快速检索
  气象   2017, Vol. 43 Issue (12): 1594-1600.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.12.016

天气、气候评述

引用本文 [复制中英文]

吕爱民, 董林, 2017. 2017年9月大气环流和天气分析[J]. 气象, 43(12): 1594-1600. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.12.016.
[复制中文]
LÜ Aimin, DONG Lin, 2017. Analysis of the September 2017 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 43(12): 1594-1600. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.12.016.
[复制英文]

第一作者

吕爱民,主要从事台风监测和预报研究工作.Email:lvaimin0424@126.com

文章历史

2017年11月15日收稿
2017年11月18日收修定稿
2017年9月大气环流和天气分析
吕爱民 , 董林     
国家气象中心,北京 10081
摘要:2017年9月大气环流的主要特征是极涡强度接近常年,欧亚大陆中高纬环流呈多波型,西太平洋副热带高压明显偏西偏南,强度接近常年。9月全国平均降水量62.0 mm,较常年同期(65.3 mm)偏少5%;全国平均气温为17.8℃,较常年同期偏高1.2℃,为1961年以来第一高。月内主要出现了10次区域性强降水过程。9月在西北太平洋和南海共有4个台风生成,其中1716号台风“玛娃”在我国广东省登陆。月内四川、云南部分地区秋雨明显,全国13个省(市、区)遭受风雹灾害,内蒙古中东部旱情持续缓和。
关键词大气环流    副热带高压    热带气旋    秋雨    
Analysis of the September 2017 Atmospheric Circulation and Weather
LÜ Aimin, DONG Lin    
National Meteorological Centre, Beijing 100081
Abstract: The main characteristics of the general atmospheric circulation in September 2017 are as follows. There was one polar vortex center in the Northern Hemisphere, slightly stronger than usual. The circulation in Eurasian middle-high latitudes showed a multi-wave pattern. The subtropical high in northwest Pacific Ocean lay westward and southward, and its intensity was slightly stronger than its average state during the corresponding period of normal years. The monthly mean precipitation amount is 62.0 mm which is less than normal in 5%, while the monthly mean temperature is 17.8℃, 1.2℃ higher than normal, which ranks the highest since 1961. Ten regional torrential rainfall events happened in September. Four tropical cyclones were generated over northwest Pacific Ocean and the South China Sea, and typhoon Mawar (1716) made landfall along the coastal areas over Guangdong Province in September. Sichuan and Yunnan received autumn rain notably; strong wind and hail disasters hit 13 provinces; drought situation in middle and eastern parts of Mongolia got relieved.
Key words: atmospheric circulation    western Pacific subtropical high    tropical cyclone    autumn rain    
1 天气概况 1.1 降水

2017年9月全国平均降水量62.0 mm,较常年同期(65.3 mm)偏少5%,较2016年9月的78.9 mm(周冠博和高拴柱,2016)明显偏少。从空间分布看(图 1),西北地区大部、华北大部以及内蒙古、吉林、辽宁西部、西藏大部、湖南南部、江西东南部、福建西部等地降水量不足50 mm,全国其他大部地区降水量在50 mm以上,其中黄淮南部和西部、江淮、江汉、江南北部、华南大部、西南东部以及陕西东南部、四川北部和中部、云南南部等地有100~200 mm,江苏南部、安徽中部、湖北大部、重庆大部、湖南西北部等地在200 mm以上,降水最大区域出现在陕西南部、重庆北部、四川东部和湖北西北部;与常年同期相比(图 2),西北东部、东北南部、华北大部、江南南部及新疆南部、内蒙古大部、山东、西藏南部、云南西北部、福建、海南等地降水量较常年同期偏少2~8成,部分地区偏少8成以上;而江淮、江汉、江南北部、西南东部及新疆北部、四川北部、河南中南部、广西西北部等地偏多2成至2倍,局部地区偏多2倍以上(国家气候中心,2017)。

图 1 2017年9月全国降水量分布(单位:mm) Fig. 1 Total precipitation amount over China in September 2017 (unit: mm)

图 2 2017年9月全国降水距平百分率分布(单位:%) Fig. 2 Spatial distribution of precipitation amount anomaly percentage over China in September 2017 (unit: %)
1.2 气温

