快速检索
  气象   2023, Vol. 49 Issue (5): 633-640.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2023.042501

天气、气候评述

引用本文 [复制中英文]

权婉晴, 孙军, 2023. 2023年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 49(5): 633-640. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2023.042501.
[复制中文]
QUAN Wanqing, SUN Jun, 2023. Analysis of the February 2023 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 49(5): 633-640. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2023.042501.
[复制英文]

资助项目

国家重点研发计划(2021YFC3000900)资助

第一作者

权婉晴, 主要从事中小尺度天气动力学与数值模拟、雷达数据处理及应用研究.E-mail: wqquan@cma.gov.cn

文章历史

2023年4月7日收稿
2023年4月25日收修定稿
2023年2月大气环流和天气分析
权婉晴 , 孙军     
国家气象中心, 北京 100081
摘要:2023年2月, 大气环流的主要特征为, 北半球极涡呈偶极型, 次中心位于鄂霍次克海, 强度较常年偏强; 欧亚中高纬地区由多槽型转变为“两槽一脊”型。我国中高纬度大部处于高压脊前锋区内, 槽前为正距平, 冷空气活动较多但强度偏弱, 南支槽位置强度接近常年同期, 导致我国北方地区多雨雪天气过程, 南方地区出现阶段性阴雨寡照天气。全国平均气温为0.3℃, 较常年同期偏高1.6℃, 全国平均降水量为15.5 mm, 较常年同期偏少5%。
关键词大气环流    雨雪天气    冷空气    
Analysis of the February 2023 Atmospheric Circulation and Weather
QUAN Wanqing, SUN Jun    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The main characteristics of the general atmospheric circulation in February 2023 are as follows. Two polar vortex centers existed in the Northern Hemisphere, with the sub-center located along the Sea of Okhotsk and stronger than normal. The atmospheric circulation over mid-high latitudes of Eurasia changed from multi-wave type to "two-trough-and-one-ridge" type. Most of the mid-high latitude region of China was in the frontal zone ahead of ridge, with a positive anomaly before the trough range, so the associated cold air activities were more in number but weaker in intensity. The southern branch trough with regular position and intensity held a more frequency of rain and snow events in the northern China and phased continuously rainy weather in the southern China. The February average temperature over China was 0.3℃, 1.6℃ warmer than normal, and the monthly average precipitation was 15.5 mm, 5% less than normal.
Key words: atmospheric circulation    rain and snow weather process    cold air    
引言

2023年2月,全国平均气温为0.3℃,较常年同期(-1.3℃)偏高1.6℃,全国平均降水量为15.5 mm,较常年同期(16.3 mm)偏少5%(国家气候中心,2023)。月内出现了5次主要降水过程,分别出现在2月3—5日、7—9日、11—13日、16—19日、20—23日; 出现5次冷空气过程,多为较强冷空气过程。整体而言,我国北方部分地区多雨雪天气过程,南方遭受阶段性阴雨寡照天气。

1 天气概况 1.1 降水

2023年2月,全国平均降水量为15.5 mm,较常年同期(16.3 mm)偏少5%(国家气候中心,2023)。依据全国降水量空间分布图(图 1),西北地区东南部、西南地区东部、山西中部、河北西南部、山东南部、河南、华东、华中、华南等地降水量超过10 mm,其中华东中南部及湖南大部、广东西北部、广西东部等地超过50 mm,安徽南部、江西中部、浙江西南部、福建西北部、湖南东南部等地超过100 mm,全国其余地区降水量不足10 mm。

图 1 2023年2月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Spatial distribution of total precipitation over China in February 2023 (unit: mm)

与常年同期相比,东北地区东部、内蒙古东北部、新疆中西部、西藏中西部、山东半岛、湖北大部、四川南部、云南大部、广东大部、海南岛等地降水量偏少五成以上,其中吉林东北部、辽宁东部、新疆中部和西南部、西藏西南部、云南大部、广东东部、海南岛等地部分地区偏少八成以上;西北中东部、华北大部及黑龙江西南部、四川西北部、西藏东部等地偏多五成以上,青海东北部、甘肃中东部、宁夏、陕西北部、内蒙古西南部、山西中部偏多两倍以上(图 2)。甘肃降水量为1961年以来历史同期最多,青海为第二多,宁夏为第三多。

图 2 2023年2月全国降水量距平百分率分布(单位:%) Fig. 2 Spatial distribution of precipitation anomaly percentage over China in February 2023 (unit: %)
1.2 气温

