我国气候概况示意图
副热带高压
如果说青藏高原是我国气候格局的缔造者,决定着400毫米等雨线的基本走向,那么副热带高压就是我国雨季进程的指挥员,决定着不同年份等雨线的波动范围。
副热带高压是常年存在于北半球副热带地区的高压系统,夏季最强盛的时候几乎能占据整个北半球面积的1/5到1/4。它的内部盛行下沉气流,晴朗少雨,容易出现高温;而它的北侧和西北侧,则是冷暖空气交战的主战场,也是强降雨的集中地。
每年4月底开始,副热带高压就会化身大自然的“水汽搬运工”,携手夏季风开启北上之路,我国各地雨季也随之陆续开启。
我国雨季进程图
4月至6月,副热带高压开始北上之旅,华南地区正好处在其北侧。随着南海夏季风的爆发,冷暖空气在这里频繁交汇,激发出一场又一场的强降雨,华南前汛期就此开启。此时降雨强度往往较大,还经常伴随着雷暴大风、冰雹、龙卷风和短时强降水等强对流天气,一天之内“泼水”400毫米以上也是有的。
6月中旬至7月中旬,随着副热带高压的继续北上,冷暖空气交汇的位置也北抬至江南、长江中下游以及江淮地区。此时的连绵阴雨正好赶上了梅子成熟的季节,于是拥有了一个富有诗意的名字——梅雨。而实际上,梅雨季降水集中、日照时数少、湿度高、风力小,到处都弥漫着霉味儿,所以人们也常把梅雨称为“霉雨”。
7月下旬到8月上旬,副热带高压继续北上,来到了旅途的最北端——北纬30°左右。它控制下的江南等地终于告别梅雨,而处在其北侧的华北、东北等地则迎来了“七下八上”主汛期。此时北方降雨集中、强度大,极端强降雨事件也多发。如今年河北、北京等地刚刚经历的极端强降雨过程,还有历史上的2021年郑州“7·20”特大暴雨、2012年北京“7·21”特大暴雨、2007年济南“7·18”特大暴雨、1996年河北“96·8”特大暴雨,都发生在“七下八上”期间。
9月,副热带高压开始南退,同时位置偏西,因此冷暖空气交汇的主战场转移到了华西,绵绵的华西秋雨大幕开启。华西秋雨降水量虽不大,但持续时间较长,不少地方经常“天无三日晴”。受地形影响,此时的降雨往往以夜雨为主,著名的“巴山夜雨”正是华西秋雨的真实写照。
9月底,完成使命的副热带高压会迅速撤回到海上养精蓄锐,等待第二年再开工,我国的雨季也宣告结束。
当然,这只是副热带高压最基本的活动规律。如果具体到每一年,它的移动时间、影响范围、强度都会有所变化,再加上其他影响降水的天气系统和大气环流等因素也不尽相同,因此每年我国降水的总量以及时空分布都有一定的差异性,400毫米等雨线也会随之出现相应的波动。
雨水改变了什么
丰沛的雨水,能带来哪些神奇的改变?
400毫米等雨线,同时也是我国半湿润区和半干旱区的分界线。在它的东侧,丰沛的雨水滋养了郁郁葱葱、枝繁叶茂的森林,灌溉了稻香阵阵、麦浪滚滚的良田,汇聚了纵横交错、奔腾不息的大江大河,更孕育了光辉灿烂、历久弥新的中华文明。
我国的外流河(直接或间接流入海洋的河流),绝大部分分布在等雨线的东侧,河流水量占到了全国河流总水量的95%以上。黄河孕育了伟大的中华文明,而长江上游的巴蜀文化、中游的楚文化、下游的吴越文化以及珠江流域的岭南文化、松辽流域的女真文化等,则共同成就了丰富多元的中华文明。随着经济社会的发展,河流沿岸的城市也逐渐兴起、繁荣,我国历史上著名的七大古都——安阳、西安、洛阳、开封、北京、南京、杭州,都位于江河之滨,如今,我国也有三分之二以上的省会级城市都坐落在江河两岸。千百年来,人们依水而居,城市因水而兴,一直延续至今。
演变:大数据看等雨线之变
随着时间的推移,400毫米等雨线发生了什么变化?中国天气网通过深挖气象历史大数据,特别关注了这条线在近70年间的演变历程。不变的是我国降水依然从东南向西北递减,等雨线整体上相对稳定;变的是降水年际差异大,降水时间、空间分布波动大。
降水异常年份波动明显
1951年以来,400毫米等雨线呈现波动中相对稳定的状态,我国各地降水量年际差异较大,平均年降水量的阶段性变化特征比较明显。上世纪五十年代至六七十年代降水由多到少,八十年代到九十年代降水增多,而近几年降水又有增多趋势。
我国降水异常的年份,400毫米等雨线出现了明显的波动。1959年、1996年、1998年和2021年等几个异常多雨年,等雨线十分靠西、偏北;而1986年、1997年、2009年等几个少雨年,等雨线则靠东、偏南。
