南北方一起高温，但下週有人烤熟，有人涼快了_風聞

出處 | 果殼（Guokr42）

近期，新一輪高温再度來襲，全國各地持續開啓“炙烤模式”。回望整個七月，熱浪不斷湧來。

在7月上旬，北方多地和四川盆地出現了歷史同期少有的高温天氣；而自7月中旬以來，南方多地出現了多次高温熱浪過程。其中上一週的高温中心位於長江三角洲和四川盆地東部等地，如7月13日上海追平了1873年以來的最高温度（40.9°C）。

而這一週高温中心南退，但熱度不減，浙江中南部、福建大部等地都出現了接近或刷新歷史紀錄的高温，福州、温州、台州等地更是超過40°C。

是誰開啓了“炙烤”模式？高温還會持續多久？本文將對南方7月中旬以來高温過程進行簡要分析，並給出全國範圍內高温過程的展望。

太長不看版

此次南北方高温成因不同。

南方大部的高温天氣將至少持續到7月底。到了8月初隨着颱風等系統活躍，東南沿海區域的高温將有所減弱，但南方內陸的高温仍將持續。

北方大部未來高温不顯著，華北會在8月初有相對較弱的高温。

今年的熱浪的確屬於極端的過程，我國高温日數為1961年以來最多，而有近百個國家氣象站最高氣温突破歷史極值。

南北方的熱浪，並不相同

南北方都熱，但氣象成因並不一樣。

南方大部（除四川盆地）主要被副熱帶高壓控制所致，而北方和四川盆地，則更多與大陸高壓和西風帶內的暖脊有關。

南方的高温，是副熱帶高壓所賜

副熱帶高壓可以説是高中地理課本就已出現的老朋友了。不過在氣象學上，副熱帶高壓不僅是半球三圈環流裏橫貫副熱帶地區的氣壓帶，還是在全球有着具體的多箇中心的天氣系統——先前的南方高温熱浪，就是偏強的西北太平洋副熱帶高壓控制所致。

圖1. 7月8日-7月17日的500hPa（對流層中層）等壓面高度場（等值線，單位gpm）與高度場偏離1991-2020年平均值的距平（填色，單位gpm）。圖中5880等值線包圍的區域就是副熱帶高壓的主體區，覆蓋我國南方到西太平洋。背景填色則表明南方的高度場偏高，反映出副熱帶高壓和它所致的熱浪偏強。

副熱帶高壓並不罕見，但今年額外強勢。當前反常演變的拉尼娜事件，必須要背一個首要的鍋。

拉尼娜和厄爾尼諾也是高中地理課本的老熟人了，它們可以説是赤道中東太平洋海温異常如影的兩面，其中拉尼娜事件對應着赤道中東太平洋****海温的持續偏低。而這一次的拉尼娜在時間演變上非常特殊——歷史上絕大部分事件，都在第一年的北半球夏秋季發展，冬季達到頂峯，隨後在第二年開春時逐漸衰減；但當前的事件在去年秋季發展後，並未在今年春季衰減，而是進一步略有增強，並在5月達到了強度頂峯。

圖2. 反映厄爾尼諾/拉尼娜事件的監測區逐月海表温度距平。可以看到今年春季負距平仍在增強，代表拉尼娜事件的反常發展。丨NOAA

萬里之外海洋的炎涼，是如何影響到我國的氣候呢？當拉尼娜事件增強發展時，赤道中東太平洋海表温度進一步下降，並導致上方大氣變冷收縮下沉形成地面高壓。同時為增強的氣壓梯度，導致了向西跨越赤道太平洋的信風明顯增強。在赤道附近增強的信風誘發了北側的異常反氣旋，並與同為對流層中低層反氣旋性質的副熱帶高壓疊加，使得副熱帶高壓顯著增強。

圖3. 同圖1時段，但為對流層低層風場的距平。可以看到赤道太平洋信風顯著偏強（順着黑色箭頭）與偏強的副熱帶高壓（紅圈標出）。

此外，當赤道中東太平洋海温偏冷且出現更強的下沉氣流同時，處在赤道太平洋西岸的馬來羣島，卻因為海温的偏高和島嶼地形的作用出現更強勁的上升氣流。這一上升氣流會通過南北向的環流圈作用，導致北側副熱帶地區出現更顯著的下沉，從而有利於低空副熱帶高壓的增強。這在近期的環流異常裏也有明顯的體現。

圖4. 拉尼娜事件發展下，馬來羣島上升氣流對西北太平洋副熱帶高壓影響示意圖。丨Jiang et al.(2019)

圖5. 同圖1，但為105°E-125°E（我國中東部）區域內，垂直運動距平（填色，單位Pa/s）和南北向垂直環流圈的風場距平。黑色圈標出30°N附近顯著下沉區域，有利於我國南方副熱帶高壓增強。

北方多地先前的高温，則是大陸高壓的傑作

大陸高壓這個氣象學名詞，相對副熱帶高壓陌生很多。簡單而言，當進入夏季，亞洲大陸內部大片荒漠被陽光炙烤，形成一個顯著的熱源；當這一地面熱源顯著加熱而這些熱空氣抬升進入高空聚集，形成了這個位於對流層中上層的大陸高壓。

