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  气象   2013, Vol. 39 Issue (1): 123-128.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2013.01.016

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胡海川, 2013. 2012年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 39(1): 123-128. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2013.01.016.
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HU Haichuan, 2013. Analysis of the October 2012 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 39(1): 123-128. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2013.01.016.
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第一作者

胡海川,主要从事天气预报研究. Email: woshihuhaichuan@sina.com

文章历史

2012年11月18日收稿
2012年12月16日收修定稿
2012年10月大气环流和天气分析
胡海川     
国家气象中心,北京 100081
摘要:2012年10月环流特征如下:北半球高纬度地区为单一极涡,强度较常年同期偏弱,中高纬环流呈现4波型,欧亚地区中高纬环流经向度较常年偏大,南支槽偏强,西太平洋副热带高压强度偏弱。10月,全国平均降水量为29.1 mm,比常年同期(36.9 mm)偏少18.9%,全国平均气温为10.3℃,与常年同期(10.3℃)持平。月内,冷空气活动频繁,先后有4次冷空气过程影响我国;受台风山神影响,我国华南地区出现一次强降水过程;西南地区阴雨寡照天气及华南秋旱天气持续,在中下旬均有所好转;我国中东部大部地区出现雾霾天气;个别地区出现低温冰冻、局地洪涝及风雹灾害。
关键词冷空气    台风    雾霾    大气环流    
Analysis of the October 2012 Atmospheric Circulation and Weather
HU Haichuan    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The following are the main characteristics of the general atmospheric circulation in October 2012. There was one weak polar vortex center in the Northern Hemisphere. The circulation presents a four-wave pattern in middle-high latitudes. The meridional circulation is more obviously, the south branch trough and the West Pacific subtropical high are stronger than normal years'. The monthly mean precipitation is 29.1 mm, and is 18.9% less than normal. The monthly mean temperature is 10.3℃, and is equivalent to normal. There were four cold air processes affecting China. Typhoon Son-Tinh made landfall in South China and brought a heavy rainfall process. The rainy weather in Southwest China and the autumn drought in South China are continued, but improved in both the mid-and late October. Parts of the middle and east of China suffered from fog disasters. The individual parts of China suffered from low-temperature freezing damage, local flooding and hail disasters.
Key words: cold air    Typhoon Son-Tinh    fog disasters    atmospheric circulation    
1 天气概况 1.1 降水

2012年10月,全国平均降水量为29.1 mm,比常年同期(36.9 mm)偏少18.9%(2012年10月中国家气候中心,2012年10月)。月降水量,除新疆南部、甘肃大部、青海北部及西藏中部及西部不足10 mm外,全国大部地区在10 mm以上。东北地区东部、西南地区东部及北部、云南西部、江汉、江南北部、华南中西部等地区达50~200 mm,其中,广西南部、海南地区超过200 mm(图 1)。

图 1 2012年10月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Distribution of precipitation (unit: mm) in China in October 2012

全国降水距平百分率分布表明,黑龙江西部、辽宁和吉林大部、河北东北部、内蒙古东部大部和中部局部、宁夏局部、新疆北部、青海南部、四川西北部至中部、湖北东部和南部、湖南北部、广西南部和广东西部等地降水偏多2成到1倍,其中内蒙古东部、黑龙江西部、吉林东部、辽宁中南部和广西南部等地降水偏多1倍以上。全国其余大部地区降水以偏少2成以上,新疆南部、西藏西部、青海北部、甘肃中西部、宁夏和陕西局部和江苏北部等地区降水偏少8成以上(图 2)。

图 2 2012年10月全国降水量距平百分率分布(单位:%) Fig. 2 Distribution of precipitation anomaly percentage (unit:%) in China in October 2012
1.2 气温

2012年10月,全国平均气温为10.3℃,与常年同期(10.3℃)持平,月平均气温与常年同期相比,河南中东部、山东部分地区、湖南东南部、云南东部、广西中西部等地区气温偏高1~2℃;新疆南部和西藏南部部分地区气温偏低1~2℃,其中新疆中部局地气温偏低2~4℃,其余地区接近常年(图 3)。

