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  气象   2024, Vol. 50 Issue (9): 1153-1160.  DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2024.080901

天气、气候评述

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霍达, 马杰, 马殿博, 2024. 2024年6月大气环流和天气分析[J]. 气象, 50(9): 1153-1160. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2024.080901.
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HUO Da, MA Jie, MA Dianbo, 2024. Analysis of the June 2024 Atmospheric Circulation and Weather[J]. Meteorological Monthly, 50(9): 1153-1160. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2024.080901.
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资助项目

中国气象局水文气象重点开放实验室开放研究课题(23SWQXM030)资助

第一作者

霍达,主要从事全球短中期降水预报技术研发工作.E-mail: arsrosicky7@qq.com

文章历史

2024年8月6日收稿
2024年8月12日收修定稿
2024年6月大气环流和天气分析
霍达 1, 马杰 1, 马殿博 2    
1. 国家气象中心,北京 100081
2. 内蒙古自治区通辽市气象局,通辽 028000
摘要:2024年6月北半球极涡总体呈多极型,中高纬西风带环流为“四槽四脊”型分布,锋区位置总体偏北,低纬度地区西太平洋副热带高压强度明显偏强、位置偏西。6月全国平均气温较常年同期(20.4℃)偏高0.6℃,出现4次大范围高温天气,主要发生在西北、华北、黄淮等地。随着印度季风爆发以及6月17日长江中下游地区入梅,全国平均降水量较常年同期(102.8 mm) 偏多11.9%,南方大部地区共发生5次强降水过程。累计降水量显著偏多地区主要位于江淮及其以南地区,部分地区降水量突破历史同期极值。
关键词大气环流    暴雨    高温    
Analysis of the June 2024 Atmospheric Circulation and Weather
HUO Da1, MA Jie1, MA Dianbo2    
1. National Meteorological Centre, Beijing 100081;
2. Tongliao Meteorological Office of Inner Mongolia, Tongliao 028000
Abstract: The main characteristics of the general circulation of atmosphere in June 2024 are as follows. There were four polar vortex centers in the Northern Hemisphere. The circulation of the mid-high latitude westerlies was distributed in the pattern of four upper-level troughs and four ridges of high pressure, and the position of frontal zone was generally by north. The western Pacific subtropical high was obviously stronger, located more westward than normal during this month. The monthly mean temperature of China was 0.6℃ higher than the normal June temperature (20.4℃). During this month, four high temperature processes were experienced in Northwest China, North China and the Yellow River and Huaihe River regions. With the outbreak of the Indian monsoon and the middle and lower reaches of the Yangtze River into the Meiyu season on 17 June, the monthly average precipitation of China was more than the usual precipitation 102.8 mm by 11.9%. Totally, five regional torrential rain events occurred in most parts of southern China, especially in the south regions of the Yangtze River and Huaihe River where the accumulated precipitation was more excessive clearly. In addition, precipitation in some regions broke the record of extreme precipitation for the same period.
Key words: atmospheric circulation    torrential rain    high temperature    
1 天气概况 1.1 降水

2024年6月,全国平均降水量为115.0 mm,较常年同期(102.8 mm)偏多约11.9%,为1961年以来第三多,仅次于1998年(119.5 mm)和1971年(116.9 mm)(国家气候中心,2024)。全国降水量分布(图 1)显示,降水主要集中在江淮及其以南地区和黑龙江,上述地区月降水量普遍在100 mm以上,其中,江南大部、华南北部、西南地区东南部和黑龙江东部等地部分地区达200~400 mm,安徽南部、湖北东部、湖南东北部、江西中北部、浙江西部和南部、福建西北部、广东中西部、广西北部等地超过400 mm,局地超过800 mm。黑龙江东部、湖南东北部、江西北部、安徽东南部等地部分站点突破历史同期极值。

图 1 2024年6月全国降水量(单位:mm)分布 Fig. 1 Distribution of precipitation (unit: mm) over China in June 2024

图 2给出了6月全国降水量距平百分率分布,由图可见,青海北部、内蒙古中部、黑龙江中东部、江淮南部、江南大部、贵州中东部、广西北部等地降水量较常年同期偏多5成至2倍,黑龙江东部、湖北东南部、湖南东北部、江西西北部、安徽东南部等地局地偏多2倍以上。另外,新疆大部、西北地区东南部、辽宁、华北大部、黄淮大部、四川盆地等地降水量偏少2~8成,局地偏少8成以上。