2017年9月全国平均气温为17.8℃,较常年同期(16.6℃)偏高1.2℃,为1961年以来第一高(图 3),与2016年9月的17.7 ℃(周冠博和高拴柱,2016)接近。从空间分布看,除新疆北部和湖北西部局地气温偏低0.5~1℃外,全国大部地区气温接近常年同期或偏高,其中西北大部、华北、黄淮北部、西南大部、江南南部、华南及内蒙古中西部等地偏高1~2℃,华北中部及内蒙古中部、湖南南部、江西南部、福建等地偏高2~4℃(国家气候中心,2017)

图 3 2017年9月全国平均气温距平分布(单位:℃) Fig. 3 Distribution of mean temperature anomaly in September 2017 (unit: ℃)
2 环流特征和演变

图 4给出了2017年9月北半球500 hPa平均位势高度及距平的水平分布,与常年同期的环流形势对比,9月的环流形势主要有以下特点。

图 4 2017年9月北半球500 hPa平均高度(a)和距平(b)(单位:dagpm) Fig. 4 The 500 hPa average geopotential height (a) and anomaly (b) in the Northern Hemisphere in September 2017 (unit: dagpm)
2.1 极涡呈单极型分布,中高纬环流呈多波型

9月北半球极涡呈单极型分布(图 4a),极涡中心位于北极圈内,极涡中心强度低于536 dagpm,同时中心附近有弱的负距平(图 4b),表明北半球极涡接近常年同期略偏强,极地冷空气势力接近常年同期。北半球中高纬西风带500 hPa平均位势高度场呈多波型分布,欧亚大陆中高纬为“两槽一脊”的环流型,两槽分别位于喀拉海至贝加尔湖地区、日本地区,槽区分别对应-6和-4 dagpm负距平;东欧为高压脊区,并伴有6~8 dagpm的正距平。我国大部分地区处于平直的纬向环流控制下。副热带高压(以下简称副高)西北侧的西南气流将南海和印度洋上的暖湿空气源源不断地输送到西南地区,同时随着冷空气不断从高原北侧东移或从我国东部地区向西部地区倒灌,冷暖空气频频交汇,造成了西南、江汉、江南西部地区降水天气。

2.2 西太平洋副高偏西偏南,强度接近常年

9月西北太平洋副高西脊点位于25°N、90°E附近(图 4a),较常年气候平均西脊点位置(30°N、134°E)(王皘和高拴柱,2015周冠博和高拴柱,2016)明显偏西偏南。副高强度接近常年同期略偏强(图 4b)。副高位置偏西,使冷空气与副高西侧的暖湿气流交汇于江淮、江汉、江南北部、西南东部及四川北部等地,造成降水较常年偏多。

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。上旬(图 5a)欧亚大陆中高纬地区有多个槽脊活动,西亚地区为高压脊,西西伯利亚至中亚地区以及东亚有高空槽。副高西脊点位于95°E附近,脊线位于23°N左右。上旬主要天气过程有:1—4日,受低层切变线影响,西南地区东北部、江汉、江淮和黄淮南部出现暴雨,累积雨量达50~150 mm,其中四川广安、贵州遵义、广西百色局地200~269 mm。4—5日受台风玛娃影响,华南南部、西南地区东南部出现50~120 mm降雨,其中广东江门、中山、珠海、东莞和惠州局地180~257 mm。广东、福建和浙江等地沿海地区出现7~9级阵风,局地达10~11级。9—11日受高空槽、低空切变线和江淮气旋共同影响,西南地区东部、江汉、黄淮、江淮和江南西部出现50~100 mm降水,其中陕西南部、四川东北部、重庆中部、湖北西南部和中部、江苏北部等地局地120~200 mm,重庆石柱局地点雨量达241 mm。

图 5 2017年9月上(a)、中(b)、下旬(c)欧亚地区的500 hPa平均位势高度场(单位:dagpm) Fig. 5 The 500 hPa average geopotential height for the first (a), second (b) and third (c) dekads in September 2017 (unit: dagpm)

9月中旬(图 5b),伊朗高压加强,西西伯利亚至中亚地区的高空槽较上旬明显加深,我国中西部部为脊区,我国东北至朝鲜半岛的东亚大槽与上旬相比变化不大,副高进一步西伸,西脊点位于85°E附近,脊线位于28°N左右。从逐日环流演变(图略)来看,14—15日受台风杜苏芮的影响,海南岛局地出现大暴雨。18—20日,受低涡切变线影响,江汉、江南西部及北部、西南地区东部出现暴雨,局地大暴雨。

