流金铄石·再续:关于近期南方热浪的分析和未来展望
自7月中旬以来,南方多地出现了多次高温热浪过程。其中上一周的高温中心位于长江三角洲和四川盆地东部等地,如上海追平了1873年以来的最高温度(40.9°C);而这一周高温中心南退但热度不减,浙江中南部、福建大部等地都出现了接近或刷新历史纪录的高温,福州、温州、台州等地更是超过40°C。本文将对南方7月中旬以来高温过程进行简要分析,并给出全国范围内高温过程的展望。
Q1. 近期南方的热浪的直接成因是什么?
A1: 南方的热浪过程,最主要与副热带高压控制相关。
副热带高压可以说是高中地理课本就已出现的老朋友了。不过在气象学上,副热带高压不仅是半球三圈环流里横贯副热带地区的气压带,还是在全球有着具体的多个中心的天气系统—近期南方高温热浪,就是偏强的西北太平洋副热带高压控制。
那我们怎么看到副热带高压的身影呢?作为一个活跃在对流层中低层(6000m以下)的高压,从海平面气压图或者等压面上的高度图(高压的等压面向上凸,表现为一个高度偏高区域)就能看出。这张7月8日-17日平均的对流层中层的天气图(图1)里,5880等值线包围的区域就是副热带高压的主体区;而背景填色则表明南方的高度场偏高,反映出副热带高压和它所致的热浪偏强。
那么为什么今年的副热带高压如此强势?
当前反常演变的拉尼娜事件,必须要背一个首要的锅。
拉尼娜和厄尔尼诺也是高中地理课本的老熟人了,它们可以说是赤道中东太平洋海温异常如影的两面。而这一次的拉尼娜在时间演变上非常特殊——历史上绝大部分拉尼娜事件,都在第一年的北半球夏秋季发展,冬季达到顶峰,随后在第二年开春时逐渐衰减;但当前的拉尼娜事件在去年秋季发展后,并未在今年春季衰减而是进一步略有增强,并在5月达到了强度顶峰(图2)。
万里之外海洋的炎凉,是如何影响到我国的气候呢?当拉尼娜事件增强发展时,赤道中东太平洋海表温度变得更低,并导致上方大气变冷收缩下沉形成地面高压,并因为增强的气压梯度,导致了向西跨越赤道太平洋的信风明显增强。在赤道附近增强的信风诱发了北侧的异常反气旋,并与同为对流层中低层反气旋性质的副热带高压叠加,使得副热带高压显著增强。从图3的同期低空风异常可以看到,最近一段时间赤道太平洋信风(黑色箭头)和副热带高压(红圈)均的确偏强,与上文推论一致。
此外,当赤道中东太平洋海温偏冷且出现更强的下沉气流同时,处在赤道太平洋西岸的马来群岛,却因为海温的偏高和岛屿地形的作用出现更强劲的上升气流。这一上升气流会通过南北向的环流圈作用,导致北侧副热带地区出现更显著的下沉,从而有利于低空副热带高压的增强(图4即示意图)。这在近期的南北向环流异常里也有明显的体现(图5,黑色圈即对应我国南方显著的下沉过程)。
而这两周内高温中心的变化,则与副热带高压南北移动有关—上一周中心偏北控制长三角附近,而本周由于北侧频繁的高空冷涡影响,副热带高压南退,转向长三角以南的浙江中南部、福建等地,导致当地本周高温严峻。
Q2. 全球气候变化,在这次高温热浪里起到了怎样的作用?
A2: 对于一次高温热浪过程,由于它持续时间(数日到半个多月)和空间范围(数十万到数百万平方千米)相对有限,很难直接地将它与由人类活动主导、全球范围内自完备工业化以来持续一百多年的气候变化关联。但如果问到未来数十年的高温热浪频率和强度的趋势,则可以用气候变化的趋势解释。
气候变化对于全球气温的影响,不仅在于平均气温的升高,更在于气温偏离常态的极端性(统计学以方差/标准差衡量)显著增强,表现为极端高温和极端低温频率都有增加,其中极端高温因为变暖的趋势更加频繁(图6)。
关于这一现象的解释很多,如气候变化下北极的升温相对于北半球极地外更大,导致极地和热带间温差缩小,并使得由这一温差驱动的强劲西风带减弱,使得冷暖空气南来北往时受到的阻碍更小(图7);此外,当平均温度升高,大气能容纳的水汽含量(饱和水汽压)也将上升,而更多的水汽凝结时也会释放更多的热量,进而直接加热空气或驱动大气环流的变化。
Q3. 未来一段时间,全国高温有着怎样的趋势?