图 2 2024年6月全国降水量距平百分率(单位:%)分布 Fig. 2 Distribution of precipitation anomaly percentage (unit: %) over China in June 2024
1.2 气温

6月,全国平均气温为21.0℃,较常年同期(20.4℃)偏高0.6℃,偏高幅度明显,河北、山东、西藏为历史同期最高(国家气候中心,2024)。由图 3可见,除黑龙江中东部、江西北部、浙江西南部等地的平均气温较常年同期偏低1~3℃外,全国其余大部地区平均气温接近常年同期或偏高,其中新疆大部、甘肃河西、内蒙古西部和东南部、辽宁大部、华北大部、黄淮、江淮大部以及西藏大部等地较常年同期偏高1~2℃,新疆东北部、京津冀大部、山东大部、河南中东部、苏皖北部等地偏高幅度达到了2~4℃。

图 3 2024年6月全国平均气温距平(单位:℃)分布 Fig. 3 Distribution of mean temperature anomaly (unit: ℃) over China in June 2024
2 环流特征及演变 2.1 环流特征

图 4a为2024年6月北半球500 hPa平均位势高度场。由图可见,高纬度地区极涡呈多极型分布,主极涡位于东半球。受多极涡影响,中高纬地区环流呈四波型分布,其中位于新地岛以东洋面上空的低槽出现闭合中心,低涡中心强度达544 dagpm,较常年明显偏低,造成其东部的俄罗斯勒拿河地区的高压脊发展伸入到极地,表现为新西伯利亚群岛附近正距平达8 dagpm(图 4b);其余三个低槽区分别位于鄂霍次克海、白令海峡以及加拿大巴芬岛上空。北半球中高纬度平均槽、脊总体位置偏北,使得亚洲中高纬地区西风带环流经向度不明显,进而导致影响我国北方的冷空气强度明显偏弱,因此,6月我国北方大部平均气温较常年同期偏高。

图 4 2024年6月北半球500 hPa(a)平均位势高度场和(b)距平场(单位:dagpm) Fig. 4 (a) Average geopotential height and (b) its anomaly at 500 hPa in the Northern Hemisphere in June 2024 (unit: dagpm)

6月,西太平洋副热带高压(以下简称副高)呈带状分布,强度较常年同期明显偏强(图 4b),尤其在中、下旬592 dagpm位势高度线稳定位于我国东部海域(图 5b5c);脊线位于20°N附近,西脊点位于100°E以西(图 4a),位置也较常年同期明显偏西(刘一等,2023孟庆涛和于超,2022)。副高的偏强、偏西也是导致6月南海和西北太平洋无台风活动的主要原因。

图 5 2024年6月(a)上旬、(b)中旬、(c)下旬500 hPa平均位势高度场(单位:dagpm) Fig. 5 Average geopotential height (unit: dagpm) at 500 hPa in the (a) 1st, (b) 2nd and (c) 3rd dekads of June 2024
2.2 环流演变与我国天气

图 5分别为6月上、中、下旬亚欧大陆500 hPa平均位势高度场。

上旬(图 5a),亚欧中高纬地区环流呈现“三槽两脊”型,挪威海至地中海西部、北地群岛至贝加尔湖西侧、鄂霍次克海至日本九州岛分别存在明显的高空槽,而伊朗至东欧平原、我国华北北部至东西伯利亚海存在较强高压脊,除新疆东部以及黑龙江北部以外,我国大部地区处于正位势高度距平区,特别是华北地区正位势高度距平明显,出现了高温天气。同时,副高强度略偏强、位置较常年同期显著偏西,且588 dagpm线与阿拉伯海副热带高压贯通,并在孟加拉湾存在一明显低槽,有利于热带低纬度水汽沿副高外围西南急流向我国输送,受其影响,2—5日华南地区、西南地区东部出现一次明显的强降水过程。

