今年夏季，在我国天气的“舞台”上，高温成了最吸引眼球的“主角”，持续近两个月的高温热浪使我国南方大部分地区饱受炙烤，多地旱情严峻、河道断流、水库干涸。据国家防总办公室统计，截至8月22日，全国有8105万亩耕地受旱，有664万人、220万头大牲畜因旱饮水困难。
当季节转换，南方高温逐渐退出公众视野之时，东北地区的汛情又让人捏了把汗。嫩江、松花江和黑龙江干流水位持续超警戒水位，堤防长期高水位挡水，多地险情频发，防汛形势不容乐观。
极端天气频发，印象中的“北旱南涝”气候格局也悄然发生了改变，人们不禁要问，今年的天气到底怎么了？带着这些疑问，本报采访了明升官网工程院院士、现任明升官网气象局气候变化特别顾问的丁一汇研究员，详解为何今年夏天我国气候会如此异常。
极端高温来势汹汹令人措手不及
今年7月1日以来，我国南方多地出现了突破历史极值的极端高温热浪天气。据国家气候中心预测，从全国范围看，本次高温热浪将持续到8月底，待季节转换之后才可能完全消退。本次高温热浪过程呈现高温日数多、持续时间长、影响范围广、强度强、极端性突出等特点。
据国家气候中心资料显示，7月1日至8月14日，高温天气覆盖了我国江南、江淮、江汉、黄淮及重庆等地的19个省（区、市）。其中江南、江淮、江汉及重庆8省（市）平均高温日数达28.8天，较常年平均（13.5天）多出一倍以上，平均最高气温达35.6℃，均为1951年以来最多（高）。我国中东部地区有305个观测站日最高气温突破40℃，浙江新昌极端最高气温达44.1℃。有477站次日最高气温突破历史极值，为历史同期最多。一时间，“明升官网好烤箱”遍布各地，“烧烤模式”也成为了公众对此次极端高温天气的最好注解。
在7月份，我国有100个观测站出现极端高温事件，其中39个观测站达到或突破历史极值。而在8月1日至17日期间，这一数字分别达到了428个和172个。在7月，南方部分地区平均气温与历史同期相比偏高2℃至4℃，而8月1日至17日，南方部分地区平均气温比历史同期偏高达4℃至6℃。“据气候资料显示，我国夏季气温自1997年以来处于暖周期，表现为气候向极端化发展，即冬季冷事件更多、更强，夏季高温热浪事件更多、更强。”丁一汇介绍道。
海温变化是极端高温的气候主因
今夏高温如此之强，稍有气象学常识的人就会得出“由于副热带高压（以下简称副高）偏强并且位置偏西，导致副高控制范围内晴热少雨，进而形成南方高温天气”的结论。
“这种结论是天气学的解释，它只能说明短时间内高温天气的原因。如果要深究为什么高温持续时间长、强度强、范围广，就要考虑造成这种影响的天气系统持续的原因和气候背景。”丁一汇稍作停顿，“如果说西北太平洋副热带高压偏强，那为什么就在今年特别强呢？”
其实这一切，可以从海温的变化说起，或者说，是从“海洋与大气”的相互作用说起。
据观测资料显示，今年春节以来赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷，厄尔尼诺年衰减并向拉尼娜年过渡。由于洋流的运动和偏东信风的作用，冷海水会向西扩散至西太平洋的东部地区。当较冷的海水由东向西流至副高外围时，就会与副高东侧边缘的东北风相遇。由于东风是偏冷且比较干燥的，这样就会使海洋表层海水被大量蒸发，进而使海温下降。当海温降低后，海洋表层空气难以受热膨胀上升，空气对流受到抑制，这样大气的密度会持续增加，高气压则因此不断增强并在原地维持，不会远离明升官网大陆向东撤退。另外由于前期春季和夏初印度洋一直维持暖水，这致使高层的高气压加强，并由该区盛行的西风向东输送，也有利于副高的加强西伸。这样西太平洋副高的东侧不断补充加强，西侧又有印度洋高气压的不断并入，于是副高就被锁定在我国南方地区，并且强度不断增强。再加上“海洋大陆（印尼）――南海”的暖海温使对流活动明显发展，也促使副高进一步加强北抬，因而呈现了稳定、持续且偏西、偏北的特点。“只要热带太平洋至印度洋‘东冷西暖’的海温形势不变，副高就会维持下去。所以海温的变化才是副高持续稳定的主因。”丁一汇总结道。
但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作用，副高的偏强也和北极涛动呈正相位有关。由于北极地区通常受低气压系统支配，当北极涛动处于正位相时，冷空气被周围的高气压“困在”极地，难以向南扩展。由于在副热带中纬度地区冷空气活动较弱，因而不容易促使副高减弱和东退。“北极涛动处于正相位和赤道太平洋‘西暖东冷’叠加，都有利于副高稳定发展，这是导致今年夏季南方大范围高温热浪天气的主要原因，或特殊的原因。”丁一汇补充道，“另外从气候背景来看，1997年之后的近15年来，我国也一直处于高温热浪的高发时期，这正好对应于拉尼娜冷水事件的多发期。”
