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今夏涼爽還是炎熱?2020年夏季氣候展望告訴你

 秋水共藍天 2020-06-17

本文特約作者:mikeliang(風云夢遠),氣候研究者,已獲授權

注:(1)本文僅為個人分析,僅供學習交流與參考,不具備法律效力。如需要咨詢更詳細的氣候趨勢,請聯(lián)系國家氣候中心或各地氣象局。

(2)本文未說明條件下,季節(jié)均指北半球季節(jié)。

1 季節(jié)氣候因子-低頻振蕩信號分析

1.1 海洋傳說

1.1.1 ENSO

自2018年秋季發(fā)展出一次厄爾尼諾事件起,赤道中東太平洋大部就出現(xiàn)了持續(xù)暖異常的過程,至夏季除南美沿岸外SSTA均已轉為正值。而自2019年秋季起,赤道中東太平洋出現(xiàn)了進一步的增暖,至當前已接近厄爾尼諾事件閾值,而NOAA與NCC等部分機構已經(jīng)宣布一次厄爾尼諾事件形成;但在最近一個月內(nèi),整個事件出現(xiàn)了急劇衰減,赤道中東太平洋也相應地急劇冷卻,當前事件已經(jīng)結束并轉為中性偏冷狀態(tài)。

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圖1 2020年3月-5月的海溫距平(填色,單位:℃)

過去的厄爾尼諾事件很有獨特之處。首先從空間上而言,整個赤道中東太平洋海表都有顯著增暖,但最大增暖中心偏向日界線西側附近的中太平洋,體現(xiàn)為一次中太平洋型(暖池型)厄爾尼諾事件,而由整個赤道中東太平洋的一致性增暖特征,可以細分為I型中太平洋厄爾尼諾事件。但這次事件在時間演變上更是特殊:通常而言,ENSO事件表現(xiàn)為顯著的季節(jié)鎖相特征,即通常為夏季發(fā)展,在冬季達到事件頂峰,而在次年春夏季衰減,隨后為一次反位相事件發(fā)展,構成準兩年的周期過程(也是最為主要的類型);但是本次事件在2018年秋季發(fā)展,冬季并未出現(xiàn)顯著頂峰,而在2019年春夏發(fā)展,至2019年秋季短暫衰減后再度于2019-20冬季發(fā)展,可以說是反鎖相特征的一次事件,同時與ENSO事件4-7年的低頻變率型有關。

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圖2 準兩年型厄爾尼諾事件(左列)與低頻型厄爾尼諾事件(右列)在第一年冬季到第二年冬季的海溫(填色)與850hPa高度場(等值線)演變。引自Yun et al.2015

在大氣響應方面,過去兩年的熱帶太平洋海溫與緯向風場異常的時間-經(jīng)度剖面(圖2)顯示出,在去年夏季之后,赤道中太平洋開始了明顯增暖,并伴有日界線西側穩(wěn)定的異常赤道西風,表明日界線附近的赤道中太平洋開始出現(xiàn)穩(wěn)定低空異常輻合,這一點在去年秋冬季更加明顯,部分與熱帶印度洋偶極子事件的發(fā)展有關,導致暖水向東擴張與厄爾尼諾事件的發(fā)展。但在春季,持續(xù)了半年以上的西風異常宣告結束并轉為東風異常,這與印度洋-西太平洋區(qū)域海溫反饋引發(fā)的西北太平洋副熱帶反氣旋的增強有關,這導致了平流作用的中斷,并影響到后續(xù)次表層動力過程,導致了厄爾尼諾事件的快速衰減。而今年春季的200hPa勢函數(shù)(圖3)表明,全球熱帶區(qū)域準定常波已經(jīng)呈現(xiàn)顯著的1波型,其中異常上升支位于西非-熱帶印度洋-海洋性大陸區(qū)域(馬來群島)一帶,下沉支則位于東太平洋到南美西海岸一帶,表明熱帶太平洋Walker環(huán)流已經(jīng)響應熱帶印度洋-西太平洋的顯著增暖與赤道中東太平洋的初步冷卻,而出現(xiàn)了明顯西移;同時,橫跨赤道太平洋的信風異常也會顯著增強,通過平流作用與增強上翻流,促進赤道中東太平洋海溫進一步下降,促進Walker異常下沉支在赤道中東太平洋的增強與信風進一步增強,最終驅(qū)動熱帶太平洋海溫-Walker環(huán)流間的Bjerknes正反饋,有利于后續(xù)冷異常狀態(tài)發(fā)展,以至于發(fā)展出一次拉尼娜事件。

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圖3 過去兩年間赤道太平洋地區(qū)的海表緯向風異常(左)、海表溫度距平(中)和20℃等溫線深度距平(右)。

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圖4 同圖1,但為同期200hPa速度勢函數(shù)距平(單位:106m2s-1)。

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圖5 全球赤道地區(qū)(5°S-5°N)Walker環(huán)流異常,填色陰影代表垂直速度距平(單位:0.01Pa/s),矢量箭頭為緯向風-垂直速度合成(垂直速度放大100倍)

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圖6 同圖1,但為同期OLR距平(填色陰影)與700hPa風場距平(矢量箭頭)

在熱帶洋區(qū)的垂直剖面上,可以看到赤道中東太平洋上層區(qū)域的總體熱含量負距平的顯著發(fā)展,對應著厄爾尼諾事件的快速衰減與轉換為冷異常狀態(tài);而當前在熱帶太平洋日界線東側的溫躍層出現(xiàn)了相當顯著的大范圍冷異常,其中核心區(qū)域位于150°W以東,溫度負距平達到了-2℃以上,這對應著一次顯著東傳的冷性Kelvin波過程。本次海洋動力過程,和春季以來日界線附近赤道海域急劇轉為東風異常有密切聯(lián)系,在赤道東風的平流作用與動量下傳的激發(fā)下,該冷性Kelvin波得以出現(xiàn)發(fā)展并沿著溫躍層赤道潛流區(qū)東傳。考慮到赤道Kelvin波的特征相速度,本次冷性Kelvin波過程將在1-2個月后抵達東邊界(南美沿岸),此時南美西海岸和赤道東太平洋地區(qū)的SSTA與溫躍層深度將明顯下降。當然,由于目前溫躍層冷性Kelvin波強度和混合層熱含量負距平有限,后續(xù)很難發(fā)展到較強的拉尼娜事件。

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圖7 近期赤道太平洋經(jīng)度-深度剖面上的海溫異常

此外,熱帶外地區(qū)的海洋與大氣信號也可以作用于熱帶地區(qū),從而對ENSO等熱帶海氣變率造成一定影響。當前在熱帶外區(qū)域方面,副熱帶東北太平洋區(qū)域的PMM正位相模態(tài)急劇衰減,這將增強隨后的夏秋季赤道中太平洋的信風并抑制對流活動,并促進表層暖水和次表層暖性K波進一步東傳,與對流活動區(qū)域進一步東擴,將有利于夏秋季厄爾尼諾事件繼續(xù)發(fā)展;不過值得注意的是,由于南極半島附近海冰的偏多與SPO負位相配合下,當前秘魯寒流有所偏強,這導致南美沿岸到東太平洋地區(qū)在當前存在一定程度偏冷,而這一海溫異常也會進一步與大氣作用而維持,這將一定程度上促進拉尼娜事件的發(fā)展,而空間型上也將使得東太平洋和南美沿岸的偏冷程度加劇。