9月下旬(图 5c),从西西伯利亚至里海为一大槽,东亚大槽有所减弱,我国北方大部分地区位于两槽之间,受平直西风影响,副高西脊点东退至90°E附近,脊线位于25°N左右,华西地区降水增多。23—25日,受低层切变线影响,黄淮南部、江淮大部、江南地区东北部出现暴雨,累计雨量有100~200 mm。

3 主要降水过程 3.1 概况

2017年9月,全国共有465站次出现暴雨;14站日降水量达到极端事件监测标准,主要分布在江苏、湖北、云南等省;34站次日降水量超过月极大值, 其中江苏无锡(211.3 mm)和四川石渠(62.7 mm)两站突破历史极值(国家气候中心,2017)。9月主要出现了10次强降水过程,其主要影响系统、影响区域和降水强度见表 1

表 1 2017年9月主要降水过程 Table 1 Main precipitation events in September 2017
3.2 9月9—10日降水过程分析

9月9—10日,西南地区东部至江汉黄淮西部出现一次较强降水过程,四川东部和陕南至苏皖北部部分地区累计雨量50~100 mm,陕西南部、四川东北部、重庆中部、湖北西南部和中部、江苏北部等地局地120~200 mm,重庆石柱局地点雨量达241 mm;50和100 mm以上面积分别达53.4×104和4.4×104 km2

此次降水天气过程主要由高空槽和低空切变线系统所造成。10日02时,从贝加尔湖到我国西部地区东部为低压槽控制,鄂霍次克海至日本海为一大槽,我国东部地区处于两槽之间的高压脊区。副高呈带状分布在西北太平洋至中南半岛地区,588 dagpm特征等高线位于江南北部至西南地区东部,西南地区为一低涡系统(图 6)。此次降水从西南地区开始发展,造成四川、贵州、重庆出现短时强降水过程。随着500 hPa低槽缓慢东移和850 hPa低涡东移发展,10日08时,850 hPa西南急流建立并加强,急流核风速达到14 m·s-1,在西南地区东部至江淮一带形成西南—东北向切变线。其中急流最大区位于四川东部和重庆地区,850 hPa风速大于24 m·s-1(图 7),冷暖空气交汇,形成辐合上升区,为强降水的形成和发展提供较好的动力抬升条件。从孟加拉湾和南海北部存在一条明显的水汽输送通道,源源不断向北输送水汽,水汽通量超过0.03 g·cm-1·hPa-1·s-1,水汽在从西南地区到江汉和黄淮地区的一条西南—东北向带状区域辐合,最大水汽通量散度达到-1.0×10-3 g·cm-2·hPa-1· s-1(图 8)。另外,这些地区的CAPE值也超过了1000 J·kg-1,有利于对流的发展。

图 6 2017年9月10日02时500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)和850 hPa风场(风向杆,单位:m·s-1) Fig. 6 The 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm), 850 hPa winds (wind bar, unit: m·s-1) at 02:00 BT 10 September 2017

图 7 2017年9月10日08时500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)、850 hPa风场(风向杆,单位:m·s-1)和急流(阴影,单位:m·s-1) Fig. 7 The 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm), 850 hPa winds (wind barb, unit: m·s-1) and jet stream (shaded area, unit: m·s-1) at 08:00 BT 10 September 2017

图 8 2017年9月10日08时水汽通量(箭头,单位:10-3 g·cm-1·hPa-1·s-1)和水汽通量散度(阴影,单位:10-4 g·cm-2·hPa-1·s-1) Fig. 8 Water vapor flux (arrow, unit: 10-3 g·cm-1·hPa-1·s-1) and water vapor flux divergence (shaded area, unit: 10-4 g·cm-2·hPa-1·s-1) at 08:00 BT 10 September 2017

丰沛的水汽在低涡切变线强烈的辐合抬升作用下使降水迅速增强,西南地区东部、江汉、黄淮、江淮和江南西部出现暴雨。

4 华西秋雨明显

2017年9月华西地区大部降水量在50 mm以上,其中重庆中部和北部、湖北西部和东部、云南南部局地超过200 mm。与常年同期相比,湖北大部、湖南西部、广西北部、贵州中北部和东部、重庆,以及四川北部和云南南部的局部地区等地偏多5成至1倍。华西地区降水日数普遍有8~16 d,其中四川中部和北部、云南南部、重庆北部、湖北西部、陕西南部有16~20 d,四川西北部超过20 d。与常年同期相比,陕西南部、湖北大部、重庆北部偏多4 d以上。

