2020年浙江省梅雨异常的成因分析.pdf

江象2023年9 月浙第4 4 卷第3 期2020年浙江省梅雨异常的成因分析项素清舒素芳（浙江省金华市气象局，浙江金华3 2 10 0 0）摘要：2 0 2 0 年浙江梅汛期入梅比常年明显偏早、出梅比常年偏晚、梅雨期明显偏长、梅雨量显著偏多，共出现8 次大范围的强降水过程。通过分析发现：南海夏季风比常年爆发偏早，南亚高压和副高北跳提前，导致2 0 2 0 年人梅偏早；6 月下旬开始到7 月副高和南亚高压脊线位置总体偏南，导致出梅偏晚，梅期偏长；副高南侧的偏东气流携带西太平洋的水汽在南海转向和南半球的越赤道转化成的印度洋、孟加拉湾的西南气流汇合，形成一支强盛的西南低空急流。乌拉尔山脊前常有冷空气南下，使其东侧低槽加深，分裂小槽东移，冷暖气流交汇，有利于梅雨带在长江中下游一带维持；通过分析前期外强迫因子，可以发现厄尔尼诺事件、冬季环流型、高原积雪、北极海冰和冬季风等等，都可以成为梅汛期预测的依据。关键词：梅雨异常；南亚高压；厄尔尼诺；成因0引言梅雨指的是每年6 一7 月在中国长江中下游地区出现的以持续多雨为主要特征的气候现象。梅雨期雨带主要排在江南至淮河之间，并往往伴随着持续性大暴雨、洪涝灾害的发生，给国家和人民的生命财产等带来巨大损失。国内外学者很早就开展了梅雨的研究工作，发现了很多有价值的结论和规律 1-9 。如陶诗言等 1-2 指出，梅雨的开始和结束与亚洲上空南支西风急流的北跳过程密切相关。丁一汇等 3 认为，当6 月中旬东亚夏季风从华南推进到长江流域,同时印度夏季风在印度次大陆爆发时，中国梅雨雨季开始。魏凤英等 6 探讨了近百年全球海表温度年代际尺度的空间分布结构与长江中下游梅雨异常变化的联系，发现当北太平洋年代际振荡暖事件趋势处于较强时期时，长江中下游梅雨为偏多的趋势，反之亦然。牛若芸等 7 对2 0 0 8 年梅雨异常的大尺度环流成因进行了分析，指出对流层高、中、低层多个尺度环流系统都可对江淮梅雨产生直接或者间接影响。赵俊虎等 8 研究了2 0 16 年梅雨异常的成因指出，环流系统冬夏季节性调整和转变显著提前，导致了2 0 16 年江南区入梅显著偏早；东亚副热带西风急流、副热带高压（简称副高）和东亚夏季风涌在7 月中旬阶段性南落导致了江南区和长江区出梅偏晚。受到前冬超强厄尔尼诺衰减影响，梅雨期副高异常偏强，水汽输送到长江流域，与北方弱冷空气辐合，造成梅雨量异常偏多。赵晓琳 9 分析了2 0 18 年入梅偏晚，梅雨量偏少的原因，发现索马里越赤道气流爆发偏晚，强度偏弱，不利于南海夏季风爆发，因而对人梅偏晚有一定指示意义。2 0 2 0 年浙江梅雨人梅早，出梅迟，梅期长，梅雨量大，强降水引发的洪涝、山体滑坡和小流域山洪泥石流等灾害给交通出行、工农业生产和人民生活等带来诸多不利影响。本文将从外强迫因子、大尺度环流系统演变及其异常特征人手，分析2 0 2 0 年浙江梅雨的异常特征及其原因，以期提高梅雨预报水平。12020年浙江梅雨气候概况2020年浙江省于5 月2 9 日人梅，7 月18 日出梅。梅汛期具有梅期特别长、梅雨总量特别大、强降雨区域重叠、“梅中有伏”等特征（注：浙江梅雨主要指浙江中北部的梅雨，浙南无梅雨收稿日期：2 0 2 3-0 3-14*基金项目：中国气象局预报员专项（CXFZ2021Z033）及金华市科技局项目（2 0 2 1-4-3 7 0）作者简介：项素清，女，19 7 3 年生，高工，硕士，研究方向：梅汛期和台汛期暴雨预报，Email：3 0 7 6 19 8 6 7 q q.c o m江象浙第4 4 卷概念）。人梅比常年偏早12 d，出梅比常年偏晚8d,梅期5 0 d,比常年偏多2 0 d,在19 5 1年以来的梅雨期中排第6 位，在2 0 0 0 年以来的梅雨期中排第2 位。根据国家气象观测站统计资料可知，2 0 2 0 年浙中北梅雨量6 3 3 mm为19 5 1年以来历年梅雨量第1位（第2 位为19 5 4 年6 2 3mm）。平均雨量较大的衢州市8 7 3 mm、湖州市795mm、杭州市7 8 3 mm位列前3，金华市5 5 9mm排名第6。