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2024-06-15 08:08

北京为何近期白天酷热,夜晚雷雨频繁?

本文来自微信公众号:壹读 (ID:yiduiread),作者:敏敏,编辑:田纳西,原文标题:《为什么北京最近“白天热辣滚烫,晚上雷雨交加”?》


最近几天,北京的天气几乎都是一个“套路”:白天高温干燥,晚上打雷下雨。


以北京市海淀区为例,先来看高温。回顾本周天气,相关数据显示,6月10日海淀区预计最高气温30摄氏度,10日海淀区升级发布高温橙色预警,预计6月11日到13日,每天13时至17时海淀区最高温度可达37℃以上。6月14日预计最高气温35℃。


可以说,白天就一个字:热。


再来看雷电、冰雹和大风情况。6月10日下午,海淀区陆续发布雷电黄色预警、大风黄色预警。6月11日,雷电黄色预警、大风黄色预警继续,还在6月11日18时45分发布冰雹黄色预警,一天内三预警齐发。此后的6月12日和6月13日,也是三预警齐发。


而且,预计这三个天气影响时间均为傍晚或夜间时分。


以6月11日为例,当天的大风黄色预警信号,预计11日16时至20时,海淀区将出现8-10级短时大风,雷电黄色预警信号预计16时至20时将出现雷阵雨,冰雹黄色预警信号预计18时45分至20时,海淀区将出现冰雹天气。


有不少网友也在这几天的夜晚,拍到了北京的雷暴。


面对这几天“白天高温干燥,晚上刮风打雷下雨”的天气组合,有网友调侃道,这天气还怪懂事的,专在晚上打雷下雨,白天一点也不耽误上班;也有网友疑惑,为什么最近天气都是这样的规律。


对此,我们采访了气象专家尹炤寅,整理了6个你最关心、好奇的问题。


1.为什么今年北京才6月中旬就这么热,这正常吗?


尹炤寅:数据显示,6月1至13日,观象台的平均气温为26℃,比常年偏高1.5℃,为1951年以来第9高;同时在9、11、12号出现了3天最高气温超过35℃的高温日,也比常年多了一天。


今年6月上半月的气温确实偏高,但这一现象在全球气候变暖的背景下来看,其实并不反常。过往数据显示,有8个年份的同期平均气温比今年高,其中有6个出现在21世纪。值得一提的是,2023年的26.8℃和2020年的26.5℃分别排名第二和第三,而同期气温最高的年份则是2001年,13天中出现了6个高温日,平均气温高达27.6℃。


也就是说,要论同期高温排名,今年6月上半月也就将将进前十。


2.这段时间的高温主要受什么因素影响?


尹炤寅:从天气学的角度来说,今年6月上中旬华北黄淮的高温天气和去年端午前后的情况很类似。即,主要原因是暖高压持续控制,次要原因是大气透明度还不错。


次要原因很容易理解:大气透明度高,光照充足,利于升温。


主要原因稍有一点复杂,因为暖高压和单纯的暖气团不太一样,它不仅“暖”,而且“高”。“高”就是字面意义上的高,大量暖空气汇聚起来,堆积到比周围空气更高的高空中。又因为空气是流体,暖空气不可能无限堆高,等堆积到一定程度后,就会从高空向地表运动。


由于海拔越低(高),气压越高(低),所以暖空气向地表运动的过程中,是从高海拔地区到低海拔地区,也是从低压区向高压区。


这一过程类似于一个空心铁球从海面落向海底,水压越来越大,铁球会被挤压变形,即被做功。暖空气块也会被挤压做功,但它最主要的变化不是形变,而是内能升高。也就是说,暖空气在下落过程中,温度会进一步升高,最终进一步加热地表附近的空气,就这样,地表附近出现了高温。


3.为什么最近北京这么多大风、雷雨天气?


