2023年6月大气环流和天气分析*

刘 一 马 杰 李 勇 胡莹莹

国家气象中心,北京 100081

提 要: 2023年6月大气环流主要特征为北半球极涡呈多极型分布,乌拉尔山上空500 hPa高度场较常年同期显著偏弱,西太平洋副热带高压位置较常年同期偏北、偏西。6月全国平均降水量为86.7 mm,较常年偏少16%,为2005年以来同期最少。全国平均气温为21.1℃,较常年同期偏高0.7℃,为1961年以来历史同期第二高。月内有5次区域性大范围降水过程,主要位于西南和江淮以南地区; 5次大范围高温过程,主要发生在西部和华北地区。6月共有1个台风生成,较常年同期偏少。月内共发生7次强对流天气过程,主要集中在辽宁、吉林、江苏、安徽、广东和广西。由于降水偏少、气温偏高,北方地区干旱加剧。

1 天气概况

1.1 降 水

2023年6月全国平均降水量为86.7 mm,较常年同期(102.7 mm)偏少16%,为2005年以来同期最少,1998年以来第二少(仅多于2004年)。从降水量的空间分布上看(图1),降水主要集中在35°N以南地区,其中,长江中下游江南中南部和华南地区等地降水量超过200 mm,广东、广西等地局地超过400 mm。全国其余大部地区降水量不足100 mm,其中新疆南部和东部、甘肃北部、内蒙古西部等地不足10 mm。

与常年同期相比(图2),全国大部地区降水量接近常年或偏少,西北和华北地区普遍偏少2成以上,其中,河北大部、内蒙古大部、甘肃和新疆大部、四川东南部等地偏少5成以上,新疆南部和内蒙古西北部偏少近1倍。全国其余地区降水量较常年同期偏多,其中河南、陕西、湖北三省交界地区、山东东南部、江苏东南部、东北的部分地区偏多2成及以上,西藏西部和新疆西南部的部分地区偏多5成及以上。

图2 2023年6月全国降水距平百分率分布Fig.2 Distribution of precipitation anomaly percentage over China in June 2023

1.2 气 温

6月全国平均气温为21.1℃,较常年同期(20.4℃)偏高0.7℃,为1961年以来历史同期第二高,仅低于2022年6月的21.3℃(国家气候中心,2023)。从6月的日平均气温距平空间分布来看(图3),除内蒙古东北部、黑龙江北部、青海南部、西藏西南部以及陕西、重庆、湖北、河南等地的部分地区气温偏低0.5～1℃,西藏西南部的部分地区偏低1℃以上外,全国其余大部地区气温较常年同期偏高。河北、山东、山西东北部、内蒙古中部至西部、甘肃大部、新疆大部、辽宁西南部、江苏和浙江大部等地偏高1～2℃,北京、天津、河北、新疆南部、甘肃中西部等地偏高2℃以上。

图3 2023年6月全国平均气温距平分布Fig.3 Distribution of mean temperature anomaly over China in June 2023

2 环流特征与演变

2.1 环流特征

如图4a所示,6月北半球500 hPa极涡呈多极型分布,三个中心分别位于格陵兰岛、北冰洋和阿留申群岛附近。极值中心位于格陵兰岛上空,中心强度为536 dagpm。整体而言,极涡强度较常年同期偏强且偏向东半球。受极涡影响,北半球中高纬环流呈现多波型分布,从格陵兰岛到东亚中高纬表现为“两槽两脊”的形态,低槽分别位于格陵兰岛上空和乌拉尔山附近,距平分别达-8 dagpm和-6 dagpm。在热带和副热带地区,西太平洋副热带高压(以下简称副高)强度较常年同期略偏强,其脊线位于20°N以北,西脊点位于120°E以西,较常年呈现略北抬、西伸的特征(刘海知和何立富,2019;任宏昌和符娇兰,2020;解晋和周宁芳,2021;孟庆涛和于超,2022)。

图4 2023年6月北半球500 hPa(a)平均位势高度和(b)距平(单位:dagpm)Fig.4 The 500 hPa (a) average geopotential height and (b) anomaly in the Northern Hemisphere in June 2023 (unit: dagpm)

