1 天气概况 1.1 降水

9月，全国平均降水量69.3 mm，较常年同期(65.3 mm)偏多6.1%(国家气候中心，2013a)，其中华南大部、江南地区西北部、江汉大部、西南地区东北部及陕西北部和西南部、甘肃东北部、云南西部、西藏东北部、苏皖北部等地降水量普遍有100~200 mm，部分地区超过200 mm；西北地区中西部、东北地区中部和东部、华北南部、黄淮北部、江南中部以及内蒙古大部、河北西北部、陕西东南部、西藏西部等地降水量在50 mm以下；全国其余大部地区降水量在50~100 mm(图 1)。与常年同期相比，华北北部、西北地区东北部、内蒙古东北部、苏皖北部、湖北大部、湖南大部、广西东部和南部、贵州东部、重庆南部、新疆西部等地偏多5成至1倍，部分地区偏多1倍以上，其中湖南西部和北部、湖北中部偏多2~4倍，华西秋雨明显；东北地区中部和东部、华北南部、江南中部和东部，以及陕西东南部、甘肃西部、青海中部、内蒙古西部、新疆东部、西藏西部、贵州西南部、云南中部等地偏少5~8成，其中河南北部、山东西部等地偏少8成以上，导致气象干旱发生(图 2)。

1.2 气温

9月，全国平均气温16.8℃，较常年同期(16.6℃)偏高0.2℃(国家气候中心，2013a)。从空间分布看，陕西中部、山西南部、河南北部、山东西南部和中北部、浙江中部、内蒙古西部以及新疆西部部分地区气温偏高1~2℃；重庆中东部、湖北西南部气温偏低1~2℃；全国其余大部地区气温接近常年同期(图 3)。

2 环流特征与演变

图 4给出了2013年9月500 hPa平均位势高度及距平分布, 与常年同期的北半球环流形势相比，2013年9月北半球的环流形势有以下主要特点：

2.1 极涡分裂呈偶极型分布

9月，北半球极涡分裂。由月平均高度场可见，极涡主体位于西半球，包含两个闭合中心；一个位于格陵兰岛西北，中心位势高度531 dagpm；另一个较弱，位于弗兰格尔岛附近，中心位势高度533 dagpm。高纬西风带表现为5个高空槽，分别位于阿留申群岛、北美东部、欧洲西部、西西伯利亚地区和贝加尔湖以东地区(图 4a)。从距平场上看，乌拉尔山一带500 hPa有强负距平中心(-120 gpm)，表明这一带有很强的低值系统活动；在其北方的新地岛西北存在一个强正距平中心，中心强度超过140 gpm，对应平均高度场上该地的阻塞高压形势。另外，贝加尔湖以北、太平洋东部、格陵兰岛东南部各存在一个负距平中心，中心强度介于-80~-40 gpm，表明这些地区均有较强的低值系统活动。我国北方地区处于贝加尔湖槽底，相应在距平图上北方偏北地区平均位势高度为负距平，表现为内蒙古中部和北部、东北北部降水偏多。

2.2 副热带高压强度偏强偏西

9月副热带高压(以下简称副高)较常年同期强度偏强，西伸明显。整个华东、华北地区均表现为0~20 gpm的正高度距平；副高西脊点位于118°E附近，脊线位置除了在9月第1候和第2候接近常年外，第3~5候显著偏北。因此，暖湿气流输送明显偏西偏北，造成内蒙古中东部、华北北部、西北地区东部、西南地区东部、长江中游、黄淮南部和华南中部等地区降水异常偏多。同时我国东部地区因受副高内部下沉气流控制，降水偏少气温偏高(国家气候中心，2013b)。

2.3 环流演变与我国天气

图 5给出了9月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均高度场的环流演变，可以看出在9月，副高逐渐东退北抬，强度逐渐减弱。

