2024年5月,全国平均降水量为69.5 mm,与常年同期(70.3 mm)相比偏少1%,海南为1961年以来历史同期最多。从图 1空间分布上来看,东北地区东部、江淮南部、江汉西部和南部、江南、华南以及西南地区大部累计降水量超过100 mm,其中福建北部和南部、广东大部、广西大部、海南、贵州西南部等地在250 mm以上,广西南部、广东东部和南部沿海、海南岛中东部等地降水量超过400 mm,部分地区超过600 mm。监测显示,全国共有6个国家级气象站出现极端日降水量事件,其中,5月4日广东斗门站日降水量达到395.6 mm,5月30日海南珊瑚站日降水量高达629.3 mm(国家气候中心,2024)。全国其余大部分地区降水量在50 mm以下,其中,内蒙古中部和西部、新疆南疆盆地、青海西北部、甘肃北部、西藏西部等地不足10 mm,局部地区全月无降水。
从降水量距平场可见(图 2),东北地区中部、内蒙古东部、新疆东部和中部偏南地区、西藏北部、青海北部和西南部、华南南部沿海、海南及西南地区东部等地降水量较常年同期偏多5成至2倍,局地偏多2倍以上。全国其余大部地区降水量较常年同期偏少,其中内蒙古北部和中西部、新疆西南部和东南部、甘肃北部、青海西北部、西藏西部和东南部、陕西大部、华北北部和中南部、西南地区东部及华北大部、黄淮、江淮大部等地偏少2至8成,局部偏少8成以上。西南冬春连旱缓解,黄淮、江淮干旱持续。
2024年5月,我国整体呈暖干特征,全国平均气温17.7℃,与常年同期(16.5℃)相比偏高1.2℃,为1961年以来第一高,内蒙古、甘肃、宁夏和山西均为1961年以来历史同期第一高,新疆、青海和陕西均为第二高。从图 3全国平均气温距平的空间分布来看,相较常年同期,内蒙古中西部、西藏北部、西北地区大部、华北大部、黄淮、江汉、四川东部等地偏高1~2℃,西北地区大部、内蒙古中西部、华北西部、黄淮中部等地偏高2~4℃,局部偏高4℃以上;东北地区中北部、四川中西部、贵州大部、江南南部及华南大部等地偏低0.5~1℃,局地偏低2℃以上。监测结果显示,5月全国共有云南耿马(35.9℃)、云南西盟(34.9℃)、云南孟连(35.8℃)3个国家级气象站日最高气温达到或突破极端阈值(国家气候中心,2024)。
2024年5月北半球平均位势高度场及距平场的空间分布如图 4所示,北半球环流形势相比常年平均具有以下特点。
5月北半球极涡偏单极型分布(图 4a),极涡主体偏向东半球,从极地向大陆偏移明显。极涡中心位于新地岛以东地区,中心强度低于528 dagpm。与2023年相比(李妮娜和林建,2023),极涡的强度偏弱,且形态特征差异较大。从500 hPa位势高度距平场上看(图 4b),极涡中心附近的位势高度为负距平,且负距平中心小于-10 dagpm,这表明极涡的强度较历史同期相比显著偏强。
2.1.2 中高纬环流呈四波型,副热带高压较常年偏西、偏强5月北半球500 hPa中高纬环流呈四波型分布,4个长波槽分别位于欧洲东部、亚洲东岸、北美西部和北美东部(图 4a),标志着冬季三波型向夏季四波型转换完成。从距平场可以看出(图 4b),受极涡系统的影响,欧洲东部大槽相较历史同期显著偏强,而亚洲东岸槽区为正距平,表明东亚大槽较历史同期偏弱。欧洲东部槽和东亚大槽之间为宽广的高压脊区,位势高度正距平中心值大于8 dagpm,强度较常年明显偏强,我国北方大部分地区处于蒙古高空脊区,欧亚整体的环流经向度较大。偏弱的东亚大槽和偏强的蒙古高压脊,导致冷空气南下偏弱,除东北地区以外北方大部分地区的冷空气活动明显偏弱。