2023年2月,全国平均气温为0.3℃,较常年同期(-1.3℃)偏高1.6℃(国家气候中心,2023)。除贵州东部气温偏低0.5~2.0℃外,全国大部地区气温较常年同期偏高,其中吉林大部、辽宁中东部、内蒙古大部、新疆中东部、西藏西部、四川西北部、珠三角地区等地气温偏高2~4℃(图 3)。

图 3 2023年2月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Spatial distribution of monthly mean temperature anomaly over China in February 2023 (unit: ℃)
2 环流特征与演变 2.1 环流特征

2月北半球500 hPa平均位势高度场与距平场水平分布如图 4所示,其环流形势有以下特点:

图 4 2023年2月北半球(a)500 hPa平均位势高度场和(b)距平场(单位:dagpm) Fig. 4 (a) Average geopotential height and (b) anomaly at 500 hPa in the Northern Hemisphere in February 2023 (unit: dagpm)

2月,北半球极涡呈现偶极型,主中心位于加拿大北部,中心强度低于492 dagpm,次中心位于鄂霍次克海(图 4a),极涡中心附近位势高度均为负距平,主中心达到-12 dagpm,副中心超过-8 dagpm,表明极涡强度较常年偏强(图 4b毛旭和张涛,2017李晓兰和张芳华,2018李晓兰和何立富,2019曹爽等,2020胡艺和董全,2021王璠等,2022)。环绕极涡中心,中高纬西风带呈4波型,高空槽位于乌拉尔山、亚洲东北部、北美西部与北大西洋。欧亚地区中高纬为“两槽一脊”型,两槽位于乌拉尔山与亚洲东北部,高压脊位于贝加尔湖西侧。乌拉尔山槽区负距平超过-8 dagpm,亚洲东北部负距平超过-4 dagpm,贝加尔湖西侧脊区与常年强度相近。我国中高纬度大部处于高压脊前锋区内,但槽前为正距平,表明冷空气活动较多但强度偏弱,导致我国2月温度整体偏高。

此外,南支槽平均位置在90°E附近,接近常年同期,且强度接近常年同期,南支槽前高度距平为正,结合北方冷空气活动,导致我国北方地区降雪偏多,南方地区出现阶段性阴雨寡照天气。

2.2 环流演变与我国天气

图 5为2月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均位势高度环流形势。欧亚中高纬由上旬的多槽型转变为中下旬的“两槽一脊”型,乌拉尔山的低槽缓慢东移,强度持续增强,东北亚极涡南移,中亚高压脊从中旬起逐渐移动到贝加尔湖上空,下旬基本控制我国中高纬地区。受乌拉尔山低槽和分裂出的小槽东移影响,我国北方地区在上中旬受到多股冷空气影响。南支槽较为活跃但位置稳定偏西。副热带高压(以下简称副高)位置与常年相似,强度略偏强。上述系统导致我国北方地区降雪偏多,且全国大部气温偏高。

图 5 2023年2月(a)上旬、(b)中旬、(c)下旬500 hPa平均位势高度(单位:dagpm) Fig. 5 Average geopotential height (unit: dagpm) at 500 hPa over Eurasia in (a) early, (b) mid and (c) late dekads of February 2023

上旬,欧亚中高纬地区大气环流形势为多槽型,低压大槽位于乌拉尔山到小亚细亚半岛和东亚东北部,中亚北部存在一小槽,小槽东侧为一弱脊,受其影响,西路冷空气自新疆进入我国,影响我国北方地区。南支槽位置偏东、较为平直,但西藏东部和云南北部为负距平,表明我国南方地区有持续性阴雨天气。全国大部地区旬平均气温较常年偏高。

中旬,欧亚中高纬地区大气环流形势为“两槽一脊”型,乌拉尔山低槽缓慢东移且强度增强,东北亚低槽迅速东移减弱。南支槽位置不变,但有所加深。副高明显东退。贝加尔湖高压脊上不断有短波槽下滑,导致多股冷空气影响我国,西南水汽输送增强,雨带北抬,降水主要发生在我国北方地区至江淮一线,有明显的雨雪相态转换过程。我国江南、华南地区降雨量较常年明显偏少。全国大部地区旬气温较常年偏高,但偏高幅度较上旬有所减弱。

下旬,欧亚中高纬地区大气环流形势继续为“两槽一脊”型,两槽位置不变但强度减弱,位于我国新疆一带至贝加尔湖的高空脊强度增强,我国中高纬地区大部受高压脊控制,冷空气主要影响东部地区,同时南支槽强度减弱,副高西伸。受其影响,我国除青藏高原东部外的全国大部分地区降水量明显偏少。北方地区旬气温较常年偏高,南方地区旬气温较常年偏低。

