0 引言
持续性高温事件不仅对人类健康和生态系统造成重大影响，还与农业生产、电力供应密切相关（Easterling et al.，2000）。在全球气候变暖背景下，亚洲、欧洲、大洋洲等多个地区高温事件频发（Meehl and Tebaldi，2004；Robine et al.，2008；IPCC，2021）。21世纪以来，中国也频繁遭遇破记录的极端高温事件（Lou et al.，2019；Ding et al.，2019；Wu et al.，2020；Hsu et al.，2020），如2003年华南和江南地区出现大范围异常高温（王亚伟等，2006），以及2007年、2013年和2022年长江流域发生的持续性极端高温干旱事件，均具有持续时间长、影响范围广等特征（彭京备等，2016；杨涵洧和封国林，2016；王国复等，2018；张强，2022）。从区域角度看，长江流域极端高温事件的持续天数、综合强度及影响范围1961—2010年期间呈现先减后增趋势（王喜元等，2016）；北方地区极端高温事件在年际与季节尺度上均表现出增加趋势，西北地区夏季及全年平均温度增幅略高于全国平均水平，且1980年代中期存在明显增温，西北地区各等级干旱事件发生年代际转折，西北地区东部成为干旱事件高频区（翟盘茂和潘晓华，2003；王劲松等，2008；柏庆顺等，2019；冯蜀青等，2019）；华北地区2000年后高温日数明显增加，极端高温日数的线性趋势系数达0.261 d·a-1（李艳等，2014）；新疆地区自21世纪以来区域高温天气呈现“增加、减少、增加”的变化特征，总体表现为高温发生时间提前、强度增强（许婷婷等，2022）。
对于我国夏季极端高温事件的成因研究，多聚焦于大气环流与海温异常等因素。在年代际和年际尺度上，热带太平洋与印度洋的海温异常通过海气相互作用影响东亚大气环流，进而影响我国夏季气温。热带东太平洋海温异常通常引发南海—西太平洋地区的环流异常，致使西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）的强度与位置发生变化（史军等，2009；Ding et al.，2010；孙建奇等，2011；董少柔等，2023），影响我国东部高温事件的发生发展。西北地区则主要受南亚高压影响，当南亚高压北移并增强时，极端高温事件更易发生（陈磊等，2011）；而当南亚高压异常偏东时，有利于水汽输送至江淮地区，造成江淮地区降水偏多、气温偏低（葛家荣和任雪娟，2019）。华北地区受大陆高压脊发展维持以及偏北西太副高的共同影响，近年来极端高温事件明显增多（卫捷和孙建华，2007；Xu et al.，2009；张迎新和张守保，2010；颜鹏程等，2024）。此外，对流层中低层的异常反气旋与区域增温密切相关，其引发的降水减少和土壤湿度降低可增强感热通量，从而推动高温发展（Gong et al.，2004；Ito et al.，2013）。北大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）作为全球重要的年代际信号，可能对华北极端高温具有一定指示意义（Zhang et al.，2020）。长江流域则受副极地波导遥相关波列影响，东亚夏季西风急流位置偏北，利于西太副高北抬西伸，中高层存在深厚反气旋性环流，增强下沉运动，促进极端高温的发生（孙亚卿等，2022；陈笑笑等，2024）。
有研究指出，黄淮地区的持续性高温过程主要发生在5—10月，尤以6—7月最为显著（林爱兰等，2021；李蕾等，2024）。山东省高温过程主要集中在6—7月，影响范围超过50%的区域热浪事件多发生于6月中下旬和7月下旬，自20世纪90年代以来高温过程持续时间明显增长（邹瑾等，2022；李瑞英等，2024；候启等，2024）。尽管已有研究多聚焦于盛夏（6—7月）期间的极端高温事件，关于不同月份区域高温过程的变化特征研究仍较少。近年来，6月区域高温事件在极端性和影响力上均有增强趋势，尤以中下旬更为突出。2022年和2023年6月中下旬山东多次出现大范围持续性高温过程，多地日最高气温突破历史极值，严重影响人民生产生活。6月区域高温事件正日益成为政府与公众关注的焦点，为满足气象服务精细化的需求，亟需深入探讨山东省6月区域高温过程的变化特征及其影响因子。
1 资料与方法
1.1 数据