图 3 2012年10月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Distribution of temperature anomaly (unit: ℃) in China in October 2012
2 环流特征和演变

图 4给出了2012年10月500 hPa平均位势高度及距平图,与常年同期的北半球环流形势相比,10月北半球的环流形势有以下主要特点。

图 4 2012年10月北半球500 hPa平均高度(a)和距平(b)(单位:dagpm) Fig. 4 Geopotential heights (a) and its anomaly (b) at 500 hPa in the Northern Hemisphere in October 2012 (unit: dagpm)
2.1 极涡明显偏弱

北半球极涡呈单极型分布,主体位于北极圈内。在新地岛、阿留申群岛及格林兰岛南部地区分别出现三个正距平中心,其中心值分别达到8、12和16 dagpm(图 4),表明极涡强度较常年同期明显偏弱,冷空气势力偏弱。

2.2 中高纬环流呈4波型

2012年10月,在500 hPa位势高度场及距平上(图 4),中高纬呈明显的4波型分布,低槽位置分别位于东亚、东太平洋、北美中部和欧洲西部,且各个低槽均处于负距平区域,表明中高纬度低槽强度均较常年偏强。此外,欧洲地区高压脊较常年略偏强,亚洲大部地区处于负距平之中,表明欧亚中高纬环流经向度较常年偏大,从而造成月内冷空气活动频繁。

2.3 南支槽偏西偏强,西太平洋副高主体偏东偏弱

图 4可以看到,南支槽位于85°E附近地区,较常年位置略有偏西,不利于将水汽向我国输送(代刊,2011蒋星,2012);西太平洋副热带高压脊线位置与常年(22°N附近)一致,但其范围较常年明显偏小,且西脊点位置较常年(128°E附近)偏东,从而造成我国南方地区前期降水偏少。此外,在我国华南以南地区存在正的距平中心,表明控制我国华南地区大陆高压较常年偏强,造成我国华南地区持续秋旱天气。

2.4 环流演变与我国天气

图 5给出了10月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流发展演变的三个时段的平均高度场,总的来说,亚欧中高纬度环流不断调整,冷空气活跃,而南支槽不活跃。另外,在10月上中旬,我国华南地区有分裂的副热带高压中心稳定维持,造成华南部分地区的持续秋旱,下旬受台风山神影响,副热带高压减弱东退,华南地区出现强降水。具体分析如下。

图 5 2012年10月欧亚500 hPa上(a)、中(b)、下(c)旬平均位势高度(单位:dagpm) Fig. 5 Eurasia geopotential heights at 500 hPa (unit: dagpm) of the 1st(a), 2nd (b) and last (c) dekad average in October 2012

上旬(图 5a),亚欧中高纬地区以纬向环流为主,冷空气活动较频繁,但活动范围较偏北,给北方地区带来一定的降温过程及降水;低纬地区,南支槽位置明显偏西,西太平洋副热带高压西脊点位置位于140°E以东地区,不利于水汽向我国输送,同时我国南方地区受高压系统控制,造成南方降水偏少。

中旬(图 5b),亚欧地区环流形势明显调整,由纬向型环流调整为经向型环流。中高纬度地区系统强度明显增强。西西伯利亚地区高压脊强度明显加强,脊前的槽区范围增大,强度加强,且在我国东北地区形成闭合低涡。说明冷空气强度明显增强,影响范围南压。南支槽位置依然较偏西,位于70°E附近利于其槽前暖湿气流输送到我国西南地区,与冷空气共同造成我国西南地区的持续阴雨天气。我国华南地区高压系统较上旬有所增强,导致华南地区秋旱天气的维持。西太平洋副热带高压范围较上旬明显增大,西脊点位置有明显西进过程,但其主体仍位于135°E以东地区,不利于我国南方地区的降水。

下旬(图 5c),亚欧地区环流形式再次调整,西风带较平直,我国北方大部地区均受西北气流控制,冷空气强度增强,我国东北地区低槽继续加深,冷空气从中西伯利亚地区南下影响我国。在低纬度,南支槽位置东进,但强度较弱;副热带高压东退减弱,后期受台风山神影响,有效缓解华南持续秋旱。此外,由于南支槽的位置和强度,槽前水汽输送逐渐偏南,对西南地区的影响减弱消失,有效地缓解了西南地区持续阴雨天对农作物收晒和秋种的影响。