2.2 环流演变与我国天气

从欧亚大陆6月各旬的500 hPa平均环流形势场来看,上旬(图5a)整个欧亚大陆中高纬地区环流呈“两槽一脊”型,两槽分别位于斯堪的纳维亚半岛以东、西伯利亚及俄罗斯远东地区,哈萨克斯坦至我国西北地区受高压脊控制。我国中高纬地区环流呈现“西高东低”的分布特征,西北地区出现高温天气。

图5 2023年6月(a)上旬、(b)中旬、(c)下旬的500 hPa平均位势高度(单位:dagpm)Fig.5 The 500 hPa average geopotential height in (a) the 1st, (b) 2nd and (c) 3rd dekads of June 2023 (unit: dagpm)

副高脊线平均位于20°N以北,西脊点位于131°E附近,较常年同期偏北、偏西。受其影响,2—4日陕南、四川盆地至江汉及江淮地区出现强降水; 7—10日江南、华南和云南等地出现强降水过程。

中旬(图5b),中高纬环流相对上旬有所调整,北欧上空大槽东移至乌拉尔山附近且略有加深。原乌拉尔山东侧高压脊同时东移,导致我国北方大部地区受高压系统控制,西北地区东部、内蒙古和华北等地出现高温天气,而新疆西部地区高温有所减弱。副高较上旬南落并进一步西伸,脊线平均位于15°N,西脊点位于115°E附近,较常年同期偏南、偏西。受其影响,16—20日长江中下游地区及四川、贵州等地出现强降水过程。

下旬(图5c),中高纬环流相对中旬进一步调整,乌拉尔山附近大槽加深,但亚洲中高纬大陆高压加强,高压脊向西延伸至贝加尔湖以西地区,我国北方均受高压系统控制,西北大部及华北地区出现高温天气。副高较中旬北抬,脊线平均位于20°N,较常年同期偏北、偏西,其北侧有低涡切变线发展,西南急流加强,造成西南及长江中下游等地区强降水过程。

3 主要降水过程

3.1 概 况

6月份主雨带位于西南地区东部至江淮以南地区,先后出现了5次大范围降水过程(表1),多个国家气象站的日降水量突破6月极值,其中广东英德(335.5 mm)、湖南保靖(316.9 mm)、湖南古丈(269.3 mm) 3个站还突破了建站以来的历史极值。6月21—25日,江汉南部、江淮、江南大部、华南中西部及西南地区东部等地出现了一次大范围降水过程,累计降水量50 mm以上覆盖面积93万km2,为今年以来影响范围最大的一次暴雨过程。受其影响,多地发生山洪、城市内涝等灾害。广东北江、广西西江、湖南湘江、江西赣江、云南泸江等16条河流发生超警洪水,北江干流英德站超过警戒水位2.06 m。下文将重点分析此次降水过程。

表1 2023年6月大范围降水过程Table 1 Main precipitation events in June 2023

3.2 6月21—25日强降水过程分析

6月21—25日(北京时,下同),北半球中高纬西风带呈现“两槽一脊”型分布,受其影响,我国北方地区多短波槽活动,不断引导冷空气南下,加之低纬副高强度偏强,位置较常年同期偏北、偏西。随着中高纬波动东移,对流层低层副高西北侧西南急流不断增强,与短波槽后偏北气流辐合形成切变线及低涡系统,并沿着副高北侧东移,造成云南、贵州、广西至江南、长江中下游地区的大范围持续性强降水过程。从累计降水量分布来看(图6),云南东部、广西、广东、湖南、江西、安徽南部、浙江、上海等地累计降水量在50～100 mm,其中,广西北部、广东北部、湖南南部、江西东部等地局地超过250 mm,上述大部地区降水量较常年同期偏多8成至1倍,广西北部及湖南南部等地局地偏多3～4倍。

注:台湾省资料暂缺。图6 2023年6月21日08时至26日08时累计降水量(阴影)Fig.6 Accumulated precipitation from 08:00 BT 21 to 08:00 BT 26 June 2023

