最近瘋狂下雨+超級高溫的原因,找到了

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NO.2232-風雨+高溫

作者:小哲

校稿:朝乾 / 編輯:養樂多

2022年6月6日,芒種預示著仲夏悄然而至。芒種意為 「有芒的麥子快收,有芒的稻子可種」,「芒種忙,忙著種」,北方忙收麥,南方忙插秧,整個華夏大地迎來了農忙時節。6月7日-9日,高考意味著寒窗苦讀十幾載的學生們迎來了他們的「芒種」。

栽秧割麥兩頭忙,芒種打火夜插秧

(圖:圖蟲創意)▼

6月21日,隨著太陽直射點到達北回歸線,位於北半球的中國進入一年之中白晝最長的一天,而夏至日之後的一個月內,華夏大地將進入伏天,氣溫仍將繼續升高,迎來最熱的時節。

但此時站在盛夏的節骨點上,回顧六月上半月的天氣,這個頗為忙碌的仲夏初卻顯得有些「水深火熱」。

當「龍舟水」遇上「梅雨」

每年5月21日至6月20日之間,為華南前汛期,由於降水大量發生在端午節龍舟競渡之時,俗稱「龍舟水」。

龍舟水的成因與南海夏季風活動密切相關,南海夏季風一般於5月中旬爆發北上,由於其來自熱帶海洋,表現為密度較輕且富含能量的暖濕氣團,其本身性質就不穩定,遇到合適的條件,比如南嶺等複雜地形的強迫垂直抬升運動、海陸風導致的局部輻合抬升,便可以觸發不穩定能量的釋放。

這樣的強降水由性質單一的暖濕氣團產生,往往被稱為暖區暴雨。

當季風迎面遇到山穀風和海陸風

就會被迫抬升觸發降水(夜晚示意)

(參考:華南海陸風日變化及其相關降水)▼

同時,在5月下旬至6月上旬時,冷空氣活動依然能深入到華南,儘管大多數已相當微弱。在夏季風初爆發時,冷暖氣流得以在華南勢均力敵,長期交匯形成鋒面降水。

來自熱帶海洋的暖濕氣流持續向華南輸送

和北下的冷空氣撞面,冷熱交鋒,暴雨來襲▼

在季風降水和鋒面降水的共同影響下,5月下旬至6月中旬華南地區也就出現了大範圍且集中的強降水天氣,即「龍舟水」。隨著「龍舟水」的來臨,江河水位迅速上漲,為賽龍舟提供了良好的場地條件。

蛟龍得雨耆鬣動,螮蝀飲河形影聯

(滑動看全圖 圖:圖蟲創意)▼

今年南海夏季風已於5月中旬爆發,較常年略偏早,強度接近常年到偏弱。

通常南海夏季風爆發後的兩周內,季風氣流攜帶充沛的西南暖濕水汽從熱帶印度洋和南海進入東亞大陸,此後中國南方地區對流性強降水將顯著增多,西南雨季、江淮梅雨相繼開始,中國全面進入主汛期。

每年6,7月份,梅子成熟的時候

長江中下游地區就陰雨不停

(圖:圖蟲創意)▼

而今年春季以來,受赤道中東太平洋拉尼娜事件影響,西太副高與中國雨帶偏北,預示著中國華南前汛期、南海夏季風爆發時間、西南地區雨季、江淮梅雨開始時間預計偏早。

按照此前預測,5月下旬至6月上旬,雨帶應當較早移動到江淮流域,華南大部降水強度會明顯減弱。但沒想到,中國江南和長江中下游雖已於5月29日同時入梅,分別較常年偏早11天和16天。但入梅之後,福建、廣東、廣西等地的雨並沒有減弱,而是彷彿「開閘」一般。

小雨喊著大雨,大雨喊著強降雨,沒完沒了▼

福建、廣東、廣西三省區區域平均降水量達621毫米,為1961年以來歷史同期最多。連續多年春旱的廣東和福建,正在經歷著最近半個多世紀以來最漫長水量最大的「龍舟水」。

5月31日下午5時500hPa

就廣東來說,龍舟水期間不下雨的日子一把手都數得過來...▼

受連續降雨影響,華南、江南多地發生暴雨洪澇災害,珠江流域多條中小河流水位超警。許多網友直呼「廣東天漏了」、「都忘了太陽長什麼樣了」。

大雨大雨一直下▼

而入梅的上海卻並沒有梅雨季節的「發霉」感覺。由於主雨帶位於較遠的華南地區,近10日降水相較於往年顯著減少,較往年偏旱,沒有黃梅天的感覺。

我們需要把目光從南方的西太副高與雨帶移開,望向北方

6月12日500hPa下的風場

可以看到北方兩個明顯的天氣系統▼

東北冷渦與暖高壓脊

京津冀的小夥伴最近應該深有體會,前一段時間總是得出門帶傘,一旦忘記就會很容易被迫躲雨。這背後的原因就是存在著較強的東北冷渦,不斷激發出強烈的雷暴甚至冰雹雲團進入京津冀,引發強對流天氣。

