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2022-05-13 10:25
印度,热炸了

本文来自微信公众号:地球知识局(ID:diqiuzhishiju),作者:小哲,校稿:朝乾,编辑:养乐多,头图来自:视觉中国


在过去的几个月里,突破历史纪录的热浪一直困扰着南亚次大陆的印度和巴基斯坦。


本次热浪开始于3月,在持续了一个多月后,在4月末达到高峰期,气温一路升高至43摄氏度以上,带来了创纪录的高温天气,一些地区甚至高达46度。进入5月后,盘亘在印度和巴基斯坦某些地区的热浪,可能还将持续一段时间。


之前就已经比较热了,4月末直接就热到窒息了▼


热浪滚滚


4月2日,印度气象局报告称,全印度今年3月平均最高气温为33.1℃,比长期平均水平高出1.86℃,为过去122年中(1901~2022年期间)有观测以来的最高纪录。巴基斯坦也经历了至少过去60年来最热的3月。


3月印度印度全境及各区域温度▼


然而就在印度发布这份报告几周后,根据美国航空航天局(NASA)地球观测站报道,2022年4月中下旬爆发了更强烈的热浪,使印度东部、中部和西北部的气温比正常气候水平高出4.5至8.5°C。


4月27日,印度北方邦阿拉哈巴德的气温超过了45℃

若没有外部降温措施,人体是难以忍受的

(图:NASA-模拟温度)▼


据印度气象局最新的报告称,今年4月全印度平均最高温度为35.30 ºC,而1981年至2010年4月的平均最高气温不过33.94 ºC。而今年4月,印度西北部36.32ºC、印度中部38.04ºC的平均最高气温都创下了各自区域过去122年的最高纪录,在此之前印度西北部的最高纪录仅为2010年的35.4ºC。


同样,印度西北部28.18ºC和中部31.35ºC的4月平均气温,也打破了2010年4月两地27.79ºC和31.10ºC的纪录,成为两个区域所经历过的最热4月。


4月印度全境及各区域温度▼


对于印度和巴基斯坦来说,5月通常才是一年中最热的月份。刚刚进入5月的第一天,巴基斯坦的纳瓦布沙就达到49.5摄氏度,这是2022年以来地球上记录的最热温度。


2022年5月1日,全球气温概况

印巴两国把非洲大陆远远甩在后面了

颜色越深温度越高▼


西部扰动的异常


这次热浪事件背后关键因素来自于西部扰动。


在冬春季节,由于太阳辐射位置偏南,全球行星风带也整体偏南,冬季偏南的西风带穿过了青藏高原,高大突起的高原使得500hPa以下的西风气流出现明显的分支、绕流,形成了南北两支西风气流。


西风气流分支绕青藏高原流动示意▼


4月28日500hPa下的风场

可以明显看到青藏高原南北两侧存在的分支气流▼


在此之上的250hPa高度场上,自西向东环绕全球、中心最大风速可达50~60m/s的副热带急流。这一急流在冬季也分为了南北两支。其中位于青藏高原南侧、对流层高层的南支副热带急流经过恒河平原,最后在中国南部到日本一带,与北支副热带急流汇合。


3月15日250hPa下的风场

可以看到急流取分为南北两支继续向东移动▼


当低压系统在地中海形成后,在高空西风急流的引导下一路向东,穿过土耳其、伊朗、俄罗斯南部和印度北部,途中收到黑海和里海的水汽补充而加强。这一低压系统由于来自于印度的西面,所以被印度气象学家命名为西部扰动。它就是南亚北部冬季期间主要的天气系统。


来自地中海地区的低压系统向东移动

(图:NASA)▼


此后,西部扰动随着南支的西风急流进入印度西北部的平原后,继续向东和东北方向移动,降水可以从西向东扫过整个恒河平原。高空南支西风槽前的辐散作用,更有利于地面低压系统的发展,再加之高大地形的抬升,使得喜马拉雅山一带产生降雪天气。