本文使用的资料包括山东省气象数据中心提供的除泰山站外全省122个国家气象观测站（图1）1979—2023年6月逐日最高气温数据；再分析资料来源于欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）提供的第五代全球大气再分析数据集ERA5（Kanamitsu et al.，2002；Saha et al.，2010；Hersbach et al.，2020），使用1979—2023年ERA5逐年6月的500 hPa和200 hPa高度场和风场、850 hPa温度以及海表温度等数据，空间分辨率均为0.25°×0.25°。
图1
图1
山东省地形高度（单位：m）与122个国家气象观测站分布
Fig.1
Terrain of Shandong Province （Unit： m） and distribution of 122 national meteorological observation stations
1.2 区域高温过程定义
1.2.1 区域高温过程识别标准
根据《区域性高温天气过程等级划分：QX/T 228—2014》（全国气象防灾减灾标准化技术委员会，2014）及山东省相关指标①(①山东省气候中心.山东省区域性重要过程监测与评价指标，2020)，对山东省区域性高温过程的识别采用以下方法：
1）将日最高气温≥35 ℃的站点定义为高温站点，若相邻高温站点间距不超过250 km，则视为一个高温组群；2）某日高温组群内站点数占全部观测站总数的比例即为该日高温影响范围，当高温影响范围达到20%及以上时，该日被定义为区域高温日；3）以一个区域高温日为起点，连续若干日均满足区域高温日标准，且该过程持续时间在3 d或以上，这期间至少有1 d的高温影响范围达到50%以上，且相邻两日的站点重复率达到10%以上，则该过程被定义为一次区域持续性高温过程。
1.2.2 区域性高温过程强度等级定义
区域高温过程等级指标RI（Regional high temperature process Index）由区域内单站高温综合强度等级（Gk）及其对应的站点权重（Wk）加权计算，公式（全国气象防灾减灾标准化技术委员会，2014）如下：
基于
表1 区域性持续高温过程强度等级划分
Tab.1
| 区域性高温事件强度等级划分 | 指标 |
|---|---|
| 特强 | 1≤RI<2 |
| 强 | 2≤RI<3 |
| 中等 | 3≤RI<4 |
| 弱 | RI≥4 |
单站高温综合强度指标SI（Single-station high temperature comprehensive intensity Index）计算公式如下：
式中：j为日最高气温等级；Ij为单站高温强度等级，分别取1、2、3，对应的气温区间为[35 ℃，37 ℃）、[37 ℃，40 ℃）、[40 ℃，+∞）；Tj为对应等级的高温日数，单位：d。
通过统计各站在所有区域持续性高温过程中的SI值频次，并进行升序排列，利用百分位数法划分
表2 单站高温综合强度等级划分
Tab.2
| Gk | SI百分位取值区间 |
|---|---|
| 1 | ≥95% |
| 2 | [85%，95%） |
| 3 | [60%，85%） |
| 4 | <60% |
| 5 | 无高温 |
1.2.3 区域持续性高温指数
为评估某月区域高温过程的综合影响，本文定义山东省区域持续性高温指数（Regional Persistent High-temperature events，RPH）为该月内区域持续性高温过程的累计日数。
1.3 统计方法
采用的分析方法包括合成分析、相关分析、经验正交分解（Empirical Orthogonal Function，EOF）、Student-t检验、去趋势处理及标准化等统计方法。通过合成与相关分析揭示山东省6月区域性高温过程异常与大气环流、海温异常之间的关系；通过EOF对北大西洋海温距平进行时空分离，探讨其与山东省区域高温异常的关系；通过TN波作用通量（Takaya and Nakamura wave activity Flux，TNF）（Takaya and Nakamura，1997）分析北大西洋海温异常所激发的波作用能量传播特征；最后，结合合成分析进一步揭示6月北大西洋海温异常与山东区域性高温过程异常之间的联系。为确保分析结果的客观性，对RPH、大气环流和海温等变量均进行了去趋势处理。
2 结果分析
2.1 区域高温过程基本特征
