彭京備 孫淑清 林大偉

1)(中國科學(xué)院大氣物理研究所, 北京 100029) 2)(中國氣象局人工影響天氣中心, 北京 100081) 3)(中國氣象局云降水物理與人工影響天氣重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081)

引 言

近年我國極端高溫事件發(fā)生頻次顯著增加,其影響和變化特征受到廣泛關(guān)注[1-7]。2000年后長江流域已發(fā)生多次高溫事件,但發(fā)生位置有所不同。2006年高溫主要集中在川渝地區(qū)[8]。2013年7—8月長江中下游地區(qū)發(fā)生罕見高溫?zé)崂颂鞖鈁9]。2019年8月高溫集中在長江中游和上游地區(qū)[10]。2022年夏季中國多個(gè)地區(qū)發(fā)生了持續(xù)性強(qiáng)高溫天氣過程,是該年最主要的自然災(zāi)害,其中長江流域的極端高溫事件持續(xù)時(shí)間長、強(qiáng)度強(qiáng)、范圍廣[11-13]。2022年7月21日—8月30日中央氣象臺(tái)連續(xù)41 d發(fā)布高溫預(yù)警,其中8月12日—23日更是連續(xù)發(fā)布最高級別的高溫紅色預(yù)警。上海、重慶等地持續(xù)出現(xiàn)40℃的異?？釤崽鞖?。高溫覆蓋長江全流域,其強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間均為1961年以來之最[14]。

2022年受持續(xù)高溫天氣影響,我國南方多地出現(xiàn)重度氣象干旱,長江、鄱陽湖、洞庭湖等江湖水位持續(xù)走低,近1個(gè)月鄱陽湖水體面積減少了約66%。長江流域出現(xiàn)罕見“主汛期反枯”。高溫不僅影響人民生活,還造成用電緊張、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)和山火等災(zāi)害[15]。因此此次高溫?zé)崂诉^程引起氣象界的普遍關(guān)注。研究顯示,副熱帶高壓異?；顒?dòng)是長江流域高溫的主要成因[8,11-13,16-18]。暖高壓內(nèi)盛行的下沉氣流有利于地面增溫[18]。

人們對西北太平洋副熱帶高壓(簡稱副高)的活動(dòng)規(guī)律及成因進(jìn)行了大量研究,包括研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、活動(dòng)規(guī)律及其對天氣氣候的影響[19-20],還研究周邊環(huán)流因子如熱帶、副熱帶環(huán)流對副高影響,包括季風(fēng)活動(dòng)、海溫影響等。近年在周邊環(huán)流,如熱帶、副熱帶環(huán)流、西風(fēng)帶長波槽脊對副高影響方面均取得大量成果。研究顯示,北半球夏季極渦面積擴(kuò)張時(shí),副高減弱,位置南移[21]。北半球中高緯度環(huán)流系統(tǒng)影響和制約副高的異常變化[22-28]。熱帶對流和副高的強(qiáng)度、北跳和西伸有密切關(guān)系。熱帶對流活躍有利于副高西伸北抬[29-31]。南半球的馬斯克林高壓與澳大利亞高壓的發(fā)展,通過越赤道氣流導(dǎo)致南海地區(qū)對流加強(qiáng),從而推進(jìn)副高增強(qiáng)[32-34]。彭京備等[35]分析2013年引起我國南方高溫的副熱帶高壓的異常成因,發(fā)現(xiàn)副高北抬西進(jìn)時(shí),東半球的主要越赤道氣流皆較為強(qiáng)勢,使得赤道輻合帶(the intertropical convergence zone,ITCZ)在熱帶西太平洋至印度洋間加強(qiáng),有力地支持了副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流。

