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  气象   2024, Vol. 50 Issue (1): 126-132.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2023.120601

天气、气候评述

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宋佳凝, 董林, 渠鸿宇, 2024. 2023年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 50(1): 126-132. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2023.120601.
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SONG Jianing, DONG Lin, QU Hongyu, 2024. Analysis of the October 2023 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 50(1): 126-132. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2023.120601.
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资助项目

风云卫星应用先行计划(FY-APP-ZX-2023.01)资助

第一作者

宋佳凝,主要从事台风与海洋气象预报工作.E-mail: 624887829@qq.com

文章历史

2023年11月29日收稿
2023年12月11日收修定稿
2023年10月大气环流和天气分析
宋佳凝 , 董林 , 渠鸿宇     
国家气象中心,北京 100081
摘要:2023年10月大气环流主要特征是北半球极涡呈多极型分布,欧亚中高纬地区主要由高压脊控制,西太平洋副热带高压位置偏北偏强,呈现带状分布的特征,亚洲东部有热带低值系统活动。10月,全国平均气温为12.0℃,较常年同期(10.6℃)偏高1.4℃,全国平均降水量为35.4 mm,与常年同期(35.6 mm)持平。月内,华西秋雨偏多,持续时间偏长,给部分地区带来暴雨洪涝;台风生成个数偏少,登陆个数偏多,影响较重,其中“小犬”引发华南强降水,“三巴”3次登陆我国,造成华南地区受灾;有2次冷空气过程影响我国;发生1次雾-霾天气过程。
关键词大气环流    副热带高压    台风    气温偏高    华西秋雨    
Analysis of the October 2023 Atmospheric Circulation and Weather
SONG Jianing, DONG Lin, QU Hongyu    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The main characteristics of the general atmospheric circulation in October 2023 are that the polar vortex was distributed in a multipolar pattern, the mid- and high-latitude regions in Eurasia were mainly controlled by high-pressure ridges, the western Pacific subtropical high was obviously strong, located to more northward, showing a zonal distribution, and there were tropical depressions in eastern Asia. In October, the monthly mean temperature was 12.0℃, 1.4℃ higher than that of the same period in normal years (10.6℃). The monthly average precipitation was 35.4 mm, which was the same as the normal value (35.6 mm). During this month, the autumn rainfall in West China was excessive and more prolonged, bringing torrential rains and floods to some areas. The number of generated typhoons was less than normal but above-normal typhoons made landfall, with heavier impacts to the affected areas. Among them, Typhoon Koinu triggered severe precipitation in South China, and Typhoon Samba made landfall in China three times, causing disasters in South China. In addition, there were two cold air processes and one fog-haze weather event during this month.
Key words: atmospheric circulation    subtropical high    typhoon    above-normal temperature    autumn rain in West China    
1 天气概况 1.1 降水

2023年10月全国平均降水量为35.4 mm,与常年同期(35.6 mm)持平(图 1)(国家气候中心,2023)。青海降水量为历史同期第二多,河北、山东为同期最少。空间分布上,西南地区大部、华中大部、华东南部、华南大部及陕西南部、甘肃南部等地降水量有50~100 mm,湖北西部、云南西南部、广西东部、广东西部、海南、重庆大部等地降水量达到100~200 mm,局部达200 mm以上,全国其余大部地区降水量在50 mm以下(图 1);与常年同期相比,华中西北部、华南中南部、西南地区西部及青海大部、甘肃大部、陕西南部、新疆北部山区等地降水偏多2成至2倍,全国其余大部地区降水量接近常年同期或偏少,其中东北大部、华北大部、华东中部和北部、华中南部、华南西部及内蒙古大部、新疆大部等地偏少5~8成,局部偏少8成以上(图 2)。

图 1 2023年10月全国降水量分布 Fig. 1 Distribution of precipitation over China in October 2023

图 2 2023年10月全国降水量距平百分率分布 Fig. 2 Distribution of precipitation anomaly percentage over China in October 2023
1.2 气温

10月,全国平均气温为12.0℃,较常年同期(10.6℃)偏高1.4℃,为1961年以来第二高。内蒙古、辽宁、新疆气温为历史同期最高,黑龙江、宁夏、山东、河北及天津为第二高。全国大部地区气温接近常年同期或偏高,其中东北地区西部、内蒙古大部、山东大部、新疆北部等地偏高2~4℃(图 3)。

图 3 2023年10月全国气温距平分布 Fig. 3 Distribution of temperature anomaly over China in October 2023
2 环流特征及演变 2.1 环流特征

2023年10月500 hPa平均位势高度场及距平场的水平分布(图 4)表明,北半球环流形势有以下主要特点:

图 4 2023年10月北半球500 hPa(a)平均位势高度场和(b)距平场(单位:dagpm) Fig. 4 (a) Average geopotential height and (b) its anomaly at 500 hPa in the Northern Hemisphere in October 2023 (unit: dagpm)
2.1.1 极涡呈多极型分布

由北半球500 hPa平均高度场(图 4a)可见,极涡呈现多极型态势,与历史时期(1991—2020年)相比,极涡中心位置偏向东半球;极涡范围主要集中在70°~80°N,分别位于新地岛、拉普捷夫海、门捷列夫海岭和巴芬湾附近,其带来的低压槽影响东欧平原北部、中西伯利亚高原和白令海峡一带。4个高空槽分别位于白令海峡、东西伯利亚、西伯利亚和北美东部。亚欧中高纬度整体呈“两槽一脊”环流形势,强高空槽位于巴伦支海,弱高空槽位于东西伯利亚地区,巴尔喀什湖和贝加尔湖之间被高压脊所控制;从500 hPa高度场距平(图 4b)可以看出,在60°N以北主要以正距平为主,但是亚洲西部和欧洲存在一个较强的负距平中心,中心强度达-10 dagpm,表明极涡较历史平均偏强;白令海附近有很强的正距平中心,中心强度达到10 dagpm,极涡较历史平均偏弱。中高纬西风带环极涡中心呈多波型分布,位于北欧附近的高空槽异常偏强,而位于亚欧大陆的高压脊异常偏强,使得我国大部地区被异常高压脊所控制,平均气温偏高(图 4b)。

2.1.2 西太平洋副热带高压明显偏强

10月,西太平洋副热带高压(以下简称副高)呈带状分布,与历史平均相比偏强0~2 dagpm(图 4b),位置偏北。整个北半球呈正距平,低纬度被强大的副高所控制,高压脊线位于15°N左右。588 dagpm线在130°W附近断裂(图 4a),断裂处位于美国南部海域,有利于热带气旋的生成并侵袭墨西哥附近区域。588 dagpm线控制我国南方大部地区(图 4a),有利于温度偏高天气的出现;副高西侧和北侧边缘是弱冷空气和暖湿气流交汇区域。副高偏强,因而月内西北太平洋地区的台风生成频率偏少(王皘等,2022)。

2.2 环流演变与我国天气

图 5展示了10月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均位势高度场的环流演变。可以看出,欧亚地区环流形势整体上以纬向型为主,随着时间推移,环流经向度变化较小,所以月内冷空气活动不强。我国北方大部地区在高压脊控制之下,温度偏高。印缅槽位置变化不大,但强度逐渐减弱;副高呈现纬向型带状分布。

图 5 2023年10月(a)上旬、(b)中旬、(c)下旬500 hPa平均位势高度场(单位:dagpm) Fig. 5 Average geopotential height at 500 hPa over Eurasia in the (a) 1st, (b) 2nd and (c) 3rd dekads of October 2023 (unit: dagpm)

上旬(图 5a),欧亚大陆中高纬地区表现为“两槽一脊”的环流形势,槽区分别位于黑海和地中海附近及鄂霍次克海附近区域。我国北方大部地区位于脊区,天气晴好、温度偏高,但东北、内蒙古等地受东路冷空气影响出现降温和雨雪天气。印缅槽前的暖湿气流与高原短波槽结合,造成华西等地出现雨雪天气。5—6日,青海南部、西藏北部、内蒙古东北部等地部分地区出现降雪(雨)或雨夹雪;同时,我国华南地区受台风小犬等热带系统影响,“小犬”处于副高内部,引导气流弱、移动较慢,副高与大陆高压脊叠加后西伸,有利于台风西行,为我国南方地区带来持续性大范围降水,4—11日“小犬”与东路南下的弱冷空气结合,共同造成了台湾中东部、广东东南部、海南东北部、广西东南部等地的大范围降水过程。

中旬(图 5b),环流形势变化不大,副高依然呈带状分布,脊线略微北抬。位于黑海和里海附近的西风槽经向度有所减小,但是不断分裂出小槽影响我国西部地区。东亚大槽略西移、加强,槽线位于我国东北地区至朝鲜半岛一带,槽后有冷空气扩散南下。印缅槽较稳定,槽前暖湿气流与西风带短波槽和东路回流冷空气相结合,造成华西和华中等地降水。19—21日,冷空气从东路南下,我国东北部地区出现降温过程;华南地区有台风和弱冷空气活动,有利于强降水的维持。17—22日,受台风三巴及其残余环流和冷空气的共同作用,我国华南地区出现大范围强降水过程。