在区域高温过程频次方面，1979—2023年山东省6月区域高温过程呈现明显的年际变化及线性增长趋势（达到95%置信水平）。2000年以来，区域高温过程的年累计频次明显增加，部分年份频次高达3次（如2019、2021、2023年）[图2（a）]。
图2
图2
1979—2023年山东省6月区域高温过程年累计频次（a）及累计日数（b）变化
Fig.2
Interannual changes in the cumulative frequency （a） and cumulative days （b） of regional high-temperature processes in June in Shandong Province from 1979 to 2023
在高温日数方面，年际变化和线性增长趋势同样显著（达到95%置信水平），但年累计高温日数的变化趋势并不完全与频次一致。2000年以后，高温日数逐年增加，近8 a中有7 a累计高温日数超过5 d，其中有4 a超过10 d，2019年达到17 d，创历史最高记录[图2（b）]。
为更全面揭示山东省区域高温过程的变化特征，进一步基于区域高温过程等级指标，对1979—2019年逐10 a及2020—2023年的区域高温过程演变进行分析（图3）。2000年以前山东省区域高温过程多为“弱”或“中等”等级，整体呈现持续时间短、影响范围小的特征。自2000年起，开始出现“强”及“特强”等级的区域高温过程，事件数量明显增加。6月不同区域高温过程的持续天数差异明显，最短3 d，最长可达10 d，但高温过程频次、持续时间及强度等级三者间并非必然相关，例如，1988年出现3次高温过程，累计9 d，强度等级均为“弱”；而2005年仅出现1次高温过程，累计日数却达15 d，强度等级为“特强”（图略）。综合考虑高温事件频次、持续时间及强度等级，采用累计日数更能全面反映区域高温过程的影响程度。从图2也可看出，累计高温日数较频次更能体现近年来山东省在全球变暖背景下高温事件增多增强的基本特征。因此，本文采用逐年6月区域高温过程的累计日数作为衡量区域持续性高温影响程度的指标，具有合理性和代表性。
图3
图3
山东省1979—2023年不同时段不同等级区域高温过程发生次数变化
Fig.3
Changes in the number of regional high-temperature processes with different classes in Shandong Province in different periods from 1979 to 2023
2.2 区域高温环流特征
根据去趋势并标准化后的6月RPH序列，定义大于1倍标准差的年份为区域高温强年。据此标准，共识别出8个区域高温强年，分别为1979、1981、1988、2001、2005、2019、2021及2022年（图4）。
图4
图4
山东省1979—2023年6月去趋势标准化区域高温指数逐年变化（黑色虚线代表±1个标准差）
Fig.4
The annual variation of the detrended standardized RPH in Shandong Province from 1979 to 2023（The black dashed lines represent ±1 standard deviation）
由图5可见，500 hPa位势高度上，山东省上空正距平发生频率超过70%，鲁南地区达80%以上，说明区域高温强年，山东省多处于高度场正距平控制，受下沉运动主导。同时，从北大西洋至东亚中高纬地区，500 hPa高度距平场呈现典型的“+-+-”型波列结构：正距平高频区出现在北大西洋、欧洲西部和贝加尔湖上空，正距平低频区则位于西西伯利亚平原和东西伯利亚平原上空。850 hPa温度距平场呈现与500 hPa高度场“+-+-”型波列结构相对应的冷暖异常中心分布，山东上空温度正距平频率亦达到80%以上，该暖中心与上层高度场正距平区域高度重合，表明在大气强烈下沉作用下，一方面发生明显绝热增温，另一方面对流活动被抑制，导致云量偏少、低层太阳辐射增强，从而加剧区域高温过程的发展。
图5
图5
山东区域高温强年500 hPa高度距平场（a）及850 hPa温度距平场（b）正距平频率（单位：%）（黑色框线内黑色线包围区域为山东省，下同）
Fig.5
