徐成鵬 于 超
國家氣象中心,北京 100081
提 要:2022年7月大氣環(huán)流主要特征為北半球極渦呈單極型且較常年同期略偏強(qiáng),中高緯環(huán)流呈4波型分布,西太平洋副熱帶高壓較常年同期偏北偏西。7月,全國平均降水量為96.6 mm,較常年同期偏少21%,為1961年以來歷史同期第二少;全國平均氣溫為23.2℃,較常年同期偏高1.0℃,為1961年以來歷史同期第二高。月內(nèi)有6次區(qū)域性暴雨天氣過程,1—7日強(qiáng)降水過程由于受到臺風(fēng)登陸及減弱后的低壓環(huán)流與西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用,影響我國中東部大部分地區(qū),5次強(qiáng)降水集中在西北地區(qū)東部、華北、黃淮、東北地區(qū)。月內(nèi)共有3個臺風(fēng)生成,較常年同期偏少;經(jīng)歷2次高溫天氣過程,表現(xiàn)出極端性顯著、影響范圍廣和持續(xù)時間長的特點,四川盆地、江南、西北地區(qū)東部、新疆的部分地區(qū)出現(xiàn)40℃以上高溫天氣,多站日最高氣溫突破歷史同期極值。
2022年7月全國平均降水量為96.6 mm,較常年同期(121.6 mm)偏少21%,為1961年以來歷史同期第二少(僅高于2015年)(國家氣候中心,2022)。從空間分布看,除內(nèi)蒙古、新疆、青海、西藏、江南中東部、四川盆地中南部不足100 mm外,我國大部分地區(qū)降水量達(dá)到100 mm以上,其中內(nèi)蒙古東北部、東北地區(qū)南部、華北西部和南部、黃淮、湖北東部、廣東、海南島等部分地區(qū)超過200 mm,蘇皖魯三省交界處、海南島中部局地超過400 mm(圖1)。月降水量與歷史同期相比,西北地區(qū)東部、華北西部和南部、黃淮、東北地區(qū)南部、內(nèi)蒙古東北部、廣東北部和西南部、海南島偏多2~5成,其中陜西北部和東南部、山西中部、河南中部、山東南部、遼寧北部偏多1~2倍。新疆東部和西南部、西藏中東部、甘肅北部、內(nèi)蒙古中西部、四川盆地、云南南部、廣西西部和北部、江南中東部等地偏少5~8成,其中四川、重慶、新疆局地偏少8成以上(圖2)。
圖1 2022年7月全國降水量分布(單位:mm)
圖2 2022年7月全國降水量距平百分率分布(單位:%)
2022年7月全國平均氣溫為23.2℃,較常年同期(22.2℃)偏高1.0℃,為1961年以來歷史同期第二高(僅次于2017年)(國家氣候中心,2022)。從溫度距平的空間分布來看,除陜西北部、華北西部和南部、黃淮北部氣溫偏低以外,我國大部地區(qū)氣溫偏高或接近常年同期,江漢、江淮、江南、西南地區(qū)東部、西藏、新疆西部和南部、黑龍江中部和北部、內(nèi)蒙古東北部氣溫偏高1~2℃,其中四川盆地、浙江、江蘇南部、上海的部分地區(qū)偏高2~4℃(圖3)。
圖3 2022年7月全國平均氣溫距平分布(單位:℃)
全國有245個國家氣象站日最高氣溫突破7月歷史極值,其中云南鹽津(44℃)、浙江永嘉(42.9℃)、云南彝良(42.7℃)等98個站持平或突破歷史極值(國家氣候中心,2022)。
由圖4可見,2022年7月北半球500 hPa極渦呈單極型分布,極渦中心位于北極正中心附近且略偏向阿拉斯加地區(qū)一側(cè),中心強(qiáng)度低于544 dagpm。與歷史同期相比,極渦中心強(qiáng)度略偏強(qiáng),負(fù)距平中心值為-2 dagpm。受極渦分布形態(tài)影響,北半球中高緯環(huán)流呈4波型分布,4個長波槽分別位于中亞、西西伯利亞地區(qū)、北美東部和太平洋中部,其中太平洋中部上空低壓系統(tǒng)最強(qiáng),出現(xiàn)了閉合環(huán)流,低壓中心強(qiáng)度為552 dagpm,負(fù)距平中心達(dá)到-8 dagpm,西西伯利亞地區(qū)高空槽強(qiáng)度偏強(qiáng)4 dagpm。在中緯度地區(qū),西太平洋副熱帶高壓(以下簡稱副高)強(qiáng)度較歷史同期基本持平,副高平均脊線位于27°N附近,副高西伸脊點平均位于113°E附近,較常年偏北偏西(張夕迪和孫軍,2018;解晉和周寧芳,2019;羅琪和張芳華,2020;趙威和孫軍,2021)。