西部扰动带动低压系统的发展

然后在此区域产生降雨,气温下降▼


尽管南亚冬季降水占全年降水的比例很小,但西部扰动造成的降雪为印度河和恒河提供了水源,对该区域的冬季农作物有重要影响。


西部扰动与常见的温带气旋系统存在着较大的区别:一般的温带气旋有很完整的锋面结构,向东北方向移动;而西部扰动则不具有任何锋面结构,大多数属于锢囚系统。但其形成的气旋式的环流非常有利于湿空气上升,从而给南亚北部地区带来丰沛的降水。


常见的温带锋面气旋▼


西部扰动的频率每年都有所不同,在冬季,平均每月都会有 3~6 个低压系统穿越印度。在每年3~4月,西部扰动形成的天气系统给巴基斯坦、印度北部甚至印度中部地区带来宝贵的季风前降水。


这些降水不仅为居民生活和农业活动提供用水,而且增加了土壤湿度,有助于保持较低的气温,并且涵养的水分再次蒸发,增加了局地成云致雨的可能性,从而形成正反馈循环,以维持温和的气候。


然而,这样的西部扰动系统并非固定不动。在南亚季风未开始前和季风结束后,副热带急流的纬度位置一般会有5~10度的波动。今年的副热带急流异常北伸,在印度次大陆上空形成了一个异常强烈的高压脊区,相对稳定的热穹顶使得炎热干燥的气团长期停滞在南亚大陆。


这样的环流型抑制了低压系统的发展和移动,从而导致西部扰动相当弱,并显著减少了降水,干燥的土壤在晴朗天气的烘烤下,升温更加剧烈,最终带来了这次强烈的热浪天气。


4月26日250hPa下的风场

在南北分支前,急流形成的高压脊偏北

也就影响着低压系统的东移,以至于气流下降,降水减少▼


在急流与西部扰动异常的背后,还存在着更加遥远的幕后黑手。在相距数千公里之外的热带中东部太平洋,海水冷异常标志着拉尼娜事件的发生。在过去的半个世纪里,拉尼娜事件往往伴随着印度更加干燥和炎热的春季。东太平洋的拉尼娜现象加剧了此次3月和4月的高温,并显著削弱了印度的季风前降雨。


4月至5月初,太平洋中东部区域海水变冷

以往拉尼娜在印度次大陆上空产生低压模式,导致严冬

但持续的拉尼娜现象在冬季之后扰乱了季风前的常规模式▼


此外,全球变暖使得更强烈和更持久的热浪出现得更加频繁。在印度西北部,气温达到至少40摄氏度的天数从上世纪70年代的每年25天增加到本世纪10年代的每年45天;严重热浪的持续时间增加了近一倍。


致命的高温


在印度海岸附近和印度河流域高湿度与高温的结合会推高体感温度,直到接近人体所能承受的极限,造成危险的高热应激。


我们在天气预报中听到的、用温度表直接测得的气温,实际上为干球温度,并不能完全体现出人们对温度的实际感受。在气象学中,有“湿球温度”这样一个概念,它表示的是当前环境中仅通过蒸发水分所能达到的最低温度,可以通过湿球温度计测得。


湿球温度由实际空气温度和湿度决定▼


基于生理学原理,人体的皮肤平均温度接近35℃,高于这个阈值的湿球温度将会阻止人体的散热过程,即使处于良好通风条件下的健康人,也可能会在六小时内中暑甚至死亡。


2022年最新的一项实验研究表明,实际上对于正常人来说,湿球温度阈值往往达不到35℃(Vecellio,2022),而对于老年人和健康状况不佳的人来说,临界湿球温度更低。美国国家气象局把在相对湿度达45%时,湿球温度的“危险”阈值定义为24.6℃,将“极端危险”阈值定义为29.1℃。 