The positive anomaly frequency of the 500 hPa height anomaly field (a) and 850 hPa temperature anomaly field (b) synthesized by the regional high temperature strong years in Shandong (Unit:%) (The enclosed by the black line within the black box indicates Shandong Province，the same as below)
2.3 北大西洋海温异常与区域高温过程的联系
图6
图6
1979—2023年山东6月区域持续高温指数与海温距平场相关系数的空间分布（黑色圆点表示达到95%置信水平）
Fig.6
The spatial distribution of the correlation coefficients between sea surface temperature anomaly and RPH in Shandong during 1979-2023 （The black dots indicate reaching the 95% confidence level）
图7
图7
1979—2023年6月海温EOF分解的第一（a、b）、第二（c、d）模态（a、c）及标准化时间系数（b、d）
Fig.7
The first (a, b) and second (c, d) EOF modes (a, c) of sea surface temperature in June with their standardized time coefficients (b, d) during 1979-2023
图8为6月NAT指数和RPH的标准化序列，可以看出二者具有良好的同相变化特征，相关系数为0.301，达到95%置信水平。该结果表明，当北大西洋海温异常表现为NAT负位相时，山东省区域持续性高温过程更易发生；反之，NAT正位相时，区域高温过程发生的可能性降低。
图8
图8
1979—2023年6月海温EOF第一模态标准化时间系数及RPH随时间的变化
Fig.8
Time series of the standardized time coefficient of the first EOF mode of sea surface temperature in June and RPH from 1979 to 2023
2.4 区域高温过程异常的关键强迫源
为验证NAT海温异常与山东省高温过程之间的物理联系，进一步分析典型NAT负位相年北大西洋激发的大气波列传播特征。通过对200 hPa TN波作用通量的水平分量TNX及其散度，以及500 hPa TN波作用通量的垂直分量TNZ进行合成分析（图9），可看出，40°N—60°N北大西洋上空500 hPa存在明显的TNZ正值中心，表示能量从低层向高层输送。200 hPa，40°N—60°N区域存在TN波作用通量散度正值区，是TNX辐散关键区，波作用通量从北大西洋自西向东传播，并沿偏南、偏北两条路径辐散。偏南路径，能量经欧洲南部传播至地中海，在地中海与非洲北部上空形成能量辐合，有利于局地高度异常场的维持。偏北路径，能量经欧洲中部、乌拉尔山南侧，向贝加尔湖以西地区传播，最终在山东省上空形成明显的能量辐合，有利于高层正距平高度场的维持。此外，偏南与偏北路径最终的能量辐合区与山东区域高温强年合成的850 hPa温度场及500 hPa高度场正距平高频区高度一致（图5），进一步支持了NAT负位相通过遥相关波列作用影响山东区域持续性高温过程的作用机制。
图9
图9
NAT负位相典型年200 hPa TN波作用通量的水平分量（箭矢，单位：m2·s-2）及其散度（填色，单位：m·s-2）（a）以及500 hPa TN波作用通量的垂直分量[b，单位：（hPa）²·s⁻¹]的合成（黑色方框为关键区，红色箭头为TN波作用通量传播路径）
Fig.9