圖4 2022年7月北半球500 hPa(a)平均位勢高度場和(b)距平(單位:dagpm)
從歐亞大陸7月各旬500 hPa平均環(huán)流形勢場來看,上旬(圖5a)整個歐亞大陸中高緯地區(qū)呈一槽兩脊型,西歐、俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)存在明顯的高壓脊,中亞至貝加爾湖一帶受寬廣的低壓槽控制。我國中高緯度地區(qū)環(huán)流總體較為平直,冷空氣活動少、強(qiáng)度弱。副高呈帶狀分布,西伸至江南東部。上旬副高脊線平均位于29°N附近和118°E附近,較常年略偏北偏西。
7月中旬(圖5b),歐亞大陸中高緯度環(huán)流依然呈現(xiàn)一槽兩脊形態(tài),歐亞大陸上空兩個高壓脊分別移至西亞和白令海,其中后者發(fā)展成阻塞高壓,中亞低壓槽加深發(fā)展為低渦,東移至烏拉爾山附近。中高緯地區(qū)環(huán)流經(jīng)向度有所增大,多短波槽活動,給我國北方地區(qū)帶來3次降水過程。副高西伸明顯,西脊點到達(dá)103°E附近,較常年同期明顯偏西,造成南方地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)性高溫天氣。
7月下旬(圖5c),里海北部高壓明顯減弱,貝加爾湖低槽有所加深,東西伯利亞至遠(yuǎn)東地區(qū)受高壓控制,阻塞高壓強(qiáng)度較中旬有所加強(qiáng),使得西伯利亞中西部地區(qū)高空槽東移緩慢,我國中高緯環(huán)流經(jīng)向度有所加大,呈西高東低之勢。副高發(fā)展強(qiáng)盛,繼續(xù)西伸北抬,與西側(cè)伊朗高原至非洲副熱帶高壓相連通。588 dagpm等高線一定程度上切斷了南方的水汽輸送,南方持續(xù)出現(xiàn)高溫少雨天氣。
圖5 2022年7月(a)上旬、(b)中旬、(c)下旬500 hPa平均位勢高度(單位:dagpm)
7月我國強(qiáng)降水過程較為頻繁,共有6次較大范圍暴雨過程(表1),其中5次降水過程集中影響北方地區(qū),月降水量較歷史同期相比具有北多南少的特征。上旬,受到臺風(fēng)登陸及減弱后的低壓環(huán)流與西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用的影響,我國中東部1—7日由南向北出現(xiàn)了一次大范圍持續(xù)性的強(qiáng)降水過程。中下旬,伴隨副高北抬西伸并控制江南華南地區(qū),主雨帶移至西北地區(qū)東部、華北、黃淮、東北地區(qū)。在以上6次強(qiáng)降水過程中,1—7日和26—29日的2次過程降水強(qiáng)度大、持續(xù)時間長、影響范圍廣、影響程度重,下文將重點分析這2次過程。
表1 2022年7月大范圍降水過程
1日08時至8日08時,我國中東部地區(qū)經(jīng)歷較長時間的持續(xù)性強(qiáng)降水過程,具有持續(xù)時間長、影響范圍廣、累計雨量大、局地小時雨量大的特點。從累計降水量分布來看,華南、江南西部、江漢、黃淮、華北、東北等地區(qū)的16個省(自治區(qū)、直轄市)出現(xiàn)了100~250 mm的降水,其中廣東、海南島西南部、廣西東部等地的部分地區(qū)達(dá)到400~580 mm(圖6)。
圖6 2022年7月1日08時至8日08時累計降水量
