6.2.3 副高

6.2.3 副高

副高是副热带大型环流系统,它的强弱变化及位置进退或南北摆动,是副热带环流调整的主要表现,但它同时又受西风带槽脊和东风带系统的制约和影响。作为大气活动中心之一,副高的强弱和位置变化对我国夏季降水的分布型和旱涝趋势有重要影响。因此,分析副高的演变,特别是副高的脊线位置变化规律是研究淮河流域夏季旱涝成因的重要环节。

通常年份的春末夏初,副高开始影响我国东南沿海,6月初副高一次明显北移,我国东部主雨带由华南北抬到浙江和江西一带。6月中旬随着副高的明显北移,雨带则北移到长江中下游,江淮地区进入梅雨。此时,副高呈东西带状分布,东经120°副高脊线稳定在北纬22°~25°,副高西北侧的西南气流把孟加拉湾和南海的暖湿空气源源不断地输送到江淮地区。

随着季节的推移,副高继续北移。7月上旬末或中旬初,东经120°副高脊线北移到北纬27°~30°附近,江淮流域进入盛夏酷暑季节,而此时华北雨季开始。

淮河流域位于长江流域向华北的过渡地带,大致以流域中部为界,南部是江淮梅雨的北缘,北部是华北雨带的南缘,降水具有明显的过渡带气候特点。

采用NCEP逐日500hPa位势高度场的再分析资料,取东经120°~130°范围内副高脊线与每隔2.5°的5条经线交点的平均纬度值定义为副高脊线指数。

1.典型涝年

(1)1954年。1954年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-6所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬26.9°,较常年偏北,其中6月、7月和8月的副高脊线位置分别为北纬21.8°、北纬25.4°、北纬33.5°,除8月明显偏北外,6月、7月均基本正常。

图示

图6.2-6 1954年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

1954年降水集中期副高脊线位置见表6.2-2。由表6.2-2可知,7月的前两次降水过程,副高脊线在北纬25°附近徘徊,结合同期高度场可以发现,中高纬阻塞形势明显,环流经向度较大,不断有冷空气东移过来,副高难以北进,位于北纬25°附近,配合着高纬的双阻形势,东亚高度场上形成了“+、-、+”的距平分布,并维持了一段时间。后两次过程中,虽然副高脊线位于较高纬度,但结合高度场可以看到,7月底出梅后,鄂霍次克海为负距平控制,副高脊线位于北纬34°,且位置偏东,乌拉尔山阻高仍然维持了一段时间,南下的冷空气与副高西侧584线上的水汽交汇,在淮河流域形成了强降水过程。

表6.2-2 1954年降水集中期副高脊线位置

图示

(2)1956年。1956年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-7所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬28.6°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬25.0°、北纬30.3°、北纬30.2°,3个月均偏北(图6.2-7)。

图示

图6.2-7 1956年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

1956年降水集中期副高脊线位置见表6.2-3。由图6.2-7和表6.2-3可知,6月副高脊线位置偏北,上旬就在北纬25°附近停留,配合着北方冷空气经常渗透南下,6月维持双阻,东亚地区也形成了“+、-、+”的环流形势,使得淮河流域6月明显多雨,降水强度很大,到8月后期,脊线虽然位置正常,但位置偏东,乌拉尔山阻高依然存在,降水在副高584线附近仍然很强。

表6.2-3 1956年降水集中期副高脊线位置

图示

(3)1963年。1963年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-8所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬28.6°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬26.4°、北纬30.7°、北纬27.2°,6月、7月偏北,8月偏南。

1963年降水集中期副高脊线位置见表6.2-4。由图6.2-8和表6.2-4可知,6月副高摆动幅度较大;而7月至8月初,副高脊线在北纬30°附近徘徊;8月中上旬,副高脊线位于北纬26.5°;8月中下旬,副高脊线位于北纬25°~30°。结合中高纬环流可以发现,6月欧亚区域无阻塞形势;7月,贝加尔湖或其以西地区经常有阻塞发展,副高脊线位置略偏东,冷暖空气经常在淮河流域交绥,形成强降水过程;8月初的一次降水过程主要是受台风过程所影响,使得副高东撤,离开了东经120°位置。

图示

图6.2-8 1963年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

表6.2-4 1963年降水集中期副高脊线位置

图示

(4)1965年。1965年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-9所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬28.0°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬23.2°、北纬27.7°、北纬30.1°,6月、7月、8月均偏北。