2022年夏季,不僅西北太平洋副熱帶高壓出現(xiàn)異常,幾乎全球的副熱帶系統(tǒng)均出現(xiàn)異常。如伊朗高壓離開60°E以西的氣候平均位置,多次東伸甚至到達(dá)90°E以東地區(qū)。穩(wěn)定的高壓帶引起青藏高原北側(cè)新疆等大范圍的持續(xù)性高溫。歐洲地中海地區(qū)的副熱帶高壓異常偏強(qiáng),引起南歐如意大利、葡萄牙等地區(qū)的持續(xù)高溫。這種全球性副熱帶地區(qū)環(huán)流系統(tǒng)的異常及其造成的大范圍氣象災(zāi)害非常罕見,值得關(guān)注。

本文從2022年夏季全國高溫?zé)崂耸录胧?以長江流域的酷暑為切入點(diǎn),研究副高異?；顒?dòng)的原因,探討西風(fēng)帶長波槽脊的特殊位置及熱帶環(huán)流的特點(diǎn),以了解它們的異常對副高產(chǎn)生的影響及其物理過程,從而進(jìn)一步了解高溫?zé)崂诵纬稍颉?/p>

1 資料和方法

本文所用資料包括:①中國氣象局國家氣象信息中心提供的中國地面日值資料中的日最高氣溫資料,長江流域(27.5°～32.5°N,103°～122°E)為21895個(gè)站;長江下游地區(qū)(27.5°～32.5°N,116°～122°E)有8958個(gè)站,長江中游地區(qū)(27.5°～32.5°N,111°～116°E)有4235個(gè)站,川渝地區(qū)(27.5°～32.5°N,103°～111°E)有8702個(gè)站(區(qū)域示于圖1)。②歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)提供的日平均再分析資料,有300 hPa和500 hPa位勢高度場,27層(100,125,150,175,200,225,250,300,350,400,450,500,550,600,650,700,750,775,800,825,850,875,900,925,950,975,1000 hPa)垂直速度和風(fēng)場[36],地面2 m氣溫和降水[37]。其中等壓面資料水平分辨率為1°×1°,地面資料水平分辨率為0.25°×0.25°。以24 h資料的算術(shù)平均為日平均。③美國海洋和大氣管理局物理科學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供的逐日對外長波輻射(outgoing longwave radiation,OLR)。④中國氣象局國家氣候中心提供的1991—2022年7月、8月的副高西伸脊點(diǎn)指數(shù)、面積指數(shù)和強(qiáng)度指數(shù),限于資料長度,OLR氣候平均為2002—2020年,其余物理量的氣候平均為1991—2020年。以日最高氣溫不低于35℃為高溫標(biāo)準(zhǔn),不低于40℃為酷熱標(biāo)準(zhǔn)。其中①～③資料時(shí)間段為2022年6月1日—8月31日。

為討論西風(fēng)帶系統(tǒng)對副高的影響,計(jì)算Rossby波作用通量[38]。原始場經(jīng)過8 d滑動(dòng)平均,氣候態(tài)為1991—2020年,并經(jīng)過31 d滑動(dòng)平均。該方法已被用于副高維持機(jī)理的診斷分析[39]。

本文插圖中所涉及的中國國界基于審圖號為GS(2019)3082號標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖無修改。

2 2022年夏季高溫概況

2022年夏季長江流域的高溫從7月持續(xù)至8月。重慶和上海分別自7月4日和5日出現(xiàn)不低于35℃的高溫,連續(xù)高溫日數(shù)達(dá)到14 d和11 d。長江中游的高溫天氣出現(xiàn)較晚。南昌自7月9日持續(xù)9 d出現(xiàn)高溫。利用ECWMF再分析資料,得到2022年夏季中國高溫時(shí)期氣溫標(biāo)準(zhǔn)化距平及降水距平百分率。這與已有結(jié)果基本一致[18,40]。由圖1可見,長江流域氣溫普遍偏高0.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以上,其中高溫中心位于川渝地區(qū)東部和長江中下游地區(qū),氣溫偏高1.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。氣溫偏高的同時(shí),長江流域降水偏少,大部分地區(qū)降水距平百分率超過-80%。