下旬(图 5c),亚欧中高纬依然维持“两槽一脊”的环流形势,但上、中旬位于黑海和里海附近的西风槽东移至巴尔喀什湖附近,我国新疆西北部地区雨雪天气增多。巴尔喀什湖和我国北方地区的槽脊经向度减小,导致冷空气扩散条件转差,北方出现雾-霾过程。东亚大槽的位置变化不大,但继续加强,冷空气从东路影响我国。28—31日,我国华北中南部、黄淮等地大气扩散条件转差,区域大部出现轻到中度霾天气,河北中南部、天津南部、河南东北部局地有重度霾。

3 冷空气活动

10月共有2次冷空气过程影响我国,较常年同期偏少(王慧等,2020聂高臻和高拴柱,2021黄奕武等,2022渠鸿宇等,2023),分别发生在5—6日和19—21日。

19—21日,我国大部地区累计降温幅度达到8℃以上。内蒙古中部、河南、安徽中北部、湖北、湖南、江西中北部、重庆、贵州西北部等地出现6~10℃降温,局地降温超过12℃;内蒙古中东部、黑龙江、河北北部、北京西部等地部分地区出现6~7级、局地8~10级的阵风。

14—17日,冷空气东移,从冰岛以南洋面,经过欧洲南部、地中海、黑海、里海进入我国。随着东亚大槽加深,冷空气从中路和东路扩散南下, 使得我国中东部大部地区位于槽后西北气流中。当冷空气南下至华南和南海北部时,与台风三巴携带的暖湿气流结合,在降温的同时也给广东西部、广西东南部、海南岛中东部等地带来强降水。由图 6可见,18日,冷空气前锋已抵达新疆—内蒙古—陕西—山西—河北北部一线,除青藏高原以外的大部地区都出现了降温。19日,在冷空气影响下,长江中下游及其以北地区气温下降4~6℃,局地8~10℃;冷空气在东移过程中不断与高原移出的短波槽结合,造成湖北西部、重庆北部、江西中部等地部分地区出现中雨或大雨,局地暴雨;内蒙古东北部和中部、黑龙江北部、辽宁南部和西部、河北北部和南部、天津中部、山东半岛、湖北东部、浙江中北部等地部分地区出现7级以上大风。20日,冷空气继续扩散南下,东北、黄淮东部、江淮、江南、华南等地气温下降4~8℃,黑龙江、浙江部分地区降温超过10℃。21日,东亚大槽东移北收,此次冷空气过程趋于结束(图 6)。

图 6 2023年10月(a)18日08:00,(b)19日08:00,(c)20日08:00,(d)21日08:00的500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)和海平面气压场(阴影) Fig. 6 Geopotential height at 500 hPa (contour, unit: dagpm) and sea level pressure (shaded) at (a) 08:00 BT 18, (b) 08:00 BT 19, (c) 08:00 BT 20 and (d) 08:00 BT 21 October 2023
4 主要降水过程

10月受台风和冷空气的共同影响,我国共出现2次强降水过程(表 1),34个国家级气象站日降水量突破月历史极值,其中广东吴川(276.8 mm)和西藏八宿(30.1 mm)突破秋季历史极值(国家气候中心,2023)。第一次过程主要受台风小犬和冷空气的共同影响,“小犬”的登陆强度为1949年以来10月第三强;其影响时间长,为我国南部海区、东南和华南沿海带来了较长时间的风雨天气影响。第二次降水过程出现在17—22日,主要受台风三巴及其减弱后的残余环流影响,尽管“三巴”强度较弱,但其路径复杂、移动缓慢,并与南下冷空气结合,造成降水持续时间长、累计量大,给海南、广东、广西等地带来明显的影响,导致多地出现严重洪涝灾情。

表 1 2023年10月主要降水过程 Table 1 Major severe rainfall events in October 2023
5 热带气旋活动 5.1 概况

10月西北太平洋及南海共有2个台风(“布拉万”“三巴”)生成,较常年同期(3.5个)偏少1.5个;2个台风(“小犬”“三巴”)登陆我国,较常年同期(0.6个)偏多1.4个(表 2图 7)。2023年秋季台风登陆个数偏多,年内7个登陆台风中有4个在秋季登陆。莫迪(2021)研究表明,在厄尔尼诺背景下,台风生成源地会普遍偏东,台风生命史长、强度偏强。

表 2 2023年10月西北太平洋和南海台风简表 Table 2 Typhoons active in Northwest Pacific and South China Sea in October 2023

图 7 2023年10月西北太平洋和南海热带气旋路径 Fig. 7 Tracks of tropical cyclones in Northwest Pacific and South China Sea in October 2023
5.2 14号台风小犬造成华南强降水

