等风，地理信息科学 气象万千/地理万象/自然灾害 带你认识云和天气 阅读原文 目录： 全球共热 热浪的来源：波动的西风带和强大的环球副热带高气压带 另一个推手——拉尼娜 全球变暖 全球共热 2022 年的北半球夏季，出现了罕见的极端热浪，欧洲、中东、俄罗斯北乌拉尔和东西伯利亚、东亚、北美等地都遭遇历史级别热浪。 在欧洲，伊比利亚半岛在七月遭遇了历史最高强度的高温袭击，在西班牙南部的安达卢西亚自治区等地，白天最高温度甚至达到了 45 摄氏度。据不完全统计，七月份在西班牙高温导致的死亡人数比上一年增加了 2124 人。葡萄牙中部洛萨地区的气温，达到了创纪录的 47.3℃。而欧洲中部的法国经历了有记录以来最干燥的 7 月，其全国范围内的降雨量只到往年的 15%。处于温带海洋性气候的英国部分地区最高气温达到 39℃，使得其宣布进入国家紧急状态，同时，英国气象局发布了极端高温红色预警。 中东地区，土耳其东南部于 8 月 5 日出现 47.2℃的极端高温，伊朗局部测得 53℃的今年全球最高气温。而在俄罗斯远东，高温引发西伯利亚多地山火，扑救仍在进行。 北美，格陵兰岛冰盖大量融化，科研人员甚至可以穿短袖运动，而在美国，得克萨斯州迎来了历史上最热的 7 月，导致了创纪录的能源需求以及与炎热相关的疾病，加州的山火受到高温影响也就久久不灭。 东亚，我国和日本都遭遇超级高温热浪。六月份华北地区遭遇历史级别高温，七月西南多地遭遇史上最热七月，华南和江南江淮等地七月也遭遇热浪袭击，而八月刚刚过去十天，长江流域便已经被高温笼罩了接近十天。 哥白尼气候变化服务项目观测到，南极海冰面积达到了 44 年卫星数据纪录中 7 月的最低值，平均为 1530 万平方公里，比 1991 年至 2020 年 7 月的平均面积少 110 万平方公里，约 7%，远低于去年 7 月的最低点。 以上只是北半球热浪的一个缩影罢了，要是慢慢总结北半球的高温热浪，恐怕一时半会都无法结束。 七月份全球表面温度距平 热浪的来源：波动的西风带和强大的环球副热带高气压带 在三圈环流模型中、在热浪频繁的中纬度地区有两个主要环流：哈得来环流和费雷尔环流。 赤道附近的空气受热上升形成积云时释放的潜热，促使高层大气向极地运动，在分别到达南、北纬 20°~35°时遇冷下沉，形成一个环流圈，这叫哈得来环流圈。由于空气在赤道上升过程中有水汽凝结，使得在南、北纬 20°～35°附近下沉的空气较干燥，且下沉过程中的绝热加热作用进一步降低空气的相对湿度，所以下沉的干燥大气使得这个纬度带少雨而干早，成为全球副热带高压带，全球绝大多数沙漠都位于这个高压带上。我国由于青藏高原改变了环流机制，使得我国形成了季风气候，而不至于大部变成沙漠。 因为青藏高原很高，一有气流屏障作用，二有改变大气热力作用，其中我国未变沙漠原因主要是改变大气热力作用，青藏高原面与同高度的自由大气相比，有强大的热力差异，这对大气环流产生明显的热力作用。这种由于高原同四周自由大气之间冬、夏冷热源作用差异所引起的特殊的气压场变化，形成了独特的冬夏季风向变化的高原季风现象。 高原冬季的冷源作用，在高原地区海拔 3 000～4 000 m 高度形成一个冷高压，这就使高原空气向外流动，呈反气旋性环流。必然加强邻近地区的下沉气流，加强地面高压，加强了由海陆分布所引起的冬季风环流。 夏季在青藏高原上出现了热低压，高原上温度是同纬度同高度最热的，对流旺盛，邻近地区的空气流入高原，叠加在高原东侧的季风之上，增强了邻近地区低压的强度，加强了夏季风环流。 总之，由于青藏高原的存在，使我国的气候更加复杂，同时也加大了我国季风气候的强度及其空间范围。使得我国夏季有源源不断的季风带来的水汽，不至于彻底旱为沙漠。 但是西太平洋上的同纬度地区却仍然是副热带高压控制的地区，而它异常加强并占领我国大部时候，我们便能感受和同纬度其他地区一样的超级干旱高温。 低层由副热带高压带向高纬流去的气流在地转偏力的作用下，在北半球偏成西南风，在南半球偏成西北风。这种从低纬流来的暖气流与从极地高压流出的冷气流在纬度 60°附近相遇而形成极锋，并在冷空气上滑升，到达对流层上部后又南北分流，有一部分气流以带有北风分量（北半球）或南风分量（南半球）的风流回副热带高压，形成一个与哈得来环流圈方向相反的环流圈，我们称之为费雷尔环流圈。 在费雷尔环流圈内，盛行西风，该区域又叫西风带，西风带内有很多西风波动，又称罗斯贝波或行星波。西风带波动分成三种，分别为超长波、长波和短波。这些波动一般以高压脊、低压槽、阻塞高压或切断低压形式存在。它们是低纬度和高纬度大气热量交换的途径之一。西风指数是描述西风带西风分量的指数，当西风带里盛行纬向环流时候，西风指数高，高低纬度热量交换少，反之经向环流时候则多。 