2 9 个县（市、区）平均雨量超过600mm，最大为开化115 1mm，单站最大为开化钱江源达14 9 3 mm。14 个国家气象站累计雨量破该站历史同期最多纪录，金华国家气象站累计梅雨量5 7 9.4 mm，较常年偏多10 3.7%，居历史第2 位（第1位为19 7 3 年7 0 8.6 mm）。梅汛期间，浙江省先后出现9 轮较大范围强降雨。梅中有伏，6 月12 18 日、7 月12 17日梅雨带北抬，出现阶段性高温。梅雨最集中的时间段为6 月18 日一7 月10 日，暴雨范围广、强度强，强降雨间隔时间短，加上上一次强降雨的风险积累以及上游影响，新安江水库水位达10 8.3 9 m，超历史极值，7 月8 日0 9 时，新安江水库9 个泄洪闸孔全开泄洪，这属自19 5 9年9 月该水库建成以来的首次。2入梅偏早、出梅偏晚的原因分析梅雨是东亚夏季风系统和欧亚中高纬度环流系统相互作用的结果，梅则体现了东亚大气环流系统完成了从冬季风环流系统向夏季风环流系统的调整。梅雨的水汽来源于低纬度地区暖湿气流的向北输送，夏季风的北推进程与人梅的早晚密切相关。2 0 2 0 年南海夏季风于5月第4 候爆发，较常年（5 月第5 候）偏早，且强度比常年明显偏强，有利于水汽向北输送，为梅雨带的建立提供了水汽条件。进人6 月中下旬和7 月以后，南海夏季风比常年偏弱，有利于雨带在长江中下游维持，导致浙江出梅偏晚。中国夏季降水与西太平洋副热带高压各个特征指数的关系中，以与副高脊线位置的关系最密切，副高先后两次显著北跳是梅雨开始和结束的标志。图1为副高西段脊线位置日变化图。从副高脊线分布可知，6 月上中旬西太平洋副热带高压脊线比常年偏北，而从6 月下旬开始到7 月副高脊线位置总体偏南，导致雨带维持在长江中下游，其中副高脊线位置两次偏北，正好对应6 月12 18 日、7 月12 17 日浙江的阶段性高温天气。3936+脊线位置-1981-2010年脊线平均位置333027No/242118151291月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11月12 月2020年时间图1副高西段脊线位置日变化图南亚高压是梅雨天气系统的重要组成部分，南亚高压的脊线位置与梅雨期有密切的关系，人梅前南亚高压的突然大幅度北跳是人梅的前期信号。南亚高压北侧的高空西风急流的南北位置和强度变化与梅雨的关系密切。2 0 2 0年6 月南亚高压脊线一直较气候平均偏北，北跳时间较常年偏早约一旬。特别是6 月中旬，比气候平均显著偏北，基本上偏北5 个纬度以上。但进人7 月以后，南亚高压脊线比常年偏南。以上几点是浙江人梅异常偏早、出梅偏晚的原因所在。3梅雨量偏多的原因对流层上层一平流层低层通常以10 0 hPa环流场来表征，而南亚高压是夏季位于亚洲南部对流层上层和平流层低层的一个强大而稳定的大气活动中心。它与夏季北半球大气环流和亚洲天气气候关系密切，对我国夏季降水影响很大。从浙江2 0 2 0 年梅雨期（5 月2 9 日7 月18日）10 0 hPa平均位势高度场及距平场（图2 a）可知，从青藏高原到我国东部沿海上空为庞大的反气旋性环流所控制，脊线位于3 0 N以南，对应为大片的正距平区，中心最大值为4 0 6 0gpm,说明南亚高压强度比常年明显偏强。南亚第3 期项素清，等：2 0 2 0 年浙江省梅雨异常的成因分析80N80Na556070N70N5620556060N16440-60N-5600-5640元5680-16480-50N1640050N165201644065605720166001648016520-5760-568040N166401.6801656040N5720-1676016720166005800-5760-16640168005800-5840167201668058088030N30N5840-86016840098588020N1680020N1676016720588010N10N16580O0口0口586010S10S30E60E90E120E150E180E30E60E90E120E150E180E80-60-4020-10-551020406080gpm-80-60-40-2010-551020406080gpm图22020年5 月2 9 日一7 月18 日平均位势高度场（等值线）和距平场（阴影区）（a.100hPa、b.5 0 0 h Pa）高压北侧的西风急流和南侧的东风急流都比常年偏强，两支急流为梅雨提供了强大的辐散场。