此次降水过程发生前,西风槽东移南压,副高南北摆动,其北侧低层切变线维持,切变线南侧为弱西南风,风速仅为6 m·s-1。21日起,随着中纬度西风槽东移,副高北侧低涡切变线发展,其南侧西南急流加强,850 hPa最大风速达10 m·s-1(图7a),江南中北部、华南西部等地的部分地区出现大到暴雨、局地大暴雨,局地伴有短时强降水、雷暴大风等强对流天气。22日(图7b),切变线在长江以南地区维持,贵州南部有一低涡形成,并在缓慢东移过程中逐渐加强,低涡右侧切变线附近辐合长时间维持,在200 hPa对应一明显辐散区,整层动力抬升条件良好。同时,切变线南侧西南急流不断将暖湿空气向北输送, CAPE最大值超过3000 J·kg-1。上述有利配置导致成片强降水出现:G云南东部、贵州、广西北部、湖南、江西中北部、浙江西部、福建西北部、安徽南部出现大到暴雨,其中贵州东部、湖南西部和北部、江西北部、浙江西部的部分地区出现大暴雨(100～200 mm)。23日(图7c),副高虽略有南落,但低涡系统东移并进一步发展加强,急流进一步增强,850 hPa最大风速达14 m·s-1,水汽更为充沛。同时,江南南部和华南上空依然存在较明显的不稳定能量,CAPE最大值也达到了1500 J·kg-1以上。江西、浙江出现成片暴雨和大暴雨。24日(图7d),中纬度500 hPa为一宽广低槽,副高进一步南退至华南沿海,其北侧低涡范围扩大但较为松散。主雨带呈东北—西南走向,江苏东南部、上海、浙江西南部、福建西北部、江西北部、湖南南部、广东西北部、广西东部和南部等地的部分地区出现暴雨,江苏南通,福建南平,湖南郴州和永州,广东清远,广西桂林、来宾、贵港、玉林和崇左等地局地大暴雨(100～142 mm),广东、广西最大小时降水量为30～72 mm。25日(图7e),随着副高开始北抬,我国南方地区降水过程逐减结束。

图7 2023年6月(a)21日,(b)22日,(c)23日,(d)24日和(e)25日08时500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)和850 hPa风场(风矢)Fig.7 The 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm) and 850 hPa wind field (wind vector) at (a) 08:00 BT 21, (b) 08:00 BT 22, (c) 08:00 BT 23, (d) 08:00 BT 24, (e) 08:00 BT 25 June 2023

4 主要高温过程

4.1 概 况

6月,我国高温日数(日最高气温≥ 35℃)为3.2 d,比常年同期偏多1.5 d,为1961年以来历史同期第二多,仅次于2022年。月内我国共发生5次区域性高温过程,分别是5月28日至6月5日、6月6—12日、6月14—17日、6月21—24日和6月29日至7月2日(表2)。

表2 2023年6月高温过程Table 2 Main high temperature events in June 2023

5月28日至6月5日,我国出现今年首次区域性高温过程,比常年同期偏早16 d,华东南部、华中南部、华南大部、西南地区中部和南部等地最高气温超过35℃。主要影响上海、云南、四川、安徽、广东等15个省(自治区、直辖市),影响国土面积达172.9万km2,影响人口超过6亿。高温天气加剧西南地区干旱,对水稻、玉米等农作物造成影响。

6月21—24日,我国出现今年第四次区域性高温过程,为今年以来最强。华北地区共有86个国家站达到或超过极端高温阈值,北京汤河口(41.8℃)、天津大港(41.8℃)等22个国家站达到或突破历史极值,138个国家站超过40℃(河北75个、北京17个、天津10个、山东35个、河南1个)。华北地区高温影响国土面积达50.5万km2,40℃以上达12.6万km2,影响人口超过2亿。22—24日,北京南郊观象台连续3 d气温超过40℃,城区高温时长超过40 h,22日最高气温达41.1℃。高温天气造成多起中暑、热射病等事件发生,同时给当地电力部门造成了供电压力。下文主要介绍此次高温过程。