9月上旬(图 5a)，欧亚地区中高纬为两槽一脊环流形势：黑海以北乌拉尔山以西有切断低压生成, 我国东北地区存在一个低压槽。副热带高压西脊点位于109°E附近，脊线位于25°N附近。9月3—5日，受东移南下冷空气影响，华北东部出现较明显降雨过程。整个9月上旬，副高偏西偏强，受副高北侧西南暖湿气流和西南涡、高空短波槽共同影响，西南、华南中部、江南西部等地多阴雨天气，而华南东部沿海降水偏少，气温偏高。

9月中旬(图 5b)，乌拉尔山以西里海以北转为阻塞高压形势，东亚中高纬环流以经向型为主。副高明显东退北抬，西脊点位于114°E附近，脊线位于28.5°N附近。9月10—12日，副高控制我国华南地区，位于副高西北侧的西南地区至黄淮江淮一带和海南出现较强降雨。之后强热带风暴万宜北上并转向日本，使副高东退，江南东部、华南等地出现分散性降雨。15日以后副高重新控制我国东部大范围地区，黄淮、江淮、江南地区受副高控制降水稀少。17—19日，在500 hPa短波槽、850 hPa切变线和低空偏南暖湿气流共同作用下，四川盆地至西北地区东部、华北地区出现明显降雨过程。南海热带低压在副高南侧偏东风引导下穿过南海为海南带去较强降水。

9月下旬(图 5c)，欧亚地区中高纬恢复为两槽一脊的环流形势，西西伯利亚受高压脊控制，中西伯利亚存在一个闭合低涡。我国大部转为西高东低环流型，副高明显减弱。在该形势场影响下，21日起，受西路较强冷空气影响我国，新疆、甘肃等地首先出现大风降温天气，继而我国中东部大部地区自北向南普遍出现4~8℃降温，内蒙古中东部、东北地区、华北中北部、黄淮、江淮、江汉、江南等地降温幅度达10~16℃。与此同时，南海、菲律宾以东地区热带气旋活跃，超强台风天兔在台湾产生了极值785 mm的过程降水，此后西行登陆我国，为广东东部、福建南部带来大范围100 mm以上的降水。23日以后，受冷空气与“天兔”的共同影响，西南地区东部、华南西部、江南西部、江汉地区以及淮河流域出现了大范围的降水过程。其中，广西西南部和东北部、贵州东部、湖南中北部、湖北中部偏南地区等地部分地区降雨220~380 mm，湖南张家界、广西防城港局地440~483 mm。28—30日强台风蝴蝶为海南东部和三沙市带来强降水和大风灾害。

3 主要降水过程 3.1 概况

9月我国的大范围强降水过程有2次(表 1)。其中17—19日的过程为低层偏南暖湿气流叠加850 hPa切变线、500 hPa短波槽引发的降水。其中，四川盆地、甘肃东南部、陕西西部和北部、内蒙古中部、山西中北部、河北中南部等地累计降雨量有50~120 mm；四川盆地西部和北部的部分地区以及陕西西南部局地雨量有150~200 mm；四川剑阁局地达220~306 mm。22—25日的降水过程为台风天兔本体降水以及台风倒槽配合冷空气引起。这次过程导致广西东部和西南部、广东西北部、海南东南部、贵州东部、重庆东南部、湖南中北部和西部、湖北中部、河南东南部、安徽中北部、江苏中北部、广东南部和半岛等地累计降雨100~200 mm，其中广西西南部和东北部、贵州东部、湖南中北部、湖北中部偏南地区等地部分地区降雨220~380 mm，湖南张家界、广西防城港局地440~483 mm。下面将对“天兔”引发的强降水过程中台风倒槽引起的降水进行重点分析。