總體而言,在過去的春季內(nèi)厄爾尼諾事件急劇衰減并宣告結束,當前已轉為中性偏冷位相狀態(tài),且冷異常在今年夏秋季繼續(xù)有所發(fā)展。在事件強度上,后續(xù)秋冬季最有可能成為一次中等偏弱的拉尼娜事件,但在夏季發(fā)展期內(nèi)是否發(fā)展成一次拉尼娜事件仍需觀察。在空間型上,表現(xiàn)為赤道中東太平洋的總體一致冷卻,但突出在Nino3區(qū)及其以東的東太平洋區(qū)域,而赤道中太平洋偏冷較弱;而在事件的時間演變上,由于4-5月起事件的快速衰減,且3-5月平均Nino3.4區(qū)海溫距平已低于+0.5℃的事件閾值,因而屬于時間演變上的“衰減早型”厄爾尼諾事件,同時后續(xù)冷異常將顯著發(fā)展。

而本次厄爾尼諾事件的快速衰減與后續(xù)演變,也將對東亞季風區(qū)氣候帶來顯著影響。

在時間演變特征上,由于本次厄爾尼諾事件衰減較快,當前Walker環(huán)流已經(jīng)出現(xiàn)明顯西移,可以確定隨著后續(xù)赤道中東太平洋冷異常繼續(xù)發(fā)展,Walker環(huán)流將繼續(xù)增強,印度洋至西太平洋區(qū)域?qū)⒈环€(wěn)定的異常上升支控制,對流活動也將逐漸活躍。此外,在空間型特征上,由于冷異常中心偏東,位于東太平洋到南美西海岸一帶,因而Walker環(huán)流上升/下沉支也會稍有偏東,在夏季期間西北太平洋對流活動將逐漸增強,并通過對流活動的潛熱異常激發(fā)的北傳遙相關波列影響東亞季風區(qū)。

而對于東亞季風區(qū),厄爾尼諾事件在衰減期,主要通過副熱帶西北太平洋反氣旋異常活動,以及位于熱帶西北太平洋與東亞地區(qū)的太平洋-日本型(Pacific-Japan Pattern,PJ Pattern)遙相關,引起東亞季風區(qū)夏季氣候異常。其中,位于20°N附近的西北太平洋反氣旋異常,是其中最為重要的一環(huán)。在厄爾尼諾事件衰減期,維持西北太平洋反氣旋異常的機制主要有以下三種:(1)在北半球冬季西北太平洋冷海溫與西北太平洋反氣旋異常的初始條件下,在反氣旋東南側出現(xiàn)東北風異常,增強背景的東北信風。這一信號通過風-蒸發(fā)-海面溫度機制(WES)的作用, 使得西北太平洋冷海溫和異常反氣旋從冬季到春季得以維持, 從而對次年夏季東亞氣候產(chǎn)生滯后影響,這一機制被稱為熱帶西北太平洋冷海溫異常-反氣旋耦合反饋機制;(2)在厄爾尼諾峰值之后的夏季期間, 熱帶印度洋的顯著海溫正異常, 通過激發(fā)出大氣赤道Kelvin波, 在熱帶西北太平洋誘發(fā)出Ekman輻散機制, 導致西北太平洋異常反氣旋的維持與增強。這一機制被稱為熱帶印度洋電容器效應,或熱帶印度洋暖海溫異常-反氣旋耦合反饋機制;(3)當赤道中東太平洋顯著冷卻后,由于赤道太平洋信風增強,向北側形成反氣旋渦度異常,這也會加強西北太平洋反氣旋并導致其南移,被稱作信風-反氣旋渦度機制。對于不同演變特點的厄爾尼諾事件,這三種機制的貢獻各有不同;而對于本次衰減較快的厄爾尼諾事件,后兩者會占據(jù)重要作用,且隨著后續(xù)印度洋暖海溫的消退與赤道中東太平洋進一步冷卻,機制(3)將成為主導。這將導致今年夏季西北太平洋反氣旋與整體PJ波列的偏西,并在夏季晚期偏南——疊加在氣候態(tài)上,將實際表現(xiàn)為副熱帶高壓偏西偏強,但在夏季晚期明顯偏北(這是PJ波列的中緯度反氣旋疊加),并導致季風雨帶更容易出現(xiàn)夏季內(nèi)的階段性顯著北移,通常表現(xiàn)為6月相對偏南,位于華南北部和江南地區(qū);7月北移至四川盆地、長江中下游地區(qū)至黃河以南;8月進一步北移至華北與東北南部。由于有明顯的雨帶移動而非長期滯留,今年我國中東部大部降水都會有所偏多,不過發(fā)生一級流域持續(xù)性特大洪水的概率較低,但需要注意階段性中小規(guī)模洪澇與局地小流域的較大洪水影響。

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圖8 衰減早型(左列)與晚型(右列)在6-9月逐月海溫異常(填色)與700hPa風場(矢量箭頭)的演變。 圖源自個人碩士學位論文(非矢量圖版本)。

1.1.2北太平洋中緯度變率——PDO&NPGO

太平洋年代際濤動(PDO)為20°N以北的北太平洋區(qū)域SSTA之EOF1模態(tài),最顯著的特征表現(xiàn)為北太平洋暖流區(qū)與北美西海岸(阿拉斯加~下加利福尼亞半島)間的反相SSTA模,雖然以其最顯著的年代際變率得名,但也存在顯著的年際變率,這與ENSO強迫激發(fā)的球面遙相關波列引起的中緯度海氣相互作用有關。而在20世紀90年代起,北太平洋環(huán)流模(NPGO)這一EOF2模態(tài)逐漸顯著,在近些年的解釋方差甚至可以和PDO可以抗衡,這一轉變可能和ENSO空間型轉變下,所激發(fā)響應位相發(fā)生變化的影響(年際尺度),以及熱帶外海氣作用有關(年代際變率)。

就目前看,當前PDO指數(shù)為弱負值,其中空間模態(tài)上表現(xiàn)為北太平洋暖流區(qū)一致的顯著偏暖。這與前冬仍處在厄爾尼諾狀態(tài)時,日界線附近異常對流活動直接相關,潛熱加熱異常所激發(fā)的兩個對流層低層異常反氣旋,分別位于副熱帶西北太平洋與阿留申群島南側,二者南側的異常東風通過WES機制減弱風速與蒸發(fā),使得海溫正異常發(fā)展(圖7),同時被反氣旋直接控制的阿拉斯加灣有顯著增暖。而北美西海岸區(qū)域較為復雜,其中在加州沿岸因東北風的平流作用與風速增強已經(jīng)出現(xiàn)較弱的冷異常。

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圖9 1940年至今PDO指數(shù)的演變

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圖10 同圖1,但為同時期北太平洋地區(qū)海表溫度距平(填色,單位:℃),風速距平(等值線,單位:m/s)和850hPa風場距平(矢量箭頭)