图示

图6.2-9 1965年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

1965年6—8月降水集中期副高脊线位置见表6.2-5。1965年是长江中下游的空梅年,由图6.2-9和表6.2-5可知,副高脊线没有在北纬20°附近停留,6月底迅速跳至北纬25°;6月30日—7月3日,副高脊线位于北纬25°附近,乌拉尔山存在阻高;7月8—22日,副高脊线位置偏东,乌拉尔山阻高较为强盛,东亚中高纬环流呈经向型;7月31日—8月4日这次过程有台风登陆的影响,导致副高脊线位置变动较大。

表6.2-5 1965年6—8月降水集中期副高脊线位置

图示

(5)1991年。1991年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-10所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.5°,较常年略偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬22.4°、北纬26.1°、北纬29.1°,6月、8月偏北,7月正常。

图示

图6.2-10 1991年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

1991年降水集中期副高脊线位置见表6.2-6。由图6.2-10和表6.2-6可知,1991年6月至7月上旬,副高脊线始终在北纬25°及偏南地区摆动,为江淮流域持续强降水提供了必要的条件,同时,中高纬环流经向型明显;6—7月阻塞常在欧洲大陆和鄂霍次克海出现;7月底的降水过程是由台风所导致的;8月初的降水过程较为特别,副高在台风过后迅速西伸北进,北方冷空气也较为活跃,冷暖空气在副高北侧584线附近又一次交汇,形成了强降水。

表6.2-6 1991年降水集中期副高脊线位置

图示

(6)2003年。2003年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-11所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.4°,基本正常。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬21.1°、北纬26.0°、北纬28.1°,均基本正常。

图示

图6.2-11 2003年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

由图6.2-11和表6.2-7可知,2003年6月下旬至7月中旬,副高脊线始终在北纬25°附近摆动,中高纬环流同样经向型明显,阻塞形势经常维持;8月上旬中后期,受2003年第10号台风影响,副高东撤到太平洋,导致脊线变动很大;8月下旬的过程有台风的因素,但乌拉尔山阻高的出现也给强降水提供了条件。

表6.2-7 2003年降水集中期副高脊线位置

图示

(7)2005年。2005年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-12所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.1°,基本正常。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬18.7°、北纬28.0°、北纬27.6°,6月、8月副高位置偏南,7月偏北。(https://www.daowen.com)

由图6.2-12和表6.2-8可知,7月上旬副高脊线在北纬25°附近摆动,同时乌拉尔山阻高势力较强,中高纬环流经向型明显;7月中旬后期的过程是由于台风影响;而7月底的降水过程是由于中高纬有弱的阻塞形势,而副高略偏东,冷暖空气在副高584线附近交绥,形成强降水。

图示

图6.2-12 2005年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

表6.2-8 2005年降水集中期副高脊线位置

图示

(8)2007年。2007年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-13所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.1°,基本正常。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬20.0°、北纬25.2°、北纬30.8°,6月、7月位置偏南,8月偏北。

图示

图6.2-13 2007年6—8月逐日副高脊线位置

注:红色横线代表降水集中期副高脊线平均位置。

由图6.2-13和表6.2-9可知,这两段降水集中期的副高脊线位置都位于北纬25°附近,中高纬度阻塞形势也较为明显,不断有冷空气南下,使得在6月下旬至7月上旬内淮河流域强降水持续出现。

表6.2-9 2007年降水集中期副高脊线位置

图示

2.典型旱年

(1)1959年。1959年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-14所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬27.7°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬19.1°、北纬27.9°、北纬30.9°,6月偏南,7月、8月异常偏北。

图示

图6.2-14 1959年6—8月逐日副高脊线位置

图示

图6.2-15 1966年6—8月逐日副高脊线位置

1959年7月上旬,副高脊线在北纬25°出现了一次摆动,但时间过短,随后副高迅速北上,整个7月副高脊线位置持续偏北,淮河流域干旱少雨。

(2)1966年。1966年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-15所示。这期间,平均的副高脊线位置为27.6°N,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬19.5°、北纬29.2°、北纬32.5°,6月位置偏南,7月、8月异常偏北。

如图6.2-15所示,1966年夏季,副高很强,副高脊线始终未在北纬25°附近摆动。7—8月,副高位置一直偏北,导致淮河流域夏季降水持续偏少。

(3)1978年。1978年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-16所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬29.0°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬24.2°、北纬31.6°、北纬31.1°,均异常偏北。

