丁一汇详解今夏高温炙烤北涝南旱气候成因及特点

今年夏天，在我国天气的“舞台”上，高温成了最引人注目的“主角”。持续了近两个月的高温热浪已经烤焦了中国南方的大部分地区，导致许多地区严重干旱，河流断流，水库干涸。据国家国防部统计，截至8月22日，全国有8105万亩耕地受到干旱影响，664万人和220万头大牲畜因干旱而饮水困难。

当季节变化，南方的高温逐渐从公众视线中消失时，东北地区的洪水形势又让人捏了一把汗。嫩江、松花江和黑龙江主要河流的水位继续超过警戒水位。堤坝被高水位堵塞了很长时间。许多危险情况经常发生。防洪形势不容乐观。

极端天气时有发生，“北方干旱，南方涝灾”的印象已经悄然改变。人们不禁要问，今年天气怎么样？带着这些疑问，本刊采访了中国工程院院士、现任中国气象局气候变化特别顾问丁研究员，详细解释了今年夏天中国气候异常的原因。

极高的温度令人恐惧和惊讶。

自今年7月1日以来，极端热浪在中国南方许多地区打破了历史极限。根据国家气候中心的预测，在全国范围内，高温热浪将持续到八月底，并且可能不会完全消退，直到季节变化。这一热浪过程具有高温日数多、持续时间长、影响范围广、强度大、极端突出的特点。

根据国家气候中心的数据，从7月1日到8月14日，高温天气覆盖了江南、江淮、江汉、黄淮和重庆的19个省(区、市)。江南、江淮、江汉、重庆8省(市)平均高温日数达到28.8天，是年平均高温日数(13.5天)的两倍多，平均最高温度达到35.6℃，为1951年以来最高。浙江新昌有305个观测站，日最高气温超过40℃，极端最高气温达到44.1℃。第二天有477个站气温最高，为同期最高。当时，“中国好烤箱”无处不在，“烧烤模式”成为公众对这种酷热天气的最佳评价。

7月，中国100个观测站经历了极端高温事件，其中39个达到或超过了历史极限。8月1日至17日，这一数字分别达到428人和172人。7月，南方部分地区平均气温比历史同期高2～4℃，而8月1～17日，南方部分地区平均气温比历史同期高4～6℃。“根据气候资料，自1997年以来，我国夏季气温一直处于暖周期，这表明气候正走向极端，即冬季寒冷事件越来越多，夏季高温和高温事件越来越多。”丁对说:

海水温度的变化是极端高温的主要气候原因。

今年夏天的高温如此之强，以至于对气象学知之甚少的人会得出这样的结论:“由于副热带高压(以下简称副热带高压)很强，位置在西部，副热带高压将在副热带高压的控制范围内造成明显的热量和较少的降雨，从而在南部形成高温天气”。

“这个结论是对气象学的解释，它只能在短时间内解释高温的原因。如果我们想找出高温持续时间长、强度大、范围广的原因，就必须考虑造成这种影响的天气系统的原因和气候背景。”丁愣了一下，“如果西北太平洋副热带高压强，为什么今年特别强？”

事实上，这一切都可以从海洋温度的变化开始，或者从“海洋与大气”的相互作用开始。

根据观测数据，自今年春节以来，赤道太平洋东部和中部的海面温度一直异常寒冷，厄尔尼诺现象正在下降，并向拉尼娜现象过渡。由于洋流和东风的移动，冷海水将向西扩散到西太平洋的东部地区。当较冷的海水由东向西流向副热带高压的外围时，会在副热带高压的东缘遇到东北风。由于东风越来越冷越来越干，海面上的水将大量蒸发，从而降低了海水温度。当海温降低时，海洋表层空气因热量而难以膨胀和上升，空气对流受到抑制，大气密度将继续增加，高压将继续增加并维持在原位，不会从*向东撤退。此外，由于在初春和初夏印度洋保持了暖水，上层的高压加强，并被该地区盛行的西风向东输送，这也有利于副高的加强和向西延伸。这样，西太平洋副热带高压的东侧不断加强，西侧不断与印度洋高压融合。因此，副热带高压锁定在中国南部地区，其强度不断增加。此外，“海洋大陆(印度尼西亚)-南海”的暖海温度明显发展了对流活动，也促使副热带高压进一步加强其向北抬升，表现出稳定、连续、由西向北和由北向西的特点。「只要热带太平洋至印度洋的海水温度情况维持不变，副热带高压便会持续。因此，海水温度的变化是副热带高压持续稳定的主要原因。”丁总结道。

然而，仅仅考虑海洋的影响是不够的。还必须考虑北半球异常大气环流的影响。强烈的副热带高压也与北极涛动的正相有关。由于北极地区通常由低压系统控制，当北极涛动处于正相时，冷空气被周围的高压“困”在极地地区，很难向南扩展。由于副热带中纬度的冷空气活动相对较弱，副热带高压不容易减弱并向东撤退。“北极涛动的正相和赤道太平洋的“西暖东冷”叠加有利于副热带高压的稳定发展，这是今年夏季南方出现大规模高温热浪天气的主要原因或特殊原因。”丁·补充道:“此外，从气候背景来看，自1997年以来的15年中，中国也经历了高发生率的高温和热浪，这正好与拉尼娜冷水事件的高发生率相对应。”