在我国南方地区饱受“炙烤”的同时，其他部分国家和地区也难以称得上“风调雨顺”。7月以来，欧洲部分地区温度都超过了35℃，平均气温比往年同期明显偏高，德国、意大利等国的最高气温直逼40℃。热浪还造成了部分地区的人员死亡。很多人不禁要问，我国和欧洲地区出现的高温热浪是否存在着某种联系呢？
“上面提到的北极涛动和赤道太平洋‘西暖东冷’，都是全球范围内的大气环流形势和海温变化情况，显然这种大尺度的系统不会仅仅影响我国。”丁一汇说道，“当我们从整个大气环流的角度看待高温区域的分布时，就能发现，不只我们一个国家受到大气环流的影响。越来越多的研究也表明，如果明升官网东部大范围地区出现高温热浪，那么一定与全球性的高温过程有关联。”
今年夏季，在中东到欧洲地区，在美国的西海岸等地，都出现了明显的高温天气，实际上，美洲、东亚、欧洲到中东这三个地区常常会同时出现高温热浪过程。“这种现象被我们称为‘遥相关’，指的是相隔一定距离的两地气候异常之间的联系。实际上反映了上游的异常天气可以通过高空强风速带（气象上称急流）传播到下游地区，相继出现一连串的天气现象和气候，因而明升官网的这次高温热浪是上面三个条件共同叠加和增强的结果，是一次比较复杂的海气相互作用过程。”丁一汇解释道。
“北涝南旱”言之过早
根据近年来的观测记录，我国雨带北移的现象比较明显。从2000年开始，主要的雨带就已经从华南和长江流域移到了淮河到黄河流域之间，有的年份可以到达华北，今年的雨带则到达了东北地区，所以在近十多年里，南涝北旱的格局确实正在逐渐发生改变。
但是回顾上个世纪五十年代到七十年代，我国气候格局呈现出的实际上是“北方多雨、长江少雨、华南多雨”的形势。目前雨带北移的现状只持续了十几年，而通常一个气候平均值要基于20年至30年的连续数据。现在还没有足够的时间来证明这种趋势的确定性和稳定性，所以还需要参考未来5年到10年的天气气候状况。不过丁一汇也坦言，根据目前国际上和明升官网气象局气候模式预测，未来几年雨带偏北的可能性依旧比较大。
不过，虽然雨带北移现象明显，但需要注意的是，目前的雨带主要还是集中在淮河和黄河流域，未来雨带能否继续北移，还需进一步的观察。“所以，目前还不能说我国夏季进入‘北涝南旱’的阶段，但是雨带北移是近10多年来的明显趋势。”丁一汇总结道。
雨带北移的利弊之辨
据了解，目前我国南水北调工程的东线和西线即将完成，预计每年可以通过这两条线路调取150亿吨至200亿吨水到北方。那么在雨带北移的气候背景下，南方是否还有充足的水分可以调往北方？
“虽然近两年来有北方降水明显增加、长江中下游地区降水减少，但总体说来，并不会影响我国降水‘南多北少’分布的气候特点。”丁一汇解进一步释道，“譬如长江流域年平均降水量达1100毫米以上，即使每年减少100毫米的降水，也仅占年平均降水量的9%左右。而北方地区即使参考降雨较多年份，也只会在年平均降水量上基础上（600毫米左右）增加70毫米降水，即降雨量增加的幅度能达到12%以上。但降水量的变化只是一个叠加在平均降水量上的变率，可以改善北方的供水状况，不会从根本上改变我国和北方的气候格局。南水北调后一个有利的条件是，能够有效减少北方地区地下水使用量，因此该工程的重大经济效应不会受到改变。”
既然雨带北移至一直“喊渴”的北方地区，那么是否这种变化带来的都是有利影响呢？丁一汇认为，由于雨带北移使北方暴雨风险显著增加，需“睁大眼睛”高度关注未来北方地区的防汛工作。
“如果真的出现‘南旱北涝’的气候格局，那么北方地区降水的气候背景就会发生改变，暴雨的重现期就会减少。过去50年一遇的降水，未来可能每10年就会发生一次。”丁一汇强调道，“我国在50年代和70年代属于‘南旱北涝’的气候格局，那时北方夏季几乎每隔一段时间就有一场暴雨，而这种暴雨造成的洪水往往是持续和剧烈的。譬如1963年8月海河特大洪水、1958年7月黄河中下游地区和1975年8月上旬河南地区由大范围暴雨引发的洪水。可见在‘南旱北涝’的气候格局下，北方地区暴雨发生的频次和强度都会明显增加，防汛形势则会持续严峻。”
“去年‘7·21’北京及周边地区出现的极端降水事件应该给我们敲响了警钟，在气候格局调整的阶段，暴雨出现的频率可能比过去要有所增加。至于会不会出现‘南旱北涝’，我觉得这也是一个信号，一个值得高度警惕的信号。”丁一汇认为。
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