3 主要降水过程 3.1 概况

2月我国发生的主要降水过程有5次,降水范围大,且伴随较为复杂的雨雪相态转换,具体过程见表 1。第3.2节重点对2月7—9日的降水过程进行分析。

表 1 2023年2月大范围降水过程 Table 1 Main precipitation events in February 2023
3.2 2月7—9日雨雪过程分析

2月7—9日我国中东部地区出现一次明显雨雪过程,西北地区中东部、华北、黄淮等地出现较强降雪天气过程,降雪量大,影响范围广,积雪深度深;江淮、江南地区出现大范围中到大雨,局地出现暴雨天气。具体涉及范围和降水量参见表 1图 6。甘肃东部、宁夏、陕西中北部、山西大部、河北西部和北部、内蒙古中部等地普遍新增积雪深度5 cm以上,其中,甘肃平凉、宁夏固原、山西阳泉和大同等地新增积雪深度达10 ~20 cm;湖南常德、江西鹰潭等地出现暴雨,累计降水量超过100 mm(图 6)。

图 6 2023年2月7日08时至10日08时北方地区降雪量与南方地区降雨量分布(单位:mm) Fig. 6 Distribution of snowfall amount in Northern China and rainfall amount in southern China (unit: mm) from 08:00 BT 7 to 08:00 BT 10 February 2023

此次雨雪天气过程主要是高空槽配合低层切变线共同产生的。2月5日,小亚细亚半岛形成切断低压,其北侧低槽开始迅速增强,底部短波槽快速发展东移,在南支槽影响下于7日08时分裂出高原槽。8日08时,高原槽东移进入河套地区,700 hPa西风—东南风切变线位于青海东部至甘肃南部,另有西南风—东南风切变线位于四川中部至安徽南部,未来24 h降水区域主要跟随切变线位置移动(图 7)。8日08时,700 hPa水汽通量在切变线东侧增强至1×10-3~2×10-3 g·cm-1·hPa-1·s-1,为低层偏东风自东海输入的水汽,地面(2 m)0℃线自南向北穿过甘肃中南部(图 8a)。伴随切变线东移,地面0℃线迅速南压,我国西北地区东部到华北,内蒙古大部、甘肃中北部、河北北部为纯雪,其余区域迅速发生从雨夹雪到雪的相态转换过程,24 h降水量大多在2.5~5 mm,局地超过10 mm。四川东部到江淮的暖切变线,在水汽通量大值区的低层均在0℃以上,因此降水以降雨为主。到9日20时,700 hPa切变线已移动至河北东部,伴随冷空气南下,江淮一线的暖切变线也被冷切变线取代。地面0℃线均南压到黄淮、江淮,但水汽通量大值区集中在江淮东部、江南北部地区(图 8b)。因此北方地区降雪持续,但强度较前一天有所降低。黄淮偏北地区发生从雨到雨夹雪的相态变化,而黄淮南部、江淮、江南则出现纯降雨。由于冷锋梯度增大,江淮、江南的降水强度大于北方地区。

图 7 2023年2月8日08时500 hPa位势高度(实线,单位:dapgm)、700 hPa风场(风羽)与切变线(点划线)、850 hPa风矢与切变线(虚线),2月9日08时24 h降水(填色, 单位:mm)与雨雪分界线(粗黑实线) Fig. 7 The 500 hPa geopotential height (solid line, unit: dapgm), 700 hPa wind (barb) and isoshear (dotted line), 850 hPa wind vector and isoshear (dashed line) at 08:00 BT 8 as well as the 24 h precipitation (colored, unit: mm) and rain-snow borderline (thick black solid line) at 08:00 BT 9 February 2023

图 8 2023年2月(a)8日08时和(b)9日20时的850 hPa水汽通量(填色,单位:10-3 g·cm-1·hPa-1·s-1),前后各时次(数字)700 hPa切变线位置(点划线)与地面2 m温度0℃线(实线) Fig. 8 The 850 hPa water vapor flux (colored, unit: 10-3 g·cm-1·hPa-1·s-1) at (a) 08:00 BT 8 and (b) 20:00 BT 9 February 2023 as well as the 700 hPa isoshear (dotted line) and the 0℃ isothermal line (solid line) above surface 2 m before or after the time (numbers)
4 冷空气活动及灾害天气 4.1 概况

2月我国共发生5次冷空气过程(表 2),较常年同期偏多3.1次。其中,11—13日较强冷空气过程影响我国中东部大部地区且降温幅度大,第4.2节重点对此次过程进行分析。