Composite of the TNX of the 200 hPa (arrow vectors, Unit: m2·s-2) and its divergence (the color shaded, Unit: m·s-2) (a) and the TNz of the 500 hPa (b, Unit: (hPa)²·s⁻¹) during typical NAT negative-phase years (The black box is the critical zone, the red arrows indicate propagation pathways of TN wave activity flux)
为验证NAT负位相年激发出的从北大西洋至东亚中高纬的遥相关波列是否与山东省区域高温强年的中高纬波列一致，进一步计算典型NAT负位相年6月位势高度距平场和温度距平场的正距平频率（图10）。可以看出，山东省上空的高度场和温度场正距平频率均达到60%以上，表明该地区在典型NAT负位相年多受高度场和温度场正距平控制，当山东省被暖高压控制时，下沉运动增强，伴随绝热增温和更多的太阳辐射输入，有利于区域高温事件的发展。
图10
图10
NAT负位相典型年500 hPa高度距平场（a）及850 hPa温度距平场（b）正距平频率（单位：%）
Fig.10
The positive anomaly frequency of the 500 hPa height anomaly field (a) and the 850 hPa temperature anomaly field (b) synthesized by the typical years of NAT-negative phase (Unit: %)
NAT负位相年，北半球中高纬500 hPa位势高度距平场从北大西洋延伸至东西伯利亚，呈现明显的“+-+-”型遥相关波列，850 hPa温度距平场则表现出与之相对应的“+-+-”冷暖中心异常分布。上述波列结构的正负距平中心位置，与区域高温强年观测到的中高纬波列及低层温度场异常高度一致，特别是在40°N—60°N关键海域上空尤为明显。相关分析显示，NAT负位相年和区域高温强年的500 hPa位势高度正距平频率场相关系数为0.374，850 hPa温度正距平频率场相关系数为0.347，均达到95%置信水平。说明NAT负位相激发的遥相关波列与山东典型区域高温强年中高纬“+-+-”波列结构的高度一致性。
3 讨论
本文重点揭示了NAT负位相激发的向东传播欧亚遥相关波列与山东典型高温强年欧亚中高纬波列分布具有相似性，是促发区域高温过程的重要动力机制。但欧亚波列的形成与传播机制仍需进一步研究，已有研究表明，北极海冰异常对欧亚夏季大气环流有显著影响，夏季海冰面积减少可减缓大尺度行星波的传播速度，削弱西风带，从而导致东亚中纬度地区易受下沉气流控制，进而造成高温事件频发（Tang et al.，2014；Wu and Francis，2019）。此外，月尺度北大西洋是否与北太平洋、北印度洋存在协同作用?这种协同机制是否对山东省区域高温过程的发展有所贡献?以及北极海冰变化是否影响欧亚波列传播路径，进而影响山东省区域性高温过程?这些问题值得后续进一步系统研究。
4 结论
本文基于1979—2023年山东省122个国家气象观测站6月逐日最高气温数据和ERA5再分析资料，系统分析了山东省6月区域高温过程的变化特征，并探讨了同期北大西洋三极型海温异常对山东省区域高温过程的影响机制，得到以下主要结论。
1）山东省6月区域高温过程的年累计频次和累计日数均呈现明显的年际变化特征和线性增长趋势。2000年后，高温过程发生频次和持续日数均明显增多，且高温事件强度等级整体增强，开始出现特强高温过程。
2）山东典型区域高温强年500 hPa位势高度距平场表现为欧亚中高纬“+-+-”型波列结构，850 hPa温度距平场则呈现与500 hPa位势高度距平场相对应的“+-+-”冷暖异常中心分布。山东省上空位于高度场和温度场正距平区，受暖性高压控制，伴随强烈下沉运动和绝热增温，大气云量减少，低层太阳辐射增强，进一步促使区域高温过程发展。
3）北大西洋“+-+”三极型海温异常与山东省6月区域高温过程显著正相关。北大西洋海温异常通过激发关键海域上空的低层能量向上传输至200 hPa，在北大西洋上空形成TN波作用通量辐散区，随后沿偏北路径传播，穿越欧洲中部、乌拉尔山南部、贝加尔湖以西，最终在山东省上空形成能量辐合区，有利于高度场正距平维持。此外，NAT负位相激发的欧亚中高纬“+-+-”遥相关波列与山东典型高温强年的波列结构基本一致，促使山东省区域高温过程偏多偏强。
参考文献
长江中游夏季高温异常的大气环流和海温特征
[J].