尹炤寅:雷雨大风就是典型的强对流天气。强对流天气的形成需要3个条件:水汽条件、不稳定层结条件和抬升触发条件,三者缺一不可。


所谓水汽条件,就是大气中有足够的水汽,才能成云致雨,一般来说,产生强对流天气的相对湿度都在70%以上。


那什么是不稳定层结条件?


举个例子。水的密度比油大,如果一个瓶子中既有水,又有油,稳定的状态一定是水在下,油在上。这时翻转瓶子,变成水在上,油在下,那么水自然要往下降,油要往上升。


大气中也存在类似的情况。我们可以将水理解为冷空气,油理解为暖空气,瓶子是大气层,当低密度的暖空气被地表加热处于低空,高密度的冷空气处于高空时,这样的大气结构就被称作不稳定层结。


这种情况下,暖空气虽然会向高空运动,但其能够自发运动到的高空,并不一定能满足气态的水蒸气凝结成雨滴的条件,所以需要一些其他的机制将其“推得更高”。最常见的就是外埠输送过来一股冷空气,冷空气密度大,会向楔子一样插入暖空气的底部,进而把暖空气抬升到更高空,最终成云致雨。


我们可以根据以上的条件来解释为什么北京近期强对流天气多发。


首先,北京现在已经变为南风主导,相较于来自干冷内陆的北风,南风蕴含的水汽更多。虽然量级上只有小雨水平,但不再是“只刮风不下雨”。


其次,最近光照十分充足,地表温度也持续升高,持续给低空大气输送热量,使其和高空的温差越来越大,也就是大气层结越来越不稳定。


最后,也是最关键的一点,最近经常有冷空气从中低空(大约1.5~3公里高)输送来北京,可以把中低空的暖湿空气抬升到高空,成云致雨。而且,冷空气强度还不弱,和北京相同高度的气温温差能有2~6℃。于是大量的暖湿空气抬升凝结,释放潜热,产生了各种强对流天气。


4.为什么最近雷雨天气总是出现在傍晚和夜晚,不出现在白天?


尹炤寅:单以最近几次雷阵雨天气而言,影响其出现时间的最主要因素是,作为抬升机制的冷空气在傍晚到夜间才影响到北京。其他地方就不见得是傍晚、夜间才出现雷雨天气,比如河北西北部,经常中午就会出现雷雨。


不过,虽然北京的雷阵雨天气来得较晚,但威力更强。因为经过一整天太阳辐射和地表反射辐射的加热,地表附近的气温更高,大气层结更不稳定。所以傍晚和夜间出现的雷雨强度,通常会比出现在上午到中午的更强。


5.为什么最近的雷雨都是“雷声大,雨滴也大”,但降雨时间短,有的十几分钟,长的也不过一个小时左右?


尹炤寅:最近几天,北京的天气让不少人体验了一把“狼来了”。眼看着大风雷电冰雹三预警齐发,不少人都早早回到家里,不能及时回家的也都备好了雨伞等工具,结果雷是打了,也挺大,但真到下雨的时候,哗啦啦不过十几分钟就结束了。


为什么会出现雷声大,雨滴大,但降雨时间短的情况?


“雷声大,雨滴大”表示对流强度强,与之对应的是大气中所蕴含的不稳定能量,也可以简单理解为高低空气温的温差。“降雨时间短、雨量小”则是因为水汽条件差。当前吹来北京的偏南风中,并不算湿润。


但大家也别“嫌弃”现在的天气,虽然现在热,但整体还比较干爽,等到7月份,西太平洋副热带高压控制的区域进一步增大,其外侧湿润的偏南风吹来北京,降水量就会明显增大——但那会儿可就闷热多了。


6.“白天高温干燥,夜晚大风雷雨不停”的模式大概会持续到什么时候?


尹炤寅:这样的日子不会太久了。


对于北京平原地区,6月13日降雨结束后,这种模式会短暂结束5天左右,19到20号很可能再来一轮。北京山区则一直没有这样的模式,经常白天就生成一些对流云团,从而出现雷雨。


不过,对北京平原地区来说,到7月,湿度加大,白天就是闷热而非干热了。

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