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唐驳虎:杜苏芮线公里外的华北

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  1。 从29日白天开始,“杜苏芮”强度逐渐减弱,已成残存降级环流,但还快速北上,在沿途地区造成暴雨,甚至是大暴雨以及洪涝地质灾害。然而民众的警惕性与关注度还是较低。

  2。 北方的暴雨虽少,但极端性反而更强。中国短时间、局部性和长时间、大面积的暴雨极值记录,全部出现在北方,与全年雨量比值大的暴雨更是都在北方。

  3。 从30日到8月1日,整个大范围天气系统对华北降雨全都极端有利,一切可能导致暴雨的条件再次汇聚,它们将联手制造一场大暴雨。中央气象台预报北京有可能接近或超过2012年“7。21”和2016年“7。20”降雨过程,致灾风险高。

  4。 8月上旬,台风暴雨将是中东部地区天气的主题,台风北上的影响也值得北方民众时刻注意。全球变暖促进极端气候,增加了降雨的强度,引发更强的自然灾害。需要密切关注台风动态,及时关注预报的最新调整。

  今年第5号台风“杜苏芮”(Dok Su Ri)在东南沿海登陆和停止编号之后,似乎在新闻上的热度已经成为过去。但它真正的影响还尚未开始。

  因为作为能量充沛的盛夏台风,“杜苏芮”登陆后还要“超长续航”一路向北,跑到华北平原甚至燕山山区去制造真正的大暴雨。

  在得到同样水温很高的南海能量加强补充之后,“杜苏芮”在海峡恢复为17级超强台风,路径也有所北偏。7月28日(周五)上午9点55分,台风中心在泉州晋江登陆。

  登陆时由超强台风级减弱为强台风级,中心附近最大风力15级(50米/秒),仅次于2016年登陆厦门的“莫兰蒂”,成为有完整气象记录以来登陆福建的第二强台风。

  在台风右侧的“危险半圈”,福建、、浙江部分地区累计雨量达300~700毫米,沿海局部风力达11~14级。山东以南的整个中国沿海,都笼罩在强台风“杜苏芮”庞大的身躯下。

  其中从下午3点到4点的一小时,福建莆田国家气象站小时降水量达到了104。4毫米。到下午4点,“杜苏芮”中心进入闽西三明,减弱为强热带风暴,最大风力10级(每秒28米)。

  在北侧副高等引导下,“杜苏芮”以每小时30公里左右的速度向北偏西方向移动,29日(周六)凌晨移入江西东部,风力强度逐渐减弱。

  到早晨8点,已抵达安徽安庆市宿松县境内,减弱为热带低压。上午风力进一步减弱,已很难确定其环流中心,中央气象台11时对其停止编号。

  台风登陆过程最凶猛的暴雨倒在了福建莆田,莆田国家气象站08-08的24小时降水量526。8毫米,大幅刷新原记录296。8毫米。

  而莆田涵江区新县雨量站24小时降雨量756毫米、刷新福建24小时最大降雨纪录(原纪录是1974年6月21日福清高山镇737。6毫米)。

  省会福州乌山国家气象站24小时降水量338。2毫米,也刷新2015年台风“苏迪罗”创造的原纪录254。3毫米。但是北京朝阳抓龙筋会馆,“杜苏芮”残余环流还将继续一路快速北上,在沿途造成过程性的暴雨。

  从29日白天开始,强降雨逐渐向北侧转移,江西、安徽、湖北、河南、山东、河北、天津、北京,将自南向北出现明显降雨。

  预计“杜苏芮”此次过程将横扫大半个中东部地区,降雨100毫米以上的大暴雨覆盖国土面积将达70万平方公里左右。

  自7月29日前后起,华北大部地区、东北部分地区将可能迎来一轮历史极端强降水天气过程。本次过程威胁程度高,致灾风险大,可能造成局地渍涝、洪涝、山洪地质灾害、中小河流洪水现象及事件。

  本次过程主要影响地区集中在河南北部、河北大部、北京一带地区,核心影响地区集中在太行山脉中段与北段东侧平原地区(安阳-石家庄-北京),也包括燕山山脉以南(北京-天津-唐山)。