A3: 简要而言,南方大部的高温将继续,但中心将逐渐从如今的浙江福建一带转移到长江中下游地区;而华北也将在月底前加入高温行列。相比之下,西部地区(西北地区和四川盆地)高温则只有下周中的一段时间出现。
要详细讲未来一段时间高温形势,就必须从天际的另一片炽烈说起。
自上周起,远在万里之外的西欧、南欧多国出现了异常极端的高温(图8)。在周六葡萄牙出现刷新本国纪录的47.0℃后,周二英国也记录到40.3℃,刷新了2003年创造的高温纪录的同时,也是观测历史上首次记录到40℃以上气温。
这次高温过程,是被一个徘徊在大西洋近岸当地的冷涡所致(图9红圈)——它稳定地将来自撒哈拉大漠深处的炽烈暖气团向北引导,跨越直布罗陀海峡的碧波和伊比利亚的群山,直抵孤悬的英伦诸岛。
但它的影响不只在西欧与南欧的一隅;更辽阔的回响已经在远方的天地呼唤。改变一切的动力,正是在于频散效应——这个强烈的暖性反气旋本身是一个波源,并会向下游(东侧)的西风洪流里激发相应地波列,让能量的传播超前于波动的传播,并提前影响下游的环流形势,如同高空里的巨浪呼啸。很快,它的影响就将在大陆的另一侧际涯浮现(图9黑色箭头)。
首先,它让下游的高空槽明显加深,形成了当前疾驰的高空冷涡(图10黑圈),并携带着北侧的冷空气横扫长江以北大部——北方的高温也被暂时遏制,而退守东南沿海的副热带高压(图10蓝圈)也被压制无法北上。不过未来几天,长江三角洲和以南的东南沿海地区高温依然猛烈,部分地区仍可能出现接近或超过40℃的高温。
但在下周起,事情就向着极度烤熟的方向发展了——随着能制衡副热带高压的冷涡消亡,副热带高压开始肆无忌惮地增强北抬,长江中下游地区将再度被副热带高压控制(图11-12蓝圈),气温将轻松达到37℃以上;到月底,甚至华北大部也将被高温笼罩。而偏南的福建、广东等地虽然高温有所减弱,但每日最高气温依然在35℃左右。
而在这个高空冷涡过后,西部地区也将迎来增强的大陆高压(图11绿圈)——这同样是频散效应的杰作。在大陆高压的影响下,西北地区大部和四川盆地也将再下一周迎来短暂的高温,所幸由于频散波列移动很快,不会像东部地区被稳定的副热带高压长期蒸烤。
而更长时间的展望上,由于前文提及拉尼娜出现反季节的发展,太平洋信风也长期偏强,可以预见今年夏季副热带高压也将总体呈现明显偏强态势,南方大部(甚至包括北方部分地区)的高温也将更加长久且猛烈,需要注意防暑降温工作。
这或许是夏季平凡的一幕,却也可能无言地承载着气候变化的当下,愈发频繁极端的热浪。
自7月中旬以来,南方多地出现了多次高温热浪过程。其中上一周的高温中心位于长江三角洲和四川盆地东部等地,如上海追平了1873年以来的最高温度(40.9°C);而这一周高温中心南退但热度不减,浙江中南部、福建大部等地都出现了接近或刷新历史纪录的高温,福州、温州、台州等地更是超过40°C。本文将对南方7月中旬以来高温过程进行简要分析,并给出全国范围内高温过程的展望。
Q1. 近期南方的热浪的直接成因是什么?
A1: 南方的热浪过程,最主要与副热带高压控制相关。
副热带高压可以说是高中地理课本就已出现的老朋友了。不过在气象学上,副热带高压不仅是半球三圈环流里横贯副热带地区的气压带,还是在全球有着具体的多个中心的天气系统—近期南方高温热浪,就是偏强的西北太平洋副热带高压控制。
那我们怎么看到副热带高压的身影呢?作为一个活跃在对流层中低层(6000m以下)的高压,从海平面气压图或者等压面上的高度图(高压的等压面向上凸,表现为一个高度偏高区域)就能看出。这张7月8日-17日平均的对流层中层的天气图(图1)里,5880等值线包围的区域就是副热带高压的主体区;而背景填色则表明南方的高度场偏高,反映出副热带高压和它所致的热浪偏强。
那么为什么今年的副热带高压如此强势?
