2022年与2013年浙江夏季极端高温特点和成因对比

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2025-01-0076

摘要/Abstract

摘要： 研究浙江省极端高温天气成因可为极端高温天气的预测和防范提供科学依据。基于常规气象观测资料、欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料、美国国家海洋和大气管理局的向外长波辐射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）资料及国家气候中心气候系统监测指数集逐日资料，对比分析2013、2022年夏季浙江2次极端高温事件的时空分布与极端高温特点，并建立极端高温天气学概念模型。结果表明：2次高温过程均具有覆盖范围广、持续时间长、极端性强、影响严重等特点，其中2022年高温事件的持续时间更长、覆盖面积更广，而2013年单站极端高温值更高；2022年西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）范围更大、西伸脊点更偏西，而2013年850 hPa暖脊温度超过24 ℃的持续时间更长；2022年高温中心偏南，42 ℃以上高温主要出现在浙中南地区，而2013年极端高温主要集中在浙中北地区。西太副高偏强、偏西是造成2次极端高温的直接原因，其与南亚高压偏强、偏东形成良好对应。当200 hPa的1 252 dagpm线东伸到122°E以东，500 hPa的588 dagpm线西伸到115°E以西，850 hPa暖脊温度超过22 ℃及低层盛行弱偏南风，浙江夏季易出现40 ℃以上酷热高温天气；当浙江出现高温天气时，海洋性大陆（Maritime Continent，MC）地区一般为OLR负异常，其通过改变经向垂直环流及低频波列的传播使西太副高增强，同时与浙江同纬度的太平洋地区与中国东部地区之间的异常纬向垂直环流也有助于西太副高的加强。

关键词: 极端高温, 副热带高压, 南亚高压, 热带环流, 浙江

Abstract:

The study on the causes of extreme hot weather in Zhejiang Province can provide scientific basis for the prediction and prevention of extreme hot weather. Based on conventional meteorological observations, the ERA5 reanalysis data from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, the outgoing long-wave radiation (OLR) data from National Oceanic and Atmospheric Administration, and daily climate system monitoring indices from the National Climate Center, this study compares and analyzes the spatial and temporal distribution and characteristics of two extreme high temperature events in Zhejiang Province in the summers of 2013 and 2022, and constructs a conceptual model of extreme hot weather. The results indicate that both hot events were characterized by wide coverage, long duration, strong extremity, and severe impacts. The high temperature event in 2022 had a longer duration and wider coverage area, while the single station extreme high temperature value in 2013 was higher. The western Pacific subtropical high (WPSH) in 2022 had a larger extent with a more westward ridge point, whereas in 2013, the duration of the 850 hPa warm ridge temperature exceeding 24 ℃ was longer. The center of extreme high temperature in 2022 was located farther south, with temperatures above 42 ℃ mainly occurring in central and southern Zhejiang, whereas in 2013, extreme high temperatures were concentrated in central and northern Zhejiang. The intensification and westward shift of the WPSH were the direct causes of both extreme high temperature events, corresponding well to a stronger and eastward-displaced South Asian high. When the 1 252 dagpm contour at 200 hPa extends eastward beyond 122°E, the 588 dagpm contour at 500 hPa extends westward beyond 115°E, the 850 hPa warm ridge temperature exceeds 22 ℃, and weak southerly winds prevail in the lower troposphere, it is more likely to experience extreme high temperature exceeding 40 ℃ in Zhejiang. Additionally, negative OLR anomalies over the Maritime Continent (MC) enhance the WPSH by modulating meridional vertical circulation and low-frequency wave propagation. Meanwhile, anomalous zonal vertical circulation between the Pacific at the same latitude as Zhejiang and eastern China further strengthens the WPSH. These findings provide scientific insights for predicting and mitigating extreme heat events in Zhejiang Province.