低纬地区,西太平洋副热带高压(以下简称副高)与伊朗高压打通,588 dagpm线环绕北半球一周,较常年同期偏强、偏西、偏北,副高脊线位于18°N附近。孟加拉湾附近的南支槽平均位置位于90°E附近,位势高度异常场为正距平,强度较常年同期偏弱2 dagpm。5月第6候(5月26日)南海夏季风爆发,较常年(5月第4候)偏晚2候,强度接近常年到偏弱。
2.2 环流演变与我国天气图 5为5月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均位势高度场环流形势。上旬(图 5a),欧亚中高纬地区大气环流呈“两槽一脊”形势。欧洲和东亚大槽分别位于黑海和日本岛附近,东亚大槽位置偏东且强度较弱,蒙古高原上空为一弱脊控制,受其影响我国北方大部分地区的温度呈缓慢回升的态势,其中新疆、内蒙古、东北地区等地气温较常年同期偏高2~6℃。而南支槽较活跃,副高偏强、偏北,受南支槽东移及副高外围暖湿气流的共同影响,西藏东部、西北地区东南部、西南地区大部、华南西部降水偏多,气温偏低。
中旬,中高纬的环流形势相比上旬有所调整,但仍维持“两槽一脊”形势(图 5b)。欧洲和东亚大槽、蒙古高压脊均发展加深,我国中纬度呈现“西高东低”的形势,环流经向度增大且多波动,东北冷涡偏多偏强,槽后西北气流携带的冷空气势力强劲,影响我国北方地区。中旬北方地区多大风、沙尘及降温天气,内蒙古、西北地区、华北地区、黄淮等地出现扬沙或浮尘,其中新疆南部盆地、内蒙古西部等地部分地区出现沙尘暴天气,东北地区、华北地区等地多阵性降水。副高阶段性地加强北抬,暖湿气流进一步增强,为南方地区提供了良好的水汽和能量条件。伴随冷涡引导的冷空气沿偏东路径持续南下,冷暖空气交汇影响我国南方大部,造成我国江南、华南以及西南地区等地多轮强降水过程。
下旬,中高纬环流东移,整体仍然维持“两槽一脊”的形势(图 5c)。新地岛以东的极涡发展增强,西西伯利亚附近的高空槽进一步加深,中亚低值系统活跃。同时,蒙古附近的高压脊进一步发展增强,脊线由上、中旬的南北向调整为东北—西南走向,环流经向度进一步增大,东北冷涡活动频繁,内蒙古东部、东北地区大部降水较常年同期显著偏多。低纬地区,受孟加拉湾风暴的影响,南海夏季风于5月第6候(5月26日)爆发,较常年(5月第4候)偏晚2候,导致华南北部、江南南部、西南地区西部等地较常年同期降水偏少2成以上。下旬末副高快速加强北抬,脊线位于20°N附近,加之南海季风北上,水汽和能量条件进一步增强,配合冷空气活跃南下,我国华南、江南等地降水范围更广、强度更大。5月30日在季风槽中有南海热带低压发展,于31日14时(北京时,下同)加强为2号台风马力斯,并向北移动登陆广东,受其影响,海南岛、广东、福建等地出现大到暴雨,局地大暴雨的天气。
3 主要降水和强对流过程 3.1 概况2024年5月,我国共发生5次大范围的强降水天气过程(表 1),分别出现在3—4日、7—9日、10—12日、18—20日、26—28日,强降水主要发生在西南地区东部、江南、华南等区域,较常年同期略偏少。几次强降水过程基本都伴有明显的强对流天气,部分地区引发洪涝灾害。其中,5月18—20日暴雨过程的小时雨强最极端。