而華南暴雨的原因也正是自六月上旬以來北方的東北冷渦活動強烈,壓制著本就由於拉尼娜而偏弱疲軟的副高,最終造成了原本使長江中下游入梅的主雨帶南壓,並逐步退回到南嶺以南。

6月12日衛星圖上東北冷渦的逗狀雲系特徵明顯

並將副高壓制在東南沿海

(圖:FY-4A衛星雲圖)▼

那麼東北冷渦究竟是什麼?為什麼又有如此大的威力呢?

我們都知道,在4-6月中國北方主要位於副高的北側,受中緯度西風帶的控制。但是西風帶在高空並不一直都是平直的,會存在著向南或者向北的擾動,向北突出的暖高壓為高壓脊,向南延伸的冷低壓為低壓槽。

500hPa上的等高線及地轉風示意圖

(左圖為平直的西風帶,右圖為發生擾動後形成的槽脊)▼

但在西風帶中槽脊的發展演變過程中,在槽不斷加深時,高空冷槽與北方冷空氣之間的聯繫會被暖空氣切斷,在槽的南邊形成一個孤立的閉合冷性低壓中心,稱為切斷低壓,往往表現為一個氣旋式渦旋。而東北冷渦就是在中國東北附近地區具有一定強度、可以維持3天以上且有深厚冷空氣的切斷低壓。

東北冷渦一年四季都會出現,5月至8月是活動最頻繁的時候,尤以6月前後最為活躍。今年的東北冷渦特別活躍,截至6月14日今年已出現14個東北冷渦,其中,光6月6日以來就已經出現2個東北冷渦。

5月25日500hPa下的風場可以明顯看到東北冷渦

導致五月底的東北多個地區大幅降溫

部分地區還伴隨著陣雨和雷陣雨▼

而由於夏季大氣低層受地面加熱溫度較高、水汽較多,如遇到高空冷空氣,形成上冷下暖的不穩定結構,極容易激發局地性的對流性天氣。例如6月11日至12日,東北冷渦在華北多地造成暴雨、冰雹等強對流天氣,在北京還出現雷電、大風等天氣。

6月12日晚10點20分,在小區裡撿的冰雹

(圖:養樂多)▼

東北冷渦活動造成降水增加的同時,也伴隨著氣溫的明顯下降。上周,在東北、華北地區,明顯感覺到今年的夏天不僅不熱,而且早晚涼意十足。

6月13日18點13分,北京溫度是23度

這個溫度算是宜人又涼爽了 (圖:養樂多)▼

雖然東北冷渦的主體在東北,但它的勢力範圍並不限於此,持續的東北冷渦會將冷空氣一股股「甩」出來,與華南地區副高前側北上的夏季風冷暖交匯,形成劇烈的鋒面降水,最終造就了這場曠日持久的超強「龍舟水」。

但別忘了與東北冷渦這個切斷低壓相伴往往有高壓脊的產生,因此在東北冷渦的後側對應著中國西北地區的暖高壓。在暖高壓控制下,6月14日新疆吐魯番盆地出現了46.1度的高溫,為今年以來全國新高。

強烈的光照加熱疊加暖脊攜帶的乾暖氣團

導致全國氣溫榜單前十都在新疆▼

今年六月初河南山東等地就已經遭遇了高溫少雨的天氣,雖然此後冷渦甩出來的降水緩解了部分地區的旱情。但是6月15-16日,40度以上高溫從新疆、內蒙蔓延到這裏,網友直呼「河南熱成了可南」。

此時河南很多地區的秋季玉米剛種下

地表溫度過高也不宜於農作物生長(6.16乾旱監測圖)▼

未來將如何

隨著引起本月初的東北冷渦東移,影響力逐漸退出了東亞大陸,20日基本已經移動至鄂霍茨克海上空。而與之伴隨的是高壓脊和整個西風的擾動系統也逐步東移,目前已經基本移至京津冀上空。