定義日最高氣溫不低于35℃的站為高溫站。按照圖1黑框所示,分別計(jì)算長江全流域、川渝地區(qū)、長江中游和下游4個(gè)地區(qū)的高溫站占總站數(shù)比例的逐日變化(圖2)。由圖2可知,2022年7月9日以后,不論是長江上游、中游和下游地區(qū)還是長江全流域,高溫站占總站數(shù)的比例均出現(xiàn)峰值。7月9—17日川渝地區(qū)、長江中游和下游的高溫站比例分別從7月1—8日的35.41%,21.24%和45.79% 增至57.30%,68.78%和79.34%,長江全流域高溫站比例從36.79% 增加至71.80%。8月25日長江全流域、川渝地區(qū)、長江中游和下游高溫站比例才下降至50%以下。不低于40℃的高溫集中時(shí)段也與不低于35℃的時(shí)段相同。由圖2還可以看到,若以日最高氣溫不低于40℃的高溫站數(shù)表征高溫強(qiáng)度和范圍,無論是高溫強(qiáng)度和范圍,還是持續(xù)時(shí)間,8月均較7月上中旬更為明顯。因此,以下研究8月長江流域高溫的發(fā)生機(jī)理。

圖2 2022年6月1日—8月31日長江流域、川渝地區(qū)、長江中游和長江下游地區(qū)日最高氣溫不低于35℃和40℃的站數(shù)占區(qū)域內(nèi)總站數(shù)百分比(陰影表示高溫時(shí)段)Fig.2 Percentage of stations with daily maximum temperature equal to or greater than 35℃ and 40℃ in total stations in the Yangtze Basins,Sichuan-Chongqing Area,the lower and the middle reaches of the Yangtze from 1 Jun to 31 Aug in 2022(the shaded denotes hot spell)

續(xù)圖2

3 2022年8月環(huán)流主要特征及其成因

3.1 高溫時(shí)期的環(huán)流特征

2022年夏季高溫持續(xù)時(shí)段500 hPa位勢高度場及其距平見圖3。由圖3可見,7月中下旬副高西伸脊點(diǎn)位于105°E附近,較氣候平均偏西約24個(gè)經(jīng)度。7月平均西伸脊點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化距平為-0.88。與此同時(shí),位于伊朗高原的大陸副熱帶高壓(簡稱大陸高壓)則東伸顯著。由5880 gpm等值線時(shí)間-經(jīng)度剖面(圖4)可以看到,7月6日大陸副熱帶高壓東伸至105°E附近。此時(shí)副高西伸脊點(diǎn)位于108°E附近。7月18日和7月21—29日副高與大陸高壓打通,在長江流域形成高壓壩,導(dǎo)致浙江、福建、江西、安徽、江蘇等地出現(xiàn)高溫天氣。大陸高壓的月平均面積指數(shù)和強(qiáng)度指數(shù)異常分別為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差和 0.88 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差,即面積偏大,強(qiáng)度偏強(qiáng)。由此可見,7月的高溫是大陸高壓和副高共同作用的結(jié)果。

圖3 2022年7月9—31日和8月1—25日平均500 hPa高度場(實(shí)線,單位:gpm)及其距平(陰影)(粗實(shí)線為2022年5880 gpm線,粗虛線為同期氣候平均5880 gpm線)Fig.3 Mean geopotential height(the solid line,unit:gpm) and anomalies(the shaded) at 500 hPa from 9 Jul to 31 Jul and from 1 Aug to 25 Aug in 2022 (thick solid and dashed lines denote 5880 gpm isoline in 2022 and its climatology during the same period,respectively)

續(xù)圖3

圖4 2022年7月1日—8月31日25°～35°N平均5880 gpm線的時(shí)間-經(jīng)度剖面(實(shí)線)(虛線為同期氣候平均,陰影表示位勢高度大于5880 gpm,點(diǎn)線表示副高西伸)Fig.4 Time-longitude section of 5880 gpm isolines averaged along 25°-35°N from 1 Jul to 31 Aug in 2022(solid lines)(dashed lines denote climatology,the shaded denotes geopotential height greater than 5880 gpm,dotted lines denote westward extension of the subtropical high over the Western Pacific)