受东移高空槽、低涡切变及弱冷空气的共同影响,5月18—20日,两广地区自西向东出现强降水天气,广西、广东西部和中北部等地部分地区出现暴雨到大暴雨,局地特大暴雨,累计降水量有50~150 mm,广西桂林、南宁、钦州、防城港、北海及广东湛江等地200~300 mm,广西钦州沿海局地400~717 mm。广西、广东有7个国家级气象观测站日降水量突破5月中旬历史极值,其中广西南宁和隆安、广东湛江日降水量突破5月历史极值;广西钦州龙门港镇日降水量(610.5 mm)打破钦州市历史纪录。从广西钦州龙门港镇站点的小时降水量随时间的演变(图 6)可以看出,最大小时雨强出现在19日03时,降水量高达189.6 mm,突破广西历史极值。
从环流形势演变来看(图 7),18日20时,四川盆地东部有高原涡生成,副高北界位于南海洋面。19日08时,200 hPa广西南部至广东西部一带为高空辐散区(图略),随着孟加拉湾季风、南海季风的加强、北推,850 hPa上广西南部—广东—湖南东部的偏南气流增强为低空急流,贵州、湖南交界附近有低涡生成,其南部伴有明显的切变线,地面辐合加强,与高空辐散配合提供了有利的动力抬升条件;南侧持续的偏南气流输送使得广西附近的大气可降水量维持在60 mm以上,对流有效位能也保持较高的状态(图略),存在明显的对流不稳定层结,强降水主要位于低涡南侧的高温高湿区。19日20时,高原涡减弱并略微南移,低层的低涡系统南压至两广交界处,另外在低涡的东侧,华南沿海附近存在一条暖式切变线。20日20时,高原涡减弱为高空槽并东移,低涡系统也减弱为华南沿海附近的一条东北—西南向切变线,高温高湿区主要位于洋面附近,因此陆地上的降水逐渐东移减弱。
从低层环流来看(图 8),925 hPa广东至广西一带存在偏东风回流,其带来的弱冷空气造成了两方面的影响,一方面,从假相当位温的梯度大值区可以看出,冷空气前沿的锋区西移南压至贵州西南部至两广一带,有利于大尺度降水的发生;另一方面,弱冷空气在对流层低层形成一个浅薄的冷垫,低涡南侧高温高湿的偏南气流沿冷垫爬升,有助于在暖区中触发对流。由于华南沿海受副高边缘西南气流控制,引导气流较弱,对流系统移动缓慢,降水累积效应明显,因此引发了局地强降水。广西东部、广东西部等地出现大到暴雨,广西桂林、南宁、钦州、北海、防城港等地出现局地大暴雨,广东雷州半岛出现了城市内涝。
5月我国主要发生3次强对流过程(表 2),分别出现在4日、25—27日、30日,主要以雷暴大风和短时强降水为主。
5月30日,受地面气旋、冷锋、低涡和切变线的共同影响,午后12—18时华北北部等地出现线状强风暴系统,并在下山过程中快速增强,线状对流随锋面快速扫过京津冀、辽宁等地,系统性大风与对流性大风叠加造成上述地区出现了风力8~10级、局地11~12级、最大达13级的极端大风过程。京津冀区域站共记录到8级以上雷暴大风832个站次,其中达10级以上雷暴大风100个站次,达13级大风2个站次,中午张家口附近对流快速发展东移,线状对流系统移速达70 km·h-1。由此可见,此次过程具有风暴移速快、下山快速加强、强风范围大且强度强的特点。
30日14时的环流形势(图 9a)显示,东北地区有冷涡系统切断,华北地区处于高空冷涡的西南侧,200 hPa高层辐散明显(图略),受下滑短波槽的影响,动力抬升作用加强;700 hPa冷涡西南侧存在较强的西北风急流,中低层垂直风切较大,有助于高空动量下传,但整层可降水量不足40 mm,环境偏干。从温度场来看(图 9b),低层850 hPa有一个明显的暖脊自陕西北部延伸至吉林,受冷涡底部西北气流带来的冷平流影响,存在较强的层结不稳定,高低层温度差最强可达34~38℃。相较历史上的相似个例,如2023年4月15日、5月12日等雷暴大风事件,高低层温差存在一定的极端性(赵英珊等,2023;李妮娜和林建,2023)。伴随冷涡带来的冷空气的不断南压,地面锋面气旋也东移南压并加强(图 10),对流随冷锋移动自西北向东南扫过京津冀等地。从北京站30日14时的订正探空曲线来看(图 11),低层明显偏干,受中层急流的影响,0~6 km的垂直风切变较大,可达18.1 m·s-1,对流有效位能达1095.9 J·kg-1,高空风随高度逆转为冷平流,低空风随高度顺转为暖平流,综合环境条件有利于雷暴大风的发生(曹艳察等,2024;杨磊和郑永光,2023)。