在梅雨期5 0 0 hPa平均位势高度场及距平场（图2 b）上，极涡中心分成两个，一个位于亚洲北部，另一个位于北美的加拿大北部。乌拉尔山附近为正距平区，中心值达+5 0 gpm，从新疆经贝加尔湖再到鄂霍次克海为负距平区，最大中心值为-3 0 gpm，位于新疆。另外，我国东北地区有一个正距平区，中心值为+15 gpm。冷空气从极地经新疆一带沿西北气流向长江中下游地区输送。同时，日本海为弱的负距平区，说明东亚大槽位置较常年偏东偏南，中心强度偏强，经向性环流输送增强，有一部分冷空气从日本海经黄海到长江中下游。日本海的负距平抑制副高的进一步西伸北跳，副高稳定维持，使长江中下游流域不易出梅，梅期偏长，有利于梅雨量增多。同时，中低纬度西太平洋副热带高压5 8 8 线和5 8 6 线均比常年偏西，我国东南沿海地区处在正距平区里，说明副高中心强度偏强，西伸脊点偏西，特别是12 0 E副高脊线在20N附近，副高西侧边缘强盛的西南暖湿气流向北输送到长江中下游地区，为梅雨提供了充沛的水汽条件。乌拉尔山脊前有冷空气南下，使其东侧低槽加深，分裂小槽东移，同时，贝加尔湖是大槽区，中纬度为平直西风气流，有利于稳定纬向型暴雨的形成。700hPa上（图3 a），乌拉尔山附近是一个高压脊，贝加尔湖到我国东部地区是槽区，同时在青藏高原北部也有一个高压中心，切变线位于长江流域3 0 N附近，副高西伸脊点位于华南沿80N80Na2980b70N294070N2960300060N140060N2980-3000-3020A14803080元304050N50N203060-3020E312014403100304040N44040N30603080-1460310014803120318030N154030N310014804114604801520150020N20N31201.46010N10NAO00O10S10S30E60E90E120E150E180E30E60E90E120E150E180E80-60-402010551020406080gpm8060-4020-10-5551020406080gpm图32020年5 月2 9 日一7 月18 日平均位势高度场（等值线）和距平场（阴影区）（a.700hPa、b.8 5 0 h Pa）4江第4 4 卷象浙海，脊线在2 0 N附近，副高西侧是西南低空急流，冷空气和西南气流在长江中下游一带交汇。8 5 0 hPa（图3 b)形势类似，在华西一带有一个闭合的低压中心，切变线比7 0 0 hPa更偏南一些，副高西侧也是一支强盛的西南低空急流。从8 5 0 hPa矢量风场（图4）可知，副高南侧的偏东气流携带西太平洋的水汽在南海转向，和来自印度洋和孟加拉湾的西南气流汇合形成一支强盛的西南低空急流。由8 5 0 hPa平均水汽通量场可知，来自南半球的越赤道气流在印度洋转向东北方向，和来自孟加拉湾的水汽一起向长江中下游地区输送，湖南和江西一带是一个大值中心，中心值达18 kgm=1.sO80N60N40N20N030E60E90E120E150E180E4m/s图42020年5 月2 9 日7 月18 日8 5 0 hPa矢量风场朱哲等 10 对江淮梅雨与梅雨期西北太平洋热带气旋的关系进行研究发现，梅雨期西北太平洋热带气旋（TC）的生成与活动在强、弱梅雨年存在显著差异。强梅雨年TC生成较少，以西、西北行为主，主要影响我国南部地区；弱梅雨年TC生成偏多，以转向路径为主，影响我国东南沿海众多省份。