2022年8月大陸高壓面積偏小,強(qiáng)度偏弱。由圖3可以看到,副高異常西伸,西伸脊點(diǎn)達(dá)到90°E附近,較氣候平均的130°E偏西近40個(gè)經(jīng)度。8月副高西伸脊點(diǎn)異常達(dá)到-1.11個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差,這是1951年以來8月副高最偏西的位置。由圖4更能清楚地看到其西伸情況。8月副高西伸脊點(diǎn)一直維持在105°E以西。在副高持續(xù)西伸的同時(shí),其面積擴(kuò)大、強(qiáng)度偏強(qiáng),強(qiáng)度指數(shù)和面積指數(shù)異常分別為2.32和2.04個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。正是由于副高的穩(wěn)定維持,導(dǎo)致8月長江全流域的高溫天氣。

3.2 副高持續(xù)西伸成因

本節(jié)將討論副高周邊的熱帶環(huán)流和中高緯度環(huán)流對副高異常西伸并穩(wěn)定維持的影響。

3.2.1 熱帶環(huán)流異常的影響

氣候上每年8月ITCZ北推至15°N。2022年8月西太平洋至南海地區(qū)的ITCZ出現(xiàn)多次加強(qiáng)過程。由8月1—25日850 hPa風(fēng)場的異常(圖略)可知,120°E以西的南海地區(qū)存在一個(gè)寬闊的氣旋式風(fēng)異常區(qū),表明該地區(qū)的輻合持續(xù)加強(qiáng)。圖5a是南海及鄰近地區(qū)OLR異常。由圖5a可以看到,從孟加拉灣至南海地區(qū)為OLR負(fù)異常區(qū),負(fù)異常中心分別位于孟加拉灣和南海,表明熱帶地區(qū)對流較氣候平均偏強(qiáng)。由200 W·m-2等值線范圍可見,南海地區(qū)對流中心的位置較氣候平均偏西,范圍偏大。

圖5b是南海地區(qū)對流中心區(qū)(7.5°～21°N,108°～130°E,圖5a中的黑色方框所示)的平均OLR隨時(shí)間的變化。圖5b可見,8月大部分時(shí)間南海關(guān)鍵區(qū)的OLR低于同期氣候平均。7月30日—8月4日、8月6—10日、8月14—19日和8月22—24日為OLR偏低時(shí)段,即南海對流加強(qiáng)時(shí)段。除8月14—19日外,其余3次南海對流加強(qiáng)時(shí)段分別對應(yīng)南海熱帶低壓、臺(tái)風(fēng)木蘭(2207)和臺(tái)風(fēng)馬鞍(2209)的3次活動(dòng)。結(jié)合圖4可以看到,8月3日、9日、11日、16日、19日和24日副高出現(xiàn)西伸。除了8月11日副高西伸過程發(fā)生在南海地區(qū)平均OLR距平為正的情況外,其余5次副高西伸均發(fā)生在南海地區(qū)OLR為負(fù)距平時(shí),即南海對流加強(qiáng)時(shí)段。

圖5 2022年8月1—25日平均的OLR異常(實(shí)線為200 W·m-2等值線,虛線為氣候平均200 W·m-2;黑色方框表示南海對流關(guān)鍵區(qū))(a),2022年7月30日—8月31日南海對流關(guān)鍵區(qū)的OLR(實(shí)線)及同期氣候平均(虛線)逐日變化(豎實(shí)線表示高溫時(shí)段,豎點(diǎn)線為副高西伸)(b)Fig.5 OLR anomalies from 1 Aug to 25 Aug in 2022(solid and dashed lines denote 200 W·m-2 in 2022 and the climatology;the black box denotes the key region of the convection over the South China Sea)(a),time series of the mean OLR in the key region of the South China Sea from 25 Jul to 31 Aug in 2022(the solid line) and its climatology(the dashed line)(vertical solid lines denote the hot spell,dotted lines denote westward extension of the subtropical high over the Western Pacific)(b)