考慮到熱帶外大氣的響應滯后于熱帶地區(qū)海表信號2-4個月,而在近期Walker環(huán)流已經(jīng)明顯西移,潛熱加熱中心也相應西移,對北太平洋熱帶外區(qū)域造成的類PNA負遙相關型與北太平洋高壓偏強的態(tài)勢將在這個夏季大體維持,北太平洋暖流區(qū)偏暖的格局也將維持,PDO總體仍然偏向負值。與此同時,由于近地面各物理量場氣候平均態(tài)的季節(jié)性變化(如氣壓帶/風帶在春夏季的北移),考慮到WES機制,這樣的海溫異常模態(tài)將隨著季節(jié)演變向北移動,而副熱帶地區(qū)因東風異常的疊加,SSTA將明顯下降。這一海溫信號將隨著副熱帶東風應力作用下,以熱帶外西傳Rossby波形式向西傳播,并影響到夏季西北太平洋副熱帶地區(qū)SSTA;同時也會通過感熱等方式影響到北太平洋中高緯度地區(qū)環(huán)流異常型,對東北亞地區(qū)也存在著顯著影響。

1.1.3 太平洋經(jīng)向模:PMM

PMM是扣除ENSO相關模態(tài)后的熱帶太平洋主導模態(tài),時間演變上通常在春季強度最強(但未達到ENSO的季節(jié)鎖相),而空間特征表現(xiàn)為夏威夷以東的東北太平洋海區(qū)和加拉帕戈斯群島附近的赤道東太平洋冷舌區(qū)的經(jīng)向偶極。一般認為,這是在東太平洋氣候態(tài)SST經(jīng)向不對稱的基礎上,由熱帶地區(qū)和中緯度變率的影響在WES機制下發(fā)展;同時也有研究認為,PMM會對隨后的夏秋季ENSO事件的發(fā)展演變起到一定的調(diào)制作用,尤其與持續(xù)較長的低頻型ENSO的相互作用值得關注。

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圖11 PMM對應的海溫異常與10m風場模態(tài)(上圖)和降水異常(下圖)

在持續(xù)了兩年強PMM正位相模態(tài)后,當前PMM已經(jīng)明顯回落并接近中性狀態(tài),突出表現(xiàn)在夏威夷東側的副熱帶北太平洋海域,與中太平洋附近的暖海溫距平明顯下降,這也與結合副熱帶SSTA信號演變的規(guī)律以及氣候態(tài)的轉變,北半球夏季時正位相中心將明顯西移,同時在西側激發(fā)出Matsuno-Gill對流響應,導致西側的副熱帶西北太平洋遠洋對流活動減弱并出現(xiàn)顯著反氣旋式環(huán)流,同時西北太平洋季風槽偏西與副熱帶高壓偏強。而同時,注意到PMM對ENSO發(fā)展過程的調(diào)制,在夏季容易引發(fā)赤道東太平洋北側對流被抑制,這也使得后期ENSO冷事件位相狀態(tài)的發(fā)展——當然這一過程較為緩慢。

1.1.4 印度洋

印度洋大部位于低緯度區(qū)域,且正位于亞洲夏季風的上游,也是亞澳季風系統(tǒng)活動的重要下墊面,沃克環(huán)流,季風環(huán)流交匯于此,因此通過海氣相互作用,印度洋對亞澳季風區(qū)乃至全球氣候都有重要的影響。下文將分析熱帶印度洋和副熱帶南印度洋對夏季氣候的影響。

(1) IOBW(熱帶印度洋洋盆模態(tài))

IOBW為熱帶印度洋SST的EOF1模態(tài),表現(xiàn)為熱帶印度洋洋盆尺度的海溫一致變化。通常認為,在ENSO事件發(fā)展期,該模態(tài)為熱帶印度洋海表溫度對ENSO強迫的響應,是直接受ENSO強迫所致(具體機制包括直接調(diào)控Walker環(huán)流的大氣橋、赤道中東太平洋對流加熱激發(fā)的東傳暖性Kelvin波抑制對流等),而在ENSO衰減期對春夏季印太季風區(qū)環(huán)流造成影響的“電容器機制”中,熱帶印度洋又是關鍵的電容器區(qū)域,表現(xiàn)在ENSO事件次年春夏季,當?shù)睾1砼c大氣的滯后響應,這成為在次年夏季延續(xù)ENSO影響的重要機制。

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圖12 過去兩年間IOBW指數(shù)的演變

當前熱帶印度洋總體呈現(xiàn)顯著偏暖狀態(tài),其中以赤道南側的熱帶南印度洋偏暖最為明顯,北印度洋大部和赤道地區(qū)以接近常年為主而熱帶-副熱帶南印度洋明顯偏暖。這樣的海溫模態(tài)一定程度上是對冬春季發(fā)展的厄爾尼諾事件的直接響應,但更重要的因子很可能來自熱帶印度洋內(nèi)部的變率——在秋冬季極強熱帶印度洋偶極子正異常事件發(fā)生后,赤道東風異常與反氣旋渦度導致的增暖,與下沉暖性Kelvin波激發(fā)導致的后續(xù)暖異常。但在當前,隨著厄爾尼諾事件快速衰減與赤道中東太平洋的冷卻,Walker環(huán)流已經(jīng)出現(xiàn)明顯西移,熱帶印度洋地區(qū)盛行上升支且對流活動顯著增強,在云-SST反饋作用下,熱帶印度洋暖異常將逐漸下降。

熱帶印度洋的總體偏暖,將導致整層可降水量的顯著增加,并通過與偏強的副熱帶反氣旋異常配合,導致輸送向我國的水汽明顯偏多,進一步導致副熱帶鋒區(qū)雨帶降水偏多;隨著暖海溫異常在夏季內(nèi)的逐漸下降,這一點在夏季后期有所減弱。此外,印度洋暖海溫異??赏ㄟ^區(qū)域暖海溫-反氣旋反饋加強西北太平洋副熱帶反氣旋異常,這使得副熱帶高壓將明顯偏強,而隨著后期暖海溫的消退而稍有減弱。

(2) TIOD(熱帶印度洋偶極模態(tài))

TIOD即熱帶印度洋SST的EOF2模態(tài),表現(xiàn)為熱帶印度洋東西岸類似ENSO的偶極格局。作為印度洋明顯的SSTA緯向振蕩,TIOD對緯向季風環(huán)流和印太沃克環(huán)流支的調(diào)控作用十分明顯;而它又連接了海洋性大陸區(qū)域(馬來群島),這樣TIOD同時和ENSO/太平洋沃克環(huán)流圈影響相關,通常被認為是印太齒輪中的重要一部分。而與IOBW一樣,TIOD也有很明顯的季節(jié)性鎖相特征,但鎖相時間提前至8-10月,這可能是由于此階段印度洋氣候態(tài)有利于TIOD事件發(fā)生。

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圖13 TIOD正位相(左圖)和負位相(右圖)大氣環(huán)流異常的模型

