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天气闷热,降雨连绵,暖湿气候北移到华北了吗?

时间:2022-07-06 00:28:46 来源:科普之家 作者:北京科技报社 栏目:百科 阅读:17

北京入汛以来最强降雨为何时断时续?暴雨过后再遇桑拿天“蒸煮”,是因为暖湿气候北移了吗?一起破解背后的“气象密码”。

撰文/记者 赵天宇

采访专家:

祝从文(中国气象科学研究院研究员)

魏 科(中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心副主任)

信 欣(中国气象局公共气象服务中心气象分析师)

7月11晚至13日清晨,北京出现入汛以来最强降雨后,未来几天,北京雨水模式频繁在线,不但天天都有雨,而且在17-19日降雨还有增强趋势。

(图片来源:天气预报页截图)

汛期、三伏天,热和雨常结伴出没。暴雨过后,北京又迎来“湿哒哒、黏糊糊”的桑拿天“蒸煮”模式。不少网友调侃到,又得靠“空调续命”了。

极端降雨天气后又遇桑拿天,真是暖湿气候北移所致?入汛以来,北京为何比同期降水量偏多9成?一起破解降雨背后的“气象密码”。

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暖湿气候已经北移?

雨水增多并不意味着气候变化

有一种观点认为,最近北方先是经历了极端降雨,然后又遇到桑拿天,这不仅是一种极端天气现象,也是南方的亚热带季风气候(暖湿气候)北移导致的,是异常的气候现象导致的。

中国气象科学研究院研究员祝从文表示,此次京津冀地区大范围降水天气过程,算得上是极端天气,但并不能称之为异常,因为无论从降水强度和降水量上,都没有达到2012年7.21暴雨和2016年7.20暴雨的水平。

每年夏季受到大气环流等综合因素的影响,副热带高压北抬的时间和进度都不相同,华北雨季的开始时间本身就是有所差异的,出现一定时间段的波动也是正常现象。

据气象历史资料显示,华北雨季开始时间,最早可以到6月上旬,这在1954、1956、1980年都曾出现过。而最晚可以到8月中旬,比如1985年,1987年。这之间就相差了2个多月。

而就在三年前的2018年,受副高提前北抬的影响,华北雨季从7月9日就开始了,比常年同期甚至提前了10天,比今年的7月11日也提前了3天左右。结果那一年到了7-8月之交,北京反而不下雨了,没什么降水天气。

至于暖湿气候北移的问题,祝从文表示,从2010年以来,西北太平洋,特别是黑潮延伸体海域的海表温度表现出显著增暖趋势,该区域的海温异常增暖,有利于下游的阻塞和初夏的东北冷涡明显增强。受到东北冷涡天气的影响,最近十年,东北和华北地区的夏季降水,的确表现出增加趋势。

但这并不意味着,暖湿气候就此北移了“首先降水增多和气候暖湿是两个不同概念,没有什么必然联系”其次如果北方真的暖湿了,就无法解释东北的冷夏现象,因此这种观点是不科学的。

中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心副主任魏科也认为,今年极端的天气现象是稍微增多了一些,但这并不能认为,是所谓暖湿气候北移导致的,业内也没有明确的数据佐证这种观点。因为对于气候变化的研究,需要一个长时间、系统性的分析过程,不是一两此天气事件就可以得出结论。

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降雨为何时断时续?

低涡影响雨带“转来转去”

下一阵停一阵,一波大一波小,时间长雨量大,是不少公众对于这次北京暴雨的最直观印象。来自北京市气象台的统计数据显示,这场雨自南向北席卷北京全城,从7月11日18时一直下到13日6时,持续时间36小时,全市平均降雨量114.2毫米。

何为低涡?这是一种出现在北半球的低压系统,也就是出现于中纬度中层大气中的,一种逆时针旋转的低压涡旋。由于低涡发生在中低层,携带的冷空气不如冷涡那么明显,有的涡旋前部是暖的,后部是冷的;甚至有的低涡干脆就是暖涡,例如公众熟知的台风。

低涡系统本身具有逆时针旋转的特性,每一次旋转对其所在区域都会带来不同的影响。特别是低涡的东南象限降雨明显,配合冷空气和充沛的水汽条件,往往形成短时强降雨、雷雨大风、甚至冰雹天气。

其次,低涡的空间尺度较小,一般只有几百公里,在自身旋转的同时还会受大气环流背景等因素的影响,上下东西摆动,低涡的位置和强度均具有变化性强的特点,对降雨的落区和强度会有明显影响。

例如此次影响北京降雨的低涡系统,北京市气象台首席预报员赵玮分析说,就是一个典型的螺旋状回波雨带,会一直旋转,“来的时候比较猛烈,下一阵停一阵,比如影响城区的雨带过去了,转到北边去了,但一会儿又会转回来,城区就还会再下一波。一直要等到整个低涡系统的中心主体转出北京了,降雨才会最终减弱并结束。”

而与低涡相对应,在地面是气旋系统,其东侧气压梯度大,有利于产生地面大风。同时,这次过程还伴有对流性雷暴大风。两个原因叠加,导致这次过程大风天气也非常明显。

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组合暴雨怎样理解?

