2018年夏季东北极端高温事件物理机制分析
李娜 1,2 肖子牛 1 赵亮 1
1.中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京 100029
2.中国科学院大学，北京 100049
李娜, 肖子牛, 赵亮. 2020. 2018年夏季东北极端高温事件物理机制分析[J]. 气候与环境研究, 25(5): 469−482. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19100
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摘要:
基于观测资料和再分析资料，研究分析了2018年夏季中国东北地区持续多日出现高温异常事件的形成机理。首先分析了整个夏季该地区观测台站逐日的温度资料，计算了观测台站的超热因子（Excess Heat Factor，EHF）指数，发现东北地区出现高温异常的时段主要是7月和8月，异常高温的发生区域集中在东北南部。在此期间，东亚大气环流形势的异常主要表现为南亚高压和西太平洋副热带高压强度异常增强，作用相互重叠和位置持续偏北。进一步的分析可以注意到，二者的重叠造成研究区域内有负涡度异常增强，使得南亚高压和西太平洋副热带高压在北推的过程中不断带动东北南部上空负涡度异常增强，并伴随有异常下沉气流，下沉绝热增温与晴空辐射增温，这可能是东北南部地表增温的一个重要原因。相关分析证实，在整个夏季东北南部地表气温与其上空300 hPa至500 hPa涡度异常都有显著的负相关关系。因此，南亚高压和西太平洋副热带高压之间的相互叠加组合是导致东北南部在2018年夏季7、8月份出现高温异常的主要原因。进一步的研究发现，夏季副热带西风急流中准定常Rossby波能量的传播与南亚高压和西太平洋副热带高压异常增强有密切联系，同时夏季西太平洋暖池的显著增暖导致了菲律宾地区异常旺盛的对流活动，进而在500 hPa高度场上激发出PJ（太平洋—日本涛动）波列，从另一个路径上促进了西太平洋副热带高压偏强偏北。
图 1 地理上中国东北地区（包括辽宁省、吉林省、黑龙江省、内蒙古自治区东部和河北省的东北部）站点分布。我们选取了无缺测且经过质量控制的108个台站
图 3 2018年5～8月东北地区每个台站发生的（a）高温日数和（b）高温过程数（高温日连续3天以上就定为一个高温过程）
图 8 （a）2018年7～8月东北南部区域平均温度异常（红线）、西太平洋副热带高压脊线（黑线）和南亚高压指数（蓝线）标准化后的时间序列；2018年7～8月东北南部区域平均（b）涡度异常（单位：10−5 s−1）和（c）垂直风场异常（单位：10−2 Pa s−1）高度—时间序列
