2022年夏季鄂州市高溫特征及其成因分析

摘 要：利用1961—2022年鄂州市的氣象站點要素資料、NCEP/NCAR大氣環(huán)流資料以及NOAA海表溫度資料，分析2022年當(dāng)?shù)叵募練鉁刈兓铜h(huán)流特征。結(jié)果表明：（1）2022年夏季鄂州市平均氣溫、最高氣溫均排1961年以來的第一位；（2）高溫日數(shù)遠遠大于平均高溫日數(shù)；（3）降水量較氣候平均值偏少50%。此外，氣溫的空間分布上表現(xiàn)出整體一致性，高溫主要受西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱西太副高）、海溫異常的影響。2022年夏季西太副高位置偏西偏北，強度偏強，鄂州市處于副高脊線附近；赤道中東太平洋海溫具有拉尼娜事件的特征，且從春季到夏季海溫呈現(xiàn)出拉尼娜增強的特征。

關(guān)鍵詞：夏季氣溫；極端高溫；大氣環(huán)流特征；鄂州市

中圖分類號：P423 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）11–0-03

隨著全球氣候變暖加劇，極端高溫天氣成為我國夏季最主要的氣候災(zāi)害之一，引起了社會的廣泛關(guān)注。2022年夏季是中國歷史上極度酷熱的夏季之一，我國大范圍地區(qū)遭遇極端高溫，高溫日數(shù)多、覆蓋范圍廣、多地最高氣溫破歷史極值[1]。梅梅等[2]發(fā)現(xiàn)長江中下游干流沿線及其以南地區(qū)是2022年高溫干旱復(fù)合事件相對影響最大的地區(qū)，同時是高溫干旱復(fù)合風(fēng)險增加趨勢顯著的地區(qū)。高溫干旱的出現(xiàn)對人體健康及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較大威脅[3]。鄂州有“百湖之市”“魚米之鄉(xiāng)”之稱，是重要的農(nóng)作物和漁業(yè)產(chǎn)區(qū)，因此，研究該地區(qū)的夏季氣溫變化狀況對人民生活、農(nóng)作物生產(chǎn)等具有重要意義。

大氣中的高壓系統(tǒng)是影響高溫?zé)崂说闹苯右蛩?，高壓系統(tǒng)中的反氣旋及伴隨的下沉氣流能直接加熱大氣并減少云量，增加到達地表的太陽輻射，使地面氣溫升高[4]。西太副高的異常變化是導(dǎo)致我國南方地區(qū)夏季出現(xiàn)氣溫異常的重要因素之一。2022年夏季，西太副高異常偏西、偏強且長時間控制長江流域，水汽向北輸送導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)歷史罕見的高溫干旱天氣[5-6]。

王文等[7]通過分析西太副高與2013年長江中下游夏季高溫干旱之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，持續(xù)較強的西太副高控制是影響長江中下游地區(qū)異常高溫干旱的主要因素。海表溫度的異常變化會影響西太副高的位置及其強度變化。赤道西太平洋海溫升高、中東太平洋海溫偏低均有利于西太副高出現(xiàn)強度偏強、位置偏西偏北的特征，從而導(dǎo)致我國南方地區(qū)出現(xiàn)異常高溫天氣[8-9]。

1 數(shù)據(jù)來源

使用的數(shù)據(jù)如下：第一，鄂州市27個自動氣象觀測站數(shù)據(jù)，包括平均氣溫、最高氣溫、高溫日數(shù)、降水量等，時間為1961—2022年（6—8月），將1991—2020年的平均值作為氣候平均值。第二，大氣環(huán)流資料是NCEP/NCAR提供的月平均再分析資料，水平分辨率為2.5°×2.5°。第三，海表溫度數(shù)據(jù)來自NOAA提供的月平均海表溫度，水平分辨率為2°×2°。

