每年5月中下旬,一支来自热带的湿润气流都会如期造访南海,标志着我国汛期天气的开始。这就是“南海夏季风”爆发。南海夏季风从何而来?它的到来为何意味着我国汛期的开端?它与夏季活跃在我国大部的东亚夏季风有何种关系?它为何会对东亚地区的天气产生深远影响?本期科普看台,我们将和您一同探个究竟。
专家顾问:中国气象局气象宣传与科普中心特聘专家 朱定真
季风启航——
拉开我国汛期序幕
每年夏季,我国江南和华南等地频繁遭受强降水的影响,引发关注。南方暴雨频发,是否与南海夏季风有关?南海夏季风是如何形成的?与我国汛期天气又有怎样的联系?
南海夏季风又称南海季风,是亚洲季风系统的重要组成部分,其实质是南半球东非沿岸的越赤道气流经过印度洋、中南半岛,最终抵达南海地区的结果。
在整个亚洲夏季风系统中,南海夏季风起着承上启下的作用。
南海夏季风爆发是指南海区域风向和湿度场快速转变的现象。南海夏季风爆发,改变了整个亚洲地区的热量和水分平衡,就像给大气环流按下了 “切换键”,标志着亚洲大气环流从冬季型正式转换为夏季型,同时也预示着东亚夏季风的到来。
随着南海夏季风爆发,一系列天气变化接踵而至。西太平洋副热带高压明显减弱、东撤,南海区域开始盛行西南风,对流活动变得活跃起来,降水也会显著增加。
南海夏季风对我国影响最大的是华南与江淮流域的强降水。南海夏季风是我国主雨带由南向北逐步推进的幕后推手之一。6月上旬,南海夏季风全面爆发后,将沿着副热带高压的外围给华南带来“龙舟水”;随后副热带高压北抬,南海夏季风也带着雨带北移,大名鼎鼎的江淮梅雨随之上场。到了7月底至8月初,华北、东北地区陆续进入多雨季。进入9月,随着副热带高压南返,夏季风逐渐减弱,雨带南撤,南海转为东北季风控制,标志着夏季风的结束。
我国从冬季环流到夏季环流转换最早的地区是南海地区。从气候的角度观察,南海夏季风爆发的早晚,预示着冬季风到夏季风转换时间的早晚,在一定程度上可预示我国季节进程,尤其是雨季进程的早晚。一般来说,南海夏季风爆发偏早,我国雨季进程就会早一些,反之,雨季进程会迟一些。
值得注意的是,南海季风属热带季风,我国大部地区为非热带地区。因此,虽然会受到热带天气系统(如源自热带的西南气流)影响,但我国大部地区降水更多的是中高纬冷空气作用所致。我国受季风影响区域主要在中东部地区,这里的降水既受西南暖湿气流影响,也受中高纬度北方冷空气影响。南海季风多与我国季节转换的早晚相关联,与主雨带关系则较弱,雨带主要受中高纬环流影响。
除了影响我国主雨带进程,南海夏季风的强弱,还会影响汛期不同区域的降水总量,那么它是如何影响的呢?
数据显示,南海夏季风强度指数与夏季长江中下游和淮河流域降水有显著负相关关系,而与江南地区降水和华南后汛期降水间呈现出显著的正相关关系。因此,在强南海季风年,夏季长江中下游和淮河流域降水偏弱,而江南地区和华南后汛期降水则会偏强。
此外,南海夏季风也是全球气候系统中的关键一环。南海夏季风与印度洋季风、西太平洋暖池活动存在耦合关系,共同影响厄尔尼诺(ENSO)、印度洋偶极子(IOD)等大尺度气候事件。(王畅)
数据来源:国家气候中心 制图/刘蕊
季风之舞——
吹动雨带的风,如何塑造我国降水格局?
每年5月份,我国南海夏季风爆发, 标志着东亚夏季风系统开始启动。随后,东亚夏季风环流逐步建立,季风雨带渐次从华南向北推进,我国逐步进入主汛期。
一般情况下,南海夏季风爆发后,两周内季风气流将携带更为充沛的西南暖湿水汽,从热带印度洋和南海输送到东亚大陆,冷暖气流在我国南方地区交汇,导致持续性降水。彼时正值端午前后,华南一带对流性强降水过程也被称为“龙舟水”。
龙舟水的成因与南海夏季风密切相关。南海夏季风爆发打通了来自孟加拉湾、印度洋、南海的水汽通道,为龙舟水期间的强降水过程提供了有利的水汽条件。另外,这个季节仍有弱冷空气在华南北部活动,西风槽系统为华南地区提供了有利的动力条件,加上季风槽活跃在华南地区,导致该区域常常出现持续的强降水天气。
进入6月初,向着东北发展的南海夏季风与向西南延伸的副热带季风相遇并“牵手”相连,如同架起一座桥梁,让来自孟加拉湾、中国南海、西太平洋上空的温暖水汽在桥上通行“飞驰”,形成东北—西南向雨带。此时,日本进入“梅雨”季节。
到6月中旬,随着该雨带向北跃至长江流域,我国江南、长江中下游以及江淮等地区出现连绵阴雨天。此时正巧碰上梅子成熟季节,因而又称为“梅雨”“黄梅雨”,又因温度高湿度大,衣物用品易发霉而被称为“霉雨”。不仅我国,韩国在此时节也正经历“梅雨”,韩国称之为“Changma”,形象地比喻为“长毛”。
