王永光,主要从事短期气候预测研究.Email:
2017年夏季(2017年6—8月),全国平均降水量348.6 mm,较常年同期(322.6 mm)偏多8.1%,呈现南、北两条多雨带。东亚夏季风偏弱,西太平洋副热带高压显著偏强,脊线位置偏南;欧亚中高纬呈现“两槽一脊”环流型,贝加尔湖地区为正距平控制。赤道中东太平洋海温从前冬冷水向春、夏季暖水发展,20世纪80年代以来容易出现南方多雨的Ⅳ类雨型,夏季贝加尔湖阻塞高压发展。2017年赤道中东太平洋海温从前冬冷水向春、夏季暖水发展,春季北大西洋三极子正位相和2016年欧亚积雪从秋到冬的减少,均有利于夏季贝加尔湖阻塞高压发展,这是夏季主要多雨带位于长江以南的重要前兆信号。
During the summer of 2017 (June to August), the average precipitation over China was 348.6 mm, which is 8.1% more than normal (332.6 mm). Two rainfall bands were observed over eastern China. The East Asian summer monsoon (EASM) was weaker than normal, while the west Pacific subtropical high (WPSH) was significantly stronger than normal with southward ridge position. The "-+-" circulation pattern was located in Eurasian mid-high latitude with positive anomaly over the Lake of Baikal region. The cold SST in the middle-east of equatorial Pacific in the early winter changed to warm phase in the summer of 2017, and the 4th rain pattern, e.g. above normal rainfall in southern China, prevailed, while the blocking high over the Lake of Baikal appeared frequently. The major precursory signals of southward rainband are the weakened cold sea surface temperature (SST) in the middle-east of equator Pacific in early winter 2016, the positive triple SST in the North Atlantic in spring 2017, and the decreased snow cover in Eurasia from autumn to winter in 2016. Their common effects benefit the blocking high formation over the Lake of Baikal.
我国中东部地处亚洲季风区,旱涝灾害给我国经济发展造成严重损失(
ENSO对中国气候异常的影响一直为中国气象工作者所关注(
欧亚积雪对中国气候的影响,
2017年夏季,全国平均降水量348.6 mm,较常年同期(322.6 mm)偏多8.1%,为1998年(394.7 mm)以来最多。西太平洋副热带高压(以下简称副高)显著偏强,为1951年来仅次于2010年的第二强;东亚夏季风偏弱。2017年夏季主要多雨带位于长江以南的原因是什么?本文将针对以上问题,试图揭示其可能的成因。
本文所用资料包括中国气象局国家气候中心整编的逐月降水资料,大气环流资料为NCEP/NCAR逐月再分析资料(
2017年夏季(6—8月),全国平均降水量348.6 mm,较常年同期(322.6 mm)偏多8.1%,为1998年(394.7 mm)以来最多。从空间分布来看,主要呈南、北两条多雨带:江南大部、广西大部、云南东部、贵州东南部、华北西部、西北东北部和甘肃河西、新疆西南部、西藏中西部等地偏多20%~100%,局地偏多100%以上;东北东南部、内蒙古中东部、河南中南部、湖北中部、重庆南部、新疆东部等地偏少20%~50%(
2017年6—8月全国降水量距平百分率(单位:%)
The summer (June-August) precipitation anomaly percentage over China in 2017 (unit: %)
2017年主汛期雨季进程总体呈偏晚的特征:西南雨季于6月15日开始,较常年(5月26日)偏晚20 d。江南区梅雨6月4日入梅,偏早4 d;7月5日出梅,偏早2 d;梅雨期长度为32 d,偏长2 d;梅雨雨量491.9 mm,偏多34.6%。长江中下游区6月21日入梅,偏晚7 d;7月5日出梅,偏早7 d;梅雨期长度15 d,偏短14 d;梅雨量166.4 mm,偏少40.8%。江淮区梅雨6月30日入梅,偏晚9 d;7月10日出梅,偏早4 d;梅雨期长度为11 d,偏短13 d;梅雨量116.2 mm,偏少56.1%。华北雨季于7月21日开始,偏晚3 d;8月11日结束,偏早7 d;雨季平均降水量97.5 mm,偏少28.2%。
2017年夏季,欧亚中高纬呈现“两槽一脊”环流型,贝加尔湖地区为正距平所控制,阻塞高压偏强。乌拉尔山地区和日本附近高度场为负距平,高压脊偏弱(
2017年夏季500 hPa高度场(等值线)及距平场(阴影)
500 hPa geopotential height (contours) and anomalies (shadow) in summer 2017
2017年6月(a)、7月(b)和8月(c)的500 hPa高度场(等值线)及距平场(阴影)