中旬(图 5b),亚欧大陆中高纬地区环流较上旬略有调整,但仍维持“三槽两脊”环流型,槽脊位置和强度分别较上旬发生较为明显的变化,具体表现为上旬位于挪威海至地中海西部的高空槽向东移动至东欧平原至土耳其地区,新地岛上空低涡中发展出的低槽移至中亚地区东部,东北亚高空槽略有减弱并东移至鄂霍次克海东部至日本海上空,伊朗至东欧平原上空高压脊区东移至中亚西部至乌拉尔山一带,华北地区高压脊显著减弱并东移至内蒙古东北部一带。在中高纬度环流演变过程中,我国长江以北大部地区处于高压系统控制下,中旬先后有两次(9—15日、17—20日)高温天气过程,因此上述地区气温较常年偏高2~4℃,山东河北等地部分地区偏高4~6℃。此外,副高西脊点位置相较上旬有所南落、东退,强度略有加强,伴随印度洋西南季风暴风,高原系统也较为活跃,因此西南暖湿气流显著加强,造成江南、华南、西南地区东部等地多强降水天气。

下旬(图 5c),欧亚中高纬地区环流较中旬环流经向度加大,原乌拉尔山高压脊区转为低槽,但亚洲大陆高压显著加强,高压脊由我国新疆延伸至贝加尔湖东侧,东北亚高空槽再次发展加强并向南伸至我国黄淮一带。同时,副高位置较中旬继续东退,其脊线平均位于22°N,较常年同期偏北,其北侧多低涡切变线发展,低空急流加强,因而造成长江中下游及广西、贵州等地出现强降水天气过程(6月21日至7月2日)。受大陆高压和副高的共同影响,下旬新疆、华北、黄淮、江南、华南等地出现两次(6月21—23日、25—30日)高温天气过程,其中,新疆、华北、黄淮等地气温较常年同期偏高2~4℃以上。

3 主要降水过程 3.1 概况

6月,随着印度季风爆发,我国主雨带逐步北抬至西南地区东部至长江中下游地区,共出现5次大范围降水天气过程(表 1),强降水区域重叠性高,江南、华南、西南地区东部和南部等地降水量较常年偏多5成至2倍,局地偏多2倍以上。其中,6月21日至7月2日,长江中下游及广西、贵州等地出现一次持续性、特强降水天气过程,累计降水量普遍达到特大暴雨量级,湖北咸宁(692.8 mm)、湖南岳阳平江(750.2 mm)等共计70个站点过程累计降水量达到或超过历史同期极值,湖北洪湖(222.3 mm,6月21日)、贵州遵义汇川(131.5 mm,6月28日)等7个站更是突破了建站以来日降水量历史极值。此次特强降水过程造成多处水位上涨,长江、太湖、洞庭湖发生2024年第1号洪水,江南、华南、西南地区东部等地的部分地区遭受严重暴雨洪涝及泥石流、滑坡等灾害(国家气候中心,2024)。本文将重点分析此次降水过程。

表 1 2024年6月大范围降水过程 Table 1 Main precipitation events in June 2024
3.2 6月21日至7月2日强降水天气过程分析

高空槽、切变线和低空急流是长江中下游地区极端降水的最主要影响系统(陈红专,2021李永华等,2022)。6月21日至7月2日,北方地区多高空槽活动,有利于冷空气东移南下,同时,副高位置较常年同期偏北、偏西,强度偏强,使得其外围西南急流不断加强,与南下偏北气流不断在南方地区辐合,并形成低涡切变系统,之后低涡沿着副高北侧切变线不断东移,给广西、贵州以及长江中下游地区带来持续性强降水天气。此次强降水过程是入汛以来最强的一次大范围降水天气过程,一方面降水持续时间长,前后共13 d;另一方面降水具有明显的极端性特征。从累计降水量(图 6)来看,广西、贵州、江南北部、江汉东部以及江淮一带累计降水量普遍在100~400 mm,部分地区超过400 mm;上述大部地区降水量较常年同期偏多1~3倍,湖北东南部、湖南东北部等局地偏多4倍以上(图略)。

图 6 2024年6月21日08时至7月3日08时累计降水量(单位:mm) Fig. 6 Accumulated precipitation (unit: mm) from 08:00 BT 21 June to 08:00 BT 3 July 2024

