Analysis of atmospheric circulation background and main impacts of heatwave in Sichuan Basin from July to August 2021

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-06-0923

Abstract

Abstract:

Analysis of circulation and impact of extreme weather processes is the basis of refined disaster prevention and mitigation services. Based on meteorological observation data, reanalysis data and satellite data, the characteristics, atmospheric circulation background and its main impacts of the extreme heatwave event in the Sichuan Basin from 25 July to 9 August 2021 are analyzed. During this heatwave event, temperatures of 13 national meteorological stations broke the historical maximum temperature records, and high temperature days reached 14 days at six stations. The heatwave center was located in the central and southern parts of the Sichuan Basin, and the process intensity reached its peak in early August, and the daily maximum temperature (42.4 ℃) appeared at Xingwen station in Yibin. The analysis shows that the atmospheric circulation background of this heatwave is different from that of most previous heatwave processes, the direct role of the western Pacific subtropical high (subtropical high) during this process is not obvious, and the typhoon activity in the southeast coast prevents the westward extension of the subtropical high. The peripheral flow of the subtropical high is conducive to the maintenance of the anticyclonic system over the basin, and makes it difficult for water vapor from the south to reach the basin, which plays an important role in the development and maintenance of high temperature and heatwave. During this heatwave process, the average high temperature days in Chengdu reached 8.36 days and the heat island effect is significant. The impact of heatwave and urban heat islands effect on mega-cities like Chengdu worths attention.

Key words: heatwave, the Sichuan Basin, urban heat island, urbanization

摘要：

极端天气过程环流及影响分析是精细化防灾减灾服务的基础。利用气象观测资料、再分析数据及卫星资料分析2021年7月25日至8月9日四川盆地极端高温热浪特征、大气环流背景及其主要影响。此次高温热浪过程中，四川盆地有13站气温突破有记录以来历史最高值，6站高温日数多达14 d。高温热浪中心位于盆地中部、南部，过程强度8月初达到峰值，日最高气温极值（42.4 ℃）出现在宜宾兴文站。分析表明，本次高温热浪的大气环流背景与以往大多数高温热浪过程有所不同：西太平洋副热带高压（简称“副高”）在本次过程中的直接作用不明显，而东南沿海台风活动阻碍了副高西伸，其外围气流有利于盆地上空反气旋系统维持，同时使南来水汽不易到达四川盆地，对高温热浪的发展维持起到重要作用。高温热浪过程中，成都市区域平均高温日数达8.36 d，热岛效应显著。高温热浪及城市热岛对成都此类人口密集超大型城市的影响值得引起关注。

关键词: 高温热浪, 四川盆地, 城市热岛, 城市化

CLC Number:

P458.1+1

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Figures/Tables 10

Fig.1 Elevation of Sichuan Province and spatial distribution of 106 meteorological stations

Fig.2 Spatial distributions of high temperature days （a， Unit： d） and maximum of daily highest temperature （b， Unit： ℃） from 25 July to 9 August 2021

Tab.1 Statistics of meteorological stations with daily maximum temperature breaking the historical record in Sichuan from 25 July to 9 August 2021

站名	最高气温/℃	出现日期	历史最高气温/℃	出现日期
内江	40.7	2021-08-04	40.4	2006-08-12
隆昌	40.5	2021-08-03	40.3	2011-08-17
泸县	41.9	2021-08-03	41.4	2011-08-17
富顺	41.5	2021-08-03	41.3	2006-08-12
马边	39.1	2021-08-02	37.1	2019-08-16
犍为	39.6	2021-08-03	39.3	2006-08-11
郫县	37.9	2021-08-02	37.5	2015-07-25
宝兴	36.9	2021-08-01	35.6	2015-07-25
彭山	39.1	2021-08-03	39.0	2020-07-27
新都	38.4	2021-08-02	38.2	2015-07-25
广汉	38.5	2021-08-02	37.8	2015-07-25
邛崃	38.3	2021-08-02	38.2	2020-07-26
绵竹	37.2	2021-08-02	36.2	2002-07-14

Fig.3 Spatial distributions of daily highest temperature on 25 （a）， 26 （b）， 29 （c） July and 3 （d）， 5 （e）， 7 （f） August 2021 in the Sichuan Basin （Unit： ℃）

Fig.4 The daily maximum， average and minimum temperature time series at representative stations in Sichuan from July to August of 2021

Fig.5 The average geopotential height from July to August during 1980-2010 （dashed lines） and from 25 July to 9 August 2021 （solid lines） at 200 hPa （a） and 500 hPa （b）（Unit： gpm）

Fig.6 The 200 hPa （a， c， e） and 500 hPa （b， d， f） geopotential height field （contours， Unit： gpm） and wind field （arrow vectors， Unit： m·s-1） on 25 （a， b）， 29 （c， d） and 30 （e， f） July 2021

Fig. 7 The 200 hPa （a， c， e） and 500 hPa （b， d， f） geopotential height field （contours， Unit： gpm） and wind field （arrow vectors， Unit： m·s-1） on 1 （a， b）， 3 （c， d） and 7 （e， f） August 2021

Fig.8 The process average （a， arrow vectors） and anomaly field （b） of the vertically integrated water vapor flux （Unit： kg·m-1·s-1）， and the process average （c， color shaded and isolines） and anomaly field （d） of atmospheric precipitable water （ Unit： kg·m-2） in Sichuan and its surrounding areas from 25 July to 9 August 2021

Fig.9 Heat island intensity of Chengdu city from 25 July to 9 August 2021 （a） and spatial distribution of ground temperature on 1 （b） and 2 （c） August 2021 （Unit： ℃）

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