大陸高壓通常穩定在伊朗高原等地；但如果伊朗高原北側的中亞出現了環流變化，可能導致它攜帶着當地的暖氣團東移進入我國，而從高空下沉造成的氣團增温，也加劇了地面的高温。

各地高温的結局，並不相同

南方大部的高温將繼續，但中心將逐漸從如今的浙江福建一帶轉移到長江中下游地區；而華北部分地區也將在月底加入高温行列。相比之下，西部地區（西北地區和四川盆地）高温則只有本週中的一段時間出現。

在本週，南方大部的事態正向着極度烤熟的方向發展了——隨着北側能制衡副熱帶高壓的冷渦消亡，副熱帶高壓開始明顯增強北抬（圖6-7藍圈），長江中下游地區將再度被副熱帶高壓控制，不少地區氣温將輕鬆達到37℃以上；到月底，甚至華北部分也將被高温籠罩，不過相對南方而言氣温偏低些許。而隨着副熱帶高壓中心北移，最近顯著高温的福建、廣東、江西等地高温將在今日達到頂峯，隨後雖然高温稍有減弱，但每日最高氣温依然接近或達到37℃。

圖6. 北京時間7月26日8時歐洲模式分析的500hPa等壓面高度場（等值線，單位gpm）與850hPa等壓面温度場（填色，單位℃）。藍圈為長期盤踞南方的副熱帶高壓，綠圈為大陸高壓。

圖7. 同圖6，但為7月31日預報結果。藍圈為已經向北延伸的副熱帶高壓。

與此同時，隨着北側西風帶槽脊的更替影響，西部地區又將迎來增強的大陸高壓（圖6綠圈）。在它的影響下，西北地區大部和四川盆地也將在本週中迎來短暫的高温，不過由於這一天氣系統持續時間有限，高温也不如南方大部持久。

圖8. 中央氣象台對7月26日最高温度的預測

圖9. 同圖8，但為7月29日結果

要些許改變當前的局面，需要倚靠海洋的力量。西北太平洋副熱帶高壓偏強不僅導致了我國南方的高温熱浪，也導致了熱帶西北太平洋海温顯著升高，最終在長期的沉寂後有新的颱風呼嘯。目前數值預報已有7月底颱風趨於活躍的信號，即使不直接影響我國，也將在一定程度上促進副熱帶高壓減弱和較涼爽的東南風影響沿海地區，對於東南沿海的降温有明顯幫助；但南方內陸地區的高温，很可能仍將持續。

圖10. 北京時間7月26日10:00的衞星雲圖

在更長期的展望上，由於前文提及拉尼娜出現反季節的發展，太平洋信風也長期偏強。可以預見今年夏季後期，副熱帶高壓也將總體呈現明顯偏強態勢，南方大部（甚至包括北方部分地區）的高温也將更加長久且猛烈，需要注意防暑降温工作。

全球氣候變化：還得怪我？

對於一次高温熱浪過程，由於它持續時間（數日到半個多月）和空間範圍（數十萬到數百萬平方千米）相對有限，我們很難直接地將它與由人類活動主導、全球範圍內自完備工業化以來持續一百多年的氣候變化關聯。但如果問到未來數十年的高温熱浪頻率和強度的趨勢，則可以用氣候變化的趨勢解釋。

氣候變化對於全球氣温的影響，不僅在於平均氣温的升高，更在於氣温偏離常態的極端性（統計學以方差/標準差衡量）顯著增強，表現為極端高温和極端低温頻率都有增加，其中極端高温因為變暖的趨勢更加頻繁。

圖11. 北半球夏季氣温在不同時段的分佈譜。可以看出隨着時間推移，平均值上升的同時出現了樣本方差變大，即極端事件變多的特徵（尤其以極端偏熱事件更顯著）。

關於這一現象的解釋很多，如氣候變化下北極的升温相對於北半球極地外更大，導致極地和熱帶間温差縮小，並使得由這一温差驅動的強勁西風帶減弱，使得冷暖空氣南來北往時受到的阻礙更小；此外，當平均温度升高，大氣能容納的水汽含量（飽和水汽壓）也將上升，而更多的水汽凝結時也會釋放更多的熱量，進而直接加熱空氣或驅動大氣環流的變化。

圖12. 左圖：不同緯度帶氣温在1880-2020年的變化（相對於1951-1980年平均的距平值）。右圖：當西風帶減弱後更容易發生的南北向冷暖氣團起伏。圖片來源：NASA/NOAA

那麼今年初的湯加火山有影響麼？由於它噴發的火山灰和硫酸鹽氣溶膠質量很有限，並未造成顯著的全球氣候效應。而且即使造成影響，也應當是氣溶膠進入平流層後，反射部分陽光而導致地面略有降温（陽傘效應）——嗯，看來今年火山沒有助我們涼快點……

烈日當空，流金鑠石，這些或許是這個夏季平凡的一幕。在直接的天氣過程原因背後，卻也可能無言地承載着氣候變化下，愈發頻繁極端的熱浪。或許，留給我們思考與做出應對氣候變化的時間，已很有限了。

作者：風雲夢遠

編輯：Owl、Luna

題圖來源：中央氣象台