  也就是在7月28日台风登陆福建的同时,河北省印发通知,要求全力做好强降雨天气防范应对。然而在经媒体推送的新闻通告下,不仅点击不高,寥寥的几个评论更是不相信。

  通常来说,日降雨量超过50毫米的降雨称为暴雨,日雨量在100毫米以上为大暴雨,日雨量超过200毫米为特大暴雨。

  中国尤其是华北暴雨的气候特征很清楚,归纳起来就是:暴雨次数少、强度大、时间集中、地形影响大。

  新疆、青海有3/4以上的气象站从未有过暴雨,新疆、青海、甘肃、宁夏的气象站平均10年才出现一次暴雨。内蒙平均每年0。3次暴雨,黑龙江平均每年0。6次暴雨,陕西、山西、吉林平均每年有1次左右暴雨。华北的北京、天津、河北、河南、山东以及辽宁平均每年有2次左右暴雨。而南方除了以外,每年暴雨大多在3次以上,华南持续达到5~10天。

  北方暴雨次数虽少,但由性季风气候引发的暴雨极端性反而更强。中国从5分钟到7天的各项暴雨极值记录,全部出现在北方?

  1小时暴雨极值201。9毫米,2021年7月20日河南郑州国家站(这也是自有气象纪录以来,全球所有城市遭遇过的最极端暴雨)。

  局部性暴雨的游荡性很大,尽管已经布设了具有一定密度的雨量观测站网,但仍有不少偏远地区的特大暴雨特别是局地小面积暴雨,未能取得实际观测记录资料。

  1977年8月1日发生在陕西、内蒙古交界处毛乌素沙漠地区的什拉淖海暴雨,事后实地调查测算,8小时降雨量达1050毫米。

  1998年7月9日陕西商洛极端暴雨,事后调查商南县吊庄村8小时降雨量1057毫米,丹凤县双槽乡宽坪村6小时40分钟的降雨量高达1300毫米,举世罕见。所引发的山区洪峰高达5米,导致96人遇难。

  不仅中国上的暴雨极值都出现在北方,与全年雨量比值大的暴雨更是都在北方。例如1981年7月5日新疆若羌日降水量73。5毫米,是多年平均年雨量17。4毫米的4。22倍。

  1981年7月19日20-21时,吐鲁番的葡萄沟50分钟内下了25。1毫米,是当地年雨量的2倍,这些比值记录在南方都是不可能出现的。

  除了短时间、局部性的暴雨,中国长时间、大面积的暴雨记录极值,都来自两个地方:1975年8月的河南驻马店泌阳县林庄、1963年8月河北邢台内丘县獐獏。

  这就是气象史和灾害史上著名的河南“75。8”淮河流域暴雨、河北“63。8”海河流域暴雨,都是创国内最高纪录的超常特大暴雨,造成了2。6万人遇难的巨大灾难。

  据“75。8”的目击者回忆,当时白天如同黑夜,雨水就像是从消防水龙头中射出;从屋内端出脸盆,眨眼间水满,真正的倾盆大雨!

  具体来说,北方尤其是华北暴雨在时间上有突出特征:75%的暴雨、80%的大暴雨集中在7月和8月,其中北方45%、华北70%的暴雨又集中在7月下旬和8月上旬的20天。

  因为副热带高压是影响中国降雨的最重要系统,在一年总体最热的时刻,这时的副高北抬甚至极端北抬,到达一年最北的位置,也为水汽在北方制造暴雨创造了条件。

  为了使暴雨得以发生、发展和维持,首先必须有丰富的水汽供应。西南气流中包括来自孟加拉湾和南海的水汽。其次是副高南沿和台风北部的偏东气流,将东海、南海的水汽带入。

  降水只发生在空气的上升运动区,低层的含水空气只有通过抬升才能达到饱和,从而产生凝结,降落下来成为降水。

  盛夏时期,来自东南洋面和西南孟加拉湾海面的暖湿气流北上活跃,来自青藏高原和更北方的冷空气活动也很频繁,冷暖空气激烈交锋,北方短暂的雨季也就终于来临。

  暴雨是各种尺度天气系统共同作用的产物,要制造大暴雨,还需要像台风和西南涡这样的中低纬系统,它们北上带来充沛的水汽和强烈的上升运动。

  台风是最强的水汽和暴雨系统,河南“75。8”特大暴雨就是7503号台风直接造成的,河北“63。8”特大暴雨也与台风活动有关。

  天津21次大于100毫米的大暴雨,15次与台风有关;即使远居内陆的宁夏,一半的暴雨也与台风有关。不要觉得台风和北方无关。即使弱一个级别的西南涡,也能达成类似的效果北京朝阳抓龙筋会馆。

  从华北平原边缘到山陕高原,是太行山-燕山山脉,是第一阶梯到第二阶梯的落差,是迎风区,也是水汽高度集聚区和极端暴雨多发区?

