气候研究十步曲（五）：预计今夏副热带高压控制南方炎热高温

1、报告正文此前我们分析了厄尔尼诺与中国凉夏的对应关系，本篇报告我们将探讨正常气候下中国炎夏形成的原因。1、回顾历史新闻，副热带高压是中国炎夏的主要成因副热带高压（以下简称“副高”）常被称为“高温使者”。梳理历史新闻，我们发现，当副热带高压长期停留在南方，当地夏季将持续酷暑。2020 年五一期间，海南海口连日高温，最高气温均超过 37，海口市气象台台长官满元认为：高温天气持续时间长、且温度高，这主要是因为海口持续受副热带高压和西南干热气流的长期控制影响所致。在副热带高压控制的区域，高空中空气聚集并被迫下沉，造成该地区出现持续晴热天气，开启烧烤模式。2017 年 7 月 7 日-26 日，中央气象台

2、连续 19 天发布高温预警。且有 97 个县市最高气温达到或超过 40，其中江浙沪地区尤为明显。国家气象中心工程师陈双认为，造成此次南方大范围高温天气的“罪魁祸首”就是西太平洋副热带高压。2013 年 7 月，上海气象中心发布高温橙色预警，意味着当年为历史上首次超过 1934 年的最热 7 月。当月，上海市高温日达到 25 个以上。上海市气象局首席服务官邬锐表示，造成这种情况的主要原因还是副热带高压太强，使上海高温持续不断。图 1、网络搜索上副热带高压是热点名词资料来源：百度搜索， 整理 这意味着，中国南方炎夏即表明当地晴朗天数要远超过下雨天，且往往伴随着副高长期停留在此处。2、正常气候下，夏

3、季南方受副高控制，高温少雨实际上，酷暑的持续、雨带的变化、台风的走向，都和副高关系密切。因此，我们首先介绍副高，再分析其与酷暑和雨带的关系。、西太平洋副高是影响中国气候的主要高压系统副高，直观上解释就是位于副热带地区的高压带。其形成，受太阳辐射和地球自转偏向力的影响（图 2）。图 2、副热带高压形成路径赤道地区空气受热上升 高空：赤道空气开始北上 受地球自转偏向力影响，副热带地区气流维向流动 北上空气遇阻，温度下降，集聚下沉 副热带地区气压增高，形成副热带高压带 资料来源： 整理北半球的副高受海洋和陆地分布等因素的影响，常常分裂成多个气团。其中对中国影响最大的副热带气团，因其位于西太平洋，所以

4、称为西太平洋副高。图 3、西太平洋副高示意图资料来源：互联网， 整理 、副高内部盛行下沉气流，天气晴朗正常气候（中性气候，ENSO-neutral）下的夏季，南方会有三伏的酷暑天气。三伏，是初伏、中伏和末伏的统称，是一年中最热的时节。每年三伏天出现在公历 7 月中旬到 8 月中旬，经历一个月时间，此时南方出现大面积的高温酷暑。西太平洋副热带高压是南方酷暑的主要原因。因为在副热带高压区内，盛行下沉气流，天气往往晴朗少雨。若副热带高压长期控制某地，往往导致此处出现高温干旱天气。图 4、副高控制下，天气炎热少雨资料来源：东方天气网， 整理图 5、副热带高压往往带来高温天气资料来源：中央气象台， 整理

5、、夏季，雨带位于副高北侧，随副高逐渐北上降雨的形成，必须要满足三个条件：充足的水汽、冷空气以及上升气流。冷热空气相遇，才会下雨。副高北侧，夏季风和冷空气相遇，因而雨带位于副高北部。一般，七月，雨带随副高北上，8 月则随其南下。夏季，东南季风和西南季风为中国带来海洋水汽中国是世界上季风最典型、季风气候最显著的地区。原因如下：地理位置：中国位于世界最大的大陆亚欧大陆东部，又在世界最大的大洋太平洋西岸，西南距印度洋也较近。因此，气候受大陆、大洋的影响非常显著。大陆海洋热力特性差异：冬季，大陆气温较海洋低，气压高，因而盛行偏北风；夏季，大陆气温较海洋高，气压偏低，因而盛行偏南风（图 2）。因此，夏季盛

6、行从海洋吹向陆地的偏南风。夏季风来自东南面的太平洋和西南面的印度洋，性质温暖湿润。他们从海洋带来水汽，是降雨的必要条件之一。图 6、冬季和夏季季风对比资料来源：中央气象台， 整理 夏季，中国雨带位于西太平洋副高的北侧副高内部盛行下沉气流，阻碍季风从东部沿海登陆。当副高移动到中国南方时，夏季风被下沉气流阻挡，只能借助副高的西北侧通道进入中国南方。副高西部的暖湿气流（夏季风）和北方南下的冷空气相遇，形成大范围的降雨带。因此，夏季中国的雨带位于副高的北侧。图 7、副高与雨带位置示意图资料来源：互联网， 整理而随着副高的季节性移动，雨带也会随之北上，导致 5 月-7 月，中国自南向北先后进入雨季。图