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圖14 同圖9,但為TIOD指數(shù)演變

相比IOBW模態(tài),去年夏季開始在熱帶東南印度洋(印尼蘇門答臘西海岸)的海溫異常偏低發(fā)展與沿岸異常東南離岸風的發(fā)展的正反饋,所導致的一次破紀錄級別強度的TIOD正位相事件。這次事件給熱帶印度洋及周邊地區(qū)帶來了嚴重影響,包括東非地區(qū)與阿拉伯半島持續(xù)異常降雨與沙漠蝗的爆發(fā),和東岸澳大利亞持續(xù)的高溫干旱和嚴重森林大火。同時,這次事件成為了秋冬季熱帶印度洋海溫模態(tài)絕對的主導,甚至在熱帶太平洋ENSO事件等信號不明顯的情況下,成為了當時全球熱帶海區(qū)最顯著的季節(jié)變率,并由其在海洋性大陸區(qū)域形成的強烈下沉支激發(fā)了赤道太平洋的西風異常,促進了冬春季厄爾尼諾事件的發(fā)展。

由于TIOD的季節(jié)鎖相特征,在冬季時這次破紀錄TIOD正位相已經(jīng)明顯衰減結束,當前甚至已轉為略偏向負位相模態(tài)。但先前的信號,則已經(jīng)是風應力作用下潛入海表之下,在溫躍層的復雜海洋動力學過程。在前期TIOD正位相的熱帶印度洋海氣狀態(tài)下,赤道印度洋表面在先前秋冬季存在持續(xù)東風應力異常,導致赤道南側存在明顯的反氣旋式應力異常與伴隨而來的Ekman異常輻聚下沉,導致赤道外東印度洋溫躍層出現(xiàn)一個異常暖區(qū),并以暖性Rossby波形式在溫躍層內(nèi)西傳,直至西南印度洋穹窿區(qū)。這個位于塞舌爾以南的區(qū)域,是氣候態(tài)上低緯度印度洋溫躍層最淺的一個區(qū)域,對應有海溫變率極大值區(qū),也是溫躍層-上混合層水團交換最明顯的區(qū)域。隨著暖性R波的到達并上涌,熱帶西南印度洋已經(jīng)出現(xiàn)了顯著的增暖,并逐漸造成一個跨赤道不對稱的經(jīng)向海溫型(南印度洋偏暖而北印度洋增暖較弱)與跨赤道北風異常。這將在初夏時導致南亞夏季風顯著偏弱,但北印度洋的二次增暖將導致隨后南亞夏季風顯著增強。

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圖15 同圖1,但為印度洋地區(qū)海溫異常(填色)與850hPa風場異常(矢量箭頭)

(3)南印度洋副熱帶偶極(SIOD)

SIOD是北半球冬春季存在于副熱帶南印度洋區(qū)域的緯向偶極子模態(tài),而SIOD和TIOD間的相互作用也會顯著影響印度洋內(nèi)部變率。受秋冬季熱帶印度洋的極強TIOD事件的強迫,秋季熱帶東南印度洋出現(xiàn)顯著離岸流并伴有顯著的東南風增強,配合熱帶南印度洋下沉支疊加,在熱帶南印度洋出現(xiàn)了激發(fā)出了低空異常反氣旋環(huán)流,南側的西風異常顯著減弱了東南信風并抑制蒸發(fā)。在WES機制作用下,副熱帶東南印度洋迅速增暖,發(fā)展出了一次顯著的SIOD負位相事件。考慮到季節(jié)鎖相特征,在夏季本次事件將會逐漸減弱,但其對大氣的影響將持續(xù)下去。在夏季風時期,SIOD負位相將導致馬斯克林高壓偏強而澳大利亞高壓相對偏弱,導致菲律賓與新幾內(nèi)亞跨赤道氣流偏弱而索馬里急流偏強,對應西北太平洋熱帶季風偏弱而南亞夏季風偏強;此外,季風區(qū)的異常對流活動也會進一步激發(fā)出向熱帶外地區(qū)的遙相關影響。

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圖16 同圖9,但為SIOD指數(shù)演變

1.1.6 大西洋概況

(1)大西洋Ni?o型

類似赤道太平洋著名的ENSO狀態(tài),赤道東大西洋冷舌區(qū)也存在信風松弛和海溫異常上升的狀態(tài),稱為“大西洋Ni?o型”,通常在6-8月溫躍層最淺時達到峰值鎖相狀態(tài)。但由于大西洋洋盆尺度小,Bjerknes反饋不如太平洋明顯,難以如同ENSO一樣影響全球環(huán)流,但也有研究認為它能在熱帶區(qū)域海氣相互作用中起到一定調(diào)制作用;此外,它也能通過巴拿馬地橋區(qū)域的大氣橋等機制影響到太平洋過程。

隨著西非地區(qū)存在有一個異常上升支發(fā)展,使得赤道大西洋異常西風逐漸發(fā)展,當?shù)乇韺覵ST也將顯著增暖,并在今夏可能發(fā)展成一次正位相事件。在此作用下,橫跨大西洋的Walker環(huán)流上升支將偏向西非一側,使得當?shù)厣顚α骰钴S的同時將導致南美一側的下沉,同時通過跨巴拿馬地峽的大氣橋作用,將使得南美沿岸和赤道東太平洋區(qū)域異常下沉支維持,對應當?shù)氐涂诊@著偏強的信風,通過Ekman輸運和平流作用將有助于南美西海岸涌升流的偏強與當?shù)睾氐钠停@將對未來厄爾尼諾事件的發(fā)展和空間型有明顯影響。

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圖17 同圖1,但為大西洋地區(qū)海表溫度距平(填色)與850hPa風場

(2) 大西洋跨赤道經(jīng)向模(AMM)

相比于赤道地區(qū)緯向異常模態(tài)的大西洋Nino型,熱帶大西洋更顯著的海溫模態(tài)當屬AMM,它表現(xiàn)為跨赤道的SSTA不對稱經(jīng)向異常模態(tài),與相伴隨的大氣環(huán)流場異常,與熱帶太平洋海區(qū)PMM模態(tài)集中在赤道以北一側也有明顯不同;但和PMM相同點在于其鎖相期出現(xiàn)在春季,這與3月前后大西洋ITCZ最靠南(最接近赤道)有關,此時微小經(jīng)向擾動最容易激發(fā)出顯著的異常。

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圖18 同圖11,但為AMM對應的物理量異常

而當前正是這一模態(tài)重要的鎖相期,熱帶大西洋海溫出現(xiàn)了較弱的AMM負位相狀態(tài),表現(xiàn)為熱帶南大西洋的顯著偏暖和赤道北側區(qū)域的偏冷,并伴有跨赤道的北風異常,這樣的風場又將通過WES機制進一步維持這一海溫異常型,這一海溫異常模態(tài)將維持到夏季。

圖19是3-5月AMM與PMM對隨后6-8月全球SST與降水異常的回歸分析??梢钥闯觯珹MM和PMM不僅對所在區(qū)域有著顯著超前影響,也可以通過海溫異常激發(fā)的異常對流活動伴隨的響應,以Rossby波形式向西傳播,在PMM影響向西傳播到日界線西側后,AMM也可以通過巴拿馬地峽區(qū)域的大氣橋等機制,影響到東太平洋區(qū)域,且兩個模態(tài)的響應間呈現(xiàn)較顯著負相關。同時值得注意的是,春季AMM對夏季北印度洋海溫與降水也存在洋盆尺度的較顯著正相關,但PMM的相關則不顯著,這表明熱帶大西洋除了以Matsuno-Gill響應激發(fā)的西傳大氣Rossby波外,還可能存在東傳至非洲大陸和印度洋的機制,這應當與對流活動伴隨的大氣暖性Kelvin波相關。

