剛過去的7月,中國近1/ 3地區經受了高溫考驗。從重慶四川,到上海浙江,7月連續多天超過35℃。長沙創下連續32日高溫“大滿貫”,更以今年42個累積高溫日登上省會城市高溫榜首。高溫榜第二名是重慶,今年以來高溫36天。第三名杭州的累積高溫日為33天,7月24日至28日,杭州50年以來首次連續5天突破40℃。7月26日,上海徐家匯區最高氣溫達40. 6℃, 創下自1872年建氣象站以來的最高紀錄。141年以來,徐家匯僅4日氣溫達到40℃以上,其中兩次發生在近幾年(2009年7月20日和2010年8月13日)。
進入8月,各地暴雨以后高溫又卷土重來,氣象部門接連發布高溫預警:浙湘鄂贛新局地高溫將破40℃。
這場罕見的高溫到底是怎么回事?還會持續多久?這樣的炎熱天氣會成為未來氣候的常態嗎?

一曲失衡之舞
我國大部分地區受到亞洲季風系統的控制。5月份,夏季風在南海爆發,從太平洋上來的偏南夏季風帶來的暖濕空氣與來自北方的干冷空氣形成大量鋒面降水,這就是華南前汛期盛期。6月中旬,夏季風蓄足勢力突然加強北抬,西北風回退,二者在長江流域對峙,開始江南梅雨期。7月中旬,夏季風繼續前進,把雨季推到華北地區,而留給江淮流域的,則是偏南風身后大范圍晴朗炎熱的副熱帶高壓。
在副熱帶高壓的下沉氣流控制下,我國中東部處于酷暑期。這期間,若從歐亞大陸高緯度地區傳來西風槽,副熱帶高壓會東退變弱。結伴而來的短暫雨水能緩解暑情。西北太平洋順著副高西南邊緣移來的臺風,也能削弱副熱帶高壓的強度,并帶來降水降溫天氣。
一般來說,8月中旬夏季風會開始退回到長江流域,隨后副熱帶高壓收縮回到太平洋上空,暑天隨之結束。
整個過程就像在跳舞,各個系統你進我退,時而停時而動。韻律掌握得好,就是一曲風調雨順的舞。一旦一方過于強勢不按節奏邁步,舞就跳得一團糟,我國大多數地區就得遭受災害之苦。就2013年的情形看,就是過強的夏季風和西太平洋副熱帶高壓少了與其抗衡的對手,造成了如今的高溫之災。
早在3月底,這場高溫就已初露端倪。
今年3月28日,偏高的3月氣溫與來自南海的暖濕氣流,讓華南比常年提前9天進入前汛期。局部地區高溫不穩定條件下得到來自海上的暖濕氣流補充,強對流天氣頻繁發生,導致華南地區比常年同期增加一倍的降水。
剛入6月份,夏季風就迫不及待地北推。上海6月7日宣布入梅,較常年提前整整10天,6月30日就已出梅。今年的梅雨“火氣”很大,一改“江南水鄉綿綿陰雨”的溫柔之氣,上演了一場場狂風暴雨。江淮地區6月23日入梅,7月8日出梅,梅長比常年短了八九天。更有甚者,蘇州6月23日入梅,6月30日便與上海一起出梅。
梅雨期間大多數地區總降水量偏低,降水間隔長,氣溫回升快。7月初,南京還在梅雨期就持續出現35~37℃的高溫天氣。
梅雨過早過短,降溫效果不夠,于是長江流域7月就早早進入高溫天氣。隨后控制著我國南方大部的副熱帶高壓,則成為高溫天氣的“罪魁禍首”。
副熱帶高壓盤踞南方
地球各緯度接受的太陽熱量不均勻,熱帶地區獲得熱量比極區多很多。近赤道地區受熱上升的氣流常年向高緯度流動,到達副熱帶地區高空開始下沉。副熱帶高壓就位于兩個經圈大氣環流交匯的下沉區。由于氣流聚集,空氣下沉增溫,副熱帶高壓所處地區炎熱干燥,往往伴隨無云的朗朗晴空。
副熱帶高壓大多為東西向橢圓形,夏季多分裂成兩個中心。其東西范圍可長達3000公里,南北1500多公里(約450萬平方公里),北緯15- 35度之間的太平洋大半面積在其控制之下。它在全球有多個單體,其中西太平洋上空的副熱帶高壓,對我國天氣和氣候有著極其重要的影響。