2 夏季氣候特征

1961—2022年鄂州市夏季平均氣溫整體表現(xiàn)為波動增長的變化趨勢（圖1a），其增長速率為0.11 ℃/10年。鄂州市夏季氣溫30年氣候平均值為28.15 ℃，2000年以前夏季平均氣溫較低，大部分低于氣候平均值，進入21世紀(jì)后夏季平均氣溫逐漸升高，大部分高于氣候平均值，2013年和2022年出現(xiàn)最大值30.3 ℃，比氣候平均值高2.15 ℃。從1961—2022年鄂州市夏季最高氣溫變化可以看出（圖1b），變化波動較大，總體呈上升趨勢，其增長速率為0.20 ℃/10年，30年氣候平均值為38.56 ℃。夏季最高氣溫最小值出現(xiàn)在1987年，為36 ℃，最大值出現(xiàn)在2013年和2022年，為41 ℃，比平均值高2.44 ℃。無論夏季平均氣溫還是最高氣溫，2022年均是1961年以來鄂州市氣溫最高的年份之一。

氣象學(xué)將日最高氣溫≥35.0 ℃定義為一個高溫日。1991—2020年鄂州市夏季平均高溫日數(shù)為26 d（圖2a）。2022年夏季高溫日數(shù)47 d，遠遠大于平均高溫日數(shù)，為1961年以來的第四大值，前三位分別為2013年（56 d）、1978年（49 d）、1961年（48 d）。而從日最高氣溫≥37℃來看，鄂州市夏季氣候平均值為10 d，2022年夏季鄂州市日最高氣溫≥37℃為31 d，遠遠大于平均高溫日數(shù)，為1961年以來的第二大值，僅次于2013年（34 d）。綜合來看，2022年夏季鄂州市的高溫?zé)崂饲闆r異常嚴(yán)重。從降水逐年變化情況來看（圖2b），1991—2020年夏季平均降水量為570 mm，2022年為282 mm，遠遠低于降水平均值，為1991年以來的最小值。

從圖3可知，鄂州市6月、7月、8月高溫日數(shù)平均值分別為2 d、13 d、26 d，2022年分別為6 d、15 d、26 d，高溫?zé)崂颂鞖庵饕性?月、8月，尤其是8月，幾乎整個月的日最高氣溫超過了35 ℃。但是三個月的高溫日數(shù)均遠高于平均值，6月是平均值的3倍，7月略高于平均值，8月是平均值的2倍多。整個夏季高溫日數(shù)比氣候平均值多21 d（圖3a）。針對鄂州市的降水，6月、7月、8月降水量的平均值分別為217 mm、235 mm、119 mm，2022年6—8月降水分別為119 mm、133 mm、32 mm，遠低于平均值，6月偏少近50%，7月偏少超40%，8月偏少超70%。整個夏季降水量偏少287 mm，整體偏少50%（圖3b）。

圖4反映了鄂州市2022年夏季、6月、7月、8月平均氣溫的空間分布特征。從整個夏季來看（圖4a），鄂州市的平均氣溫在空間分布上差異不大，在29.0～30.4 ℃，西南部的氣溫較其他地區(qū)偏低1 ℃左右，可能與西南部的海拔較高、湖泊較多有關(guān)。從6月平均氣溫空間分布來看（圖4b），整個鄂州市的平均氣溫區(qū)間為26.9～28.2 ℃，整個區(qū)域的平均氣溫都遠低于30 ℃。7月鄂州市的平均氣溫區(qū)間為29.4～30.9 ℃，接近整個夏季的平均氣溫，高值區(qū)位于東部和北部，在30 ℃以上（圖4c）。8月整個鄂州市的平均氣溫均超過了30 ℃，區(qū)間為30.6～32.5 ℃（圖4d）。這三個月平均氣溫的空間分布特征與圖3反映的6月高溫日數(shù)偏少，高溫主要集中在7月、8月，尤其是8月的特征相一致。

3 大氣環(huán)流特征

3.1 位勢高度場特征

西太副高的異常變化會對我國夏季氣溫的升高或降低產(chǎn)生重要影響。從500 hPa位勢高度距平場可以看出（圖5），除東北地區(qū)以外，我國大部分地區(qū)被大范圍的位勢高度距平場異?？刂?。我國中部一直向東到太平洋洋面上為明顯的位勢高度距平場異常區(qū)，正距平中心在我國中部附近和北太平洋附近，這表明西太副高的強度較強且位置偏西；貝加爾湖的西北部一直向東延伸至我國的東北地區(qū)，有一個明顯的位勢高度負距平區(qū)域，這表明冷空氣主要影響我國的北部地區(qū)；高緯度地區(qū)有一個明顯的位勢高度正距平區(qū)域，中心強度較強，這表明高緯度阻塞高壓較強。