2023年第14号台风小犬于9月30日05:00在菲律宾以东洋面生成,之后向西北方向移动,强度逐渐加强,10月2日23:00加强为超强台风级,3日20:00减弱为强台风级,并转向偏西方向移动,在接近台湾岛时再次加强为超强台风级,5日08:20在台湾屏东鹅銮鼻登陆(48 m·s-1,945 hPa,强台风级)。之后,其迅速减弱为台风级并趋向广东沿海,于6日17:00再次近海加强为强台风级,维持40 h后逐渐减弱为台风级,9日下午在广东近海减弱为热带低压。

台风小犬生命史长、强度强、移速缓慢,与冷空气结合为我国南部海区、东南和华南沿海带来了较长时间的风雨天气影响。10月5—9日,台湾中东部、广东东南部、海南东北部、广西东南部、浙江东南部等地累计降水量为100~350 mm,广东珠三角南部局地达300~500 mm;浙江南部沿海、福建沿海、广东中东部沿海出现7~9级、局地10~12级阵风,广东珠江口附近岛屿风力达15级;其中,粤港澳大湾区降水主要集中在8—9日。另外,4—9日,台湾东北部、香港等地累计降水量达400~650 mm,台湾宜兰局地达1013 mm;台湾岛西部和南部沿海地区出现8~10级阵风,南部局地达13~15级。广东、福建、海南等地铁路部门对部分旅客列车、航班、渡轮等采取停运措施;台湾多处树木倾倒,民生基础设施受损。

5.3 16号台风三巴三次登陆我国

10月17日南海有热带低压生成,18日下午加强为热带风暴级,并被命名为“三巴”,19日09:00前后其在海南东方沿海登陆,同日夜间加强为强热带风暴级。20日09:45前后在广东遂溪沿海再次登陆,减弱后的热带低压于同日19:40前后在海南临高第三次登陆,23:00中央气象台对其停止编号。

台风三巴为秋季生成的台风,具有强度较弱、结构松散,但路径复杂、移速慢、降水时间长、累计降水量大、极端性强等特点,给海南、广东、广西等多地带来明显强风雨影响,导致广东、广西等多地出现严重洪涝灾情。受其影响,琼州海峡客滚船全线停运;广西北海市区多个路段出现内涝,积水最深处达1.2 m;广东粤西地区罗定江上游出现50年一遇洪水,广西东南部及南部沿海地区多条江河出现2.0~7.5 m的明显涨水过程,共23条河流30个站点出现超警0.04~2.65 m的洪水,南流江、白沙河全线超警。

6 雾-霾天气

10月出现了1次雾-霾天气过程,较常年同期偏多(王慧等,2020聂高臻和高拴柱,2021黄奕武等,2022渠鸿宇等,2023)。

10月28日至11月2日,受静稳天气影响,华北、黄淮等地出现了1次短暂的雾-霾天气。我国北方大部地区为弱高压脊所控制,冷空气势力较弱,华北、黄淮地区处于“暖干盖”条件下,垂直扩散条件较差,污染物和水汽容易在低层积累。地面冷高压位于我国黄海附近,其后部的均压场内,等压线稀疏、气压梯度较小、水平风速较弱,不利于华北地区污染物和水汽的扩散,冷高压后部的辐合气流造成华北和黄淮地区出现雾-霾天气过程,伴随南部平流的水汽输送,夜间到清晨出现了平流辐射雾。北京、天津、河北、河南东部、山东西部、湖北东部、安徽北部、黑龙江南部、吉林中部等地出现霾,北京、天津、河北中南部和东部等地的部分地区出现重度霾;10月29日至11月2日,早晚逆温高湿,不利于污染物的扩散,配合较多出现的辐合风场,导致污染物快速积聚,在辐合线附近形成区域污染高值。北京、天津、河北中南部、辽宁东南部、江苏中部、安徽南部、湖南中北部、四川盆地中西部、重庆西部、广西北部、贵州中北部、江西中南部、福建西北部等地出现大雾或浓雾,其中河北中南部、北京中东部、天津南部、四川盆地中部、重庆西部、贵州中北部、江西南部、湖南中部、广西北部等地的部分地区出现强浓雾或特强浓雾。11月3日起,受冷空气影响,区域大气扩散条件转好,霾天气减弱消散。

7 华西秋雨偏多

10月1—7日,受高原短波槽和印缅槽前暖湿气流的共同影响,华西地区中南部大部累计降水量有50~100 mm,局地超过100 mm;与常年同期相比,华西中部大部降水偏多2成以上,局地偏多1倍;甘肃南部部分地区、四川中部及重庆南部等地降水日数达12~16 d,局地超过16 d,较常年同期偏多2~4 d,局地偏多4 d以上;四川南部、贵州西北部等地最长连续降水日数超过7 d,局地超过10 d(国家气候中心,2023)。

参考文献
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