王倩 , 廖圳 , 翟盘茂
中国气象科学研究院
2023年盛夏华北地区的破纪录持续性极端高温过程,因其高温强度强、持续时间长,给人们生产生活带来严重影响,同时也给人类健康带来极大挑战。因高温热浪中暑致死的现象屡有发生,受到媒体和公众的广泛关注。极端高温天气之下,北京、河北等地的用电需求剧增也给电力部门的能源保障带来巨大挑战。此次极端高温事件也因其极端性和强影响力被中国气象局评选为2023年国内十大天气气候事件之一。因此,研究此类极端事件的形成机制对预报预警、气象防灾减灾以及公众健康风险管理具有重要的科学意义。
根据2023年6-7月华北地区极端高温过程的时空分布情况,本文选取了高温过程较强的时段(6.20-7.20)和地区(36-41.5N,114-118E)开展研究。该研究区域主要位于我国华北地区,故本研究将该区域范围定义为华北地区。对于高温日数的定义使用了绝对阈值和相对阈值两种方法。采用诊断分析和统计分析等方法分析了此次高温过程的极端特征和物理机制。
本研究从高温强度、日数、影响范围等五个指数充分对比了2023年6-7月华北地区极端高温事件与1961年以来的历史事件的特征。结果表明,此次极端高温无论是强度、持续时间还是影响范围均打破历史记录,说明此次事件具有极端性强、持续时间长、极端高温日数多、影响范围广的特征。
进一步,本文探究了高温过程形成的物理机制。结果表明,此次极端高温过程是在气候变暖、环流异常以及前期降水亏缺激发的局地陆气反馈的共同影响下发生的。中低纬度环流异常是本次高温过程的直接原因。华北地区受异常暖高压持续控制,下沉增温。副热带地区破纪录西伸、增强的西太副高、东伸、增强的伊朗高压和我国西南异常高压形成东西连通的高压带,抑制水汽向华北地区输送。在此基础上,2023年盛夏,华北地区降水显著减少,导致土壤水分亏缺严重,蒸发减少,使得地表感热通量增加,导致气温升高。这种局地陆-气正反馈机制在极端高温过程的加强和维持中发挥至关重要的作用。