從平均位勢高度場特征可以看出，高緯度地區(qū)為兩脊一槽的環(huán)流形勢，中緯度地區(qū)為平直的緯向型環(huán)流，與氣候平均值相比，西太副高位置偏西、強度偏強。副高的范圍明顯比氣候平均值大，5 880 gpm線的西伸脊點位置較氣候平均值偏西約6個經(jīng)度左右，脊線位置約偏北2個緯度左右。鄂州市處于副高脊線附近，盛行下沉氣流，氣壓梯度小，太陽輻射可以更多地到達地面，從而使氣溫升高，易出現(xiàn)高溫少雨的天氣。

3.2 海溫場特征

從2022年春季和夏季海溫距平場的特征來看（圖6），赤道中東太平洋區(qū)域海溫呈明顯的負距平特征，海溫具有拉尼娜事件（是指太平洋東部和中部海面溫度持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象）的特征，而從春季到夏季，海溫呈現(xiàn)出拉尼娜增強的特征，春季海溫較弱，而到了夏季進一步減弱。受赤道中東太平洋海溫較常年同期偏低的影響，東亞夏季風(fēng)增強，有利于水汽輸送至北方地區(qū)，研究區(qū)域水汽異常輻散區(qū)，降水偏少。西太平洋、日本海以及北太平洋附近有明顯的海溫正距平，從春季到夏季呈現(xiàn)出增強的特征，這與500 hPa位勢高度場上西太副高偏西偏北、強度偏強相符，長時間的晴熱天氣導(dǎo)致研究地區(qū)氣溫偏高。

4 結(jié)論

（1）2022年夏季鄂州市平均氣溫為30.3 ℃，比平均值偏高2.15 ℃，最高氣溫為41 ℃，比平均值偏高2.44 ℃，均為1961年以來的第一位；2022年高溫日數(shù)為47 d，1961年以來排第四位，2000年以來排第二位，高溫主要集中在8月，為26 d；2022年降水量為282 mm，較平均值偏少50%，為1991年以來的最小值，6—8月降水呈遞減的趨勢，尤其是8月份，較平均值偏少超70%。氣溫的空間分布上表現(xiàn)出整體一致性，差異不大。

（2）2022年夏季我國大部分地區(qū)被明顯的位勢高度正距平控制，西太副高位置偏西偏北，強度偏強，鄂州市處于副高脊線附近，高緯度阻塞高壓較強。赤道中東太平洋區(qū)域海溫呈明顯的負距平特征，西太平洋、日本海附近為海溫正距平區(qū)域，這種海溫分布具有拉尼娜事件的特征，從春季到夏季海溫呈現(xiàn)出拉尼娜增強的特征是增強的。

參考文獻

[1] 崔童，孫林海，張馳，等.2022 年夏季中國極端高溫事件特點及成因初探[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2023，46（3）：1-8.

[2] 梅梅，高歌，李瑩等.1961～2022年長江流域高溫干旱復(fù)合極端事件變化特征[J].人民長江，2023，54（2）：12-20.

[3] 鄭治斌，任永建，王凱.湖北省高溫災(zāi)害特征及其影響分析[J].氣象科技進展，2020，10（6）：137-139.

[4] 張靈，郭廣芬，熊開國，等.長江流域2022年夏季高溫過程的成因分析[J].地理科學(xué)進展，2023，42（5）：971-981.

[5] 郭廣芬，吳瑤，秦鵬程，等.長江流域2022年極端高溫干旱特征和成因及其對水電資源的影響[J].長江流域資源與環(huán)境，2023，32（10）：2098-2108.

[6] 夏軍，陳進，佘敦先.2022年長江流域極端干旱事件及其影響與對策[J].水利學(xué)報，2022，53（10）：1143-1153.

[7] 王文，許金萍，蔡曉軍，等.2013年夏季長江中下游地區(qū)高溫干旱的大氣環(huán)流特征及成因分析[J].高原氣象，2017，36 （6）：1595-1607.

[8] 袁媛，丁婷，高輝，等.我國南方盛夏氣溫主模態(tài)特征及其與海溫異常的聯(lián)系[J].大氣科學(xué)，2018，42（6）：1245-1262.

[9] 賈子康，鄭志海，封國林.中國南方地區(qū)盛夏高溫類型及其對應(yīng)的大尺度環(huán)流和海溫異常[J].氣象學(xué)報，2020，78（6）： 928-944.