3 主要冷空气过程 3.1 概况

2012年10月冷空气过程比较频繁,先后有4次冷空气过程影响我国,分别出现在10月7—10日(北方地区中等强度冷空气)、15—18日(全国范围中等强度冷空气过程)、20—23日(全国范围中等强度冷空气过程)、27—31日(全国范围中等强度冷空气过程,北方地区强冷空气过程。其中,东北、内蒙古东部地区达到寒潮标准)。月内,受频繁冷空气影响,我国东北南部、华北、西北地区东部和新疆等地区共有62个站监测到极端日降温事件发生,日降温幅度达10~14℃,其中辽宁兴城(14.1℃)、河北秦皇岛(13.0℃)和新疆若羌(13.3℃)日降温幅度均突破历史极值(国家气候中心,2012年10月)。

3.2 10月27—31日冷空气过程分析

10月27—31日较强冷空气侵袭我国,这次冷空气过程造成了我国东北地区大部、内蒙古东北部及华北东部和黄淮东部等地出现明显的降温天气,其中内蒙古东北部、东北地区大部降温幅度达到了10~16℃,黑龙江局地最大降温幅度达22℃(图略),上述地区先后并伴有4~6级偏北风,局地风力可达7~8级。此外受冷空气的影响,10月28日夜间至30日白天,内蒙古东南部、东北地区中部和南部出现降雪或雨夹雪天气,降水量为2~5 mm。

10月27—31日冷空气过程主要可分为两个阶段,第一阶段(27—28日)主要是由于西西伯利亚南部地区冷空气东移,经过蒙古国影响我国,第二阶段(29—31日)来自巴伦支海地区的冷空气沿西北路径补充南下影响我国。

前期,位于西西伯利亚南部地区低涡不断东移,该低涡于28日移动至我国东北北部地区(图 6a),且温度槽落后于高空槽约1/4波长,表明槽后有较强的冷平流,槽将进一步加深(图 6b)(朱乾根等,2000)。28日08时时,地面冷高压中心位于贝加尔湖以西地区,中心强度达1045 hPa,地面冷锋已东移至我国东北东部地区。后期,西西伯利亚北部地区低涡分裂冷空气补充南下,使得我国东北地区低槽继续发展增强。29日08时,地面主冷锋位置已东移出海,副冷锋位于我国内蒙古东部地区,地面冷高压强度再次加强,中心强度达到1050 hPa,继续给我国东北及内蒙古地区带来降温及大风天气。30日02时随着地面冷高压的不断东移南压,地面冷锋已到达江南地区,但由于冷空气的强度明显减弱,因此对我国南方地区的影响较小。31日02时,地面冷锋进入我国南海地区,此次冷空气过程基本结束。

图 6 2012年10月28日08时(a)、29日08时(b)500 hPa位势高度场(实线,单位:dagpm)及温度场(虚线,单位:℃) Fig. 6 The 500 hPa geopotential heights (solid line, unit: dagpm) and temperature (dashed lines, unit: ℃) at (a) 08 BT 28 October 2012 and (b) 08 BT 29 October 2012

此次过程主要影响东北、内蒙古东部、华北地区。但由于鄂霍茨克海地区的高压脊稳定维持,致使我国东北地区低槽位置稳定,不断引导北方冷空气南下,以及副冷锋的加入,因而造成上述地区较大的降温幅度,并达到寒潮标准。

4 主要降水过程 4.1 概况

10月,我国的主要降水过程主要有3次(表 1)。其中,10月9—10日、21—22日两次降水过程主要以中到大雨天气为主,个别站点出现暴雨。值得关注的是28—30日受高空槽和台风山神影响造成我国华南中西部地区出现较大范围暴雨天气过程。以下重点分析29—30日,受减弱后的台风山神影响造成我国华南中西部地区大范围暴雨天气过程。

