2023年7月29日至8月2日,华北地区罕见极端暴雨席卷海河流域,造成严重洪涝灾害和巨大经济损失,社会各界对该事件的成因及预报水平给予高度关注。近日,我院张玲副教授团队联合气象部门和大气所的专家学者,基于ERA5再分析数据、TIGGE集合预报以及WRF数值模拟,对此次暴雨过程进行了深入剖析,揭示了蒙古高原局地温度正异常对高压坝的维持与暴雨发展持续的关键作用。
研究显示,在此次极端暴雨事件中,西太副高异常向西扩展且明显偏移至华北地区上空,从而构筑起一道稳定持久的高压坝。通过对ERA5再分析数据和TIGGE集合预报分析发现, 西太副高位置预报的偏差与本次暴雨过程预报的准确性直接相关,且与蒙古高原的温度异常有密切联系。进一步利用WRF进行对流解析模拟的敏感性试验,结果表明当蒙古高原上空存在显著正温度异常时,有利于局地位势高度的增加,使得西太副高异常持续西伸,形成高压坝,在这样的环流背景下局部暖湿气流在华北上空长期聚集,形成持续且强烈的水汽辐合;与此同时,地形抬升与低层辐合共同作用,加剧了暴雨的发展与持续。对比试验中,将蒙古高原温度异常调整为气候态平均状态,西太副高则明显东移,台风残涡运动速度加快,水汽输送明显减弱,暴雨的强度和落区范围均随之大幅下降。定量分析和敏感性试验阐明了局部温度异常对西太副高异常西伸的物理机制,也为华北极端降水的预报和防灾减灾提供了科学依据。
本研究发表于2025年2月《Weather and Climate Extremes》,第一作者为我院硕士生曹耘畅。
相关论文:
Yunchang, C., Ling, Z., Haijun, Z., Zhun, G., 2025. Impacts of the local temperature anomalies over Mongolian Plateau on heavy rainfall events in north China during July 2023. Weather and Climate Extremes. 48, 100758. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.wace.2025.100758.

图1. (a) 1960年至2023年间,WPSH西伸脊点位置及其标准化异常的年际变化。(b) 1960年至2023年间,500 hPa位势高度异常与蒙古高原温度异常之间的回归关系。

图2. (a) CTL试验中72小时累计降雨量的空间分布(阴影部分,单位:毫米);(b) TAVE试验中72小时累计降雨量的空间分布;(c) 两者之间的差异,从2023年7月29日0000 UTC至2023年8月1日0000 UTC。红色框表示降雨重点落区(37°–40.5°N,114°–117°E)。