当前反常演变的拉尼娜事件,必须要背一个首要的锅。
拉尼娜和厄尔尼诺也是高中地理课本的老熟人了,它们可以说是赤道中东太平洋海温异常如影的两面。而这一次的拉尼娜在时间演变上非常特殊——历史上绝大部分拉尼娜事件,都在第一年的北半球夏秋季发展,冬季达到顶峰,随后在第二年开春时逐渐衰减;但当前的拉尼娜事件在去年秋季发展后,并未在今年春季衰减而是进一步略有增强,并在5月达到了强度顶峰(图2)。
万里之外海洋的炎凉,是如何影响到我国的气候呢?当拉尼娜事件增强发展时,赤道中东太平洋海表温度变得更低,并导致上方大气变冷收缩下沉形成地面高压,并因为增强的气压梯度,导致了向西跨越赤道太平洋的信风明显增强。在赤道附近增强的信风诱发了北侧的异常反气旋,并与同为对流层中低层反气旋性质的副热带高压叠加,使得副热带高压显著增强。从图3的同期低空风异常可以看到,最近一段时间赤道太平洋信风(黑色箭头)和副热带高压(红圈)均的确偏强,与上文推论一致。
此外,当赤道中东太平洋海温偏冷且出现更强的下沉气流同时,处在赤道太平洋西岸的马来群岛,却因为海温的偏高和岛屿地形的作用出现更强劲的上升气流。这一上升气流会通过南北向的环流圈作用,导致北侧副热带地区出现更显著的下沉,从而有利于低空副热带高压的增强(图4即示意图)。这在近期的南北向环流异常里也有明显的体现(图5,黑色圈即对应我国南方显著的下沉过程)。
而这两周内高温中心的变化,则与副热带高压南北移动有关—上一周中心偏北控制长三角附近,而本周由于北侧频繁的高空冷涡影响,副热带高压南退,转向长三角以南的浙江中南部、福建等地,导致当地本周高温严峻。
Q2. 全球气候变化,在这次高温热浪里起到了怎样的作用?
A2: 对于一次高温热浪过程,由于它持续时间(数日到半个多月)和空间范围(数十万到数百万平方千米)相对有限,很难直接地将它与由人类活动主导、全球范围内自完备工业化以来持续一百多年的气候变化关联。但如果问到未来数十年的高温热浪频率和强度的趋势,则可以用气候变化的趋势解释。
气候变化对于全球气温的影响,不仅在于平均气温的升高,更在于气温偏离常态的极端性(统计学以方差/标准差衡量)显著增强,表现为极端高温和极端低温频率都有增加,其中极端高温因为变暖的趋势更加频繁(图6)。
关于这一现象的解释很多,如气候变化下北极的升温相对于北半球极地外更大,导致极地和热带间温差缩小,并使得由这一温差驱动的强劲西风带减弱,使得冷暖空气南来北往时受到的阻碍更小(图7);此外,当平均温度升高,大气能容纳的水汽含量(饱和水汽压)也将上升,而更多的水汽凝结时也会释放更多的热量,进而直接加热空气或驱动大气环流的变化。
Q3. 未来一段时间,全国高温有着怎样的趋势?
A3: 简要而言,南方大部的高温将继续,但中心将逐渐从如今的浙江福建一带转移到长江中下游地区;而华北也将在月底前加入高温行列。相比之下,西部地区(西北地区和四川盆地)高温则只有下周中的一段时间出现。
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自上周起,远在万里之外的西欧、南欧多国出现了异常极端的高温(图8)。在周六葡萄牙出现刷新本国纪录的47.0℃后,周二英国也记录到40.3℃,刷新了2003年创造的高温纪录的同时,也是观测历史上首次记录到40℃以上气温。
这次高温过程,是被一个徘徊在大西洋近岸当地的冷涡所致(图9红圈)——它稳定地将来自撒哈拉大漠深处的炽烈暖气团向北引导,跨越直布罗陀海峡的碧波和伊比利亚的群山,直抵孤悬的英伦诸岛。
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《特殊的疫情激烈的较量与纷争》
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#李家豪[超话]#
ljh#30天安利李家豪##李家豪会闪闪发光#
DAY.13希望他翻唱什么作品
最希望芝麻翻唱薛之谦的歌!!!哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈太喜欢了《聊表心意》《肆无忌惮》就很好!!芝麻的音色唱贼棒[哆啦A梦花心][哆啦A梦花心][哆啦A梦花心]当然 李家豪唱什么我都喜欢[求关注]希望翻唱浩哥的就不用说了安排!!![杰瑞][打call]
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