2月我国气候的主要特点是华北、黄淮和西南地区干旱易持续或发展,部分年份干旱在2月得到缓解;中东部大雾频繁;南方多连续性低温阴雨天气;气温较1月明显回升;降水在空间分布上很不均匀[1-6]。
2012年2月我国气候的特点是[7],北方和东部地区平均气温普遍偏低2℃左右,部分地区达4℃,西南地区和青藏高原偏高2℃左右;华北和西南地区南部无降水或降水偏少,使这些地区的气象干旱发展或维持,同时西藏南部和新疆西部降水异常偏多,南方出现持续性的低温阴雨寡照天气。
与历年同期相比,2012年2月气候主要存在两点差异,第一,华北和西南的干旱没有得到缓解,第二,大雾天气少见。这些特征与1月[8]和2月异常稳定的中高纬环流形势有关。乌拉尔山阻塞高压(以下简称乌山阻高)异常稳定,鄂霍茨克海附近的极涡偏强,导致我国冷空气活动频繁,不利于大雾的形成,同时南支系统强度偏弱,使得西南地区无有效降水。
1 天气概况 1.1 降水2012年2月全国平均降水量为14.5 mm,比常年同期(17.6 mm)偏少17.6%。江南中部和东部、华南东北部和西藏南部月降水量达100 mm以上,江汉平原东南部、江淮流域南部、江南中部、华南东南部有50~100 mm,西南地区东部、青海省东南部、云南西北部、西藏东南部和西部、新疆西南部、伊犁河谷和沿天山一带、吉林中部有10~50 mm,我国其余地区降水量不足10 mm,其中内蒙古西部、华北东部和云南中部无降水(图 1)。
与常年同期相比,2012年2月我国降水量在吉林中部、辽宁西部、青海大部、新疆西南部、伊犁河谷和沿天山一带、西藏南部、台湾偏多1~3倍,在华南东部、江南东部、江淮流域南部和四川盆地偏多1~5成。在我国其他大部地区,降水量都偏少,其中华北、黄淮、内蒙古中部和西部、云南、四川西部、陕西南部和湖北西部偏少8成以上(图 2)。
2月,华北平均降水量仅1 mm,较长年同期(8.0 mm)偏少87.5%,为近62年来第3少。2月下旬,福建降水量为1951年以来次大值。
1.2 气温2012年2月,全国平均气温为-3.2℃,比常年同期(-2.0℃)偏低1.2℃.与常年同期相比,除青藏高原大部、川西高原和云南气温偏高1~2℃外,全国大部地区气温偏低,其中,东北地区、华北地区东北部、西北东北部、内蒙古、新疆西部、贵州大部、广西大部、湖南大部、江西北部、湖北东部、安徽南部偏低2~3℃,局部偏低3℃以上(图 3)。
2012年2月北半球中高纬环流形势较1月[8]无明显调整。北半球高纬度地区极涡呈现偶极型分布(图 4a),一个极涡位于加拿大东北部,中心值低于504 dagpm,高度距平为8 dagpm左右(图 4b),说明其强度较常年平均值偏弱。另一个极涡中心位于鄂霍次克海附近,中心值低于504 dagpm,高度距平为-16 dagpm左右(图 4b),说明极涡强度偏强明显,冷空气更容易东移南下影响我国,导致2月我国东部大部地区气温偏低,降水偏少[9]。
2012年2月,欧亚500 hPa中高纬环流呈现经向型(图 4a)。与2011年2月相比[1],北大西洋东部的高压脊异常强盛,距平达32 dagpm(图 4b),根据上下游效应,东欧和南欧的长波槽加强,出现-16~-8 dagpm的距平,同时乌山阻高异常加强,高度距平较常年达40 dagpm,并北伸至新地岛附近的北冰洋,从而阻断冷空气依西方路径东移南下影响我国[10]。
在40°N、60°~70°E附近,平均高度场上为一短波槽,且存在-4 dagpm左右的负距平,说明这一地区短波槽活动频繁,受青藏高原的阻挡,冷空气不容易继续东移,所以在青藏高原西侧堆积,导致新疆西部和西藏西部的温度偏低,新疆伊犁河谷和西藏西部的降水偏多。
从2月平均高度场(图 4a)及距平(图 4b)可以看到,本月南支槽平均位置大约位于90°E附近,接近多年平均位置,正的距平说明强度较多年平均值偏弱。