  地形的高差产生抬升作用,加剧了水汽的上升运动,剧烈上升的暖湿气团释放出大量潜热,潜热的反馈作用又促使上升运动更加剧烈,从而造成强烈的暴雨。

  河南“75。8”暴雨中心在伏牛山东侧、河北“63。8”暴雨中心在太行山东麓。所以,华北的暴雨70%以上集中在7月下旬到8月上旬,集中分布在太行-燕山山脉的迎风山区。

  而要形成大范围的极端暴雨,还需要副热带高压极端北抬,为充沛的太平洋水汽进入内陆彻底打开通道。其次还需要这时的海洋上有台风驱动,促使更多水汽强劲涌入。

  这样,在600~3000米的高度形成时速超过40甚至60公里、相当于六到八级风的低空急流,携带大量暖湿水汽,带来源源不断的水汽、热量和动量,犹如一条“大气河”。

  这样的“大气河”,水汽输送量可达长江入海口平均流量的10倍。当东南风急流与西南气流为雨区共同提供了充足的水汽输入,就进一步加大了暴雨的规模和持续时间。

  像“21。7”郑州720暴雨发生时,副热带高压极端北抬,中原大地暴露在副高南侧、宽达几百公里的东南风水汽“大气河”直接输送下。

  此时,太平洋台风“烟花”、南海台风“查帕卡”都在加速水汽急流,太平洋和南海的海洋水汽源源不断地直驱几千公里,并在太行山、伏牛山前的郑州、新乡等地抬升。

  这样提供了最有利于暴雨发生的环流背景,同时北方冷涡和副热带高压形成对峙交锋,长时间、超高强度的暴雨随即发生。

  再回到似乎已经“消失”了的“杜苏芮”,作为一个“残存”“降级”的低压系统,它究竟有多大本事会带来暴雨呢?很多北方人都不信。

  暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,尤其是特大暴雨或持续性暴雨,都是在几种尺度的天气系统(行星尺度、天气尺度、中尺度和小尺度)相互作用的情况下发生的。

  这些年的文章反复强调,副热带高压是影响中国降雨的最重要系统。现在副热带高压极端北抬,本体位于日本海之上,西伸的“舌头”更是萎缩和北抬到了蒙古高原一线,与高压连为一体。

