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NO.2496-華北超級高溫

文字：風云夢遠

校稿：辜漢膺 / 編輯：板栗

最近兩個月，我國遭遇一波接一波的高溫熱浪，長期不退且沒日沒夜的高溫考驗著人們的生理極限。

從數據上看，今年上半年我國平均溫度超過35℃的天數達到4.1天，比常年同期多了1.9天，約等于翻倍了，達到1961年以來歷史同期之最。

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分區域來看，華北、華東北部、華南西部、西南地區南部最為顯著。尤其是華北地區，高溫天數達到驚人的9.8天，比常年同期多了5.2天。

2023年1月1日至6月30日全國高溫日數距平分布圖

（圖：中國氣象局）▼

華北極端高溫的直接原因

今年華北的高溫集中在6月14-17日和6月21-30日。尤其是后者，簡直沒有最熱，只有更熱。北京湯河口（41.8℃）、天津大港（41.8℃）等22個站達到或突破了歷史極值。22-24日，北京南郊觀象臺連續三天氣溫≥（大于等于）40℃，其中22日南郊觀象臺最高氣溫41.1℃，是建國以來并列第2高值。

人要化了，真的頂不住

（圖：中央氣象臺）▼

7月初的高溫也同樣極端，北京再度出現了2個40℃以上的高溫日。建國以來北京總共有11天40℃以上的高溫，今年至今有5天，占比接近一半。

北京突破40℃很容易被全網討論，而隔壁的河北城市，網上存在感就小很多，但他們的高溫一點也沒少，沿太行山一線，自河北石家莊、邢臺、邯鄲到河南安陽、新鄉、焦作，太行山東麓也出現了顯著高溫熱浪，以7月6日的河北平山43.7°C，7日河北武安與河南林州的43.3°C最為突出。

太行山憑一己之力把高溫擋在了外面

（圖：中央氣象臺）▼

事實上，今年華北的高溫既與厄爾尼諾、全球變暖有一定關聯，也和遠在大西洋的“大氣異常活動”聯系緊密，多重因素疊加，作用于華北上空的西風帶，造就了這個突破歷史極值的酷熱夏天。

該來的還是來了

（圖：wmo）▼

之前的文章中我們講過，中國南北方夏季高溫的成因并不相同，長江流域在梅雨季過后的伏旱，是西太平洋副熱帶高壓控制下的結果，而華北的高溫熱浪集中在6月到7月上半月，主要是被西風帶波動形成的高壓脊或大陸異常高壓所控制。

比如去年的江西和湖南持續了數月的干旱

就是環繞了整個北半球的副熱帶高壓帶造成的

（圖：中央氣象臺）▼

我們以今年6月22-25日為例，從華北一直到黑龍江，都被異常的暖高壓所控制，包括京津在內的華北北部正是其中心地帶。在它的控制下，華北北部出現晴朗少云的天氣，太陽輻射直接給低空加熱，加上高空大氣下沉增溫，導致地面溫度迅速上升，北京、天津雙雙突破40℃，35℃以上的高溫更是遍布華北大地。

此外，部分地區還被局地下墊面影響，比如城市熱島、背風坡下沉增溫、河谷增溫，都會讓局部氣溫變得更高，體感上也更難忍受。

6月22日-25日，對流層低層（850hPa）溫度異常（填色，暖色為偏暖，冷色反之）和對流層中層（500hPa）高度場異常（填色）▼

而這個盤踞在華北上空的暖高壓，其實是西風帶上一個更大尺度的高壓脊的一部分，我們知道，西風帶并不總是平直的，當產生大幅波動的時候，就會形成一個高壓脊接著一個低壓槽。高壓脊控制的區域就表現為大氣下沉、晴朗少雨的天氣。

500hPa上的等高線及地轉風示意圖

（左圖為平直的西風帶，右圖為發生擾動后形成的槽脊）▼

6月中下旬華北的的高溫天氣就是拜高壓脊所賜

（6月15日 500hPa 體感溫度）▼

西風帶會不會大幅波動，一方面取決于極地和低緯度之間的溫差，這一溫差是西風帶得以形成的原動力，溫差減弱就會形成波動。

一方面這種波動又需要一個“擾動源頭“，當西風帶上某一區域出現異常的高壓或低壓，就可以通過影響下游環節，逐漸激發西風帶長波，進而改變天際線以外的遠方。這種現象通常叫做“遙相關”。

西風帶長波產生的大槽大脊很大程度上決定了北半球的天氣

而短波則可以疊加在長波上造成槽和脊的加深或減弱▼

在北半球的中高緯度大氣，通常有北太平洋、北大西洋兩個最顯著的活動中心。而亞洲大陸天氣過程的那個“擾動源頭”，往往就是從北大西洋一帶啟程，并沿著西風急流向東傳播。

急流是狹窄的強風帶，通常從西向東吹遍全球

（圖：NOAA）▼

為了能理解西風帶長波，以及西風帶內部上下游之間的關聯，我們制作了下面這張圖。

它反映的是6月22-25日、500hPa高度（約9000米高空）、不同地區對流層高層之間的“遙相關”。

這其中暖色表示高壓異常，冷色表示低壓異常，箭頭則是西風帶長波的“波作用通量”。

6月22-25日500hPa流函數異常與波作用通量分析▼

從中可以看到，從北大西洋到東北亞，出現了一連串的異常中心，包括格陵蘭與冰島南側的異常低壓、歐洲的異常高壓、西西伯利亞的異常低壓，以及華北到鄂霍次克海一帶的異常高壓。