The 500 hPa geopotential height (contours) and anomalies (shadow) in June (a), July (b), and August (c) 2017
2017年夏季环流形势存在显著的阶段性变化,6月欧亚地区中高纬盛行“两槽一脊”环流型(
下垫面强迫因素对夏季降水分布有重要影响,尤其是2017年前期秋、冬季海洋演变和春、夏季ENSO趋势,以及秋、冬季欧亚积雪的变化情况,将对中高纬度槽脊的分布、夏季风的强弱、副高的强弱及其位置产生影响。
2016年冬季(2016年12月至2017年2月),赤道中太平洋海温偏低0.5℃以上,西太平洋暖池偏暖,北大西洋三极子处于正位相,北印度洋海温正常偏暖,南印度洋偶极子处于显著正位相(
2016年冬季海表面温度距平(a,单位:℃)和2015年1月至2017年8月逐月Niño3.4区海表温度指数演变(b)
Distribution of sea surface temperature anomalies in winter 2016 (a, unit: ℃), and monthly Niño3.4 index from January 2015 to August 2017 (b)
根据国家气候中心ENSO监测标准中的Niño3.4区海表面温度指数,1951年以来的冷水向暖水转换的年份有16年(1951、1957、1963、1965、1968、1972、1976、1979、1986、1990、1993、1997、2002、2006、2009和2014年),按国家气候中心的四类雨型划分标准(
20世纪80年代前后赤道中东太平洋冷水向暖水转换年份夏季降水正距平频次(单位:%)
Composite of summer precipitation positive anomalies frequency for all years' eastern tropical Pacific changing from cold to warm (unit: %)
这种年代际变化体现在东亚中高纬环流的变化,主要在贝加尔湖上空的槽脊变化。20世纪80年代以前,贝加尔湖上空低槽发展,冷空气相对活跃,中国北方处于槽前西南气流中,夏季风相对偏强,多雨带位置偏北(
20世纪80年代前后赤道中东太平洋冷水向暖水转换年份夏季500 hPa高度距平合成(单位:gpm)(a)1951—1980年,(b)1981—2016年
Composite of summer geopotential height anomaly at 500 hPa for all years eastern tropical Pacific changing from cold to warm (unit: gpm)(a) 1951-1980, (b) 1981-2016
2016年冬季,北大西洋三极子处于正位相(
1980—2014年春季北大西洋三极子指数与夏季500 hPa高度(等值线)和850 hPa风场(箭头)相关
Correlation between triple in the North Atlantic in spring and geopotential height at 500 hPa (contour) and wind field at 850 hPa (arrow) in 1980-2014
2016年秋季(9—11月),俄罗斯大部、北欧、蒙古、中国东北积雪偏多(
2016年秋季(a)和冬季(b)欧亚大陆积雪日数距平(单位:d)
Anomalies of days with snow cover in the Northern Hemisphere in autumn (a) and winter (b) 2016 (unit: d)
欧亚大陆冬季积雪增量与夏季降水的相关
Correlation between winter accumulated snow increment and summer rainfall
欧亚大陆秋、冬季积雪增量与500 hPa温度场相关显示(图略),贝加尔湖及其以东地区为负相关,长江以南地区为正相关。即当积雪增量减少(增加)时,东亚环流呈北正南负(北负南正)特征,中高纬度高压偏强(偏弱),南北温度梯度减小(增大),夏季风势力偏弱(偏强),夏季多雨带位置偏南(偏北)。2016年秋、冬季欧亚大陆积雪从秋季到冬季的减少(
总结了2017年夏季降水的主要特征,分析了对应的北半球大气环流特征,初步讨论了下垫面强迫的可能原因。主要结论如下:
(1) 2017年夏季,全国平均降水量348.6 mm,较常年同期(322.6 mm)偏多8.1%,为1998年(394.7 mm)之后最多,东部地区降水呈南、北两条多雨带,长江以南地区和西北、华北等地降水偏多。
(2) 2017年夏季,欧亚中高纬呈现“两槽一脊”环流型,尤其是6月更显著,贝加尔湖地区高压脊发展。西太平洋副高较常年同期显著偏强偏西,脊线位置偏南,引导来自西太平洋和南海的暖湿气流沿副高外围向我国长江以南地区输送,造成主要多雨带位于我国长江以南地区。
(3) 2017年主要多雨带偏南的特征可能受到年代际尺度和年际尺度信号共同的影响。首先,ENSO事件与我国夏季降水的关系在1980年前后经历了年代际转折,赤道中东太平洋海温发展由前冬的冷水转换为当年春、夏季的暖水,在20世纪80年代以前有利于黄淮地区多雨,而在80年代后有利于长江以南地区多雨。其次,春季北大西洋三极子的维持,有利于夏季贝加尔湖阻塞高压的发展,容易出现前期冷水向暖水转化年,夏季出现IV类雨型。最后,欧亚大陆前一年秋、冬季积雪增量的减少,同样有利于当年夏季贝加尔湖阻塞高压的发展,夏季风的减弱,有利于夏季出现Ⅳ类雨型。
但2017年盛夏,也出现了山东半岛、华北、辽西至吉林的多雨带,吉林东部还一度发生了强降水过程。美国气候预报系统模式在初春的预测,也给出华北及其周边地区夏季降水偏多的结论,并且有较高的预测技巧(图略)。
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