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圖19 1981-2018年3-5月PMM指數(shù)(a、c)與AMM指數(shù)(b、d)分別對隨后6-8月月降水率(a、b,單位:mm/day)與海溫(c、d,單位:℃)的回歸分析,打點區(qū)域為通過0.10顯著性檢驗區(qū)域

以當前情況與上述分析結合,可以得出:在當前AMM負位相模態(tài)影響下,向西激發(fā)的響應將通過巴拿馬地峽和Walker環(huán)流大氣橋影響東太平洋地區(qū),在夏季延續(xù)PMM正位相影響;而同時這一模態(tài)將促進熱帶北大西洋在隨后春夏季的冷卻,在東傳的大氣K波作用下使得熱帶北印度洋也將有一定冷卻,抑制當?shù)氐娘@著增暖過程。這將在夏季風期使得南亞夏季風的一定程度上的減弱,同時西太平洋副高強度也將因此出現(xiàn)一定減弱。

(3) NAO(北大西洋濤動)/NAT(北大西洋三極子)

NAO是北半球大氣中高緯度變率中的重要模態(tài),而在季節(jié)尺度上,這樣的大氣振蕩型在同一區(qū)域強迫出海表溫度的響應,對應為北大西洋地區(qū)北向南的三極子SSTA的異常,即NAT。

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圖20 NAT海溫模態(tài)

自冬季后期至今,NAT/NAO總體正處在顯著正位相狀態(tài),副熱帶北大西洋區(qū)域逐漸發(fā)展的反氣旋式風應力異常,使得副熱帶北大西洋區(qū)域出現(xiàn)了顯著偏強的信風,導致蒸發(fā)增強并有所降溫;而赤道大西洋西非地區(qū)異常上升支區(qū)域活躍對流激發(fā)的波列,也對此有一定貢獻。

在NAO/NAT正位相事件影響下,考慮到北大西洋顯著NAO+模態(tài)成為一個顯著的頻散源,這將導致下游歐亞地區(qū)初夏出現(xiàn)北歐阻塞-巴爾喀什湖槽-貝加爾湖脊與遠東-鄂霍茨克槽位,而在盛夏隨著背景西風減弱,這一波列波長將有所縮短,更傾向于烏拉爾山東側脊-貝加爾湖槽與東北-遠東地區(qū)脊。而在熱帶北大西洋方面,當前這里的冷卻首先將通過巴拿馬地峽區(qū)域大氣橋,激發(fā)出赤道東太平洋沿岸的東北風異常,并引發(fā)較顯著離岸Ekman輸運和沿岸補充上升流,使得這一地區(qū)SSTA負異常顯著發(fā)展并隨平流作用向西延伸,將導致赤道東太平洋和南美沿岸的一定冷卻,也將影響到熱帶太平洋海溫演變和空間型;此外,熱帶北大西洋的海溫異常也將激發(fā)向西傳的遙相關波列,出現(xiàn)并通過大氣橋作用導致夏季西北太平洋副高出現(xiàn)一定程度的偏強。

1.2 冰雪圈

冰雪圈在極地和高海拔地區(qū)的氣候系統(tǒng)內(nèi)部作用中扮演了重要角色,也在全球的熱量收支平衡中起到了巨大作用。其中,海冰與陸地積雪是季節(jié)變率較大的成員,它們的變化對季節(jié)尺度的全球或區(qū)域氣候影響較明顯。下文將主要分析當前極地海冰與北半球陸地積雪的影響。

1.2.1北極海冰

在過去的秋冬季,由于北極濤動(AO)持續(xù)維持正位相,導致北極極地渦旋長期維持在極區(qū),造成當?shù)貧鉁叵鄬ζ团c北極海冰增長相對較大。據(jù)NSIDC數(shù)據(jù),今冬北極海冰覆蓋面積于2020年3月5日創(chuàng)下,此時北極海冰總面積約為1504.7萬km2,這一面積為2013年之后歷年極大值里的最高值,但由于長期增暖的趨勢背景影響,仍然位列衛(wèi)星觀測記錄以來周年極大值的第十三位低值。

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圖21 北極海冰覆蓋面積的逐年時間演變,圖源:NSIDC

在空間分布上,鄂霍茨克海西部、新地島西側、白令海海冰面積和密集度處在顯著偏低狀態(tài);而鄂霍茨克海東部、斯瓦爾巴群島和附近弗拉姆海峽(斯瓦爾巴群島-格陵蘭島之間)和加拿大北極群島的海冰密集度則接近常年甚至略偏大。這和今年冬季環(huán)流型下,北極地區(qū)AO強正值與單極型極渦與對應的直接熱力場作用,以及此環(huán)流型下偏強的穿極漂流有關,而太平洋扇區(qū)則與白令海峽?異常氣旋環(huán)流等動力作用都用關聯(lián)。這也將影響到春夏季極地和極地外氣候。

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圖22 2020年5北極海冰密集度異常。圖源:NSIDC

在季節(jié)變率上,由3-5月海冰與后期夏季500hPa高度場的SVD分析結果(圖23)看,SVD第二模態(tài)則出現(xiàn)空間型振蕩,反映出巴倫支海東部、鄂霍茨克海與白令海海冰密集度一致性變化的結果,而這一模態(tài)的負位相則是和當前異常最為接近??紤]到這一模態(tài)激發(fā)的影響,亞歐大陸將對應北歐阻塞-西西伯利亞槽-貝加爾湖脊和偏強的東亞大槽,和前文海溫異常造成的影響接近。

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圖23 1981-2018年3-5月,北極海冰密集度(右列)與后期6-8月500hPa高度場的SVD分析,取前三模態(tài)

1.2.2北半球陸面積雪

在最近的春季,北美眾多地區(qū),尤其加拿大與美國中北部積雪呈現(xiàn)明顯偏多特征;而在亞歐大陸一側陸面積雪分布顯著不均,具體空間分布上呈現(xiàn)歐洲大陸與蒙古高原偏少,烏拉爾山以西、我國東北北部與鄂霍茨克海沿岸接近常年,而青藏高原大部,尤其東部地區(qū)則出現(xiàn)了顯著偏多的特征。

對于青藏高原地區(qū),在過去的冬季至今當?shù)亟笛┡c積雪都顯著偏多,以東部地區(qū)尤甚。其中,冬季起AO/NAO維持持續(xù)強正值,由北大西洋中高緯度波源激發(fā)、沿副熱帶急流傳播的遙相關波列形成的高原異常槽為主因,而過去秋冬季極強TIOD事件向熱帶外地區(qū)的遙相關強迫也有著一定影響。