当温度和湿度达到一个点

汗液蒸发也不能让人体降温了,就会“健康死亡”▼


在此次热浪高峰期(4月29日至30日)一天中最热的时候,印度和巴基斯坦的许多地区的湿球温度都超过28℃,印度中部城市那格浦尔甚至记录了32.2℃的湿球温度。


2022年4月30日,印度和巴基斯坦大部分地区的

湿球温度超过了28摄氏度 (图:meteologix)▼


据路透社报道,截止5月3日,印度的马哈拉施特拉邦至少有25人死于中暑。但高温死亡统计有很大的不确定性。鉴于世界卫生组织曾估计印度新冠实际死亡人数是其官方统计人数的约八倍,印度热浪死亡人数的准确性也是值得怀疑的。


事实上,南亚地区是热浪频发的区域。根据国际灾害数据库 EM-DAT 的数据,2015年6月的热浪在印度和巴基斯坦造成3477人死亡,是世界历史上第四致命的热浪,死亡人数超过1000人的11次热浪中有4次发生在了南亚地区。


此外,伴随着此次热浪发生的还有大规模停电。印度在3月31日取消所有与大流行相关的限制后,工业活动恢复,再加上高温天气的影响,电力需求飙升,煤炭库存下降,印度出现六年以来最严重的电力短缺,迫使印度不得不寻求液化天然气的补充,这可能也是印度目前并未因俄乌冲突公开谴责或制裁俄罗斯的原因之一。


印度14亿人口中只有约12%拥有空调,巴基斯坦的情况与之类似,再加上严峻的能源危机的影响,这次热浪事件中人们适应高温的能力很弱。


在热浪的影响下,印度小麦产量也预计将比2021年减产4%,可能会打断印度连续五年创纪录的收成。


热浪也破坏着自然环境。热浪带来了更高的野火风险。根据印度森林调查局的数据,4月27日,全国有300多处火灾发生,其中近三分之一在北阿坎德邦。在北阿坎德邦和喜马偕尔邦的山区,高温也使得积雪加速融化。


持续的热浪导致火灾频发,反之又助长高温▼



5月9日,印度气象局预测,西部扰动的重新活跃将带来降水与降温,意味着大范围的热浪将结束,5月可能将不会出现类似4月的极端热浪。但上周德里的气温一直在40~42摄氏度之间,有其他预测称,11~13日德里等某些地方可能将继续存在热浪天气,气温甚至还将继续升高。


看样子也凉快不到哪儿去▼


好消息是根据世界气象组织(WMO)的预测,2022年夏季季风降雨量将持平或高于平均水平,但预计要等到南亚季风的来临,这些区域的炎热情况可能才会有所好转。


但从更长的时间尺度和全球范围来看,在1979年至2017年期间,全球湿球温度值达到 27°C、29°C、31°C和33°C的频率都已翻倍(Raymond ,2020)。随着全球变暖,未来极端热浪事件也可能蔓延到全球的脆弱地区,影响数百万人。


1979~2017年期间气象站的湿球温度最大值▼


参考资料:

1.https://yaleclimateconnections.org/2022/05/india-and-pakistans-brutal-heat-wave-poised-to-resurge/

2.https://www.theguardian.com/world/2022/may/02/pakistan-india-heatwaves-water-electricity-shortages?CMP=Share_iOSApp_Other

3.https://www.eurekalert.org/news-releases/944592

4.https://phys.org/news/2022-05-india-pakistan-brace-worse-heatwaves.html

5.https://phys.org/news/2022-05-india-degrees-hotter-dangerous-world.html

6.https://internal.imd.gov.in/press_release/20220402_pr_1551.pdf

7.https://www.yourarticlelibrary.com/agrometeorology/western-disturbance-wd-subject-matter-types-and-influence/88877


本文来自微信公众号:地球知识局(ID:diqiuzhishiju),作者:小哲,校稿:朝乾,编辑:养乐多

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