  在西太平洋副热带高压及蒙古高压的引导下,本身就携带大量水汽的“杜苏芮”快速抵达华北平原南部之后,残余低压将被卡在两个高压之间,进而滞留保持。

  在北上过程中,“杜苏芮”的强度会逐渐减弱,到华北时只剩一些低压,但低空的涡旋形势依然明显。因此将会在残余环流的北侧,出现持续的强降水过程。

  副高既吸引台风北上,又挡住了去路。同时来自北方冷涡的高空强冷平流间隙南下,维持着低压环流形势持续影响华北,这是降水发生的基本条件。

  另一方面,从7月30日开始,6号台风“卡努”正好位于冲绳外海的太平洋上,一个非常庞大的台风犹如一个巨大的抽水泵,以环流形式源源不断地向华北平原泵送充足的水汽。

  与在前方的“杜苏芮”残余,一前一后,联手建立起一条3000公里的水汽通道,而位于日本海位置的副高也形成水汽的加速器,为大暴雨提供了充沛的水汽条件。

  在双台风与副高联手送水下,从太平洋到东海黄海到华北平原,形成异常强烈的水汽输送通路。这和2021年河南暴雨的形势很相似,甚至更强——环流更大,水汽更丰富。

  因为与此同时,南海的热带扰动正向主泵“卡努”泵送南海蒸腾的水汽,形成三圈连环接力。位于华中、中原一带的涡旋,也在助力西南暖湿气流乘季风北上。

  并不是说台风直接北上了就才有台风雨,就是没有风了,它只要打通了海洋水汽和雨云,那也会带来持续的降水。这是北方大暴雨发生的必要条件。

  而助推大雨落下的,还有巍巍的燕山与太行,受迎风坡效应的影响,在太行山和燕山山前更是可能引发激烈暴雨。

  副高极端北抬、联手高压、冷涡和副高对峙、双台风加速水汽急流、山前抬升等一切可能导致暴雨的条件再次汇聚,它们将联手制造一场大暴雨。

  中央气象台的预报是这样的:预计河南北部、河北中南部、北京、天津等地部分地区累计降雨量250~400毫米,局部地区可达500~600毫米,这就意味着三天要下一年的雨。

  最大小时降雨量30~60毫米,局部地区可达80毫米以上。对北京来说,有可能接近或超过2012年“7。21”和2016年“7。20”降雨过程,致灾风险高。

  中国气象局于7月29日启动重大气象灾害(暴雨)Ⅰ级响应。也就是说,“杜苏芮”给京津冀豫带来的暴雨及危害比福建东南沿海还强。

  总的来说,华北平原的强降雨趋势是没问题的,不过具体情况还是得看“杜苏芮”北上的具体情况,还会有调整,继续观察。

  因为不确定性比较高、比较难以预测的,上一篇就介绍过,还是看副热带高压的具体位置和形状,另外也得看低压北上的具体情况。

  实际上,早在7月25日,也就是周二的时候,各国气象超级计算机自动计算的结果就给出了这方面的预测,尤其以欧洲EC的数据为强。

  因为欧洲EC传统总是高估副高强度,这样西伸与华北平原的“杜苏芮”残余更迫近,降雨更强,降雨位置也精准覆盖在了京津双城。

  但中国中央气象台当时则认为副高强度偏弱北京手天使抓龙筋、西伸不强,这样降雨强度一般,位置也主要落在了渤海湾和辽宁,只有秦皇岛-绥中-锦州一带受影响。当时美国GFS和加拿大GEM则介于中欧数值之间,大雨集中在京东三河-唐山-秦皇岛一带。

  而根据最新的各国数值预报北京朝阳抓龙筋会馆,美国数值GFS把强降雨中心大幅调整到河北西南部,也就是石家庄和沿太行山一线,北京基本不受影响。

  欧洲数值EC依然给北京西南方向报了很强的雨,德国数值ICON则是继续给京津冀报出了极端强降雨。

  至于中国中央气象台的最新预报,则综合了美欧的预报。强降雨中心一是石家庄,二是环京西南易县涞水一带。

  暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,大系统制约和孕育小系统的发生和发展,小系统产生以后能成长壮大,反过来又能对大系统起作用,这使整个暴雨系统能继续维持或加强。

  这里涉及到小扰动在大尺度环境中发生和增长的问题,又涉及到小扰动发展时对大尺度场的反馈问题。从数学上看,这种不同尺度天气系统相互作用的问题是一种非线性的极复杂问题。

  暴雨预报要精确到百十公里的城市尺度的细节困难,很大程度上也就存在于此。但是,五百公里尺度范围内华北平原降雨的大趋势,这是毫无疑问的。

  现在预报持续时间都是三天,普遍累计降水量应该可以达到250毫米以上,为大暴雨量级,部分地区可能达到400毫米,局部地区出现500毫米。稳定降水时段最大小时雨强20~30毫米。

  根据目前的数值预报,6号台风“卡努”在太平洋、黄海上千里助推华北暴雨之后,将在8月2日左右登陆或临近长三角。之后继续北上,行经山东、辽宁一带。

  这意味着这一次“杜苏芮”没有重点覆盖的靠东沿海一路将迎来一场风雨。而后面还有一个新台风胚胎在跃跃欲试。未来十天也就是8月上旬,台风暴雨将是中东部地区天气的主题。

  全球变暖促进极端气候。根据热力学基本原理,大气温度每升高1℃,可携带水分便增加7%。随着气候变暖,空气湿度的增加意味着大气环流可以携带更多的水蒸汽。

  这无疑增加了降雨的强度,会引发更强的自然灾害。需要密切关注台风动态和最新天气预报预警,及时关注预报的最新调整。北京手天使抓龙筋

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