表 1 2012年10月主要降水过程 Table 1 Main precipitation processes in October 2012
4.2 10月29—30日华南地区暴雨过程分析

图 7给出了29日08时至30日08时24 h累计降水量,在广西南部、广东西部均出现暴雨天气,其中,广西南部地区出现大暴雨。29日08时,台风山神中心位置位于越南北部地区,副高脊线位于20°N附近地区,“山神”沿副高外围引导气流将进一步向东北方向移动。位于我国北方地区的高空槽引导冷空气南下,低层冷空气已基本到达江淮地区(图 8a)。29日20时,“山神”中心位置位于广西南部偏南地区,其所携带的大量水汽使得我国华南地区水汽条件变好,其中华南地区相对湿度均在70%以上,广西大部地区相对湿度均在90%以上,北方冷空气也已到达江南南部地区(图 8b)。29日08时至29日20时,华南地区的强降水主要出现在华南南部及广东西部地区,主要是由于减弱后的台风造成。29日20时至30日08时,伴随着冷空气的不断南下,强降水范围增大,其中广东中部和西部多个站点在30日02—08时的累计降水量超过50 mm。

图 7 2012年10月29日08时至10月30日08时全国累积降水量分布(mm) Fig. 7 Distribution of precipitation (unit: mm) in China from 08 BT 29 to 08 BT 30 October 2012

图 8 2012年10月29日08时(a)、20时(b) 500 hPa高度场、850 hPa风场(矢量)及850 hPa相对湿度(填色) Fig. 8 Geopotential heights (unit: dagpm) over 500 hPa and wind fields (arrow) over 850 hPa, relative humidity (shaded) over 850 hPa at 08 BT 29 (a) and 20 BT 29 (b) October 2012

此次过程主要是由于高空槽引导北方冷空气南下与热带低值系统共同作用造成我国华南中西部地区大范围强降水过程。

5 热带气旋活动

10月,西北太平洋和南海共有5个热带气旋(近中心最大风力≥8级)生成,较常年(3.9个)偏多。第19号强热带风暴马力斯、第22号强热带风暴玛莉亚由于其路径偏东(图 9),对我国没有影响。第20号强热带风暴格美及第21号强台风派比安仅对我国海南、台湾海峡地区有影响,且影响较小。

图 9 2012年10月热带气旋路径实况图 Fig. 9 The tracks of the tropical cyclones generated in October 2012

今年第23号热带风暴山神于10月24日凌晨在菲律宾东南部的西北太平洋洋面上生成,25日下午进入南海东部海域,26日早晨加强为强热带风暴,27日凌晨加强为台风,27日晚加强为强台风,28日08时减弱为台风,28日23时30分前后在越南南定省沿海登陆,登陆时中心附近最大风力12级(33 m·s-1)。登陆后强度迅速减弱,于29日13时前后由越南北部进入广西防城港市境内,15时“山神”在防城港市境内减弱为热带低压,中央气象台对其停止编号。第23号强台风山神致使我国华南地区出现暴雨天气过程,我国广西南部、广东中西部、海南大部出现大到暴雨,其中广西南部、广东西南部、海南中南部部分地区出现大暴雨,广西南部、海南南部局地出现特大暴雨。

6 我国中东部大部地区出现雾霾天气

10月,我国中东部大部地区出现雾霾天气,全国平均雾霾日数为2.6天,略多于常年同期(2.3天)。黄淮西部、江淮、江南东部以及北京、湖南南部、广东、广西等地雾霾日数一般有5~10天,其中安徽东部、江苏大部、广东中部、广西东部等地达10~15天,局部地区超过15天。与常年同期相比,江苏、安徽东北部、广东西部、广西东部等地雾霾日数偏多5~10天,局地偏多在10天以上(国家气候中心,2012)。

参考文献
代刊, 2011. 2010年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 37(1): 122-128. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2011.01.017
国家气候中心. 2012年10月中国气候影响评价.
蒋星, 2012. 2011年10月大气环流和天气分析[J]. 气象, 38(1): 118-122. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2012.01.014
朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 等, 2000. 天气学原理[M]. 北京: 气象出版社, 293-294.