2.2 环流演变与我国天气2月,欧亚地区中高纬维持两槽一脊的形势,东欧和鄂霍茨克海分别为两个低涡(槽)区,乌山阻高稳定维持,随着时间的推移,三个系统的强度都逐渐减弱(图 5)。
2月上旬(图 5a),乌山阻高中心位于65°N、65°E,中心强度大于556 dagpm,其东部为宽广的极涡低值系统。上旬乌山阻高的东西向移动明显。配合乌山阻高的东西向移动,有两次(3和9日)从新地岛附近东移南下的低涡活动。低涡在乌山阻高北侧的偏西气流引导下东移,在西伯利亚北部南下并加强为横槽,伴随横槽的转竖南下并东移,分别于5-8日和14-17日给我国带来了两次冷空气过程。随着冷空气的爆发和东移南下,乌山阻高减弱,鄂霍茨克海附近的极涡加强。
巴尔喀什湖(以下简称巴湖)北侧为低值系统区,这一地区的低涡活跃,导致新疆西部较常年平均偏多一倍以上的降水。
在20°~30°N、0°~90°E的南支锋区上,多南支系统东移。2月上旬不断有短波槽从东欧南部的低涡底部分裂,快速东移,到达印度半岛北部后东移减弱,8-10日给西藏南部和云南西北部部分地区带来10 mm以上的降水。同时,西印度洋副热带高压较为活跃,上旬逐渐向东伸展,配合南支系统的东移,给我国南方带来较大范围的降水,6日南支槽和南下的冷空气相遇,给江淮流域南部、湖南北部、江西北部和浙江北部带来大到暴雨,局地大暴雨。
2月中旬(图 5b),乌山阻高中心平均位置位于58°N、60°E,中心强度544 dagpm,较上旬位置偏南,强度减弱明显,东西向活动进一步加强。从10日开始,随着西伯利亚中部的横槽转竖南下,西退至东欧北部的阻高再次东移,强度不断加强,至15日,东移至我国新疆以北,中心强度大于552 dagpm。同时,里海以北的高压脊不断北伸,并逐渐加强为阻塞高压。16日开始,新的低涡经新地岛,在阻高北侧偏西气流引导下不断东移,至远东地区西北部后,强度有所减弱,并继续东移南下,导致新疆以北的阻高缓慢东移,强度不断减弱。至2月中旬旬末,乌山阻高彻底消亡,同时里海以北的阻高不断向东北方向的乌拉尔山伸展,但强度逐步减弱。与此同时,在阻高西侧西南气流和东侧西北气流的引导下,鄂霍茨克海和东欧的冷空气不断东移,使得这两个地区的低涡(槽)强度都不断减弱。
地中海附近的短波槽不断东移,至伊朗高原后逐渐加强,受青藏高原大地形影响,分为南北绕流和爬升的三支系统。其中北支系统不断加强,在巴尔喀什湖附近形成低涡系统,给新疆西部带来较多降水。爬升系统形成高原槽,东移出高原后,给我国西南地区北部和东部、西北地区东南部等地带来降水。南支系统不断东移并减弱,为西藏南部和东部、我国南方大部带来降水。
2月中旬前期,东印度洋副热带高压呈加强的趋势,并东伸至中南半岛中部,使得南支系统到达印度半岛北部后逐步减弱。同时西太平洋副热带高压也呈加强的趋势,但西脊点偏东。后期两个副高都减弱。
2月下旬(图 5c),欧亚地区各系统都明显减弱,乌山阻高中心位于55°N、75°E,中心强度540 dagpm,位置进一步东移南落,强度进一步减弱。21日开始,从里海以北至乌山的高压脊,伴随巴尔喀什湖附近低涡的北上东移,不断东移至我国新疆以北,并逐渐加强为阻塞高压。同时在阻高的北侧,不断有低涡经新地岛东移南下,影响我国东部地区。远东地区以北的北冰洋,在旬前期也有低涡南下东移。
受巴尔喀什湖附近低涡分裂短波槽东移影响,2月下旬南支系统和高原槽较为活跃(图 5c)。配合较为活跃的偏中路和东路冷空气,下旬我国西北地区东南部、西南地区北部和东部、江淮流域、江汉平原和长江以南多大到暴雨的雨雪天气,同时22-23日,东北地区中部出现暴雪天气。