表 2 2023年2月主要冷空气过程 Table 2 Main cold air processes in February 2023
4.2 2月11—13日较强冷空气过程

11—13日,我国中东部发生大范围大风降温过程,中东部大部出现了4~8℃降温,其中甘肃、内蒙古中东部、黑龙江、吉林、浙江中部、江西南部、贵州南部、广西北部、广东北部等地有大范围10℃以上降温,局地降温16~20℃,东北、华北、西北地区东部、黄淮、江淮、江南北部出现5~6级风,阵风7~8级(图 9)。由图 10a可见,位于中亚的低涡发展加深,受其影响,我国青海上空小槽迅速加强,出现气旋式旋转,600 hPa及以下低层大气中形成低涡,促使小槽东移速度加快,同时我国陕西、河南上空为一弱脊,低层为东风暖平流,促使小槽东移后弱脊强度增强。12日,青海小槽东移,与维持在我国东北地区上空的高空槽合并,且西北地区东部高空脊迅速增强,二者共同引导蒙古高原的冷空气从中路迅速南下,在前期降温的基础上进一步提升降温幅度,地面冷高压在1025 hPa附近区域低层温度梯度迅速增大,气压梯度增强,气压梯度带区域广泛出现强风(图 10b)。

图 9 2023年2月11日08时至14日08时全国大风降温实况 Fig. 9 The observed temperature drop and strong winds from 08:00 BT 11 to 08:00 BT 14 February 2023

图 10 2023年2月(a)11日08时与(b)12日20时500 hPa位势高度(实线,单位:dagpm)、海平面气压(阴影,粗实线:1005 hPa)、地面10 m风场(风羽)和2 m温度(虚线,单位:℃) Fig. 10 The 500 hPa geopotential height (solid line, unit: dagpm), sea-level pressure (shaded, bold solid line: 1005 hPa), 10 m wind (barb) and 2 m temperature above surface (dotted line, unit: ℃) at (a) 08:00 BT 11 and (b) 20:00 BT 12 February 2023
5 结论

2023年2月,北半球极涡呈偶极型,次中心位于鄂霍次克海,强度较常年偏强。欧亚中高纬地区由多槽型转变为“两槽一脊型”。我国中高纬度大部处于高压脊前锋区内,但槽前为正距平,表明冷空气活动较多但强度偏弱。南支槽位置强度接近常年同期,南支槽前高度距平为正,结合北方冷空气活动,导致我国北方地区多降雪过程,南方地区出现阶段性阴雨寡照天气。月内共出现5次降水过程,平均降水量接近常年同期;其中:2月7—9日,高空槽与低层切变线共同作用,低层偏东风从东海向西北地区东部、华北、黄淮地区输送水汽,配合中低层0℃线南压至秦岭—淮河一线,为我国中东部带来一次较强雨雪过程。月内出现5次冷空气过程,多为较强冷空气;其中:2月11—13日,在低层低涡和暖平流共同强化下,小槽迅速东移并入大槽,引发中路冷空气南下,在我国中东部发生了一次大风降温过程。

参考文献
曹爽, 何立富, 沈晓琳, 等, 2020. 2020年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 46(5): 725-732. Cao S, He L F, Shen X L, et al, 2020. Analysis of the February 2020 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 46(5): 725-732 (in Chinese).
国家气候中心, 2023.2023年2月中国气候影响评价[EB/OL]. http://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php. National Climate Centre, 2023. Assessment of climate impact over China in February 2023[EB/OL]. http://cmdp.ncc-cma.net/influ/moni_china.php(in Chinese).
胡艺, 董全, 2021. 2021年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 47(5): 638-644. Hu Y, Dong Q, 2021. Analysis of the February 2021 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 47(5): 638-644 (in Chinese).
李晓兰, 何立富, 2019. 2019年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 45(5): 738-744. Li X L, He L F, 2019. Analysis of the February 2019 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 45(5): 738-744 (in Chinese).
李晓兰, 张芳华, 2018. 2018年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 44(5): 719-724. Li X L, Zhang F H, 2018. Analysis of the February 2018 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 44(5): 719-724 (in Chinese).
毛旭, 张涛, 2017. 2017年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 43(5): 634-640. Mao X, Zhang T, 2017. Analysis of the February 2017 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 43(5): 634-640 (in Chinese).
王璠, 张峰, 符娇兰, 2022. 2022年2月大气环流和天气分析[J]. 气象, 48(5): 658-664. Wang F, Zhang F, Fu J L, 2022. Analysis of the February 2022 atmospheric circulation and weather[J]. Meteor Mon, 48(5): 658-664 (in Chinese).