Key words: extreme high temperatures, subtropical high pressure, South Asian high, tropical circulation, Zhejiang Province

中图分类号:

P466

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图/表 10

图1 2022年（a）与2013年（b）夏季浙江不同等级高温站点数逐日变化

Fig.1 Daily variation of station number of high temperature with different levels in summers of 2022 （a） and 2013 （b） in Zhejiang Province

图2 2022年（a、b、c、d）与2013年（e、f、g、h）夏季浙江高温极值（单位：℃）（a、e），高温（b、f）、危害性高温（c、g）、酷热高温（d、h）日数（单位：d）空间分布（插值方式为反距离权重插值）

Fig.2 The spatial distribution of extreme values of high temperature （Unit： ℃）（a，e），and high temperature days （Unit： d） with daily maximum temperature equal to or more than 35 °C （b，f），37 °C （c，g），40 °C （d，h） in summers of 2022 （a，b，c，d） and 2013 （e，f，g，h） in Zhejiang Province （Interpolation is done using the inverse distance weighting method）

图3 2022 年(a)及2013年(b)7- 8月500 hPa位势高度场(实线)及其距平(填色), 2022年(c)与2013年(d)夏季28°N31°N经向平均的500hPa位势高度的经度-时间剖面(单位:dagpm) [黑色粗实线和粗虚线分别为588dagpm线在7-8月及气候平均的位置;黑色虚线围成区域表示浙江所在位置(118°E-121°E)]

Fig.3 The 500 hPa geopotential height ( contours) and its anomalies ( the color shaded) from July to August in 2022 (a) and 2013 (b), and the longitude-time cross-sections of 500 hPa geopotential height averaged over 28° N-31°N in summers of 2022 (c) and 2013 (d) (Unit: dagpm) (The thick black solid line and thick dashed lines are the 588 dagpm lines in July-August and the climatological average，respectively. The area enclosed by the black dashed lines represents the location of Zhejiang Province (118° E-121°E), the same as below)

图4 2022、2013年夏季西太副高面积指数（a）及强度指数（b）演变

Fig.4 The evolution of the area index （a） and intensity index （b） of the western Pacific subtropical high in summers of 2022 and 2013

图5 2022年（a）、2013年（b）7—8月200 hPa位势高度场（实线）及其距平（填色），2022年（c）与2013年（d）夏季28°N—31°N经向平均的200 hPa位势高度的经度-时间剖面（单位：dagpm）（黑色粗实线和粗虚线分别为1 252 dagpm线在7—8月及气候平均的位置）

Fig.5 The 200 hPa geopotential height （contours） and its anomalies （the color shaded） from July to August in 2022 （a） and 2013 （b），and the longitude-time cross-sections of 200 hPa geopotential height averaged over 28°N-31°N in summers of 2022 （c） and 2013 （d）（Unit： dagpm）（The thick black solid line and thick dashed lines are the 1 252 dagpm lines in July-August and the climatological average，respectively）

图6 2022年（a）、2013年（b）夏季28°N—31°N经向平均的850 hPa温度的经度-时间剖面（单位：℃）

Fig.6 The longitude-time profiles of the 850 hPa temperature averaged over 28°N-31°N in summers of 2022 （a） and 2013 （b）（Unit： ℃）

图7 2022年（a）、2013年（b）夏季区域（118°E—121°E，28°N—31°N）平均的水平风场（风矢，填色为风速，单位：m·s-1）和垂直速度（红色实线，单位：Pa·s-1）的时间-高度剖面

Fig.7 The time-height profiles of horizontal wind field （wind vectors，the color shaded for wind speed，Unit： m·s-1） and vertical velocity （red solid lines，Unit： Pa·s-1） averaged over the region （118°E-121°E，28°N-31°N） in summers of 2022 （a） and 2013 （b）

图8 2022年（a）、2013年（b）7—8月OLR距平空间分布（单位：W·m-2）

Fig.8 Spatial distribution of OLR anomalies in July and August of 2022 （a） and 2013 （b）（Unit： W·m-2）

图9 2022年（a、c）、2013年（b、d）7—8月28°N—31°N范围内的纬向环流（箭矢，单位：m·s-1）及垂直速度（填色，单位：Pa·s-1）距平（a、b），118°E—121°E范围内的经向环流（箭矢，单位：m·s-1）及垂直速度（填色，单位：Pa·s-1）距平（c、d）

Fig.9 The zonal circulation （arrow vectors，Unit：m·s-1） and vertical velocity （the color shaded，Unit： Pa·s-1） anomalies within the scope of 28°N-31°N （a，b），and the meridional circulation （arrow vectors，Unit：m·s-1） and vertical velocity （the color shaded，Unit： Pa·s-1） anomalies within the scope of 118°E-121°E （c，d） in July and August in 2022 （a，c） and 2013 （b，d）

图10 浙江夏季≥ 35 ℃高温（a）及≥40 ℃极端高温（b）预报概念模型

Fig.10 The forecast conceptual model for summer high temperature equal to or more than 35 ℃ （a） and 40 ℃ （b） in Zhejiang

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