随着副热带高压北抬,南海夏季风推动雨带北移,7月底至8月初,华北、东北地区“接棒”降水,进入“七下八上”的多雨季。此时北方的降雨并不像南方那般“温和讲理”,呈现出降雨集中且强度大等特点。
7月至8月,南海夏季风再度影响华南地区,使其进入雨季,称之为“华南后汛期”。数据显示,南海夏季风强度指数与华南后汛期降水之间存在显著的正相关关系。
除了吹动雨带,南海夏季风的爆发还将给农业生产带来影响。5月至6月,正是稻米瓜果生长成熟的季节。随着南海夏季风的爆发,西南暖湿气流充沛,强降雨过程频繁,降雨日数多而日照偏少,这样的气象条件不利于早稻、玉米等作物的正常生长发育,也将影响瓜果的成熟和上市,还会带来水稻病虫害等问题。(刘蕊)
季风变奏曲——
爆发有早晚 影响大不同
南海夏季风的爆发是亚洲大气环流从冬季型转为夏季型的重要标志。其爆发时间、强度及进退速度的年际变化,直接影响东亚地区主要雨带的时空分布和降水量,进而引发区域降水和大气环流的异常,甚至通过大气遥相关作用,对环太平洋地区的气候产生深远影响。
南海夏季风具有多时间尺度变化特征,影响因素十分复杂。我国主汛期洪涝灾害多发,其中大部分极端降水事件都与南海夏季风的异常活动紧密相关。国家气候中心统计数据显示,过去40年间,南海夏季风爆发时间整体有所提前。这是由于在气候变暖背景下,全球不同地区的升温幅度并不均匀,南海北部的中、高纬度地区的升温幅度,比南海南部的热带地区更大,这种经向热力对比促使了南海夏季风提早爆发。
此外,全球变暖还导致南海夏季风呈增强趋势,南海北部中、高纬度地区快速增暖,南海地区的夏季风环流和对流均呈现持续增强的长期变化趋势。
从单一年份看,南海夏季风爆发时间的早晚对东亚气候格局影响显著。
若南海夏季风爆发偏早,南亚和东亚夏季风将偏强,我国夏季主要雨带会分布在北方地区,东亚地区夏季旱涝分布主要表现为由南向北的涝-旱-涝-旱的相间经向分布,旱涝范围大小接近,程度轻重相当;而在南海夏季风爆发偏晚的年份,南亚和东亚夏季风将偏弱,长江流域及其以南地区降水可能偏多。此时,东亚地区夏季旱涝分布主要表现为由南向北的旱-涝-涝-旱格局,其中涝的范围大于旱,旱的程度重于涝。在南海夏季风爆发时间正常的年份,东亚地区夏季旱涝分布主要表现为局部性分布,旱涝的范围均较小,旱涝的程度也较轻。若爆发较常年偏晚,长江流域及其以南地区需注意防范强降水天气的发生。
强度方面,在南海夏季风偏弱年,长江中下游及江淮流域降水将明显偏多,华南和华北地区降水将偏少;而在南海夏季风偏强的年份,主要多雨带将位于我国东南沿海和华北北部至东北南部一带。
为应对南海夏季风变化带来的挑战,气象部门不断提升监测预报预警能力,重点防范城市内涝、中小河流洪涝及山洪、地质灾害等次生灾害。中国气象局依托我国新一代气候监测预测分析系统(CIPAS3.0),实现了对南海夏季风变化的实时监测,为汛期气候分析预测提供有力支撑。2021年,中国气象局联合高校单位开展的南海夏季风综合科考试验,成功观测到南海夏季风全面爆发的强对流过程,揭示了南海夏季风爆发前后的复杂环流形势。未来,中国气象局还将持续密切监测南海夏季风发展变化,滚动开展短期气候预测预报服务,为防灾减灾提供科学依据。(苏杰西)
季风记忆
还记得去年那场持续一周的暴雨吗?阳台晾不干的衣服、小区变成“水塘”、外卖小哥的橙色救生衣……这些都是与南海夏季风有关的记忆。来,说说你的季风记忆——
小红书用户@祝安酿:
亚热带季风气候是种进南方孩子骨子里的。南方的五月,整个人都变得潮湿。在夏季,我们被迫躲着天空,在雨伞下隔离出自己的空间。永远晒不干的校服让我不得不把裤脚卷到小腿肚,那时无厘头地想每天都穿不干的衣服老了会不会得风湿病,天真地以为全世界的夏季都要和雨画等号。来济南之后,我极少听到那种如同交响乐团共奏的雨点敲打,雨伞常常被捆好放到橱柜深处,雨季几乎从我的记忆中消失了。然而实际上我低估了亚热带季风气候在南方孩子身体里的“根植”力度。当我闻到空气中久违的放线菌味道,就好像又穿越回闷热潮湿的南方。那些雨水,渗入土壤、渗入骨骼、渗入时光、渗入血液,我想我走到哪,都逃不出雨季的网了。
外卖小哥江涛:
我在广东广州送外卖八年啦,季风记忆那是刻在车轮子上的。每年季风一来,暴雨就跟倒水似的。记得有回接单,雨大得像天漏了个窟窿,我穿着雨衣也浑身湿透,电动车在积水里直打滑,心里又急又怕订单超时。可也有些暖心的时刻,有次暴雨天,顾客特意在订单备注“师傅慢点,安全第一”,还给我打赏了。等雨小了些,风裹着街边木棉香气扑过来,我又有了劲头。这季风啊,有苦有甜,就像咱这生活,再难,也总有盼头,咬咬牙就挺过去咯。