2018年夏季东北极端高温事件物理机制分析
发布时间：2021-08-31 20:11
基于观测资料和再分析资料,研究分析了2018年夏季中国东北地区持续多日出现高温异常事件的形成机理。首先分析了整个夏季该地区观测台站逐日的温度资料,计算了观测台站的超热因子（Excess Heat Factor,EHF）指数,发现东北地区出现高温异常的时段主要是7月和8月,异常高温的发生区域集中在东北南部。在此期间,东亚大气环流形势的异常主要表现为南亚高压和西太平洋副热带高压强度异常增强,作用相互重叠和位置持续偏北。进一步的分析可以注意到,二者的重叠造成研究区域内有负涡度异常增强,使得南亚高压和西太平洋副热带高压在北推的过程中不断带动东北南部上空负涡度异常增强,并伴随有异常下沉气流,下沉绝热增温与晴空辐射增温,这可能是东北南部地表增温的一个重要原因。相关分析证实,在整个夏季东北南部地表气温与其上空300 hPa至500 hPa涡度异常都有显著的负相关关系。因此,南亚高压和西太平洋副热带高压之间的相互叠加组合是导致东北南部在2018年夏季7、8月份出现高温异常的主要原因。进一步的研究发现,夏季副热带西风急流中准定常Rossby波能量的传播与南亚高压和西太平洋副热带高压异常增强有密切联系,同...
【文章来源】：气候与环境研究. 2020,25(05)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
地理上中国东北地区（包括辽宁省、吉林省、黑龙江省、内蒙古自治区东部和河北省的东北部）站点分布。我们选取了无缺测且经过质量控制的108个台站
图3 2018年5～8月东北地区每个台站发生的（a）高温日数和（b）高温过程数（高温日连续3天以上就定为一个高温过程）4 高温事件与南亚高压和西太平洋副热带高压的联系
图1 地理上中国东北地区（包括辽宁省、吉林省、黑龙江省、内蒙古自治区东部和河北省的东北部）站点分布。我们选取了无缺测且经过质量控制的108个台站为统计2018年夏季5～8月，东北全区108个站发生的高温日数和高温过程数，本文采用超热因子EHF来进行判断。超热因子EHF由Perkins et al.(2012）设计，定义超热因子EHF>0即为高温日，连续3天超热因子EHF>0的时候，则定为发生了一次高温热浪，且依据EHF指数的计算方法，可以得知当某一台站EHF>0时，说明该站当日及前后两日的日平均气温超过了该站从1971～2017年的长期气候态的极端高温阈值。图3a和图3b给出了东北地区5～8月发生的高温日数和高温过程数的分布情况。由图3a可看出，这个夏季最热的地区集中在东北南部（45°N以南），该地区的观测台站出现高温天气的日数基本均在30天以上，部分台站的高温日数甚至超过50天，仅有少数台站的高温日数在25～30天；与之相比，东北北部（45°N以北）观测台站在整个夏季的高温日数偏少，绝大多数台站的高温日数集中在20～30天这一区间，有极个别台站在整个夏季的高温日数不足10天。而从图3b中可以发现，东北北部的台站整个夏季发生的高温过程数较多，而东北南部的台站发生的高温过程数偏少，特别是靠近40°N位置的台站，整个夏季经历的高温过程数不足3次。结合图3a和图3b不难看出，2018年夏季东北全区发生高温异常有明显的空间分布差异，具体表现在东北南部站点经历的高温异常日数明显偏多，经历的高温过程次数少但持续时间长。而东北北部站点经历的高温异常日数偏少，经历的高温过程次数偏多，但每一次高温过程的持续时间短暂。考虑到图2给出的结果，我们可以推测，东北地区发生极端高温的事件集中在2018年7月份之后，发生高温显著异常的区域在东北南部。为验证这一结果，我们计算了整个夏季东北全区，东北南部及东北北部的EHF指数序列，如图4所示。不难看出，尽管6月份前期东北地区经历了短暂的高温，且高温主要发生在东北北部，东北北部的EHF指数正值突出，但是持续时间很短暂，而在进入7月份之后，东北南部地区的EHF指数得到显著增强，基本处在正值很高的水平，这说明东北南部在7月份之后，经历了漫长的高温过程，这再一次印证了前面的分析结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超热因子的中国热浪事件气候特征分析[J]. 肖安,周长艳. 气象. 2017(08)
[2]Abrupt Summer Warming and Changes in Temperature Extremes over Northeast Asia Since the Mid-1990s: Drivers and Physical Processes[J]. Buwen DONG,Rowan T.SUTTON,Wei CHEN,Xiaodong LIU,Riyu LU,Ying SUN. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(09)
[3]部分地面要素历史基础气象资料质量检测[J]. 任芝花,余予,邹凤玲,许艳. 应用气象学报. 2012(06)
[4]Changes in Seasonal Cycle and Extremes in China during the Period 1960–2008[J]. 严中伟,夏江江,钱诚,周文. Advances in Atmospheric Sciences. 2011(02)