而箭頭表示的長波傳播則表明，北大西洋正是那個“擾動源頭”，從這里出發的長波，呈現出一條“先向東北再向東南”的弧形路徑，并最終導致華北異常暖高壓的形成。

6月22-25日500hPa流函數異常與波作用通量分析▼

厄爾尼諾的影響

以上是對今年高溫事件直接原因的分析。但如果站在更廣闊的角度，今年全國頻繁的高溫背后，還有更為重要的影響因素：包括正在發展中的厄爾尼諾事件，以及近一百多年來由人類活動主導的全球變暖。

此外，熱帶印度洋、熱帶外太平洋的海溫、北極海冰的沉浮、歐亞大陸尤其是青藏高原的積雪消長，也都一定程度上影響著夏季華北乃至全國的氣候。

在全球變暖加持下的厄爾尼諾

一次次拉高全球溫度的上限

挑戰著人類忍受的極限▼

那么，今年的厄爾尼諾對華北高溫到底有多大影響？

答案是，有一定影響，但存在很大的不確定性。

我們匯總了歷史上不同年份厄爾尼諾發展階段的“夏季風場”，雖然厄爾尼諾不是影響風場的唯一因素，但只要樣本足夠多，這些樣本的共性就能愈發清晰地指明厄爾尼諾的影響。（就是下方那張合成圖）

將1979年以后厄爾尼諾發展期的500hPa風場圖加以合成，可以看出，東北亞一帶最突出的特征，就是盤踞在東北地區到日本海一帶的氣旋環流（藍框），以及貝加爾湖一帶一個較弱的反氣旋（紅框）。

厄爾尼諾事件發展年夏季

對流層中層（500hPa）風場異常合成▼

而華北則位于二者之間，一方面受到氣旋西側下沉氣流的影響，同時，夾在西側反氣旋和東側氣旋之間，會產生“高空負渦度平流”，其結果就是晴朗少雨、大氣下沉、頻繁高溫。

但由于多數厄爾尼諾事件要到冬季才達到鼎盛期，在發展年的夏季，強度還比較有限，響應的信號強度也較弱，所以只能解釋高溫的一部分成因。

在厄爾尼諾發展期夏季

我國大部分地區氣溫都處于偏高的狀態▼

極端高溫的終極BOSS

相比于起起伏伏的厄爾尼諾和拉尼娜，藏在幕后的全球變暖才是最大的BOSS，雖然全球變暖對于單獨的高溫事件沒有必然作用，但最近數十年，越來越強、頻率越來越高的整體升溫已經非常明顯。

除了平均氣溫被拉高，偏離常態的極端氣溫也顯著增強，既有極端高溫也有極端低溫，其中極端高溫更加頻繁。

北半球夏季各站點氣溫距平分布曲線

在不同年代的顯著變化▼

全球變暖和極端高溫，關于兩者之間關聯機制的解釋有很多，其中認可度較高的一種認為，在氣候變化下，北極海冰大幅融化，而暴露出來的的海陸表面，比先前被冰面覆蓋時要暗得多，導致反照率下降，吸收了更多熱量，所以北極地區的升溫，相比低緯度地區要更嚴重。

溫度升高導致海冰融化

而海冰融化又促進了溫度的升高

這樣的惡循環導致海冰融化得越來越快▼

2023 年冬季北極海冰低于平均水平

（圖：NASA）▼

這就直接導致極地和熱帶之間的溫差縮小了。

前面我們就提到，極地與熱帶之間的溫差是西風帶的原動力，正是這一溫差驅動的風在地轉偏向力作用下，轉變為強勁的西風急流，如同一道天塹阻攔在極地和低緯度之間，讓南北兩側的氣團難以輕易逾越。

急流兩側溫差越大急流越強

溫差越小則急流越弱

（圖：eoas.ubc.ca）▼

當這一溫差縮小時，西風急流便相應減弱，冷暖空氣南來北往的阻礙變小，更容易引發各處的極端天氣事件。這其中，就包含西風帶大幅波動形成的大槽大脊，這也是華北被高壓脊控制的重要氣候背景。

可以看出在過去40年間北極地區升溫最為顯著

（圖：NASA）▼

西風急流的不同狀態與南北向熱量交換

總是會伴隨著極端冷暖事件的發生

（圖：NOAA）▼

我們現在還無法精確預測未來內每一次高溫熱浪過程的區域、程度和持續時間。但可以明確的是，在這樣的氣候變化下，未來數十年間，這樣的極端高溫只會越來越多，極端程度也越來越強，對人類生活甚至生存的威脅越來越顯著。

面對如此嚴峻的狀況，人類已沒有置身事外的選擇，唯有攜起手來，共同減少溫室氣體的排放，以盡量減緩全球氣候變化的影響，但要做到這一點，又何其難矣。

*本文內容為作者提供，不代表地球知識局立場

END

原標題：《華北這么熱，究竟怎么回事？》

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