2024年5月,受地面冷锋和蒙古气旋影响,我国共发生2次沙尘天气过程,分别发生在10—11日和14—17日,较历史同期偏少(李妮娜和林建,2023;韩旭卿和张涛,2022;华珊等,2021)。14—17日受冷空气大风的影响,我国西北地区、内蒙古等地部分地区出现了扬沙或浮沉天气,其中14—15日,内蒙古西部、甘肃河西地区东部、新疆东部等地局地出现了沙尘暴或强沙尘暴。从环流形势的演变来看(图 12),5月14日20时,我国中高纬主要呈“西高东低”的形势,500 hPa高压脊位于蒙古高原上空,环流经向度较大,脊前为西北气流控制,有利于引导冷空气南下,受脊前下滑冷空气的影响,下游的高空槽不断发展加深,对应低层有地面冷高压发展,中心强度大于1030 dagpm。在靠近地面冷高压底部气压梯度大值区的内蒙古、华北北部等地出现了4~6级偏北风、阵风7~9级,局地降温幅度达10℃以上;此外,冷空气沿着蒙古高压底部向西侵入,由于我国内蒙古大部、西北地区前期位于高压脊区,地面温度较高,且水汽相对较少,新疆南部和东部、甘肃河西地区、内蒙古西部、宁夏北部等地出现扬沙或浮尘天气,其中新疆东部、甘肃河西地区东部、内蒙古西部等地的部分地区有沙尘暴,内蒙古西部、甘肃河西地区东部局地有强沙尘暴。5月15日20时,高空槽进一步加深发展切断成冷涡,地面冷高压东移南压至黄淮、江淮地区,新疆、甘肃河西地区和内蒙古西部等地的地面风速减弱,但受前期冷空气西侵带来的沙尘传输影响,上述地区的沙尘天气持续,但强度减弱。
5月以来,西南大部累计降水量超过50 mm,冬春连旱缓解。4月上旬,黄淮、江淮等地气象干旱开始露头并发展;5月25日,中旱及以上等级干旱面积(43.6万km2)和特旱面积(13.7万km2)均达最大;26日,黄淮、江汉等地出现降水过程,上述地区干旱略有缓和。5月31日,黄淮中部、江淮北部、江汉东部等地存在中度及以上等级气象干旱,局地特旱;鲁豫皖苏鄂5省中旱以上干旱面积30.8万km2,其中重旱面积12.4万km2,特旱面积4.3万km2。
4.3 台风活动5月热带气旋生成数较常年同期偏多,西北太平洋及南海、孟加拉湾各有1个台风(气旋风暴)生成,即1号台风艾云尼、2号台风马力斯和孟加拉湾气旋风暴雷马尔。
台风艾云尼于5月26日在菲律宾吕宋岛上生成,26日23时由强热带风暴级加强为台风级,成为2024年首个台风,其后向东北方向移动,对我国天气影响较小。孟加拉湾气旋风暴雷马尔于5月25日夜间在孟加拉湾北部洋面生成,在其向偏北方向移动的过程中逐渐增强,27日03时在孟加拉国库尔纳区沿海登陆,登陆后强度逐渐减弱。受其外围云系影响,27—29日,我国云南西部和西藏南部等地的部分地区有中到大雨,局地暴雨。31日14时,南海热带低压在南海北部海域加强为台风马力斯,之后向北移动,受其影响,我国华南、海南岛、台湾岛等地的部分地区出现了大雨到暴雨,局地大暴雨。
致谢:感谢国家气象中心气象服务室王韫喆为本文提供月降水量、降水距平百分率和温度距平资料。
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