3.2 9月23—25日台风倒槽降水分析

22日，台风天兔登陆广东，台风本体在广东东部、福建南部产生了大范围100 mm以上的降水。登陆后“天兔”继续西北行并迅速减弱，至闽粤湘交界附近减弱为热带低压，之后低压中心在广西境内向西南方向运动。登陆之后，23—25日，台风北侧的倒槽与南下冷空气遭遇，在广西、贵州至湖北一带相互作用产生强降水。强降水中心位于湖南北部地区(图 6)。

由9月23日14时的850 hPa风场可见，在台风中心北侧存在明显的台风倒槽。槽的位置自两广交界起始，穿过湖南终于湖北。850 hPa风速大值区位于台风中心东侧和北侧。江西、湖南交界处的东南风风速最大超过20 m·s^-1。此时水台风涡旋中心附近的水汽辐合最强，水汽通量散度达到-8×10^-8 g·(cm²·hPa·s)^-1；另外沿台风倒槽也存在较强的水汽辐合带(图 7a)。相应地，23日白天降水位于850 hPa台风中心和倒槽附近，量级为50~100 mm(图 8a)。24日08时，850 hPa高度上，原先的台风倒槽位置附近出现了一条东北—西南走向的切变线。此时还存在两支低空急流：一支为切变线北侧的东北风急流，急流轴中心最大风速超过22 m·s^-1。另一支为东南风急流，急流轴中心风速12~16 m·s^-1。此时的水汽辐合主要位于东北风急流的急流轴左侧，沿切变线呈狭长带状分布，中心水汽通量散度达到-8×10^-8 g·(cm²·hPa·s)^-1(图 7b)。23日夜间至24日凌晨，湖南西部、湖北中部地区有50~100 mm降水；湖南北部12 h降水超过100 mm。24日东北风急流的存在为强降水创造了有利的动力条件；始终存在的东南风有利于向降水区域持续不断提供水汽输送。

在925 hPa上，23日14时，台风北侧强降水区域的假相当位温梯度较小，气团性质较一致(图 9a)；然而到24日08时，伴随着中心风速超过24 m·s^-1的东北风低空急流，安徽北部、湖北东南部至湖南北部一带(同时也是主要雨带的位置)出现了密集的假相当位温线(图 9b)。强位温梯度表明切变线南北两侧气团性质截然不同。北侧空气干冷，南侧暖湿。同时，南侧348 K以上区域中也有超过12 m·s^-1的东南风。最强的降水中心就位于急流轴的左前方冷暖气团交界的位置，同时也是东南风和东北风风速辐合最大、风向切变最强的位置。925 hPa的东南风、850 hPa的东南风急流结合北方冷空气为暖湿空气的抬升提供了动力条件。

综上，台风倒槽与冷空气是“天兔”登陆后强降水的主要原因。台风倒槽、低层切变线配合切变线北侧的强低空急流为台风降水提供了有利的动力条件；切变线南侧的东南风急流为降水提供了持续的水汽供应。

4 热带气旋活动概况

9月，西北太平洋和南海有8个热带气旋编号(8级以上)，较常年同期偏多3.0个(1949—2012年平均编号5.0个)(钱奇峰，2012；曹越男，2011)。本月登陆热带气旋1个，较常年同期(1949—2012平均)登陆个数偏少0.8个(“菲特”(1323) 虽然于9月底生成，但是在10月登陆影响我国，因此本文不做讨论)。除“天兔”(1319) 登陆影响我国外，“蝴蝶”(1321) 也对我国造成了较大影响。其他，“玉兔”(1316) 为从中太平洋获得编号后移入西北太平洋的热带气旋，进入西北太平洋不久于海上消散；“桃芝”(1317)、“万宜”(1318) 均以强热带风暴强度登陆日本；“帕布”(1320)、“圣帕”(1322) 均为东转向路径且最终未登陆(图 10)。以下针对“天兔”和“蝴蝶”两个台风进行回顾。