依據(jù)影響系統(tǒng)和降水成因,可以將本次強(qiáng)降水過程分為三個階段。第一階段為1—2日(圖7a),受到臺風(fēng)本體和外圍螺旋雨帶影響,海南島、廣東、廣西東部、福建南部等地出現(xiàn)暴雨或大暴雨,其中海南昌江最大日降水量達(dá)到476.2 mm,廣東沿海、海南島沿海出現(xiàn)7~9級陣風(fēng)、局地10~11級。1日20時,臺風(fēng)暹芭位于海南島東北側(cè)的南海洋面上。受副高西側(cè)偏南氣流和位于其右側(cè)臺風(fēng)艾莉影響,“暹芭”逐漸向西北方向移動,于2日15時登陸廣東電白,登陸時中心附近最大風(fēng)力達(dá)到12級(35 m·s-1),中心附近最低氣壓為965 hPa。臺風(fēng)本體降水表現(xiàn)出一定的不對稱結(jié)構(gòu),降水主要集中在臺風(fēng)中心西南側(cè)急流區(qū)以及東側(cè)螺旋雨帶中。從熱力因子和水汽條件來看,華南大部分地區(qū)處在高能高濕區(qū),東部整層可降水量達(dá)到50~70 mm,對流不穩(wěn)定能量超過200 J·kg-1。對流發(fā)展旺盛,局地小時雨強(qiáng)大,最大雨強(qiáng)達(dá)130 mm·h-1。
第二階段為3—4日(圖7b),副高出現(xiàn)斷裂,臺風(fēng)暹芭進(jìn)入廣西境內(nèi),在強(qiáng)盛的西南季風(fēng)引導(dǎo)下緩慢北上,于4日08時減弱為低壓。3日臺風(fēng)環(huán)流持續(xù)減弱,降水回波變得松散,主要為臺風(fēng)本體穩(wěn)定性降水和其東側(cè)、南側(cè)螺旋雨帶中的對流性降水,強(qiáng)降水分布在廣東、廣西;4日早晨臺風(fēng)減弱為低壓并向東北方向移入湖南;4日白天,低壓東側(cè)偏南風(fēng)急流逐漸加強(qiáng),降水回波在急流前沿輻合區(qū)重新發(fā)展加強(qiáng)并隨低壓向北移動,強(qiáng)降水隨之北移至廣東、湖南、江西西部、湖北東部。
第三階段為5—7日(圖7c),減弱后的低壓環(huán)流繼續(xù)向東北方向移動,逐漸與其北側(cè)西風(fēng)帶系統(tǒng)結(jié)合,低壓北側(cè)倒槽發(fā)展,鋒生作用亦導(dǎo)致上升運動明顯增強(qiáng)。低渦附近整層可降水量達(dá)到60~80 mm,低渦東南側(cè)對流不穩(wěn)定能量最大可達(dá)到1000 J·kg-1以上。受此影響,黃淮、華北、東北地區(qū)等地先后出現(xiàn)較大范圍強(qiáng)降水,其中河南東部和北部、安徽北部、山東西南部和北部、遼寧中部出現(xiàn)大暴雨,河南安陽、鶴壁、信陽及安徽亳州局地有特大暴雨,最大日降水量為316.9 mm,最大小時雨強(qiáng)為90~107 mm·h-1。受低壓尾流影響,華南仍有分散性強(qiáng)降水。
圖7 2022年7月(a)1日20時、(b)3日20時、(c)5日20時500 hPa位勢高度場(等值線,單位:dagpm)、850 hPa風(fēng)場(風(fēng)羽)和整層可降水量(陰影)
26日08時至30日08時,受東移高空槽、低層切變線和低空急流的共同影響,西南地區(qū)東部、黃淮、江淮、江漢、華北、東北地區(qū)出現(xiàn)一次大范圍的強(qiáng)降水天氣過程。從累計降水量分布來看(圖8),河北、北京、遼寧、吉林、山東、江蘇等地部分地區(qū)累計雨量超過50 mm,局地達(dá)100~263 mm,其中河北石家莊深澤(27日212.8 mm)、遼寧阜新(28日208.3 mm)日降水量均突破當(dāng)?shù)貧v史極值。
圖8 2022年7月26日08時至30日08時累計降水量(陰影和等值線)
從27日20時天氣形勢與物理量場配置來看(圖9a),副高位置偏北偏西,北界移到江淮、江南北部一帶,中高緯度地區(qū)500 hPa有高空槽東移至山西、湖北一帶,槽前850 hPa出現(xiàn)持續(xù)存在的切變線,后半夜切變線中有低渦生成并發(fā)展加強(qiáng)。河北、河南等地整層可降水量在40 mm以上,在低層受東南氣流影響有持續(xù)水汽輸送,對流不穩(wěn)定能量為200~500 J·kg-1。受上述動力系統(tǒng)、充沛水汽供給及一定的不穩(wěn)定能量條件影響,疊加太行山地形的抬升作用,河北中南部、河南北部出現(xiàn)了暴雨,局地大暴雨。