低涡主攻冷涡助攻副高打配合

当然,只有低涡系统或许并不足以形成这样长时间、大范围的降雨,另一种影响天气的“冷涡”系统助攻配合也非常关键。让此次降水过程,成为一场典型的“组合暴雨”。

此前有业内人士分析指出,此次暴雨是由高空冷涡+地面低涡+低空急流三种因素共同影响导致的。而中国气象局公共气象服务中心气象分析师信欣看来,这三种因素当中,最为值得关注的,是冷涡和低涡的同时出现。

冷涡又叫高空冷涡、冷性低涡:是在对流层的中上层的一种低压系统,“高”是指它在3~5.5km的高度左右;而“冷”是代表它中心附近的气温明显低于四周。冷涡到来以后,高空气温容易变冷,增加了大气环境的不稳定条件,容易使对流发展,导致一言不合就“下暴雨”。

△7月11日夜间到12日夜间,河北省部分地区迎来暴雨到大暴雨天气,局地伴有短时强降水、大风等强对流天气

相关研究表明,京津冀地区除短时强降雨外,强对流天气有一半以上都与冷涡有关。

信欣解释说,影响此次降雨的低涡系统,就是“诞生”在四川盆地,沿西南-东北方向一路北上,并给穿行地区带来较为明显的降水天气过程。最终在11号左右,这个低涡系统到达京津冀地区。

恰巧这时,华北地区有一个冷涡系统发展起来了,这样一个冷涡在高空,一个低涡在低空,再加上京津冀地区东部有强大的副高阻挡,可谓“金风玉露相逢”一场组合暴雨就这样诞生了。

“从天气系统上分析,高空槽和冷涡之间产生了很高的气压梯度力,形成了很强的低空急流,风速加快,水汽更快速的输送上来,而东部的副高又明显减缓了低涡移动的速度。”信欣说到,这样的天气形势,最终形成了覆盖整个京津冀地区,时间较长,并伴有局地强对流天气的暴雨天气过程。

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为何比同期降水量偏多9成?

与华北雨季提前开启有关

每年的7月下旬至8月上旬是我国华北、东北等北方地区的雨季,也是防汛重点时期,民间也习惯性的把这段时间称之为“七下八上”。

以往在七月中上旬,包括北京在内的华北地区,出现长时间、大范围的降水天气过程并不多见。但今年的数据却显示,从6月1日入汛到7月13日,北京全市平均降雨量287.2毫米,竟然比常年同期偏多了9成。为何会出现这样的情况?

△7月12日,上班早高峰期间,强降雨对北京市民出行及交通造成不同程度影响(央广网记者 韩靖 摄)

我国是典型的季风气候,降雨落区主要受西北太平洋副热带高压等大气环流系统的控制。这是因为副高西北侧的西南气流,是向暴雨区输送水汽的重要通道,而其南侧的东风带,则是热带降水系统活跃的地区。

简单来说,副高控制的区域一般是高温天气,但副高的外围,特别是副热带高压的西北侧区域,一般会出现持续的阴雨天气。

所以每年6月中旬到7月上中旬,我国东部主雨带由华南、江南一带,北抬至长江中下游或江淮地区;进入7月下旬,随着副高北抬,雨带也继续北抬,华北地区开始进入雨季。到8月份,东北一些地区则进入了雨季。

不过与往年相比,今年的副热带高压似乎有些异常,信欣表示,从目前的实际观测来看,副高位置不止偏北,还异常偏西,这让整个东北地区被副高“笼罩”,甚至连哈尔滨都出现了30度以上的高温天气。

这样一来,整个华北地区就处在了最容易降雨的副高西北侧,也就提前进入了“雨季”。这也是北京入汛以来同期降水量偏多9成的重要原因——雨季开始早了,同期降水量自然偏多。

出品:科普中央厨房

监制:北京科技报 | 科学加客户端

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