引言

对2019年夏季(6—8月，下同)北半球的大气环流特征进行了总结概述，分析了我国近海海域大气环流的逐月演变特征，总结了大风、海雾、浪高和海表面温度等气象、海洋要素在夏季的变化。热带气旋是夏季影响我国近海海域的主要灾害性天气系统，当它移入我国近海时往往造成持续的大风、大浪，文中也着重分析了2019年夏季西北太平洋和南海生成的热带气旋及其对我国造成的影响。另外，除西北太平洋和南海热带气旋外，统计分析全球其他海域的热带气旋活动情况。所使用的数据主要有：常规气象观测资料、FY-4A静止气象卫星资料、NCEP/NCAR再分析资料、法国AVISO卫星高度计浪高资料、美国NOAA(分辨率为0.25°×0.25°)最优插值海面温度资料(OISST v2)、美国JTWC全球热带气旋最佳路径资料等。文中提到的大风、海雾、大浪的统计标准同文献[1-5]。

1 环流特征与演变 1.1 环流特征

由2019年夏季500 hPa平均位势高度图(图 1)可以看出，北半球极涡呈偶极型分布(图 1a)，有两个主要闭合中心，分别位于东西半球，其中东半球极涡中心位于斯瓦尔巴群岛附近(80°N，45°E)，位势高度为548 dagpm，西半球极涡中心位于北极圈内，位势高度为548 dagpm，极涡均表现为正距平(图 1b)，距平中心达到8 dagpm，表明极涡较常年平均偏弱。中高纬度西风带呈4波型分布，欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型，我国近海在西风槽底部，等高线比较平直。夏季副热带高压(以下简称“副高”)588 dagpm等位势高度线(以下简称“588线”)西脊点位于22°N，132°E附近，较常年平均(24°N，131°E)略偏东、偏南，副高主体较气候平均而言表现为正距平，距平中心达到2 dagpm。

1.2 环流演变对我国近海天气的影响

6月欧亚大陆和西北太平洋海域中高纬度500 hPa平均位势高度场呈现两槽一脊型(图 2a)，西侧的槽位于东欧地区，并向南延伸到北非地区，槽区以正距平为主，较常年平均偏弱。东侧的槽位于鄂霍次克海至日本以南洋面，槽区主要为负距平覆盖，中心值达-8 dagpm，相对气候平均东亚大槽偏强。与此同时，在新地岛附近有一冷涡活动，负距平达到-12 dagpm，冷槽底部向南延伸到我国新疆以北。脊区位于贝加尔湖附近并向北伸展至中西伯利亚高原，经向梯度大，且为正距平覆盖。在平均海平面气压场(图 2b)上，冷涡中心位于新地岛附近，中心气压值为1 005 hPa左右，表现为负距平，地面冷涡较常年平均偏强。我国近海地区为弱低压控制，为负距平，说明6月近海冷空气活跃，同时整个西北太平洋地区为高压控制，副高偏南、偏弱，这也是6月热带气旋不活跃的重要因素。6月只有一个热带气旋“圣帕”生成，并且生命史短暂，只维持了18 h。

7月500 hPa中高纬度欧洲地区依旧为大槽控制(图 3a)，负距平中心值为-12 dagpm，较常年平均偏强。贝加尔湖附近由脊区控制，为正距平，脊前不断有冷空气影响我国东北地区。亚洲大陆和西北太平洋中高纬度为平直的短波槽脊，我国近海为平直的西风槽控制，副高北抬西伸，副高西脊点位于26°N，121°E。我国东部近海为低压控制(图 3b)，这是7月多入海气旋活动的重要原因，海上盛行偏南风，有稳定的水汽自南向北输送，暖湿气流结合北方冷海面和弱冷空气导致我国近海多降水和海雾天气。7月一共有4个热带气旋活动，这与副高西伸和偏弱的海平面气压密切相关。

8月欧亚大陆和西北太平洋中高纬度500 hPa位势高度场呈现多波型(图 4a)，副高北抬东退，其西脊点位于日本以南洋面，比常年平均(30°N，133°E)明显偏东、偏北，我国东北及华北地区为浅槽控制，东亚大槽东退至白令海，为负距平。由于副高北抬，赤道辐合带对流活跃，有利于热带扰动发展为热带气旋，8月西北太平洋有5个热带气旋生成并且向偏西或西北方向移动，其中“利奇马” “白鹿”和“杨柳”都移入我国近海海域(图 4b)。