全球变暖加剧了气候系统的不稳定性和极端天气的频发，“热岛效应”和高温热浪的叠加，给人们的生命安全和经济生产造成巨大损失，本文利用1971—2022年长江中游234个站点日降水量和最高气温数据、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research，NCEP/NCAR）再分析资料和美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration， NOAA）海表温度（简称“海温”）资料，分析夏季高温异常年的大气环流特征及其与海温的关系。结果表明：近52 a来尤其是进入21世纪，长江中游夏季高温日呈显著增加趋势，年均高温日为19 d。其中，2022年高温日数最多达74 d，与近30 a气候态平均相比，距平百分率高出163%，1987年高温日最少仅5 d。夏季高温日偏多年，在副极地波导的遥相关波列影响下，东亚大陆高压增强，反气旋性环流控制长江中游地区，同时东亚夏季西风急流位置偏北，促使西太平洋副热带高压西伸北抬，强烈的下沉运动抑制低层对流发展，辐射增温作用明显。高温日数与赤道北印度洋、北大西洋和中低纬西太平洋海温，尤其是夏季海温呈正相关关系，与赤道中东太平洋海温呈负相关。从前冬开始赤道北印度洋和北大西洋海温持续偏高，中低纬西太平洋海温逐渐开始升高，同时夏季赤道中东太平洋呈异常La Ni?a状态，有利于长江中游夏季高温日异常偏多。
2022年长江中下游夏季异常干旱高温事件之环流异常特征
[J].2022年夏季长江流域发生了建国以来最为严重的干旱高温气候事件，对当地工农业生产、居民生活、生态安全等造成严重影响。为深入认识这次干旱高温气候事件发生的原因和改进气候预测技术，利用1951—2022年2400多测站气温、降水数据和NCEP/NCAR再分析数据等资料，采用T-N波作用通量、视热源Q<sub>1</sub>（Q<sub>2</sub>）诊断和合成分析、距平分析等方法，从大气环流异常的角度进行综合分析。主要结论如下：（1）2022年夏季，500 hPa源自北大西洋地区的扰动异常偏强，在沿中高纬西风带向东传播时引发了明显的大槽大脊活动，波动能量主要沿西风带向东传播，没有出现在东亚向东南方向传播的特征，造成冷空气活动位置偏北，很难影响到长江流域。（2）2022年夏季，500 hPa高度场在青藏高原上空出现明显正距平扰动，尤其8月扰动进一步加强，东移到长江流域，诱发西北太平洋副热带高压西伸，使得副热带高压呈现东西带状分布。副热带高压（简称“副高”）西部完全控制了长江流域地区，一方面副高阻挡了北方冷空气南下，另一方面副高长时间维持下沉运动，不利于降水发生，有利于下沉增温。（3）2022年夏季，热带对流区（视热源）位置异常偏南到赤道以南（气候态在5°N—20°N），有两方面影响：一是造成哈德来经圈环流（Hadley Cell）上升支异常偏南，长江流域在8月为异常下沉区，不利于降水发生，有利于下沉增温效应的出现；另一方面造成2022年夏季亚洲热带夏季风偏弱、东亚副热带夏季风偏强，低频信号向长江中下游传播明显偏弱，这些都不利于长江中下游降水过程的发生。（4）高纬、中低纬、低纬热带地区环流异常协同作用造成2022年长江流域夏季出现异常的干旱高温气候事件。要预测长江流域夏季降水或高温干旱，需提前关注500 hPa北大西洋地区扰动信号的发生及未来传播特征，青藏高原上空高度场扰动的发生及移动特征，热带对流（热源）位置变化及伴随的热带夏季风强度变化、低频信号的传播特征等。
中国西北近50 a来气温变化特征的进一步研究
[J].利用国家气象信息中心最新整编的西北地区135站1960—2005年逐月资料,通过对该地区温度变化特征的分析,在前人研究成果的基础上,进一步揭示出了近50 a来西北地区气温变化的一些新特征: ①西北地区的年和各季节均表现为一致的增温趋势,但陕西南部在夏季出现降温的趋势。冬季和秋季,从塔里木盆地西侧到河套地区,在35°—40°N的带状区域内是增温趋势最强的区域。西北区域整体年平均气温的变化幅度达0.37℃/10a,冬季增温可达0.56℃/10a。无论是年或四季平均的增温率,西北地区都比全国平均的要高。②西北地区冬季和年的平均气温在20世纪80年代中期以后开始表现为明显上升趋势；但春季、夏季和秋季均到了20世纪90年代中期以后,才开始出现气温明显上升的趋势。③西北地区年气温异常首先表现为全区一致的变化型,然后依次为南北相反变化型和陕南气温变化与其他地区不同的独特性。且整体一致型变化近50 a来呈加强态势,而陕南与西北其他地区气温非同步变化的趋势在逐渐缩小。④西北地区近50 a来年气温可分为南疆-高原区、北疆区、西北东部区3个主要空间异常气候区。且从长期倾向来看,南疆-高原区和北疆区有明显的上升变化倾向,西北东部区则表现为波动式的上升趋势。
