气。其中东北地区、华北东部、黄淮大部、江淮、江汉、江南、西南地区东南部、华南中北部等地降温达10~16℃,部分地区降温幅度超过18℃。
4 主要降水过程 4.1 概况11月共出现了4次主要降水过程。10—12日,新疆北部沿天山一带、青海北部、甘肃中部、内蒙古东北部、辽宁、吉林及黑龙江部分地区出现小到中雪,局地大雪;15—17日,西南地区东部、江南大部、华南西部等地出现中到大雨过程,局地为暴雨;22—25日,江南中南部、华南等地部分地区出现中到大雨,其中海南局地出现暴雨;26—30日寒潮过程影响期间,我国大部分地区出现大范围雨雪天气,新疆北部、甘肃西部、内蒙古东部、黑龙江南部、吉林中东部、辽宁中东部、陕西、河南、湖北、安徽、江西、浙江、山东等多省出现小到中雪、雨夹雪或雨转雪,新疆北部沿天山一带、黑龙江东部、吉林东部、安徽南部等局地出现大雪,安徽南部、浙江西北部最大积雪深度为1~4 cm,江苏中南部、安徽中南部、湖北东部、浙江、湖南中南部、江西、福建北部、广西西南部、云南南部、海南岛东部和北部等地部分地区出现大到暴雨;安徽南部、浙江西北部最大积雪深度为1~4 cm;江西吉安和抚州(100~120 mm)、上饶和景德镇、浙江丽水(100~148 mm)和温州(100~133 mm)、福建南平(100~120 mm)局地出现大暴雨;贵州中北部、湖北东南部、湖南中部等局地出现冻雨。
4.2 27—30日我国中东部地区降水天气过程分析总的来说,本次过程是由高空槽引导北方冷气团东移南下,配合低层西南暖湿气流加强,冷暖气团交汇产生的锋面降水所致。降水分别集中在东北地区和南方地区,下面将分区域分别进行讨论。
东北地区的主要降水时段为27—28日。高空分裂短波槽引导北方冷气团东移南下,由于动力强迫偏弱,冷空气移动速度较慢,低层925 hPa、850 hPa强盛的西南急流输送造成水汽异常充沛,冷暖空气交汇产生了锋面降水,造成辽宁东部和北部、吉林东部、黑龙江中部和东南部出现大雪到暴雪。
南方主要降水时段为28—30日。28日白天(图 9),500 hPa横槽向南加深并转竖,引导冷空气南下,冷锋前沿到达东北地区、华北中南部、黄淮,冷锋西段则到达了四川、重庆等地。在江南地区,随着东路冷空气南下与副高外围的暖湿气流强烈交汇,在江南地区形成较强的辐合切变,动力抬升作用较强。水汽条件方面,由于西南暖湿气流的不断输送,江南地区比湿达到8~14 g·kg-1,整层可降水量为50 g·kg-1。因为冷空气主体未进入江南,仍以降雨为主。以上有利条件导致江淮、江南、华南东部部分地区出现大雨或暴雨。
29日08时(图 10),地面冷锋已到达贵州东部、湖南南部、江西中部和浙江北部一带。强冷空气与暖空气在此交汇,配合副高外围低层切变系统,造成暖空气抬升,并伴有充足的水汽,以上有利条件导致江南地区有系统性降水叠加对流性降水,降水中心区域为切变线附近的西南急流辐合区。此外,伴随冷空气南下,850 hPa -4℃线快速南压,移动至贵州、湖南北部到安徽南部、江苏南部一带,使得南方降水先后出现雨转雨夹雪转纯雪过程。29日至30日早晨,陕西南部、河南西部、湖北东部、安徽中南部、江苏及山东半岛等地部分地区出现小到中雪、雨转雪或雨夹雪;湖南南部、江西中南部、浙江中南部、福建中北部等地部分地区出现大雨或暴雨,浙江丽水和温州局地出现大暴雨(100~133 mm)。
30日白天,伴随850 hPa -4℃线进一步维持,湖北西北部和东部、湖南北部、安徽南部等地部分地区出现小雪或雨夹雪,局地中雪;湖南东南部、江西南部、福建北部等地部分地区出现中到大雨,局地暴雨;贵州中部、湖北东南部、湖南中部等地局地出现冻雨。
30日晚,随着高空槽东移入海,冷高压强度逐渐减弱,寒潮天气过程趋于结束。但冷空气过后,南方地区低层形成冷垫,700 hPa暖湿气流继续发展,因此我国南方大部仍有小到中雨,维持到12月2日才趋于结束。
5 雾-霾过程 5.1 概况11月冷空气过程较历史同期略少、冷空气间歇期时间长。月内共出现了3次阶段性雾-霾天气过程,分别为8—11日、17—21日和23—24日。其中8—11日,华北中南部、黄淮、江淮、汾渭平原等地出现了一次持续性雾-霾天气。17—21日,华北中南部、黄淮、江淮、汾渭平原等地出现一次大范围雾-霾天气,此次过程具有持续时间长、污染程度重、能见度较低的特点。
5.2 17—21日雾-霾天气过程分析2022年11月17—21日,受静稳条件影响,我国华北及黄淮等地出现了一次大范围持续性雾-霾天气过程。过程期间,华北、黄淮中西部等地在夜间至上午时段持续出现大雾天气,其中天津、河北中南部、山东中北部、河南中南部等地的部分地区能见度不足200 m。同时,京津冀及周边区域、汾渭平原以及东北地区中西部等地伴有PM2.5中至重度污染,尤其是在降水前期(19—20日),低层水汽迅速向华北山前辐合线一带汇集,近地面湿度快速增长接近饱和状态,进一步促使细颗粒物吸湿增长及气态污染物的二次转化,导致华北平原地区的污染呈现出快速增长态势,部分地区PM2.5峰值质量浓度一度达到333 μg·m-3(18日23时,河北石家庄西南高教站点)。