隨著季節變動的副熱帶高壓,其強度和范圍還有周期為20~30天的振蕩。這個期間,它會擴張,也會收縮,有時西進北抬,有時東退南移。當它加強西伸進入我國大陸時,其控制的區域會普遍少雨升溫。
海溫條件、青藏高原的熱力作用、大氣環流中的阻塞形勢,以及西風槽活動均會對副熱帶高壓強度和范圍產生影響。
今年西太平洋海溫偏暖,副熱帶高壓偏強。青藏高原積雪偏少也促進了高壓加強和穩定。由于全球各地的阻塞高壓穩定少變,亞洲西北部缺乏西風槽發展,盤踞在我國南方的副熱帶高壓更是有恃無恐地穩坐天下。
在穩定少動的副熱帶高壓控制下,南方地區持續晴朗無云,下沉氣流增溫加上太陽輻射加熱,氣溫不斷刷新紀錄。
全球熱浪遙相呼應
歐美和亞洲其他地區的7月同樣“熱”情似火。
日本7月份最高氣溫突破39℃,日本總務省消防廳統計數據顯示,被急救車送入醫院的中暑病人超過2萬人;德國和意大利,7月27日~7月28日,氣溫超過38℃,逼近其歷史紀錄40. 2℃;西伯利亞西北部,7月15至7月24日,熱浪襲擊讓接近北緯70度的地區連續10天氣溫超過30℃。
由于地球自轉和地球曲率,大氣對流層中會產生尺度與地球半徑相當的行星波。這類波動會將擾動以波列的形式從一個地區向另一個地區傳播。氣象學家認為,歐亞大陸、太平洋、美洲大陸以及大西洋的天氣系統異常正是這樣密切地關聯到一起。
這也導致類似的高溫和寒潮事件往往會在世界各地同時發生。
如,2003年我國夏季高溫持續時間和強度均超過今年7月,同年夏季,歐洲熱浪導致46000人死亡,其中約15000人死于熱浪中心法國;2006年川渝地區高溫天氣并遭遇有記錄以來最嚴重的干旱,歐美同時爆發高溫事件。
越來越熱嗎
為了更好對待全球氣候變化問題,世界氣象組織 (WMO)和聯合國環境規劃署(UNEP)于1988年建立了政府間氣候變化專門委員會(IPCC)。IPCC的評估報告主要根據已出版或嚴格審核的來自全球的科學技術文獻,代表了目前主流研究結果。
2007年IPCC第四次評估報告指出,1901年到2000年全球地表年平均溫度上升約0. 74℃。全球觀測顯示,2000~2009年是有氣象記錄以來最熱的十年。
2012年,《IPCC管理極端事件和災害風險,推進氣候變化適應特別報告》中指出 ,“模式預估,到21世紀末,極端溫度將會大幅增暖。幾乎確定的是,整個21世紀全球日溫度極暖時間的出現頻率和幅度將會增加,而極冷事件將會減少。大多數陸地地區暖期或熱浪的持續時間、頻率/強度很可能會增加。”
也就是說,未來仍很有可能出現類似的高溫事件。由于這是全球氣候系統共同作用,利用人力扭轉的可能性不大。
我們能做的是增強城鎮和個人的抗災能力。如,建設房屋時,優先考慮具備自然降暑保溫功能的住宅,以減少對電力的依賴。政府和企業制定出臺高溫舉措,減少高溫工作傷亡事故。必要時刻開放公共防寒避暑場所幫助居民度過困難時刻。
大自然有著自己的節奏,即使高溫天氣來了,也不會無休止地惡化下去。例如最近,就算副熱帶高壓依然“賴著不走”,其一旦略有些松懈減弱,很多地區立即發展出強對流天氣。8月1日下午,杭州電閃雷鳴下了一場暴雨,夾帶著的冰雹大如葡萄。這種由高溫高濕催生的雷暴天氣陸續出現在長江流域,給持續的酷暑帶來一些清涼的間歇。
(作者系氣象學博士,目前在美國邁阿密大學從事氣象學博士后研究工作。)