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圖24 2020年5月全球陸地積雪距平百分率分布

考慮到春季的歐亞大陸積雪的空間分布,積雪的陸面強迫應當會激發(fā)對流層中層高度場上,初夏巴倫支海西側正異常-中亞異常槽-貝加爾湖東側正異常-遠東偏強的異常槽這一波列,和先前提到的海溫強迫的結果基本同相,而二者接近同相的疊加會讓信號更加清晰明確。而偏多的高原積雪讓當?shù)貙α鲗又懈邔优行慕⑵砬覐姸绕?,容易形成偏弱的南亞高壓(對應氣旋式環(huán)流異常)。但值得注意的是,在氣候態(tài)上,高原東部的積雪延續(xù)的時間尺度較短,在初夏起將很難延續(xù)先前信號,但西部較高海拔區(qū)域的積雪信號能有效延續(xù)至夏季。以這一觀點看,由冬季延續(xù)到春季的高原積雪顯著偏多的異常,將在夏季逐漸減弱;而由偏強的南亞季風水汽潛熱釋放驅(qū)動的過程將占主導機制,因而夏季南亞高壓可能將呈現(xiàn)前期偏弱而后期偏強的狀態(tài),而熱力場也將激發(fā)Rossby波列并向東北方向傳播,并引發(fā)出類似負APO模態(tài)的環(huán)流異常,這也將影響今年夏季環(huán)流形勢。

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圖25 1979-2015年6-8月的東亞地區(qū)降水(左列)與歐亞地區(qū)積雪密集度(右列)的SVD聯(lián)合分析,取第三模態(tài)。

1.2.3 南極海冰/南極濤動

在上世紀末開始,南極海冰出現(xiàn)了年際顯著增多的趨勢;但自2015年下半年起,這一趨勢突然出現(xiàn)急速反轉并很快轉入密集度偏低的狀態(tài),并在隨后數(shù)年至今持續(xù)偏低,甚至在部分時段創(chuàng)下同期最低——這一時間尺度以2015-16強厄爾尼諾事件顯然不足以解釋,很可能仍有其他待發(fā)現(xiàn)的因子作用。而在當前,南極海冰面積終于從前期低谷明顯恢復,當前總體面積處于接近常年同期狀態(tài),其中南大西洋扇區(qū)與阿蒙森海外圍較為偏多。

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圖26 同圖22,但為南極海冰密集度距平

綜合平流層下傳的信號和南極海冰的超前相關,以及北半球春季時AO通過跨赤道遙相關對AAO的負相關,可以大致推斷今年春夏季AAO將變化較大,但總體以正位相為主;但如果出現(xiàn)了SSW等極端天氣尺度擾動事件,則可能迎來一次向負位相的顯著轉折。

有研究指出春季AAO與春末-夏初(5-7月)東亞的季風雨帶密切相關,和東亞夏季風強度呈現(xiàn)顯著負相關,這和AAO的正值對應著南極極渦多維持在南極地區(qū),南半球經(jīng)向活動的減弱與極鋒的偏弱有關(負值反之)。而如果只考慮AAO一項,今年AAO的這種趨勢,將導致季風雨帶的相對偏南。

1.3 平流層

1.3.1 極地平流層形勢

在過去的冬季中,北極地區(qū)平流層也長期維持AO正位相態(tài)勢,平流層極渦與極夜急流也顯著偏強。平流層于1月初出現(xiàn)了一次Minor SSW 事件,事件較弱的同時下傳有限,信號未能抵達10hPa以下層面,未造成對流層環(huán)流的明顯影響;長期偏低的氣溫也導致極地平流層云(珠母云)的發(fā)展,并導致了北極出現(xiàn)少有的臭氧損耗。而在3月底,平流層中高層出現(xiàn)了一次顯著Final SSW事件,但影響下傳仍然緩慢而有限,當前這一低頻信號仍然集中在平流層中下層(30hPa)高度??紤]到偏晚的平流層換季,平流層極渦也將有所偏強,這將作為一個低頻信號支持春季極渦和北側冷源有所偏強。

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圖27 2020年以來北極地區(qū)平流層-對流層垂直剖面平均溫度異常

對于南極而言當前已臨近南極極夜,冬季環(huán)流態(tài)勢已經(jīng)建立完畢,考慮南極平流層上層的位勢偏低,信號下傳的結果將對應南極極渦自對流層到平流層頂?shù)娜珜用嫫珡?,這將有利于北半球夏季時AAO正值態(tài)勢,但若綜合考慮影響因子,結論將是前文所提及的振幅較大的情形下總體偏向負位相。

1.3.2 赤道平流層準兩年振蕩(QBO)

QBO是發(fā)生在赤道地區(qū)平流層的準兩年振蕩,以緯向風的東西風交替的準26個月周期為特征。這一周期相當穩(wěn)定,除了2016年出現(xiàn)了異常維持的西風位相外都十分有規(guī)律地交替。在去年夏季,隨著赤道平流層高層西風異常動量下傳,QBO東風位相隨即宣告結束,并在秋季開始轉為西風位相,至今已接近西風位相頂峰;由周期特征可以確定今年春夏都會在QBO西風位相的影響下。

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圖28 1970年以來赤道地區(qū)平流層緯向風距平的時間演變

QBO和ENSO通過全球平均大氣角動量(AAM)和低頻信號的垂直下傳存在一定的正相關,如果單從當前的QBO相位特征看,這一點有利于拉尼娜事件的發(fā)展,但影響十分有限。此外根據(jù)QBO超前回歸,夏季亞洲副熱帶西風急流有明顯的偏北趨勢,在日本一帶存在有顯著反氣旋式環(huán)流,這將在一定程度上利于副熱帶高壓的北抬。當然值得注意的是,QBO這一信號對熱帶外對流層區(qū)域的影響仍然較弱,不可作為一個重要因子分析。

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圖29 1981-2018年12-2月QBO指數(shù)對隨后3-5月(左)與6-8月(右)500hPa高度場的回歸分析。打點區(qū)域為通過0.10顯著性檢驗區(qū)域。

1.4 其他重要因子簡述

1.4.1 地球自轉參數(shù)

自轉也是整個地球系統(tǒng)中相當重要的特征,它的變化也將對各系統(tǒng)成員產(chǎn)生顯著影響,其中地球自轉速度又是反映地球自轉的最重要特征量。每日長度(LOD,Length Of Day)是最常用的描述地球自轉速度的指標,它的變化反映了固體地球-和表層流體圈層(大氣圈,水圈)相互作用中的角動量交換,也存在著和這些圈層運動有關、周期不等的眾多變率。

當前而言,經(jīng)過濾波去除周年變率與更長期年代際變率后,LOD已經(jīng)較前幾年顯著下降,表明當前固體地球自轉角速度明顯加快(甚至會在今年夏季成為數(shù)十年內(nèi)最快);考慮到整個系統(tǒng)角動量守恒,這有利于眾多低緯度地區(qū)信風偏強和海表西向流的增強,會在一定程度上促進春夏季赤道中東太平洋的冷卻與拉尼娜事件的發(fā)展。

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圖30 LOD指數(shù)在近兩年以來的演變

1.4.2 太陽活動簡述

當前太陽活動已進入24周期-25周期交接的活動最低谷期,其中今年截至目前無黑子日已經(jīng)超過60%,可以反映出當前通常而言,太陽活動的準11a周期影響對地面滯后約2年為主,但即使如此,當前也可以用接近谷值期的狀態(tài)作為一個潛在外強迫。以陸地表面氣溫與SST和太陽活動作為變量,太陽活動與ENSO/PDO出現(xiàn)了類似正相關的狀況,因此單考慮太陽活動的準11a周期這一點,今年夏季將有類似PDO負位相狀態(tài)的大氣海表強迫信號出現(xiàn)。當然,在季節(jié)尺度上,這一類天文因子的影響程度,較氣候系統(tǒng)內(nèi)部的變率小很多。