下面再以ITCZ的輻合情況說明其強(qiáng)度變化。圖6為108°～130°E平均經(jīng)向風(fēng)的時(shí)間-緯度剖面。由圖6可見,在7月30日—8月12日、8月14—21日和8月22—25日,南海對流關(guān)鍵區(qū)出現(xiàn)3次經(jīng)向風(fēng)的正距平,即低層南風(fēng)加強(qiáng),南海地區(qū)出現(xiàn)季風(fēng)涌。與偏南風(fēng)加強(qiáng)對應(yīng),南海地區(qū)低層出現(xiàn)散度負(fù)異常,高層出現(xiàn)散度正異常(圖7),即低層異常輻合,高層異常輻散,有利于ITCZ加強(qiáng)。與南海地區(qū)OLR的時(shí)間序列對比(圖5b)可見,3次季風(fēng)涌出現(xiàn)時(shí)間與OLR降低的時(shí)間完全一致。季風(fēng)涌引起的低層輻合、高層輻散,有利于南海對流加強(qiáng)。

圖6 2022年7月30日—8月31日108°～130°E平均850 hPa經(jīng)向風(fēng)異常的時(shí)間-緯度剖面(單位:m·s-1)(粗線為零線,黑色豎線表示8月1—25日高溫時(shí)段)Fig.6 Time-latitude section of meridional wind anomalies at 850 hPa along 108°-130°E from 30 Jul to 31 Aug in 2022(unit:m·s-1)(the thick line denotes the zero line,the vertical line denotes the hot spell during 1-25 Aug 2022)

圖7 2022年7月30日—8月31日7.5°～21°N平均的850 hPa和200 hPa散度異常的時(shí)間-經(jīng)度剖面(黑線為零線,橫線表示8月1—25日高溫時(shí)段)Fig.7 Time-longitude section of divergence anomalies at 850 hPa and 200 hPa along 7.5°-21°N from 30 Jul to 31 Aug in 2022(the black line denotes the zero line,the horizontal line denotes the hot spell during 1-25 Aug 2022)

異常強(qiáng)盛的ITCZ會(huì)對周邊環(huán)流產(chǎn)生影響。圖8a為2022年8月1—25日108°～130°E平均的垂直環(huán)流距平。由圖8a可以看到,15°N附近存在強(qiáng)烈的異常上升運(yùn)動(dòng),30°N附近為異常下沉運(yùn)動(dòng)。即Hadley環(huán)流上升支加強(qiáng),使得30°N附近出現(xiàn)異常下沉,這對該地區(qū)副高的西伸和加強(qiáng)極為有利。圖8b為南海對流中心附近(110°E)的垂直環(huán)流距平。由圖8b可以看到,15°～20°N附近出現(xiàn)強(qiáng)烈的異常上升,30°N附近出現(xiàn)強(qiáng)烈的異常下沉。對比圖8a和圖8b,110°E的垂直環(huán)流異常與108°～130°E平均的相似,只是強(qiáng)度更強(qiáng),局地Hadley環(huán)流的強(qiáng)烈加強(qiáng)支持副高的穩(wěn)定西伸。

圖8 2022年8月1—25日平均垂直環(huán)流距平(單位:經(jīng)向風(fēng)為m·s-1,垂直速度為102 Pa·s-1;灰色陰影表示垂直速度異常,黑色陰影為地形)(a)108°～130°E,(b)110°EFig.8 Vertical profile of mean anomalous meridional circulation along 108°-130°E(a) and 110°E(b) during 1-25 Aug 2022(unit:m·s-1 for meridional wind,102 Pa·s-1 for vertical velocity;the gray shaded denotes the anomalous vertical velocity,the black shaded denotes the topography)

由以上分析可見,8月南海地區(qū)出現(xiàn)3次季風(fēng)涌,引起低層異常輻合、高層異常輻散,對流活躍。8月共有3次熱帶低壓或臺(tái)風(fēng)登陸華南沿海。旺盛的熱帶對流引起局地Hadley環(huán)流上升支加強(qiáng),在30°N 附近出現(xiàn)異常下沉。熱帶對流從南面支持副高的穩(wěn)定維持和西伸。