此次过程降水最强时段集中在6月24日至7月1日。从环流形势来看,6月24日白天(图略),我国北方大部受500 hPa高空槽及东北冷涡共同影响,副高588 dagpm线北抬到28°N附近,其北侧和西北侧850 hPa西南季风风速超过12 m·s-1,副高外围形成一明显低涡切变系统。25日白天(图 7a),低空急流进一步加强发展,强度达到12~15 m·s-1,低涡及切变系统稳定在长江以南地区,高层200 hPa上存在明显辐散区(图略),整层动力抬升条件良好。广西、贵州、湖南、江西等地整层可降水量普遍达60 mm以上。上述有利条件共同导致安徽南部、湖南东部、江西中北部、浙江西部等地出现大暴雨,江西北部局地出现特大暴雨。27日白天(图 7b),中纬度地区高空槽进一步加深,副高再次北抬西伸,西脊点伸至93°E,其外围西南急流同时加强,最大风速达18 m·s-1以上;850 hPa低涡东移入海后加强发展;主雨带向北、向东移动,重庆南部、湖北南部、江西北部、浙江北部等地出现暴雨或大暴雨。29日白天(图 7c),高空槽加深发展为低涡系统,副高虽略有南落,但低层西南急流爆发式加强,急流核风速达18~27 m·s-1。850 hPa上低空急流前沿西南风与高空槽引导的偏北风形成新的低涡,引导水汽不断聚集,整层可降水量最大达到了70 mm以上,主雨带位于低空急流顶部切变线南侧,安徽中部、湖北东部、江西西北部、湖南东北部和中部偏西地区、贵州东部等地出现大暴雨。7月1日白天(图 7d),中高纬地区的低涡移至内蒙古河套地区,高空槽加深南压至贵州南部,同时副高快速东退、南落,低空急流减弱,其北侧的低涡控制范围虽扩大但结构相对松散,同时水汽条件整体仍较好,最大整层可降水量维持在70 mm左右。1日白天主雨带呈东北—西南向分布,安徽西南部、湖北东部、湖南西部和东北部、江西北部、贵州东南部、广西东北部等地出现大暴雨,湖南西南部、广西东北部局地特大暴雨。3日开始,随着副高快速北抬至33°N附近,850 hPa低涡移动至东北地区南部,低空急流进一步减弱,南方地区转为副高控制,本次强降水过程逐渐减弱并趋于结束。

图 7 2024年(a)6月25日08时,(b)6月27日08时,(c)6月29日08时,(d)7月1日08时500 hPa位势高度(等值线,单位:dagpm)、850 hPa风场(风羽)和整层可降水量(阴影) Fig. 7 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm), 850 hPa wind field (barb) and integrated precipitable water (shaded) at (a) 08:00 BT 25 June, (b) 08:00 BT 27 June, (c) 08:00 BT 29 June and (d) 08:00 BT 1 July 2024
4 高温过程 4.1 概况

6月,我国高温日数(日最高气温≥35℃)为2.6 d,较常年同期(1.7 d)偏多,为1961年以来历史同期第四多。共有4次区域性高温天气过程影响我国,分别发生在9—15日、17—20日、21—23日和25—30日(表 2)。其中,9—15日为今年首次高温天气过程,较常年同期偏早4 d,综合强度为1961年以来历史同期第十位。华北南部、黄淮大部最高气温普遍达38~40℃,河北南部、河南北部、山东西北部等地最高气温超过40℃,其中河南温县(43.4℃,13日)、河北安国(42.3℃,11日)等22个站达到或超过历史极值。京津冀、晋鲁豫、苏皖35℃以上高温影响面积约为75.4万km2,影响人口约3.7亿,其中40℃及以上范围达16.6万km2(国家气候中心,2024)。下文将重点分析此次高温过程。

表 2 2024年6月高温天气过程 Table 2 Main high temperature events in June 2024
4.2 6月9—15日高温过程分析

由500 hPa平均位势高度场和850 hPa温度场(图 8)可以看出,6月9—15日我国北方地区环流形势呈“西高东低”分布,长江以北大部地区受500 hPa高空脊控制,有利于北方内陆地区高温天气的发展(罗娟等,2023);巴尔喀什湖西侧及我国东北地区多高空槽活动,高空槽不断向东移动发展,引导大陆高压脊不断向东、向北加深且移动较为缓慢,地面暖气团长时间控制并影响长江以北大部地区。在大陆高压脊区的控制下,北方大部盛行下沉气流,天空晴朗少云,辐射增温效应明显;同时,除东北地区外,北方冷空气活动少,造成此次高温天气过程极端性较强,其中,河北中南部、河南大部、山东中西部、苏皖北部等地气温较常年同期偏高4~6℃,高温日数也达4~6 d。

图 8 2024年6月9日08时至16日08时500 hPa平均位势高度(等值线,单位:dagpm)和850 hPa平均温度(填色) Fig. 8 500 hPa average geopotential height (contour, unit: dagpm) and 850 hPa average temperature (colored) from 08:00 BT 9 to 08:00 BT 16 June 2024