28日,位于太平洋海面上的副高有所北抬,對低渦東移構(gòu)成一定阻擋作用,使得低渦系統(tǒng)移動相對緩慢。從28日20時天氣形勢來看(圖9b),低渦切變線移至遼寧、山東一帶,位于遼寧上空的低空急流明顯加強(qiáng),在急流東側(cè)存在強(qiáng)烈的輻合區(qū)。渤海灣為降水過程提供充沛水汽,遼寧西部和北部整層可降水量超過50 mm。本次降水過程具有鋒面型降水的特點,以穩(wěn)定性降水為主,降水歷時比較長,造成遼寧中西部、吉林西部出現(xiàn)暴雨,遼寧西部局地大暴雨。
圖9 2022年7月(a)27日20時和(b)28日20時500 hPa位勢高度場(等值線,單位:dagpm)、850 hPa風(fēng)場(風(fēng)羽)和整層可降水量(陰影)
7月我國南海及西太平洋臺風(fēng)活躍程度較常年同期平均水平(3.7個)偏弱,總共有3個臺風(fēng)生成(表2),均未登陸我國。臺風(fēng)暹芭于6月30日08時在南海洋面生成,7月2日15時在廣東電白沿海登陸,是今年首個登陸我國的臺風(fēng)?!板甙拧钡顷憰r中心附近最大風(fēng)力達(dá)12級(35 m·s-1),是1991年以來初臺登陸強(qiáng)度位列第四的臺風(fēng)。登陸后“暹芭”向北移動,4日早晨位于廣西東北部,強(qiáng)度進(jìn)一步減弱,于4日08時停止編號。受“暹芭”影響,1—4日,海南島、廣東、廣西北部和東部、福建南部、湖南中東部、江西西部、湖北中東部等地出現(xiàn)暴雨或大暴雨,局部地區(qū)出現(xiàn)特大暴雨。據(jù)統(tǒng)計,共出現(xiàn)50個站日降水量達(dá)到特大暴雨量級。海南昌江、廣東茂名、廣西欽州最大日降水量分別為 476.2、422.5和336.1 mm,而海南三亞達(dá)421.6 mm,突破有氣象記錄以來的歷史極值(327.5 mm,1986年5月20日)。廣東西部沿海、海南島沿海出現(xiàn)10~11級平均風(fēng),陣風(fēng)達(dá)13~14級,廣東陽江陽西縣大樹島最大平均風(fēng)速為39.5 m·s-1(13 級),最大陣風(fēng)達(dá)45.8 m·s-1(15級)(國家氣候中心,2022)。
表2 2022年7月西北太平洋和南海熱帶氣旋概況
7月全國平均高溫日數(shù)(日最高氣溫≥35℃)為5.6 d,較常年同期偏多2.0 d,為1961年以來歷史同期第二多(僅次于2017年)(國家氣候中心,2022)。
隨著副高不斷西伸加強(qiáng),在大氣晴空輻射和下沉增溫等因素的影響下,7月全國一共發(fā)生2次高溫天氣過程。第一階段為5—17日,南方地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣,表現(xiàn)出極端性顯著、影響范圍廣和持續(xù)時間長等特點。四川東部、重慶西南部和北部、云南東北部、陜西南部、湖北西北部、江蘇南部、上海、浙江等地最高氣溫超過40℃,云南鹽津局地達(dá)44℃,279個國家氣象觀測站日最高氣溫達(dá)到或突破當(dāng)月極值,95個站達(dá)到或突破歷史極值。陜西南部、四川盆地、黃淮、江淮、江漢和江南等大部地區(qū)高溫日數(shù)為10~20 d,陜西東南部、湖北西北部、河南東部、安徽西北部局地超過25 d。第二階段為21—31日,南方地區(qū)高溫持續(xù),西北地區(qū)東部、四川盆地、華北、黃淮等地出現(xiàn)階段性高溫。江蘇、上海、浙江、福建、江西、安徽、河南南部及新疆南疆盆地等地的部分地區(qū)出現(xiàn)40℃以上高溫天氣,日最高氣溫將接近或突破歷史同期極值。此次高溫過程與5—20日南方持續(xù)高溫相比,江南東部地區(qū)氣溫極端性更強(qiáng),單日高溫覆蓋范圍更大、影響人口更多。