彭京備等[35]分析2013年長江流域高溫成因時(shí)發(fā)現(xiàn),我國南方地區(qū)的高溫與西太平洋至南海的對流強(qiáng)度關(guān)系密切。這里再次證實(shí)該結(jié)果,且從熱帶環(huán)流影響Hadley環(huán)流強(qiáng)度的角度說明這種影響的物理過程。

3.2.2 西風(fēng)帶環(huán)流異常的影響

8月中高緯度的西風(fēng)帶系統(tǒng)也出現(xiàn)異常分布。由圖3可以看到,烏拉爾山和庫頁島以東地區(qū)均存在高壓脊,寬廣的低壓槽控制里海以東至日本北部的中緯度地區(qū),亞歐地區(qū)形成穩(wěn)定的兩脊一槽形勢。庫頁島地區(qū)的太平洋高壓脊與南側(cè)的副高直接打通,形成穩(wěn)定的高壓壩。為了說明西風(fēng)帶槽脊的穩(wěn)定性,計(jì)算40°～60°N 500 hPa位勢高度異常的時(shí)間-經(jīng)度剖面(圖9)。由圖9可以看出,位于60°E附近和150°E以東地區(qū)增強(qiáng)高壓脊持續(xù)了整個(gè)8月,系統(tǒng)穩(wěn)定且強(qiáng)大。反觀7月,西風(fēng)帶雖然也是兩脊一槽的基本配置,但是表現(xiàn)出明顯的移動(dòng)特征。

圖9 2022年7月30日—8月31日40°～60°N平均的500 hPa位勢高度異常的時(shí)間-經(jīng)度剖面(橫線表示8月1日—25日高溫時(shí)段)Fig.9 Time-longitude section of 500 hPa geopotential height along 40°-60°N from 30 Jul to 31 Aug in 2022(horizontal lines for the hot spell during 1-25 Aug 2022)

烏拉爾地區(qū)高壓脊對副高也有作用。圖10為2022年8月1—25日和8月21—25日平均的300 hPaRossby波作用通量。由圖10a可以看到,烏拉爾山高壓脊為波作用通量輻散區(qū),Rossby波能量由此向東南方向頻散,在90°E附近的副熱帶地區(qū)形成波能量輻合。對副高西段的異常起到維持和加強(qiáng)的作用。烏拉爾山地區(qū)的波能量向副高西段頻散以第5候尤為明顯(圖10b),此時(shí)副高西伸脊點(diǎn)達(dá)到77°E附近,為8月最西端(圖4)。同時(shí),長江中下游地區(qū)和川渝地區(qū)不低于40℃的高溫站數(shù)也達(dá)到本次高溫過程的峰值(圖2)。

圖10 2022年8月1—25日(a)和8月21—25日(b)平均的300 hPa準(zhǔn)地轉(zhuǎn)流函數(shù)距平(陰影)和波作用通量(矢量,單位:m2·s-2,小于2 m2·s-2的未顯示)Fig.10 300 hPa quasi-geostrophic stream function anomalies(the shaded) and wave activity flux(the vector,unit:m2·s-2) during 1-25(a) and 21-25(b) in Aug 2022(vectors less than 2 m2·s-2 are not shown)

因此,2022年8月西風(fēng)帶中穩(wěn)定少動(dòng)的兩脊一槽形勢對副高持續(xù)西伸穩(wěn)定起到不可忽視的作用。

值得注意的是,2013年和2019年長江中下游地區(qū)也出現(xiàn)了高溫天氣,但中高緯度環(huán)流異常有所不同。與2022年相似,2013年夏季歐亞大陸為兩脊一槽,中高緯環(huán)流比常年平直,冷空氣活動(dòng)較少,有利于副高在30°N附近維持[35]。2019年亞歐中高緯度地區(qū)呈現(xiàn)明顯的“- + -”的波列分布,烏拉爾山至貝加爾湖高壓脊發(fā)展,下游鄂霍次克海地區(qū)位勢高度負(fù)距平[17]。因此,中高緯度環(huán)流異常對副熱帶高壓的影響值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論和討論