由逐日环流演变可以看出,9日(图 9a),随着东北亚高空槽逐渐移出我国,大陆高压脊逐渐控制了巴尔喀什湖至我国西北、华北及其以南大部地区,受槽后偏北气流影响,我国北方大部地区晴朗少云,在太阳辐射影响下,地面气温快速升高,京津冀、山西南部、河南、山东、苏皖北部以及新疆大部等地最高气温达35~38℃,局地超过39℃。11日(图 9b),受巴尔喀什湖以北的低涡东移南下影响,原先位于巴尔喀什湖地区的高压脊向我国新疆东部移动并进一步加强发展,新疆东部、南疆盆地及沿天山一带最高气温达37~40℃,局地超过42℃;此外,贝加尔湖西侧低涡发展,西北地区东部、华北等地环流经向度减小,但低层风向转为偏南风,同时由于低层切变线稳定位于江汉—江淮一带,阻碍了水汽向北输送,因此高温天气进一步发展,西北地区东部、华北大部、黄淮等地最高气温达35~39℃,河北南部等地达40~42℃。12—15日(图 9c),随着巴尔喀什湖上空低涡东移逐渐影响我国新疆西北部,大陆高压脊进一步东移至内蒙古西部一带且强度略有减弱,新疆东部、南疆盆地、内蒙古西部、甘肃河西等地最高气温达35~39℃,局地超过40℃;贝加尔湖西侧的低涡快速东移南下影响我国北方,华北、黄淮等地受高空槽影响出现了降水天气,但由于副高快速南落,低层切变线维持在江南北部一带,导致水汽向北传输较弱,因此降水持续时间较短、降水量不大,且高空槽快速过境后上述地区受槽后西北气流影响,天空晴朗,受太阳辐射影响快速升温,造成高温天气维持,西北地区东部、华北、黄淮、江淮西部、江汉等地最高气温达37~40℃,局地达41~43℃。16日(图 9d),随着巴尔喀什湖上空低涡移入我国新疆,东亚高空槽东移入海,大陆高压脊北移至蒙古国境内,我国北方天空云量增多,高温范围减小、强度减弱,此次长江以北地区高温过程趋于结束。

图 9 2024年6月(a)9日08时,(b)11日08时,(c)14日08时,(d)16日08时500 hPa位势高度(等值线,单位:dagpm)和850 hPa风场(风羽) Fig. 9 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm) and 850 hPa wind field (barb) at (a) 08:00 BT 9, (b) 08:00 BT 11, (c) 08:00 BT 14 and (d) 08:00 BT 16 June 2024
5 其他灾害天气 5.1 强对流天气

6月以来,受高空冷涡、低层切变、副高等影响,全国共发生6次强对流天气过程,山东、河北、黑龙江、新疆、内蒙古、广东、云南等地的局地灾害影响较重(国家气候中心,2024)。11—12日,东北地区南部、内蒙古中部、华北及黄淮东部等地出现多个线状强风暴系统,自西北向东南快速发展移动,京津冀地区出现较大范围混合型雷暴大风天气,局地伴有冰雹,北京及天津等地部分地区风力达11~12级以上,造成1人死亡(国家气候中心,2024)。24—25日,受副高和低层切变线共同影响,西南地区东部、江南、华南等地部分地区出现短时强降水天气,广东茂名化州市林尘镇出现中等强度龙卷风天气(国家气候中心,2024)。

5.2 台风活动

6月,西北太平洋及南海无台风生成,较常年同期(1.6个)异常偏少。6月1日夜间,2号台风马力斯(5月31日14时生成)在广东省阳江市阳西县登陆,登陆日期较常年(6月27日)偏早。受“马力斯”外围环流影响,我国东南沿海地区出现暴雨到大暴雨,局地特大暴雨。

5.3 干旱

6月上旬及中旬前期,华北南部、黄淮大部、江淮中部、江汉大部等地遭遇阶段性持续高温天气,降水持续偏少,气象干旱发展迅速。中旬后期及下旬,受降水天气影响,河南、山东等部分地区的气象干旱有所缓和或缓解;下旬后期,受高温天气影响,上述地区旱情又有所发展。截至6月底,华北南部、黄淮、江淮北部、江汉中北部及陕西南部、重庆北部等地存在中度及以上等级气象干旱,局部有特旱(国家气候中心,2024)。

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