4.2 6月21—24日高温过程分析

由图8a可见,6月21—24日我国北方地区环流呈现“西低东高”分布,西北地区东部至华北—东北—黄淮等地受高压脊控制,加之下游鄂霍次克海高压明显偏强(较常年同期偏强2～3个标准差),使得华北等地上空高压系统强度不断增强且移动缓慢,地面暖气团长时间控制并影响该地区。在高压系统影响下,一方面下沉气流盛行,天空晴朗少云,辐射增温效应明显;另一方面缺少南下冷空气影响,进而造成了此次高温天气过程极端性强,40℃以上高温范围广(图8b,北京、天津均有7成以上面积出现40℃以上高温,京津冀50%以上国家站的累计35℃以上高温时间超过40 h),综合强度达到了近10年来6月最强高温过程。

图8 2023年6月21日08时至25日08时(a)500 hPa平均位势高度场(等值线,单位:dagpm)和标准化距平(阴影),(b)平均最高气温Fig.8 (a) The 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm) and standardized anomaly (shaded) and (b) the average of high temperature from 08:00 BT 21 to 08:00 BT 25 June 2023

由图7的逐日环流演变可见,21日起,随着东北冷涡逐渐东移出我国,高压脊逐渐控制了华北黄淮大部地区,且涡后多盛行偏北风,天空晴朗少云,使得地面气温在太阳辐射影响下快速上升,造成上述地区出现35℃以上的高温天气,其中,北京、天津、河北、山东中西部、河南北部和东部及内蒙古西部、新疆东部和南疆盆地等地最高气温达35～37℃,局地超过39℃。22日高层高压脊依然维持,但低层风向转为偏南风。由于切变线稳定于江淮、江南一带,阻隔了水汽向北输送,华北、黄淮等地虽然相对湿度有所增加,但高温天气继续发展,北京、天津、河北、山东大部、河南东北部及内蒙古西部、新疆东部和南疆盆地等地最高气温达35～37℃,局地超过40℃。23—24日,我国北方高层持续受高压脊控制,北京、天津、河北大部、山东等地最高气温达37～39℃,部分地区达40℃左右。25—26日,随着西风槽东移,华北、黄淮等地空中云量增加,高温范围减小、强度减弱,此次北方高温过程趋于结束。

5 热带气旋活动概况

6月,西北太平洋及南海共生成1个台风,较常年同期偏少0.6个,无热带风暴或台风登陆我国。

6 其他灾害天气

6.1 强对流天气

6月,全国共发生7次强对流天气过程:1日、7—8日、10日、12—13日、18—20日、21—25日和28日。1日午后,辽宁、吉林等地出现8～10级雷暴大风,局地风速达11级,伴有冰雹天气。其中,1日13—15时前后在辽宁开原市、阜新市、法库县等地发生龙卷。

10日午后,江苏、安徽等地出现强对流天气,局地伴有极端雷暴大风,江苏南通、南京等地多个站出现11级以上雷暴大风,安徽铜陵发生13级雷暴大风,南通市海门区三阳镇和启东市王鲍镇交界处的天星镇、庙桥村出现龙卷。

23日下午,广东中部、佛山—河源一带出现8～10级雷暴大风,局地最大风速超过11级;广西南部及其近海出现8～10级雷暴大风,局地达10级以上。

6.2 干 旱

1月下旬至6月18日,云南平均降水量为197.7 mm,为1961年以来历史同期最少,气象干旱日数为106.9 d,为1961年以来同期第三多,发生了严重冬春连旱。6月9日以后,云南降水明显增多,大部地区气象干旱有所缓解。

6月以来由于降水偏少且气温偏高,内蒙古东南部、东北中西部、华北北部等地气象干旱露头并快速发展。6月30日气象干旱综合监测图显示(图略),东北地区西南部、华北东北部及内蒙古东南部、新疆西部、四川西北部和东南部等地存在中度及以上气象干旱,部分地区特旱。中旱及以上面积为149.3万km2,重旱及以上面积为45.4万km2,特旱面积达12.2万km2,其中四川、河北特旱面积分别为3.2万km2和2.2万km2(国家气候中心,2023)。