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圖31 第24-25周期交接期的太陽黑子數(shù)時間序列與預測

2 2020年夏季氣候展望

2.1初夏氣候展望(6月)

極地環(huán)流:雖然海冰密集度有所偏低,但考慮到短期內(nèi)影響更大的動力學因子——北極平流層偏晚的換季和當前較平靜的高緯度波通量,這一大氣動力信號指向初夏AO偏向正位相態(tài)勢,總體經(jīng)向活動程度偏弱;但結合下墊面海冰的空間型,考慮到巴倫支海和白令海密集度偏低而加拿大北極群島側偏高,極渦呈現(xiàn)偶極型態(tài)勢為主,主極渦更容易偏向北美沿岸一側,北歐與阿留申群島區(qū)域容易出現(xiàn)異常反氣旋和阻塞活動。

中高緯度環(huán)流:在長波分布方面,考慮到前文所述海溫和陸面積雪等下墊面強迫信號分析,總體對應歐亞地區(qū)北歐沿岸異常脊(或阻塞高壓)-西西伯利亞/中亞地區(qū)異常槽-貝加爾湖附近異常脊-遠東異常槽和勘察加-阿留申異常脊位,我國東北地區(qū)在這個異常槽槽后偏北氣流控制下,東北冷渦與冷空氣活動可能較為頻繁;同時這樣的配置有利于冷平流南下匯入準靜止鋒區(qū),有利于季風雨帶降水偏多。

低緯度地區(qū):厄爾尼諾事件已快速衰減,赤道中東太平洋冷海溫異常在迅速發(fā)展,不過在初夏尚弱,冷異常集中在東太平洋與南美沿岸。熱帶印度洋總體明顯偏暖,但空間模態(tài)不對稱性較明顯??梢缘贸?,太平洋Walker異常上升支將偏向熱帶印度洋-海洋性大陸區(qū)域,同時由印度洋暖海溫-反氣旋反饋激發(fā)的西北太平洋反氣旋異常也相對較強且偏西,這有利于水汽輸送向季風雨帶區(qū)域,且較為內(nèi)陸的西南地區(qū)也將出現(xiàn)顯著的降水偏多。

而在初夏降水方面,由于副熱帶高壓偏南偏西且各路水汽輸送偏強,雨帶將在6月將在淮河以南明顯擺動,總體導致華南北部、江南大部、西南地區(qū)東部與江漢、江淮地區(qū)降水偏多,其中以西南地區(qū)東部、江南北部與江淮部分地區(qū)偏多最為顯著。東北地區(qū)因活躍的東北冷渦帶來的雷雨,降水也有所偏多;而華北平原與西北地區(qū)降水將相對略偏少。

而在初夏季氣溫方面,考慮到長波形勢上巴爾喀什湖槽-貝加爾湖附近的異常暖脊-遠東地區(qū)異常槽的配置,北疆因巴爾喀什湖槽位影響略偏冷,東北地區(qū)將因異常槽槽后的偏北氣流控制而偏冷,青藏高原將因前期顯著偏多的積雪和激發(fā)的異常槽位略偏冷,而華北與西北其他地區(qū)顯著偏熱,華北地區(qū)高溫熱浪過程也將較明顯;而對于南方而言,由于大部分地區(qū)降水偏多,氣溫則接近常年同期或略偏暖,降水偏多最顯著的區(qū)域氣溫則略有偏低。對于東北地區(qū)而言,冷渦活動與冷暖起伏較為頻繁。

2.2 盛夏(7-8月)氣候展望

在極地和中高緯度區(qū)域,熱力場因素的北極海冰持續(xù)偏少讓夏季維持北極濤動負值的概率較高,而極渦容易偏向北美/北亞高緯度沿岸區(qū);在中高緯度環(huán)流方面,結合夏季AO偏向負值與QBO東風相位下,東亞地區(qū)高空副熱帶急流更容易偏北,但經(jīng)向活動有所偏強;而考慮到春季陸面積雪的信號延續(xù)和中高緯度海溫的演變,長波分布上將對應有更傾向于烏拉爾山東側脊-貝加爾湖槽與東北-遠東地區(qū)脊。

而在低緯度區(qū)域,赤道中東太平洋冷異常事件將出現(xiàn)進一步發(fā)展,可能接近拉尼娜事件閾值;但空間型分布上,將出現(xiàn)東太平洋與南美西海岸偏冷更顯著而中太平洋稍弱的局面,此時赤道太平洋信風將顯著增強并向西延伸,西北太平洋季風槽相對偏南。同時,熱帶印度洋暖異常因云-SST負反饋而有所減弱。這導致

西北太平洋反氣旋與PJ波列轉為偏南,此時副熱帶高壓疊加PJ波列北部的中緯度反氣旋異常而轉為偏北,這導致副熱帶鋒區(qū)雨帶顯著北抬,由7月的黃淮地區(qū)進一步至華北與東北南部,長江中下游地區(qū)則被偏強的副高控制,容易出現(xiàn)晴熱高溫天氣。

因而在盛夏降水方面,中東部地區(qū)夏季總體會呈現(xiàn)厄爾尼諾事件衰減早型的典型模態(tài),即夏季風雨帶顯著階段性北移,在7月以江淮部分地區(qū)、黃淮地區(qū)與四川盆地降水偏多,而在7月下旬到8月中旬,雨帶進一步北移至華北與東北南部,此時長江中下游地區(qū)轉為降水偏少,而華南地區(qū)被季風槽控制,降水有所偏多。弱的東亞夏季風和總體偏南的副高作用下,呈現(xiàn)華南地區(qū)降水略有偏少-長江流域降水偏多-華北與黃淮地區(qū)偏少-東北地區(qū)接近常年或略偏多的情形。全國氣溫距平將顯著地對應于降水分布,即降水偏多區(qū)域相對接近常年或偏低,而降水偏少區(qū)域則顯著偏高。

2.3 汛期態(tài)勢展望

當前首先是6月-7月初的副高的一次北跳和長江流域梅雨期到來——通常而言,長江流域平均入梅期在6月第4候(不同區(qū)域有所差異),目前以各地官宣入梅時間看已屬偏早。至于梅雨強度,考慮到西太平洋副熱帶高壓顯著偏西偏強,東亞熱帶季風偏弱而副熱帶季風將明顯偏強;南亞夏季風因印度洋顯著增暖與Walker環(huán)流上升支控制,以及SIOD負位相特征而顯著偏強,輸送向梅雨鋒的水汽通量偏強;北側西風帶長波配置呈現(xiàn)遠東-鄂霍茨克海槽位概率較大,槽后偏強冷平流將匯入梅雨鋒。綜合上述條件看,梅雨帶內(nèi)降水將明顯偏多,包括整個江南地區(qū)、西南地區(qū)東部、江漢、江淮地區(qū),其中西南地區(qū)東部-江南北部地區(qū)降水偏多最顯著;但由于經(jīng)向活動較顯著,雨帶南北擺動將較明顯。此時,華南與華北南部將在雨帶兩側異常下沉控制,降水有所偏少。