3 冷空气活动 3.1 概况本月乌拉尔山附近维持阻塞高压活动,使得欧亚中高纬环流形势稳定。受其影响,2月我国冷空气活动频繁,但平均强度较弱,导致2012年2月我国大雾天气少见[5]。冷空气取三条路径,不断东移南下影响我国[10]。由于乌山阻高一直很强盛,冷空气在关键区堆积后,约有一半取东路路径东移南下,主要影响我国内蒙古东部和中部、东北,以及华北北部等地;另一半取西北路路径,但大部分势力都不强,只影响到我国北方地区,全国范围的冷空气过程主要有3次(表 1)。
2月4日,冷空气经新地岛东移后,南下至西伯利亚中部堆积,形成强盛的东西向的横槽(图 6a)。地面冷高压中心位于我国新疆以北,贝加尔湖以西,中心强度达1050 hPa(图略)。500 hPa槽后冷中心位于贝加尔湖以北,强度达-44℃,在槽后较强的冷平流作用下,横槽继续南压并转竖,引导冷空气东移南下影响我国。至2月8日,500 hPa冷空气中心东移南下至远东地区南部,在日本海和我国东海附近,形成东亚大槽(图 6b)。同时,冷高压中心东移南下至我国长江流域中游一带,中心强度减弱到1035 hPa以下,冷空气前缘到达我国南海中部(图略)。
此次冷空气过程,属于横槽转竖型。但是较典型的过程[10]存在以下两点差异。第一,冷空气在西伯利亚堆积的时间很短,横槽持续南下东移,没有明显的停留过程;第二,在横槽转竖期间,乌山阻高并没有崩溃,反而东伸,但强度减弱。这也是导致此次冷空气过程强度不是很强的原因所在。
受此冷空气影响,我国大部先后出现4~6级大风,海上9级左右大风。我国大部地区过程降温幅度在6~10℃左右,其中华北北部和东北降温12℃左右(图略)。此外,此次冷空气过程给我国新疆、内蒙古、东北、甘肃河东和西南东部带来一次小到中雨(雪)过程,和东移的南支系统配合,给江淮南部、江汉东南部、江南和华南东部带来中到大雨,局地暴雨天气。
4 主要降水过程 4.1 概况2012年2月我国主要有3次降水过程(表 2),总体降水量偏少,在空间分布上很不均匀。内蒙古西部、华北东部和云南中部无降水,使这些地区的气象干旱维持或发展,而新疆西部降水异常偏多,我国南方持续维持低温阴雨天气。
2月21-28日,蒙古国附近的西风槽逐渐发展加强,并引导冷空气东移南下,给我国自北向南带来了一次降水过程,其中吉林中部和辽宁中部出现大到暴雪,有效缓解了东北地区的旱情。冷空气到达华南后,受逐渐加强的西太平洋副热带高压的影响,在华南和云贵高原形成准静止锋,使我国南方大部出现持续性降水,其中江淮南部、江汉东南部、江南和华南东部出现大到暴雨。
2月22日,在内蒙古中部不断加深的高空槽东移至东北地区西部,引导冷空气前锋到达东北地区中部。同时从高原东移的高空槽东移至山东半岛附近,两支槽同位相叠加,大大加强了渤海至东北地区环流的经向度,使得冷锋前的西南低空急流强盛,700 hPa风速达14~20 m·s-1,温度露点差0~3℃,850 hPa风速达10 m·s-1左右,温度露点差0~1℃。这支急流从渤海输送大量的水汽至辽宁和吉林,在这一地区形成水汽通量散度达-4×10-8~-8×10-8 g·cm-2·hPa-1·s-1的水汽汇。另一方面,在925 hPa的近地层,有一支露点温度差为0~3℃的近饱和东风气流,将日本海上的水汽输送至吉林中部。冷暖空气的交汇,以及大量水汽的供应,使得东北气旋强烈发展,为东北地区带来了今年入冬以来最明显的一次降雪天气(图 7a)。
至23日,冷空气快速南下,850 hPa锋区位于江南南部,同时西太平洋副热带高压逐渐西伸北抬,南支槽位于我国云南以西,在西南地区东部有一个东移高原槽。两支短波槽共同作用,使得我国江南南部和华南北部,在850和700 hPa分别存在一支12~14和16~20 m·s-1的强盛的低空西南暖湿急流。这支急流与南下的冷空气在南岭一带交汇,由于冷暖空气势力相当,形成一条较为稳定的华南准静止锋(图 7b)。使我国南方大部维持低温阴雨寡照天气,并在江淮南部、江南和华南东部出现大到暴雨。
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