2 0 2 0 年8 月之前台风生成异常偏少，仅有2 个台风生成，其中2 号台风6月中旬登陆广东省西部。7 月无台风生成，破历史最少纪录。台风生成频数少，说明副高稳定，且位置偏南，有利于梅雨带长时间维持在长江中下游地区，导致梅雨量偏多。4前期外强迫因子分析4.1厄尔尼诺事件厄尔尼诺事件是指赤道东太平洋海表温度异常升高的现象。项素清等 11 研究了厄尔尼诺事件对金华气候的影响，发现厄尔尼诺影响年，金华人梅日期普遍偏早，出梅日期大部分偏晚，梅期都比常年偏多，其中19 7 0 年、19 7 3 年的梅期长度是常年的2 倍多。梅雨量都比常年偏多，平均值达4 8 6.7 mm，比常年偏多六到七成。如19 7 3 年入梅早，5 月14 日就人梅了，6 月2 9日出梅，梅期达4 7 d，梅雨量异常偏多，高达721.5mm，是常年的2.4 倍，是金华有气象记录以来梅雨量最多的一次。2 0 19 年11月开始，赤道东太平洋海温持续偏高超过5 个月，形成了一次弱厄尔尼诺事件。受厄尔尼诺事件影响，2020年6 月副高偏强、位置偏西，有利于来自南海和孟加拉湾的水汽向江南地区输送，导致梅雨量偏多。所以，厄尔尼诺事件是2 0 2 0 年梅雨期人梅早、出梅晚、梅雨量多的一个原因。4.2北半球冬季环流型将降水量距平百分率2 5%定义为降水偏多，将降水量距平百分率2 5%定义为降水偏少。为了研究汛期降水量和前冬环流的可能关系，分别对多雨年、少雨年前冬5 0 0 hPa和10 0hPa高度距平场进行合成分析，得到多雨年和少雨年的空间分布形态。对比两者（图5、图6）可知，距平分布差异较大，少雨年极涡附近是正距平区，中纬度地区第3 期项素清，等：2 0 2 0 年浙江省梅雨异常的成因分析90W60W120Wa30W150W201030200180201030E150E60E120E90E图5 a少雨年5 0 0 hPa高度距平场90W60W120W30Wa150W上2001802030E150E60E120E90E图6 a多雨年5 0 0 hPa高度距平场是负距平区。多雨年正好相反，极涡附近是负距平区，中纬度地区是正距平区。2019年冬季北半球位势高度和距平场（图7)上，极涡附近是负距平区，中纬度地区是正距平区，和降水偏多年分布形态非常吻合，说明2020年汛期降水容易偏多。4.3冬季青藏高原积雪气象工作者在青藏高原冬、春季积雪对我国夏季降水的影响方面有比较深人的研究。朱玉祥等 12 研究表明，高原冬、春积雪和夏季长江流域降水呈显著正相关，与华南和华北降水呈负相关。高原冬、春积雪的增加，降低了地表温度，减弱了地面热源，进而使得青藏高原及附90W60W120W30Wb150W203050018070201060301020101030E150E60E120E90E图5 b少雨年10 0 hPa高度距平场90W60W120Wb二30W20150W001803030E150E60E120E90E图6 b多雨年10 0 hPa高度距平场近地区大气热源减弱。青藏高原春、夏季热源减弱，使得海陆热力差异减小，致使东亚夏季风强度减弱，输送到长江流域的水汽增加，输送到华北的水汽减少；同时，高原热源减弱，使得副热带高压偏西，夏季雨带在长江流域维持更长时间。宋文玲等 13 统计指出，冬季青藏高原积雪异常偏多时，夏季雨带位置偏南，长江流域容易发生洪涝灾害。观测事实表明，2 0 19 年冬、春季青藏高原积雪异常偏多，导致2 0 2 0 年夏季长江流域降水偏多，浙江梅雨偏强4.4北极海冰分布北太平洋海冰异常对东亚夏季风和降水产生影响。当海冰偏少时，梅雨锋加强，加强的上6江第4 4 卷象浙90W90Wab16600586058580058556001650016400163001.66005500元16001620016500180008005400164001640053005200009958000029018001540015900180006958601009910：0 9 8 956007001630058005860586016500%16600588090E90E-80-60-40-20-10551020406080gpm80-6040-2010-551020406080gpm图72019年冬季（2 0 19 年12 月一2 0 2 0 年2 月）北半球的位势高度及距平场（a.500hPa、b.10 0 h Pa）升运动直接造成降水的增加。