1981—2019年新疆区域性高温天气过程时空特征及其环流分型
[J].利用1981—2019年5—9月新疆105个国家基本气象站日最高气温观测资料及美国国家环境预报中心和大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐日再分析资料,分析新疆区域性高温天气过程的时空变化特征及环流形势。结果表明:(1)1981—2019年新疆共出现100次区域性高温天气过程,主要发生在6—8月,其中7月最多、8月次之、6月最少;区域性高温天气过程主要出现在伊犁河谷平原地区、北疆准噶尔盆地南缘、南疆塔里木盆地及东疆平原地区。(2)进入21世纪后,新疆高温天气过程发生次数呈增加趋势,强度明显增强;过程开始时间有提前趋势,结束时间有推后趋势;过程累计日数则呈现“增加、减少、增加”的阶段性变化趋势。(3)造成新疆区域性高温天气过程的500 hPa环流形势主要分为4类,分别为伊朗副高东伸型(占54.0%)、叠加型(占32.0%)、新疆脊型(占12.0%)、西太副高西伸型(占2.0%)。
2024年4—6月我国区域性高温干旱特征及其影响因子
[J].在全球气候变暖的严峻形势下，区域性高温干旱事件愈发频繁，对生态环境、粮食安全、经济发展和生命健康构成重大威胁。2024年4—6月，我国华北、西北及西南地区再度遭遇高温干旱侵袭，农业生产遭受明显损失。本研究综合多种数据资料剖析上述3个区域高温干旱事件的演变特征及成因。结果表明，西南地区干旱主要发生在4月，而华北和西北地区自4月起旱情显现、5—6月旱情逐渐加剧（强度增强、范围扩大）。伴随旱情加剧，区域最高气温异常范围明显扩展，西北地区高温日数创历史新高，5月最高气温达到峰值，较旱情最为严重的6月提前一个月；西南和华北地区高温接近历史极值。进一步分析表明，华北地区干旱主要受太平洋地区环流调控，而高温则主要受低纬度太平洋环流及西太平洋暖池影响；西北地区的干旱主要与西太平洋副热带高压及北半球极涡密切相关，高温则主要来自北大西洋的影响；西南地区高温干旱的成因更为复杂，但主要聚焦于北半球副热带高压和低纬度太平洋、印度洋。从大气环流和水汽输送的角度审视，华北和西北旱情的主导因素为大陆高压的发展和维持，而西南地区的干旱则受偏北的西太平洋副热带高压引导，致使来自印度大陆的干热气流控制这一区域，造成水汽辐散，进而引发高温干旱灾害。
2013年盛夏中国持续性高温事件诊断分析
[J].2013年盛夏(7-8月)中国发生大范围持续性高温事件,其影响范围之广、持续时间之长、强度之强均为历史罕见。通过对此次事件的特征及其对应的大气环流、可能的外部强迫机制进行了诊断分析,结果表明:(1)北半球中高纬度地区AO正位相为此次持续性高温事件的发生提供了环流背景,西太平洋副热带高压(简称副高)持续出现的面积偏大、强度偏强、西伸脊点偏西等,则是导致此次持续性高温事件发生的直接因子,而副高的这种持续异常特征则是多种因素综合影响的结果;高空西风急流带主体显著东伸至华北中南部地区,有利于高温的稳定维持;(2)同期和前期海温对此次高温事件发生、发展均有重要的作用,表现为夏季赤道西太平洋以及赤道印度洋以北海温异常对副高的持续加强西伸有一定的促进作用,而前冬赤道印度洋海温的一致增温则是此次高温事件的主要前兆信号;(3)前冬青藏高原积雪的异常偏少,有效加强对持续性高温事件具有直接影响的关键因子,也是此次持续性高温事件的又一可能的前兆信号。
科学解读“2022年长江流域重大干旱”
[J].今年从6月开始持续到目前的整个长江流域的干旱事件，不仅对农业和能源等各方面影响十分严重，而且干旱发展过程和影响特征还表现出许多与以往不同的独特性，对其进行科学分析十分必要。鉴于此，该文试图在科学与科普同时兼顾的基础上，分别从新常态与反常态两个视角，从干旱的表现特征、形成机制、影响特点及从中得到的启示与思考等方面，对当前还在肆虐的2022年长江流域严重干旱事件进行一些简单的科学解读，以促进社会公众对此次干旱事件的科学认识。
Changes in hot days and heat waves in China during 1961-2007
[J].