接下來一步(7月中旬-8月中旬),將是北方雨季,江南伏旱和華南后汛期。由前文對盛夏環(huán)流形勢的判斷,由于雨帶將明顯向北跳躍,且由于此時副高逐漸轉為偏北狀態(tài),輸送向華北的副熱帶季風水汽支也將增強,同時偏強的南亞夏季風也將通過當?shù)赝ㄟ^遙相關的影響,造成北方大部分區(qū)的降水偏多,以黃淮到東北南部地區(qū)最為明顯。此時長江流域也進入伏旱期,對應有出梅(或伏旱開始)接近常年,由于副高此時轉為偏北偏強,長江中下游沿岸的降水將轉為偏少,氣溫也將明顯偏高,出現(xiàn)大范圍持續(xù)性高溫天氣概率較高。同時,華南地區(qū)也進入了熱帶系統(tǒng)帶來的后汛期,由于南海和菲律賓季風槽的偏西,華南地區(qū)會受到異常季風槽控制,后汛期降水總體偏多的概率較大,其中臺風活動較為頻繁,可能出現(xiàn)在時空上不均勻型的降水集中。

總體而言,今年夏季風雨帶的階段性明顯,總體呈現(xiàn)大部分地區(qū)降水都有所偏多。階段性分析看,6月初華南前汛期尾聲-江南/江淮梅雨季前段,長江以南的江南與華南地區(qū)降水偏多,以華南地區(qū)最為明顯;而長江以北到華北平原大部將不同程度偏少,以華北南部地區(qū)降水偏少最為明顯;而華北北部和東北因頻繁的冷渦活動,而多有雷雨,降水總體接近常年或略偏多。而在6月中旬-7月上旬梅雨季節(jié),長江流域梅雨區(qū)降雨明顯偏多,以西南地區(qū)東部-江南北部-江淮地區(qū)更為明顯,此時華南沿海和華北地區(qū)降水都將偏少,東北則可能有冷渦帶來的雷雨;而7月中旬之后的盛夏北方雨季時,雨帶明顯北跳,華北和東北南部地區(qū)降水將偏多,但東北北部地區(qū)因PJ波列反氣旋控制而降水偏少,與此同時,淮河以南直到長江中下游地區(qū),因偏北偏強的副高控制降水轉為偏少。而在華南地區(qū),則會因季風槽的偏西而導致后汛期降水略偏多。

因此,今年雨帶特征是強度偏強,夏季內(nèi)顯著階段性北跳,不會在一個區(qū)域異常長期滯留;因而全國出現(xiàn)洪澇災害的概率較高,且災情相對常年偏嚴重,但在降水強度大的同時,持續(xù)時間有限,不會出現(xiàn)長時間大范圍持續(xù)強降雨,總體仍然以一級流域的中小規(guī)模洪澇、二級流域局部的較大洪澇為主,發(fā)生大規(guī)模全流域洪水的概率較低。在時段劃分上,容易發(fā)生中小規(guī)模洪澇的區(qū)域,包括6月上旬的江南南部與華南北部的南嶺山區(qū),6月全月包括洞庭湖、鄱陽湖流域和錢塘江等浙江各江河流域的江南地區(qū),6月中旬到7月上旬的長江、淮河下游地區(qū),6月下旬到7月中旬的長江上游與中下游江漢、江淮地區(qū),與北側的黃淮地區(qū),7月下旬-8月中旬的華北與東北南部的海河、遼河流域等地。此外,由于中小尺度對流系統(tǒng)引發(fā)的局地山洪等災害,也需要注意。與此同時,華北南部在今年6月將可能出現(xiàn)一定程度旱情,而長江中下游地區(qū)在7月下半月起轉為偏強副高控制后,也容易出現(xiàn)澇-旱急轉,部分地區(qū)也可能出現(xiàn)旱情,需要注意。

2.4 附錄I:西北太平洋臺風展望

2.4.1 早夏-仲夏(6-7月)

在此階段,先前的厄爾尼諾事件仍在快速衰減,赤道中東太平洋迅速轉為中性偏冷狀態(tài),也不排除達到拉尼娜閾值的情形;同時熱帶太平洋信風菲律賓周邊與南海出現(xiàn)異常反氣旋式環(huán)流且對流活動偏弱,但140°E以東的西太平洋遠洋區(qū)域接近異常上升支區(qū)域,且伴有PMM正位相態(tài)勢的發(fā)展,導致當?shù)厝詴休^明顯對流活動。

綜合先前分析,可以得出結論:

(1)今年6-7月臺風活動數(shù)量將偏少,生成個數(shù)為3-4個。

(2)生成區(qū)域偏西,最有可能在130°E-140°E一帶;

(3)考慮到副熱帶高壓的演變態(tài)勢,登陸初臺出現(xiàn)時間將正?;蚵云?。

(4)本階段副高以偏強偏西的態(tài)勢為主,總體路徑以西行、西北行為主,多影響華南沿海與臺灣島。但如果出現(xiàn)生成在梅雨鋒前的臺風,則必然沿副高北緣向東北方向移動。

2.4.2 盛夏-初秋(8-9月)

赤道中東太平洋海區(qū)冷異常在此階段將進一步發(fā)展,可能將達到拉尼娜事件閾值;同時空間型方面,雖然整個赤道中東太平洋將明顯增暖,但仍然最為集中在日界線東側附近的中太平洋地區(qū),且南美沿岸可能有所偏冷。北印度洋此時有所偏暖但不顯著,菲律賓周邊的下沉支也將相對偏弱??傮w而言,受厄爾尼諾事件影響,這一階段南海-菲律賓季風槽將有所偏弱,但由于事件的空間型和PMM的影響,西太平洋遠洋季風槽將相對活躍。

綜合先前分析,可以得出結論:

(1)今年8-9月臺風活動數(shù)量將接近常年或略偏少,預計生成10-11個臺風;

(2)考慮到西太暖池在此階段已逐漸轉為海溫略偏高條件,且高空南亞高壓偏南偏東,輻散條件良好,臺風總體強度將有所偏強;

(3)臺風生成地相對偏西,總體在145°E以西者居多。在此基礎上,緯向分布上前期相對更加偏西而后期略有東移;在經(jīng)向分布上,前期接近常年同期而后期較氣候態(tài)偏北。

(4)QBO東風位相下,南亞高壓將有所偏北。對于影響華南地區(qū)臺風而言受高空東風急流影響減弱,如果配合北側經(jīng)向活動和副熱帶急流軸,出現(xiàn)近岸爆發(fā)的概率偏大。

(5)路徑方面,在副高總體偏西偏強的局面下,臺風以西行、西北行為主,近海轉向路徑為輔,影響我國沿海的臺風偏多。其中,隨著副高逐漸偏北,該期間出現(xiàn)登陸或影響華東沿海的臺風頻數(shù)將偏多。

今夏涼爽還是炎熱?2020年夏季氣候展望告訴你

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