今年 3～6 月，西风带盛行经向环流、3 月份时候，就有强大的高压脊进入我国，导致我国大部地区三月份异常偏暖，仿佛一夜入夏，而到了四五月份，因为频繁的西风波动导致槽脊转换，大量冷空气随着一个个西风槽进入我国，使得我国大部特别是在五月份处于偏冷状态，令人觉得今年仿佛无夏。然而六月份又有强大的高压脊从中亚地区进入我国，使得华北地区遭遇了来自中亚地区十分干热的下沉空气影响，出现罕见的高温天气，打破无夏幻想。 而到今年 7-8 月，西风带盛行纬向环流，西风带上没有强大的低压槽将盘踞在我国的副热带高压击退，反而西太平洋副热带高压和其他地区的高压（伊朗高压、南亚高压）合为一体，给我国南方带来强大的高温，可以说今年副热带高压的强度应该是近几年来最强之一，与之相似的就是 2013 和 2017 年，这两年我国江南也出现了强大的高温天气。 7 月 9 日到 8 月 9 日 500HPA 的平均形势：副热带高气压带（以 5880 的粗实线框住部分）几乎连为一体，中纬度西风带又近乎直线。 7 月 17 日时的环球高压 而欧洲的高温主要是由于西风带的高压脊入侵西欧，将北非的干热空气带给欧洲。 这两个环流带仿佛说好了似的，将高温水平带到了极致。 另一个推手——拉尼娜 ENSO 循环是全球大气的重要影响推手。在大气环流中还存在一个低纬度的东风带，在南太平洋表现为东南信风，在东南信风的吹拂下，赤道太平洋东边的温暖的表面海水被吹到西边，所以赤道太平洋水温的正常分布为东边冷西边暖。因此在赤道太平洋上空形成一个纬圈热力环流，叫沃克环流。但是某些年份信风会异常减弱，使得赤道海水水温分布变成东暖西冷，这时就是厄尔尼诺年。但有时候信风会异常偏强，这时候会形成拉尼娜。 如此的水温异常必然形成大气的异常变化，人们发现厄尔尼诺和南方涛动现象几乎同时发生，南方涛动指的是赤道太平洋和印度洋气压变化反相关的现象。将厄尔尼诺和南方涛动事件合成 ENSO，其循环叫 ENSO 循环。 2022 年 5 月，nino3.4 区平均海温距平接近 -1℃，CPC（NOAA）定义的 3-5 月 ONI 来到了 -1.1，为近 70 年同期最低值；同时今春拉尼娜的发展也存在显著的反锁相特征。拉尼娜对大气环流的影响将贯穿整个北半球夏季。今年也是第三个拉尼娜年了，我们叫三峰拉尼娜。 海水水温监测 在拉尼娜的影响下，西太平洋水温异常偏高，势必会影响到该地区的哈得来环流圈，气流可能会到达更北端的地方下沉，加强副热带高压的强度，使得其比往年更北，更西，所以拉尼娜便是今年副高偏强的推手之一。 孱弱的台风活动：在强大的副热带高压强烈下沉气流的控场下，西太平洋即使有非常高的海温，热带系统也难以发展，今年七月到八月的数个台风胚胎都被副热带高压按死在摇篮中，就算勉强成台的系统也难逃水货命运，强度根本不够看。所以日常能给华东带来降温的台风也在今年夏季几乎消失了踪影， 并且副热带高压在五月六月的异常偏南和七月八月的异常偏强直接让长江流域丢失了梅雨季，直接进入伏旱季，导致长江中下游到华东地区在高温同时还出现气象干旱甚至农业干旱。梅雨去了哪？当然是华南，一般五月份到六月上中旬是华南雨季，而到六月中下旬本该是长江梅雨时节，副热带高压却在积蓄力量迟迟不北抬，导致副热带高压北部边缘的雨带一直停留在华南，两广福建在六月份经历罕见的多雨天气。 而到七月，积蓄完力量的副热带高压一鼓作气直接北跳到了黄淮，长江中下游完全被其覆盖，导致雨带也跟随直接跳过江南江淮而直接来到了黄淮华北，山东河北在七月经历了历史上比较难见的多雨季。 全球变暖 据 NOAA 的监测数据表明，今年 6 月是全球有史以来最热的 6 月，7 月是全球有史以来第二热的 7 月。 通常认为，全球月平均温度受到较短期（时间上季节 - 数年尺度）的气候系统内外部自然变率（最典型的是厄尔尼诺 / 拉尼娜事件为代表的 ENSO），和较长期、以人类活动（包括温室气体等排放、对地表的改变等）对气候系统影响的气候变化趋势共同影响，其中后者在过去百余年里的变化占主导地位。而近期全球均温升温放缓，主要是持续数年的拉尼娜事件影响。 但长期趋势看，随着近一百多年来人类活动为绝对主导的辐射强迫持续稳定（或进一步增强），以其主导的全球均温在未来再创新高只是时间问题。而除了平均值的升高，也有很强的证据表明全球变暖会导致极端气候事件的频率和强度明显上升。近期陆续出炉的联合国 IPCC 第六次报告，正是指出了这样的严峻未来。 而今年年初的汤加火山的喷发由于多数二氧化硫溶解于海水中，喷发到大气层的二氧化硫仅 40 万吨左右，并未观测到对气候造成明显影响，而据报道该火山还喷出了前所未有的水给大气平流层，而水蒸气是比二氧化碳更为强大的温室效应气体，其对全球变暖的影响还需要后续关注。 当然全球变暖使得极端天气增多主要仍然是对人类自身的影响，地球 46 亿年寿命比现在热很多时候也有，比现在冷很多时候也有，压根影响不了地球的寿命，但是对人类自身生存环境的影响则是实实在在的，研究全球变暖并不是为了拯救地球而是在拯救人类自己罢了。 阅读原文