7、8、夏季，受副高影响，中国雨带北移资料来源：中央气象台， 整理注：图中降雨标识表示雨带。夏季，中国雨带跟随副高，自北向南逐渐移动夏季，西太平洋副高季节性北进和加强，引导夏季风逐渐向北挺进，从而导致雨带的推移。西太平洋副高在夏季逐渐北移。一般而言，每年从冬季到夏季，西太平洋副高向北、向西推移，强度逐渐增强；从夏到冬，又向南、向东撤退，强度减弱。降雨带随副高逐步北上，对应着中国各地由南向北先后进入雨季的规律。中国东部雨带位置的变化大致出现了四个时期：一、5 月至 6 月，华南前汛期。副高大约在海南岛附近，雨带位于华南地区；二、6 月至 7 月，长江中下游梅雨季节。副高西伸北进，雨带北移到长江中下游

8、地区，形成长达 1 个月之久的梅雨季节；三、7 月至 8 月，华北、东北进入雨季。副高位于北纬 2530，雨带移动在华北、东北地区，此时中国南部被副高控制，高温少雨；此时，华南局部沿海地带受热带天气系统的影响，特别是台风，进入华南后汛期。降雨量有所增加，但整体降雨量少于梅雨季节。四、9 月至 10 月，北方雨季结束。副高南退，雨带随之往南移动，随冷空气迅速南下，不到一个月就从东北退至华南沿海。图 9、中国东部夏季雨带推进示意图资料来源：中央气象台， 整理由于 6 月为南方梅雨季节，厄尔尼诺对中国夏季影响最大的月份是 7-8 月的伏旱时期。具体表现如下：正常气候下，7-8 月南方高温少雨，为炎夏

9、； 厄尔尼诺下，7-8 月南方降雨量大，为凉夏。3、2017 年正常气候下，南方炎夏聚焦分析正常气候下的副高情形，以此来说明炎夏的情况。先看结果， 2017 年正常气候，夏季南方高温少雨2017 年夏季，全球为正常气候，ONI 指标位于阈值（-0.5，0.5）之间。图 10、2010 年以来的 Nio 3.4 区域的 ONI 指标资料来源：NOAA， 整理注：红色字体表示 ONI 高于 0.5，蓝色字体表示 ONI 低于-0.5。中国气象局认为若 ONI 指数持续五个月以上高于 0.5，则判定形成一次厄尔尼诺事件。2017 年夏季，中国气候表现：气温：6 月，南方进入梅雨季，气温偏低；月，东部

10、普遍高温；月，南方大部份地区气温接近常年，或偏高。 降水：6 月，南方梅雨季降雨丰沛，降雨量较常年偏多；月，伏旱时期南方多地少雨；月，华南南部、长江中下游地区降水偏多，南方其余地区偏干旱。图 11、2017 年正常气候，6-8 月气温和降水距平2017 年 6 月气温距平2017 年 6 月降水距平2017 年 7 月降水距平2017 年 7 月降水距平2017 年 8 月降水距平2017 年 8 月降水距平资料来源：中国气象局， 整理 再看原因，2017 年 7-8 月，副高长时间控制南方，导致南方炎热根据当年 5-8 月 500hPa 的高度场图，发现副高的移动路径呈现如下规律：5-7 月

11、，副高自北向南移动，8 月副高开始南退。6 月，副高位于华南沿海，雨带位于中国南方，此时为梅雨季节。 7 月，副高位于南方大陆，导致当地炎热高温。雨带位于中国北方，北方进入雨季。由于当年副高大面积控制南方地区，因此 2017 年 7 月的高温日数为 1961 年以来历史同期最多，当月全国平均高温日数 5.8 天，比常年同期多 2.6 天。江南中东部和江苏南部最长连续高温日数高达 1015 天，其中浙江、上海、江苏局部达 1620 天，意味着几乎半个月都是高温天气。8 月，副高位置较 7 月偏南，但仍大面积控制中国南方，南方依然处于炎夏。雨带位于长江中下游地区，带来一定降水。8 月下旬，台风登陆

12、华南，造成华南南部降水偏多。（郑志海，2018）8 月，南方地区出现大范围持续高温天气。全国平均高温日数为 4.9 天，比常年同期（2.7 天）偏多 2.2 天，为 1961 年以来历史同期第五多。重庆、浙江、湖南、广东、福建等地高温日数有 1520 天，浙江、福建局部超过 20 天。副高副高图 12、2017 年正常气候，7-8 月副高长期大面积控制南方2017 年 5 月2017 年 6 月副高 副高2017 年 7 月2017 年 8 月资料来源：中国气象局， 整理注：图中 5880 以内为副热带高压 结论是，2017 年正常气候下，7、8 月副高长期控制南方，带来炎夏。结论：预计 2020 年为正常气候，副高在 7、8 月控制南方，带来炎夏根据 NOAA 预测，今年夏季 65%