北极海冰减少，有利于梅雨加强。北半球海冰总面积呈显著减少趋势，特别是自2 0 10 年以来，减少尤为迅速。2019年冬季北极海冰显著偏少，预示着2 0 2 0 年夏季梅雨量将偏多。图8 为北极海冰距平年际变化图。42本0-219851990199520002005201020152020年份图：北极海冰距平年际变化图4.5夏季风和汛期降水的关系张庆云等【14 研究发现东亚夏季风偏强年，鄂霍次克海区域一般没有阻塞高压，西太平洋副热带高压位置偏北，西太平洋中纬度地区位势高度偏高，东亚梅雨锋的强度减弱，长江流域梅雨锋区降水比常年偏少。东亚夏季风偏弱年，东亚中高纬度鄂霍次克海区域一般有阻塞高压形势，西太平洋副高位置偏南，西太平洋中纬度地区位势高度偏低，梅雨锋强度偏强，长江流域梅雨锋区降水比常年偏多。2 0 2 0 年夏季风比常年偏弱，有利于江南地区梅雨锋降水偏多。55结语（1)2 0 2 0 年浙江梅汛期人梅比常年明显偏早、出梅比常年偏晚、梅雨期明显偏长、梅雨量显著偏多，共出现8 次大范围的强降水过程。（2)高层南亚高压和高空西风急流季节性北跳偏早，中层副高北跳提前，南海夏季风比常年爆发偏早，高低层大气环流系统的共同作用，导致2 0 2 0 年人梅偏早。6 月下旬开始到7 月副高脊线位置总体偏南，7 月南亚高压脊线位置也偏南，雨带维持在长江中下游，出梅晚，梅期长，强降水过程多，台风活动少，导致整个梅雨期雨量明显偏多。（3)副高南侧的偏东气流携带西太平洋的水汽在南海转向，和南半球的越赤道转化成的印度洋、孟加拉湾的西南气流汇合，形成一支强盛的西南低空急流。乌拉尔山脊前常有冷空气南下，使其东侧低槽加深，分裂小槽东移，同时，贝加尔湖是大槽区，中纬度为平直西风气流，有利于稳定纬向型暴雨的形成。（4）通过分析前期外强迫因子，可以发现厄尔尼诺事件、冬季环流型、高原积雪、北极海冰和夏季风等等，都可以成为梅汛期预测的依据。参考文献：1 陶诗言，赵煜佳，陈晓敏.东亚的梅雨期与亚洲上空大气第3 期项素清，等：2 0 2 0 年浙江省梅雨异常的成因分析环流季节变化的关系J.气象学报，19 5 8，2 9（2）：119-134.2陶诗言，朱文妹，赵卫，论梅雨的年际变异J.大气科学,19 8 8,12(S):13-21.3丁一汇，柳俊杰，孙颖，等.东亚梅雨系统的天气-气候学研究J.大气科学,2 0 0 7,3 1（6）：10 8 2-110 1.4施能，朱乾根，吴彬贵.近4 0 年东亚夏季风及我国夏季大尺度天气气候异常J.大气科学，19 9 6，2 0（5）：575-583.5李琰，王亚非，魏东.前期热带太平洋、印度洋海温异常对长江流域及以南地区6 月降水的影响J.气象学报，2007,65(3):393-405.6魏凤英，宋巧云.全球海表温度年代际尺度的空间分布及其对长江中下游梅雨的影响J.气象学报，2 0 0 5，6 3(4):477-484.7牛若芸，金荣花.2 0 0 8 年梅雨异常大尺度环流成因分析J.高原气象,2 0 0 9,2 8（6：13 2 6-13 3 4.8赵俊虎，陈丽娟，王东阡.2 0 16 年我国梅雨异常特征及成因分析J，大气科学，2 0 18 4 2（5）：10 5 5-10 6 6.9赵晓琳.2 0 18 年我国梅雨特征及梅雨期降水异常成因分析 J.气象与环境科学2 0 19,4 2（3）：2 9-3 3.10朱哲，钟中，哈瑶.江淮梅雨与梅雨期西北太平洋热带气旋的关系J.气象科学，2 0 17,3 7（4）：5 2 2-5 2 8.11项素清，舒素芳，邱小伟.两类厄尔尼诺事件对金华气候的影响J.海洋预报，2 0 15,3 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