以1997年和1998年为例,这两年400毫米等雨线波动十分明显。1997年,我国北方地区降水明显偏少,华北、东北及西北东部等地的年降水量较常年偏少3成至5成,加上高温、干旱十分严重,全国农田最大受旱面积达4.7亿亩,等雨线一度南压到山东东部、河南中部至陕西中南部一线;而1998年,我国长江流域降雨频繁、强度大、覆盖范围广、持续时间长,松花江流域雨季提前,降雨量明显偏多,长江、嫩江、松花江等江河发生了特大洪水,等雨线东界推至内蒙古中部,南界北抬到陕西北部至甘肃东部一带。
警惕极端强降雨事件
在400毫米等雨线附近,大部分城市的降水量在近几十年时间里保持着波动变化的趋势,且部分城市降水量在增多。从1961年至2020年的逐十年平均降水量数据来看,黑龙江爱辉、青海西宁、陕西榆林、西藏拉萨等地变化较为明显,都呈现了降水增多的趋势。
等雨线周边站点年均降水量变化
这些400毫米等雨线沿线站点仅仅是一个缩影。有研究表明,在全球变暖大背景下,近40年,西北地区西部气温升高、降水增加,呈暖湿化趋势。从多种气候模型预测,未来30年,西北地区西部将继续呈暖湿化趋势。即使在变暖变湿的趋势中,也会有少雨干旱的年份或低温寒冷的年份,有时候强降雨还可能引发极端事件或出现旱涝急转的情况。
不只西北地区,最近几年,东北、华北地区也呈现出降雨偏多的趋势,且极端暴雨事件多发。根据国家气候中心的统计,2021年,我国北方降水量为历史第二多,仅次于1964年,北京、天津、河北年降水量均为历史最多。当年7月20日,河南郑州遭遇历史罕见特大暴雨,单小时降雨量达到201.9毫米,打破中国大陆小时降雨量极值,引发大面积城市洪涝灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。而今年7月底8月初,北京、河北等地再次遭遇罕见持续极端暴雨,河北省邢台市临城县赵庄梁家庄站累计降水量达1003毫米,几乎在两天就下了两年的雨,北京市昌平王家园水库和门头沟高山玫瑰园两站累计降水量均超过700毫米,远超2012年北京“7·21”特大暴雨极值。
“更热、更旱、更涝”的未来正在到来,全球变暖加剧了气候系统的不稳定和水循环,强降水更加显著,极端性也增强了。今年世界气象日的主题是“天气气候水,代代向未来”,全球变暖背景下,只有增进对天气气候系统的了解,采取更有力的行动应对挑战,才能真正实现趋利避害,实现可持续发展,让生命更安全,让生活更美好。
结语:因天气而生 为发展而变
400毫米等雨线,看起来是一条简单的雨量分界线,实际上,它所带来的天气气候早已潜移默化地给我们的生产方式、生活习惯打上了不同的标签。
有很多人就生活在这条神奇的线上,他们更容易感受到这条线的每一次“跳动”。伴随着全球变暖,“画线”的位置也有向北、向西挺进的趋势,它所到之处降雨增多、积温升高,改变着当地的种植结构和生态环境,也改变了人的生活。
还有很多人,近几十年正在努力地连接起这条线的两端。从戈壁滩上的高速公路到连接崇山峻岭的桥梁,从永冻土上的青藏铁路到高原海拔最高的机场,从中欧班列到西气东输······400毫米等雨线的两端,从未联系得如此密切过。人们更加频繁地往来交流,也带动着这条线以西地区的社会、经济发展,使线的东西两侧实现资源互补、融合发展。
有更多的人愿意跨过它,到西部感受壮美的风光、捕捉发展的机遇。从大兴安岭的皑皑积雪到黄土高原的沟壑纵横,从三江源的春意盎然到雅鲁藏布江的山花漫野······我们有百千种见证它的方式,每一段都是奇遇,每一眼皆是流光。
参考文献:《“400mm等雨量线”、长城与农耕游牧民族的分界线》、《北方农牧交错带界线的变迁及其驱动力研究进展》、《中国西北气候干湿变化研究进展》、《基于CMIP5的中国西北地区暖湿化演变研究》、《西北地区气候暖湿化背景下水汽、潜在蒸散及极端温度和降水的变化特征》、《青藏高原隆升对亚洲季风形成和全球气候与环境变化的影响》、《青藏高原感热气泵影响亚洲夏季风的机制》、《气候:历史的推手》、《中国气候的基本特征》、《影响中国气候的主要因子》、《青藏高原——亚洲季风的发动机》、《中国雨季的气候学特征》、《过去45年中国干湿气候区域变化特征》等。
来源: 中国天气网