6月20日早移動至北京的高壓脊

(圖:中央氣象台)▼

與持續東進、南下的暖高壓相伴隨,熱浪從西向東、從北向南蔓延,山西、河南、山東及蘇皖、關中盆地等地區出現持續性高溫天氣,日最高氣溫預計有35~38℃,局部地區可達40℃左右。河南中部形成高溫中心,鄭州、漯河等地將會持續一周39-40度的高溫天氣。20-21日暖脊控制了華北,北京市最高氣溫可達35-36℃,空氣濕度大,體感悶熱。

6月17日08時-20時全國高溫落區預報圖

在這次高溫冠軍爭奪戰中,河南勝得毫無懸念...▼

今天的北京,熱熱熱熱熱熱熱熱熱▼

正是由於北方槽脊的大型擾動與副高的疲軟仍舊持續了一段時間,華南江南等地的強降水過程也維持了很長的時間。但隨著東北冷渦減弱並東去,失去了阻礙的副熱帶高壓開始北抬。

20日起,儘管桂北粵北還有大到暴雨,但真正的主雨帶已向北來到湖南、江西和浙江一線。由於副高此時大幅變動之際,很有可能面臨著高溫、暴雨、強對流等極端天氣的快速變化,如侵入珠三角的西南季風的充沛熱力條件與低空垂直風切變作用下,造成了龍捲風的形成;破紀錄的特大暴雨造成珠江流域也引發了超強的洪水。

6月20日11時3小時降水量示意(顏色越深降水量越高)

廣東韶關,江西婺源,福建松溪等南方地區

都發生了嚴重的洪澇災害▼

但是好消息是6月22日起,副高北上西伸,將迅速控制南方,華南前汛期將會結束,強降雨天氣將隨之停止。但東南沿海區域將會在副高下沉氣流的影響下迎來晴朗潮濕的「桑拿天」。

而主雨帶將會迅速北移至江淮甚至黃淮一帶,23日前後河南、山東一帶將出現降水,對當地的旱情帶來緩解。但是這也意味著今年的梅雨極其不典型,可能出現草草開始並草草結束的局面。

6月22日20時-23日20時全國降水量預報圖▼

而更深遠的原因還需要看向遙遠的熱帶太平洋:原本冬季達到頂峰後應該快速衰減的拉尼娜,遠沒有像預期中減弱,赤道中太平洋到現在也沒恢復中性狀態,甚至下半年拉尼娜還有發展的苗頭,對應著西太副高應該會持續偏弱偏北,但最近由於較強的東北冷渦作用下卻長期壓在華南以南。

5-6月全球海表溫度距平,可以看到熱帶太平洋上明顯的拉尼娜狀態▼

因此今年盛夏,副高可能會迅速北跳,造成的北方異常暴雨和旱澇急轉。根據此前國家氣候中心的預測,預計今年夏季中國北方降水應當偏多,可能出現較重汛情,未來幾個月內北方還是應當注意防範可能的澇災風險。

參考資料:

[1] 中國氣象局:南海夏季風5月第3候爆發 較常年略偏早 2022.05.11

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/202205/t20220511_4817988.html

[2] 中國氣象局:中國主汛期氣候狀況為一般到偏差 總體區域性、階段性旱澇災害明顯,主要多雨區位於北方 2022.06.12

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/202206/t20220602_4880248.html

[3] 諶芸,陳濤,汪玲瑤,李晟祺,徐珺.中國暖區暴雨的研究進展[J].暴雨災害,2019,38(05):483-493.

[4] Xingchao Chen and Fuqing Zhang and Kun Zhao. Diurnal Variations of the Land-Sea Breeze and Its Related Precipitation over South China[J]. Journal of the Atmospheric Sciences, 2016, 73(12): 4793-4815.

[5] 中國氣象局:中國江南長江中下游已於5月29日入梅 較常年顯著偏早 2022.06.02

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/202206/t20220602_4880537.html

[6] 中央氣象台:5月以來閩粵桂區域平均降雨量為歷史同期第三多 未來一周華南江南強降雨持續 需警惕次生災害 2022.06.14

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202206/t20220614_4903828.html

[7] 中國氣象局:夏日如涼秋?東北冷渦活躍所致 2022.06.14

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/202206/t20220614_4904354.html

[8] 中國氣象局:華南江南等地仍有強降水過程 華北黃淮等地將出現持續性高溫天氣 2022.06.16 http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202206/t20220616_4907327.html

[9] 中國氣象局:江南華南等地有強降水 內蒙古東北地區有強對流 華北黃淮等地高溫天氣持續

2022.06.20

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202206/t20220620_4916350.html

*本文內容為作者提供,不代表地球知識局立場

封面:shutterstock

END

原標題:《最近瘋狂下雨+超級高溫的原因,找到了!》

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