当我国南部地区遭受“酷热”时，其他国家和地区很难称之为“好天气”。自7月以来，欧洲部分地区气温已超过35℃，平均气温明显高于前几年同期，德国、意大利等国最高气温达到40℃。热浪还在一些地区造成了死亡。许多人不禁要问，中国和欧洲的高温热浪之间是否有联系。

上述北极涛动和赤道太平洋的“西暖东冷”是全球大气环流和海温变化。显然，这一大规模体系不仅会影响中国。”丁·说，“从整个大气环流的角度来看高温区的分布，我们可以发现，我们不是唯一受大气环流影响的国家。越来越多的研究也表明，如果中国东部大面积出现高温热浪，一定与全球高温过程有关。”

今年夏天，中东到欧洲和美国西海岸出现明显的高温天气。事实上，从美洲、东亚、欧洲到中东这三个地区经常同时经历高温热浪。“这种现象被称为‘遥相关’，指的是相隔一定距离的两个地方的气候异常之间的联系。事实上，它反映了上游的异常天气可以通过高空强风速区(气象学中称为急流)向下游扩散，一系列天气现象和气候相继出现。因此，我国的高温热浪是上述三种条件叠加增强的结果，是一个相对复杂的海气相互作用过程。”丁对解释道。

“北涝南旱”为时过早

根据近年的观测记录，我国雨带北移现象明显。自2000年以来，主要雨带已从华南和长江流域转移到淮河流域和黄河流域。在某些年份，它可以到达华北，而今年的雨带已经到达东北。因此，在过去十年左右的时间里，南方的涝灾和北方的旱灾确实在逐渐变化。

然而，回顾20世纪50-70年代，我国的气候模式实际上呈现出“北方多雨，长江少雨，华南多雨”的态势。目前，雨带北移的现状仅持续10多年，通常气候平均值是基于20至30年的连续数据。目前，没有足够的时间来证明这一趋势的确定性和稳定性，因此有必要参考未来5至10年的天气和气候条件。不过，丁也坦言，根据目前国际和中国气象局的气候模式预测，未来几年雨带北移的可能性仍然相对较高。

然而，尽管雨带向北移动明显，但应注意的是，当前雨带主要集中在淮河和黄河流域。未来雨带是否能继续向北移动仍需进一步观察。“因此，目前还不能说中国已经进入了夏季‘北方涝，南方旱’的阶段，但雨带北移是过去10年的一个明显趋势。”丁总结道。

雨带北移的利弊

据了解，中国南水北调东线和西线工程即将竣工。据估计，每年有150到200亿吨的水可以通过这两条路线输送到北方。那么在雨带向北移动的气候背景下，南方是否有足够的水转移到北方呢？

“虽然在过去的两年里，长江中下游地区的降水量有所减少，但总的来说，这不会影响中国降水分布的气候特征，南方多，北方少。”丁进一步解释说:“例如，长江流域年平均降雨量超过1100毫米，即使年降雨量减少100毫米，也只占年平均降雨量的9%左右。但是，即使北部地区指降雨量较多的年份，在年平均降雨量(约600毫米)的基础上，也只会增加70毫米的降雨量，即降雨量增加可达12%以上。然而，降水量的变化只是叠加在平均降水量上的一个变化率，它可以改善北方的供水，但不会从根本上改变中国和北方的气候格局。南水北调工程后的一个有利条件是，它可以有效地减少北部地区的地下水使用，因此该项目的主要经济影响不会改变。”

由于雨带已经向北移动到北部地区，这一直是“渴望口渴”，这种变化是有益的吗？丁认为，由于雨带北移，北方暴雨风险明显增加，今后要“睁大眼睛”密切关注北方防汛工作。

“如果‘南旱北涝’的气候模式真的出现，北方地区降水的气候背景将发生变化，暴雨重现期将缩短。过去50年一次的降水在未来可能每10年出现一次。”丁强调，“五七十年代，我国处于‘南旱北涝’的气候模式。当时，北方几乎每隔一段时间就有一场暴雨，而这场暴雨所造成的洪水往往是连续而猛烈的。例如，1963年8月海河洪水、1958年7月黄河中下游洪水和1975年8月初河南大暴雨引发的洪水。可以看出，在“南旱北涝”的气候格局下，北方暴雨的频率和强度将明显增加，防洪形势将继续严峻。”

“去年7月21日北京及其周边地区的极端降水事件应该给我们敲响了警钟。在气候模式调整期间，与过去相比，暴雨的频率可能增加。至于是否会有“南旱北涝”，我认为这也是一个信号，一个值得高度警惕的信号。”据丁说。