9月,孟加拉湾低槽偏深,西北太平洋副高位置偏西偏南,从而有利于西南季风向华西地区输送水汽。从贝加尔湖至我国西南地区为稳定的长波槽。这种环流形势使得华西地区处于副高后部的西南暖湿气流与中纬度西风气流中的交绥区,造成降水明显。

9月以来,我国华西地区多地遭受暴雨洪涝灾害,部分地区引发山洪地质灾害。据不完全统计,共有200多万人受灾,农作物受灾面积12.7×104 hm2,直接经济损失超过51.7亿元(国家气候中心,2017)。

5 热带气旋活动

2017年9月,在西北太平洋和南海上共有4个台风生成(表 2图 9),台风生成个数比常年同期(4.9个)偏少0.9个,其中1个台风登陆我国(1716号台风玛娃登陆广东汕尾陆丰市),比常年同期(1.8个)偏少0.8个。

表 2 2017年9月西北太平洋和南海热带气旋活动简表 Table 2 Tropical cyclones actions in northwest Pacific Ocean and the South China Sea in September 2017

图 9 2017年9月西北太平洋及南海热带气旋路径 Fig. 9 Tracks of tropical cyclones over northwest Pacific Ocean and South China Sea in September 2017

今年第16号台风玛娃(MAWAR)于9月1日02时在南海东北部海面上生成,2日下午加强为强热带风暴,3日21:30前后在广东汕尾陆丰市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有8级(20 m·s-1,热带风暴级),中心最低气压995 hPa。

9月2—4日,受台风玛娃和冷空气共同影响,广东中东部、福建东南部、广西东部等地降雨50~120 mm,广东江门、中山、珠海、东莞和惠州局地180~257 mm。广东、福建和浙江等地沿海地区出现7~9级阵风,局地达10~11级。受“玛娃”影响,广东、福建2省避险转移近5.7万人,期间恰逢新学期开学,广东多地宣布停课;东莞多地受降水影响积水严重。受台风玛娃环流影响,广东东莞多地出现内涝及交通拥堵情况;暴雨导致广州市内165条公交线路临时调整。9月2日晚,东莞火车站开往潮汕方向的16趟动车组停运;9月3日,杭深线往潮汕、厦门、杭州等方向的旅客列车全部停运。飞往桂林、昆明、海口、湛江等地的多趟航班受到影响;同时山东航空飞往济南、哈尔滨、长沙,西部航空飞往南京、重庆的航班,亚洲航空飞往曼谷、吉隆坡的航班也受影响取消(国家气候中心,2017)。

“玛娃”具有“移速缓慢、路径曲折”的特点。台风的平均移速约为15 km·h-1,而“玛娃”整个生命史的平均时速都维持在7 km·h-1左右,尤其是靠近广东省沿海约200 km后,移动速度非常缓慢,部分时段原地少动;同时,“玛娃”在南海东北部海面移动方向多变,以蛇形路径逼近粤东,在1日早晨和2日夜间先后两次折向东北方向移动,出现曲折复杂的路径。

6 其他极端天气 6.1 高温

2017年9月,全国共有510站出现35℃以上高温天气;11站日最高气温达到极端事件监测标准,主要分布在福建、浙江和广东,其中福建仙游(40.0℃)、南安(39.7℃)、长乐(39.4℃)和连江(39.2℃)等4站日最高气温突破历史极值(国家气候中心,2017)。

6.2 北方遭受风雹袭击,内蒙古干旱缓和

2017年9月,黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古、甘肃、陕西、山西、河北、山东、安徽、湖南、青海、新疆等13个省(市、区)遭受风雹灾害。据不完全统计,共造成全国31.0万人受灾;农作物受灾面积5.6×104 hm2,直接经济损失5.7亿元。9月以来,内蒙古中东部降水量在10~50 mm,上述地区的气象干旱持续缓和(国家气候中心,2017)。

致谢:感谢国家气象中心张永恒提供的降水量、降水距平和温度距平资料。

参考文献
国家气候中心. 2017. 2017年9月中国气候影响评价[R].
王皘, 高拴柱, 2015. 2015年9月大气环流和天气分析[J]. 气象, 41(12): 1562-1567. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2015.12.015
周冠博, 高拴柱, 2016. 2016年9月大气环流和天气分析[J]. 气象, 42(12): 1560-1566. DOI:10.7519/j.issn.1000-0526.2016.12.015