图示

图6.2-16 1978年6—8月逐日副高脊线位置

如图6.2-16所示,1978年夏季,没有出现副高脊线在北纬25°附近摆动的时期。6—8月,副高一直偏强,位置偏北,使得江淮流域梅雨期空梅,降水连续偏少。

(4)1988年。1988年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-17所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.9°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬22.4°、北纬28.6°、北纬26.1°。6月、7月的副高位置偏北,8月的副高位置偏南。

图示

图6.2-17 1988年6—8月逐日副高脊线位置

如图6.2-17所示,1988年主汛期,副高脊线没有在北纬25°附近摆动,其中两次越过北纬25°,但其后均继续北上或南退,因此雨日很少。

(5)1994年。1994年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-18所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬29.3°,较常年明显偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置为北纬22.8°、北纬32.3°、北纬32.7°,均异常偏北。

图示

图6.2-18 1994年6—8月逐日副高脊线位置

如图6.2-18所示,1994年夏季,副高很强,一直呈北进的趋势,6月下旬副高脊线在北纬25°附近短暂停留了一段时间,但随后继续北上,7—8月副高位置偏北,使得淮河流域雨季时间较短,当年我国为北方类雨型。

(6)1999年。1999年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-19所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.4°,较常年略偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置分别为北纬22.9°、北纬28.2°、北纬26.8°,6月、7月的副高位置偏北,8月的副高位置偏南。

图示

图6.2-19 1999年6—8月逐日副高脊线位置

如图6.2-19所示,1999年夏季副高很弱,6月副高脊线在北纬25°以南维持,当年梅雨偏早,雨带主要维持在长江流域,淮河流域则少雨。

(7)2001年。2001年6—8月逐日副高脊线位置如图6.2-20所示。这期间,平均的副高脊线位置为北纬25.6°,较常年略偏北。其中6月、7月、8月的副高脊线位置为北纬22.7°、北纬28.2°、北纬28.9°,均偏北。

图示

图6.2-20 2001年6—8月逐日副高脊线位置

如图6.2-20所示,虽然2001年6月下旬副高脊线曾在北纬25°附近一度维持,对比当年6月降水也可以发现这段时间淮河流域有一段多雨期,但到7月后无持续过程出现,造成2001年夏季淮河流域降水总体偏少。

将以上典型旱涝年的逐月平均副高脊线距平进行小结,见表6.2-10。

由表6.2-10可知,无论涝年或旱年,夏季或各月平均副高脊线位置较常年都是偏北的。如果再仔细观察,20世纪60年代以前的涝年6—8月副高脊线平均位置异常偏北,90年代以后位置正常,各月也有这个特点,这也许是一种年代际变化。相对而言,涝年的夏季平均副高脊线位置比旱年要略偏南,涝年6月副高脊线位置比旱年要偏北,7月、8月位置要偏南一些。这是符合天气学意义的,因为6月通常是入梅时期,副高位置偏北,雨带从江南北上,造成淮河流域多雨。而7月、8月是出梅时期,副高在本应北抬的时候位置偏南,导致雨带继续维持在淮河流域。旱年副高往往异常偏强,或异常偏弱,导致雨带位于华北或华南。

就降水集中期副高在各纬度的频次而言,出现在北纬24°~26°的次数最多,其次是北纬28°以北。因此,淮河流域集中强降水最典型的副高脊线位置常在北纬25°附近摆动,或副高异常偏北,且位置偏东。

综上所述,典型旱涝年副高的演变规律是有差异的。涝年的6月、7月,副高第一次北跳(入梅)后,其脊线往往维持在北纬25°附近摆动,配合北方冷空气南下,可以在淮河流域形成降水,大涝年往往配合着高纬阻塞形势的存在。7月后期至8月,副高第二次北跳(出梅),脊线位于北纬25°以北,多在北纬30°附近,但中高纬贝加尔湖或其以南地区有阻塞存在,鄂霍次克海为负距平控制,副高位置多偏东,冷暖空气在副高西侧584线附近交汇也会形成持续降水。这种环流型在个别年份的夏季还可以起到主导作用,如1963年。此外,7月、8月台风登陆,也会给淮河流域带来强降水,但这种降水形势出现得较少。

表6.2-10 典型旱涝年的逐月平均副高脊线距平

图示

旱年副高异常偏强,副高脊线没有在北纬25°附近停留,同时中高纬度纬向特征明显,中纬度环流较为平直,当年我国夏季雨型多为北方类,如1959年、1966年、1978年、1994年。还有一种情况就是副高异常偏南,脊线多在北纬20°附近,当年我国夏季雨型为南方类,如1988年和1999年。