本文以2022年夏季長江流域持續(xù)的高溫過程為主要對象,分析主要影響環(huán)流系統(tǒng)以及其異常成因,得到如下主要結(jié)果:

1) 2022年夏季長江流域經(jīng)歷了高溫酷暑的天氣,其中尤以8月最盛。此次高溫?zé)崂藦?qiáng)度強(qiáng),范圍廣,持續(xù)時(shí)間長。高溫區(qū)從長江流域上游一直延伸到下游,持續(xù)近1個(gè)月之久,造成了歷史罕見的嚴(yán)重災(zāi)害。

2) 長江全流域性的持續(xù)高溫與副高的異?；顒?dòng)有密切關(guān)系。2022年8月副高西伸且穩(wěn)定,其西端脊點(diǎn)到達(dá)90°E,比常年偏西近40個(gè)經(jīng)度,控制了幾乎整個(gè)長江流域地區(qū),這在氣象歷史上十分罕見。

3) 熱帶環(huán)流的異常強(qiáng)盛是副高穩(wěn)定西伸的重要原因之一。8月西北太平洋至南海地區(qū)赤道輻合帶持續(xù)偏強(qiáng),對流旺盛,期間曾有3次臺(tái)風(fēng)或熱帶低壓活動(dòng)。由垂直環(huán)流可知,南海地區(qū)出現(xiàn)明顯Hadley環(huán)流的異常,支持115°E以西副高的維持。

4) 西風(fēng)帶環(huán)流的異常是影響副高異常的另一個(gè)重要因素。從高溫時(shí)段500 hPa位勢高度場看,東亞地區(qū)一直維持兩脊一槽的形勢,東側(cè)的鄂霍次克海高壓脊幾乎與副高打通,形成穩(wěn)定的高壓壩。從Rossby波作用通量看,烏拉爾地區(qū)的高壓脊不斷向東南方向輸送能量,它也對副高西段的維持和加強(qiáng)起到十分重要的作用。

2022年8月高溫中心位于川渝地區(qū)東部和長江中下游地區(qū)。川渝地區(qū)東部氣溫異常超過2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差,其強(qiáng)度超過長江中下游地區(qū)。重慶北碚和江津日最高氣溫分別達(dá)到45.0℃和44.7℃,重慶8月8—28日連續(xù)21 d日最高溫度超過40℃、夜間最低氣溫超過30℃[41]。除了副高的穩(wěn)定控制外,重慶的地形條件使得高溫易發(fā)。重慶以山地為主,地勢由南北向長江河谷遞減,北方冷空氣不易進(jìn)入,在長江及其支流河谷地帶為高溫天氣多發(fā)地帶[42]。另一方面,全球變暖也為2022年極端高溫的發(fā)生提供了背景[11-12]。2000年以后重慶地區(qū)進(jìn)入升溫階段[43]。事實(shí)上,在2006年的川渝高溫事件中,全球變暖對高溫的貢獻(xiàn)為0～1℃,年際變化的貢獻(xiàn)為1～3℃[44]。

2022年夏季長江流域酷暑是較為特殊的個(gè)例,為探索副高活動(dòng)成因提供了范例。西北太平洋副熱帶高壓異?；顒?dòng)的原因比較復(fù)雜,也是氣象學(xué)家們極為關(guān)注的課題。本文從熱帶環(huán)流及西風(fēng)帶槽脊異常出發(fā),分析副高南北兩側(cè)大型環(huán)流異常對西北太平洋副熱帶高壓的影響以及其物理過程,以期對夏季高溫、干旱天氣以及其中期過程提供深入認(rèn)識(shí),進(jìn)而在預(yù)報(bào)上獲得更多線索,增進(jìn)對副熱帶高壓活動(dòng)規(guī)律及成因的了解。