[5]Geographical Patterns and Temporal Variations of Regional Dry and Wet Heatwave Events in China during 1960–2008[J]. 丁婷,钱维宏. Advances in Atmospheric Sciences. 2011(02)
[6]热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响[J]. 黄荣辉,孙凤英. 大气科学. 1994(02)
本文编号：3375542
【文章来源】：气候与环境研究. 2020,25(05)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
地理上中国东北地区（包括辽宁省、吉林省、黑龙江省、内蒙古自治区东部和河北省的东北部）站点分布。我们选取了无缺测且经过质量控制的108个台站
图3 2018年5～8月东北地区每个台站发生的（a）高温日数和（b）高温过程数（高温日连续3天以上就定为一个高温过程）4 高温事件与南亚高压和西太平洋副热带高压的联系
图1 地理上中国东北地区（包括辽宁省、吉林省、黑龙江省、内蒙古自治区东部和河北省的东北部）站点分布。我们选取了无缺测且经过质量控制的108个台站为统计2018年夏季5～8月，东北全区108个站发生的高温日数和高温过程数，本文采用超热因子EHF来进行判断。超热因子EHF由Perkins et al.(2012）设计，定义超热因子EHF>0即为高温日，连续3天超热因子EHF>0的时候，则定为发生了一次高温热浪，且依据EHF指数的计算方法，可以得知当某一台站EHF>0时，说明该站当日及前后两日的日平均气温超过了该站从1971～2017年的长期气候态的极端高温阈值。图3a和图3b给出了东北地区5～8月发生的高温日数和高温过程数的分布情况。由图3a可看出，这个夏季最热的地区集中在东北南部（45°N以南），该地区的观测台站出现高温天气的日数基本均在30天以上，部分台站的高温日数甚至超过50天，仅有少数台站的高温日数在25～30天；与之相比，东北北部（45°N以北）观测台站在整个夏季的高温日数偏少，绝大多数台站的高温日数集中在20～30天这一区间，有极个别台站在整个夏季的高温日数不足10天。而从图3b中可以发现，东北北部的台站整个夏季发生的高温过程数较多，而东北南部的台站发生的高温过程数偏少，特别是靠近40°N位置的台站，整个夏季经历的高温过程数不足3次。结合图3a和图3b不难看出，2018年夏季东北全区发生高温异常有明显的空间分布差异，具体表现在东北南部站点经历的高温异常日数明显偏多，经历的高温过程次数少但持续时间长。而东北北部站点经历的高温异常日数偏少，经历的高温过程次数偏多，但每一次高温过程的持续时间短暂。考虑到图2给出的结果，我们可以推测，东北地区发生极端高温的事件集中在2018年7月份之后，发生高温显著异常的区域在东北南部。为验证这一结果，我们计算了整个夏季东北全区，东北南部及东北北部的EHF指数序列，如图4所示。不难看出，尽管6月份前期东北地区经历了短暂的高温，且高温主要发生在东北北部，东北北部的EHF指数正值突出，但是持续时间很短暂，而在进入7月份之后，东北南部地区的EHF指数得到显著增强，基本处在正值很高的水平，这说明东北南部在7月份之后，经历了漫长的高温过程，这再一次印证了前面的分析结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超热因子的中国热浪事件气候特征分析[J]. 肖安,周长艳. 气象. 2017(08)
[2]Abrupt Summer Warming and Changes in Temperature Extremes over Northeast Asia Since the Mid-1990s: Drivers and Physical Processes[J]. Buwen DONG,Rowan T.SUTTON,Wei CHEN,Xiaodong LIU,Riyu LU,Ying SUN. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(09)
[3]部分地面要素历史基础气象资料质量检测[J]. 任芝花,余予,邹凤玲,许艳. 应用气象学报. 2012(06)
[4]Changes in Seasonal Cycle and Extremes in China during the Period 1960–2008[J]. 严中伟,夏江江,钱诚,周文. Advances in Atmospheric Sciences. 2011(02)
[5]Geographical Patterns and Temporal Variations of Regional Dry and Wet Heatwave Events in China during 1960–2008[J]. 丁婷,钱维宏. Advances in Atmospheric Sciences. 2011(02)
[6]热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响[J]. 黄荣辉,孙凤英. 大气科学. 1994(02)
本文编号：3375542
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