从这次持续雾-霾过程的大尺度环流背景看(图 11),17—21日我国中东部地区高空500 hPa受纬向环流控制,冷空气势力较弱;平均海平面气压场上华北、黄淮等地位于冷高压前部的均压场,等压线稀疏,气压梯度小,水平风速弱,污染物和水汽的扩散条件较差。同时,华北中南部850 hPa配合温度脊发展,在近地层形成逆温结构,抑制了污染物和水汽的垂直扩散,有利于雾-霾天气的发生和维持。此次过程中,早间时段北京、天津、河北、河南、山东等地均出现了大范围相对湿度大于98%的区域,接近饱和的水汽非常有利于大雾天气的形成;850 hPa、700 hPa高度层的低湿度且少云则有利于辐射降温,出现辐射雾天气;而当地面湿度、污染、实况、温度等其他成雾条件均得到满足情况下,即使高空有水汽也不影响出现辐射雾。此次过程中的17日、18日、20日,华北黄淮等地高空云量较少,有利于辐射降温,但19日、21日高空出现较大范围低云,由于地面持续增湿,河北东部等地仍出现了大雾天气。此外,高湿环境有利于颗粒物液相反应,生成二次污染物,进一步加重污染。
从演变过程来看,17日,华北中南部、黄淮等地受不利扩散条件影响,污染物开始累积。18—19日,静稳形势进一步维持,华北中南部、黄淮、汾渭平原等地有轻至中度霾,河北中南部、河南北部、陕西关中等地有重度霾。20日,受持续偏南风影响,污染物向北传输,北京、天津、河北中南部出现重度霾。21日受强冷空气影响,华北、黄淮大气扩散条件全面改善,PM2.5浓度迅速下降,能见度快速好转,雾-霾天气过程结束。
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, 2022.2022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, 2022. Assessment of climate impact over China in November 2022[EB/OL]. https://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php(in Chinese).
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南洋, 饶晓琴, 尤媛, 等, 2021. 2020年11月大气环流和天气分析[J]. 气象, 47(2): 253-260. Nan Y, Rao X Q, You Y, et al, 2021. Analysis of the November 2020 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 47(2): 253-260 (in Chinese).
|
谢超, 饶晓琴, 尤媛, 2022. 2021年11月大气环流和天气分析[J]. 气象, 48(2): 254-260. Xie C, Rao X Q, You Y, 2022. Analysis of the November 2021 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 48(2): 254-260 (in Chinese).
|
尤媛, 马学款, 李思腾, 2018. 2017年11月大气环流和天气分析[J]. 气象, 44(2): 334-340. You Y, Ma X K, Li S T, 2018. Analysis of the November 2017 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 44(2): 334-340 (in Chinese).
|
张天航, 徐冉, 桂海林, 2020. 2019年11月大气环流和天气分析[J]. 气象, 46(2): 283-288. Zhang T H, Xu R, Gui H L, 2020. Analysis of the November 2019 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 46(2): 283-288 (in Chinese).
|
周军, 徐冉, 张天航, 2019. 2018年11月大气环流和天气分析[J]. 气象, 45(2): 290-296. Zhou J, Xu R, Zhang T H, 2019. Analysis of the November 2018 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 45(2): 290-296 (in Chinese).
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