“天兔”是今年截至9月底登陆我国大陆地区最强的台风，也是近40年来登陆粤东沿海的最强台风。“天兔”于9月17日02时在菲律宾以东的西北太平洋洋面上生成，18日20时加强为台风，19日11时加强为强台风，17时快速加强为超强台风(极值风速60 m·s^-1，中心最低气压915 hPa)，之后向西偏北方向移动，穿过巴士海峡后减弱为强台风，于22日19：40前后以在广东汕尾市附近沿海一带登陆。登陆时为强台风强度，中心附近最大风速有14级(45 m·s^-1), 中心最低气压935 hPa。登陆后强度迅速减弱，23日08时在广东省肇庆市境内减弱为热带低压，12时移入广西贺州市境内并进一步减弱。

“天兔”主要有如下4个特点：(1) 降雨强：21—23日，浙江东部、福建东北部和南部、广东中东部和西北部、广西东北部、湖南南部和江西西南部等地累计降雨量有100~250 mm，福建漳州局地300~455 mm，湖南蓝山县汇源445 mm，广东梅州市八乡镇357 mm；台湾中东部降雨200~500 mm，花莲、屏东、台东、高雄等局地超过500 mm。(2) 风力大：广东东部和珠江口地区、福建东部、浙江南部沿海出现9~11级大风，广东东部、福建东部的部分地区风力有12~14级，广东东部沿海最大风力达15~16级。台湾兰屿出现17级以上大风。(3) 增强迅速：“天兔”从热带风暴发展为超强台风仅用39 h，属于快速增强的台风(国家气候中心，2013b)。自18日02时至19日23时，“天兔”迅速由热带风暴发展为超强台风并增强至最强，45 h内中心最低气压下降75 hPa，中心附近最大风速由23 m·s^-1快速增加至60 m·s^-1(图略)。(4) 致灾重：“天兔”登陆时恰逢年度天文高潮，风暴潮与天文潮叠加，汕头气象浮标站出现14.9 m的最大浪高，汕头沿海海门站出现超50年一遇最高潮位，福建中南部沿海也普遍出现超警戒高潮位。汕头和汕尾等地发生海水倒灌，城市被淹。广东、福建、江西、广西等4省(自治区)共有1118.8万人受灾，因灾死亡34人，失踪1人，紧急转移安置78.1万人；农作物受灾面积25.58万hm²，农作物绝收面积1.61万hm²；倒塌或严重损坏房屋6.05万间，一般房屋损坏1.39万间；直接经济损失220.58亿元。

强台风蝴蝶于9月27日14时在南海海面上生成，之后向偏西方向移动，28日14时加强为台风，29日11时加强为强台风，30日17:45前后在越南广平省沿海登陆，登陆时为台风强度(12级、35 m·s^-1、970 hPa)。“蝴蝶”虽然没有直接登陆我国大陆，但是其路径恰好经过我国西沙群岛。29日，西沙永兴岛、珊瑚岛及附近海域出现12级以上大风，北礁岛阵风达15级(47.4 m·s^-1)；28日08时至30日08时，三沙各岛屿普遍出现大暴雨到特大暴雨，北礁岛累计降雨量达513.1 mm，琛航岛505.6 mm。另外，海南南部也出现了8~10级阵风，三亚局地达11~12级。受其影响，海南省24.1万人受灾，直接经济损失1.86亿元。

5 我国中东部出现雾霾天气

9月，我国中东部出现雾霾天气，华北大部、黄淮西部和东部、江淮东部、江南东北部及湖南中部、重庆西南部等地雾霾日数在5 d以上，其中山西东南部、河南西北部、河北西南部、江苏北部达10~15 d，局部地区超过15 d。与常年同期相比，上述大部地区雾霾日数不同程度偏多，其中京津地区、河北南部、河南北部和中部、山西南部、山东北部和南部部分地区、江苏、浙江中北部、重庆西南部等地偏多5~10 d，江苏北部、河南西北部偏多10 d以上。

9月，北京站(观象台)雾霾日数达16 d，较常年同期(4.0 d)偏多12 d。