2018: The hottest summer in China and possible causes
[J].In 2018, China experienced the hottest summer since 1961. The maximum, mean, and minimum temperatures all reached the highest. Air temperatures in most regions were much higher than normal; in northern China especially, the temperature anomalies were above double of the standard deviations. Consistent variations of temperature anomalies appeared in the national mean and in northern China on different timescales from intraseasonal to annual, indicating that the above normal temperature in northern China contributed significantly to the record-breaking hot summer of entire China. Relationships among the high temperature in summer 2018, the tropospheric circulation, and the global sea surface temperatures (SSTs) are further analyzed. It is found that the intensified and more northward western Pacific subtropical high (WPSH), weakened Northeast China cold vortex (NECV), and positive geopotential height anomaly from northern China to the Sea of Japan resulted in the abnormally high temperature in summer 2018. From late July to mid August, the WPSH was stronger than normal, with its ridge line jumping to north of 40 degrees N; meanwhile, the NECV was much weaker and more northward than normal; both of the two systems led to the persistent high temperature in northern China during this period. In addition, the SSTs in Kuroshio and its extension area (K-KE) in summer 2018 were also the highest since 1961 and the greatest positive SST anomaly in K-KE was favorable for the above normal geopotential height over North China-Northeast China-Japan at 500 hPa, giving rise to the exceptionally high temperature in northern China.
Observed variability and trends in extreme climate events: A brief review
[J].
Changes in extreme daily mean temperatures in summer in Eastern China during 1955-2000
[J].
The ERA5 global reanalysis
[J].
Role of abnormally enhanced MJO over the Western Pacific in the formation and subseasonal predictability of the record-breaking Northeast Asian heatwave in the summer of 2018
[J].
Climate Change 2021: The physical science basis
[R].
Subseasonal and interannual temperature variability in relation to extreme temperature occurrence over East Asia
[J].
NCEP-DOE AMIP-II reanalysis (R-2)
[J].
Variability of heat waves and recurrence probability of the severe 2003 and 2013 heat waves in Zhejiang Province, Southeast China
[J].
More intense, more frequent, and longer lasting heat waves in the 21st century
[J].A global coupled climate model shows that there is a distinct geographic pattern to future changes in heat waves. Model results for areas of Europe and North America, associated with the severe heat waves in Chicago in 1995 and Paris in 2003, show that future heat waves in these areas will become more intense, more frequent, and longer lasting in the second half of the 21st century. Observations and the model show that present-day heat waves over Europe and North America coincide with a specific atmospheric circulation pattern that is intensified by ongoing increases in greenhouse gases, indicating that it will produce more severe heat waves in those regions in the future.
Death toll exceeded 70 000 in Europe during the summer of 2003
[J].
The NCEP climate forecast system reanalysis
[J].
A formulation of a wave-activity flux for stationary Rossby waves on zonally varying basic flow
[J].
Extreme summer weather in northern mid-latitudes linked to a vanishing cryosphere
[J].
Contribution of the tropical western Atlantic thermal conditions during the preceding winter to summer temperature anomalies over the lower reaches of the Yangtze River basin-Jiangnan region
[J].
Summer arctic cold anomaly dynamically linked to East Asian heat waves
[J].
Northeast China summer temperature and North Atlantic SST
[J].
Study on the spatial pattern of an extreme heat event by remote sensing: A case study of the 2013 extreme heat event in the Yangtze River Delta, China
[J].
The British-Okhotsk Corridor pattern and its linkage to the Silk Road pattern
[J].
A daily temperature dataset over China and its application in validating a RCM simulation
[J].
The interdecadal change of the relationship between North Indian Ocean SST and tropical North Atlantic SST
[J].
Impact of PDO and AMO on interdecadal variability in extreme high temperatures in North China over the most recent 40-year period
[J].