2 我国近海天气分析 2.1 大风过程 2.1.1 概况

2019年夏季，我国近海出现了10次8级(及以上)大风过程(表 1)，其中6次与热带气旋活动有关，2次由入海温带气旋产生，2次由雷暴大风引起。6月近海海上大风主要由入海气旋造成，风力最大8~9级，主要影响我国渤海、黄海海域。7—8月西北太平洋热带气旋活动频数显著增加，偏西和西北行的热带气旋开始影响我国近海海域。7—8月热带气旋是我国近海海域产生大风的主要天气系统。其中第9号台风“利奇马”登陆浙江后沿着我国东部沿海北上，我国近海大风持续时间长达5 d，近海风力达8~10级、阵风11~12级。

2.1.2 8月9—13日热带气旋大风过程

8月9—13日大风过程由热带气旋“利奇马”引起，“利奇马”8月4日17：00在菲律宾以东洋面(17.1°N，131.5°E)生成以后向北偏西方向移动(图 5a)，于8月7日晚上快速加强为超强台风级，由9日17：00浙江台州雷达图(图 5b)可见，超强台风“利奇马”结构密实，眼区清晰，大风区主要位于其前进方向右侧(图 5c)，10日01：45前后在浙江省温岭市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力16级(52 m·s^-1，超强台风级)，中心最低气压为930 hPa。随后“利奇马”穿过浙江和江苏后移入黄海西部海域，11日20：50前后在山东省青岛市黄岛区沿海再次登陆，登陆时中心附近最大风力为9级(23 m·s^-1，热带风暴级)。之后“利奇马”穿过山东半岛后进入渤海，并于13日08：00减弱为热带低压，中央气象台13日14：00对其停止编号。

“利奇马”以超强台风级登陆，在1949年以来登陆华东的热带气旋中排名第三。“利奇马”登陆后移动缓慢，在浙江滞留20 h，是浙江滞留时间最长的热带气旋。受其影响，福建、浙江、上海、江苏、安徽、山东及河北、天津、辽宁等地沿海地区均出现8级以上阵风，其中，浙江沿海风力普遍有12~14级，部分沿海岛屿达15~17级(图 5d)。东部沿海10级以上大风持续近36 h，12级以上大风持续20 h左右，风速最大值为温岭石塘镇三蒜岛61.4 m·s^-1(17级以上)，实测风速为登陆浙江热带气旋第二位。

2.2 海雾过程 2.2.1 概况

4—7月是我国北方海域海雾高发的季节^[6]，2019年夏季，我国近海出现了14次明显的海雾过程(表 2)，其中6月出现7次，7月出现4次，8月出现3次。6、7月北方海域海面温度较低，低层大气盛行偏南风，大气湿度较大，加上适度的气海温差(0~2 ℃)，黄渤海海域多平流冷却雾。同时，夏季925 hPa以下温度层多为弱逆温，静力稳定度下降，湍流向上延伸，有利于海雾在垂直方向发展。

2.2.2 6月3—6日海雾个例分析

6月3—6日，黄渤海地区先后出现海雾天气，由FY-4A可见光云图(图 6)可以看出，6月3日早晨(图 6a)，黄海中部海域出现大片海雾，云团纹理均匀，呈叶片形态，边界比较清晰，形状稳定，结构密实。到6月4日上午(图 6b)，海雾面积进一步扩大，黄海大部海域、渤海、渤海海峡均出现能见度不足0.5 km海雾天气。5日早晨(图 6c)，海雾面积进一步扩大，成山头甚至出现能见度0 km的雾。6日白天，随着冷空气南下，海雾逐渐消散。从长海站和成山头站6月3日08时—6日08时三线图(图 6d、e)来看，海雾发生期间沿岸观测站点能见度最低不足0.1 km，温度露点差小于1 ℃，湿空气饱和度很高，海上盛行偏南风，说明海雾发生时水汽条件很充足。同时还发现，海雾呈现显著的日变化，海雾主要发生在夜间和早晨，白天由于太阳辐射低层大气增温，海雾范围减小，能见度增大。

6月3日08时，黄海海域500 hPa上空为平直的西风环流(图 7a)，大气层结较为稳定，有利于海雾在垂直方向发展和维持，我国山东西部有气旋活动，黄海海域位于气旋前部(图 7d)，有持续的偏南风自南向北输送，当低层的暖湿气流经过冷海面时，为海雾的生成提供了良好的水汽条件，2 m相对湿度大于90%区域与海雾范围近乎吻合。4日08时，山东半岛气旋入海后移至黄海北部(图 7e)，渤海、渤海海峡、黄海大部海域500 hPa上空为平直的西风气流(图 7b)，大气层结稳定，环流形势利于海雾持续发展。在低层，黄海大部海域依旧盛行偏南风，2 m相对湿度大于90%的区域从黄海进一步扩大至渤海、渤海海峡，海雾向北向西扩展，覆盖到黄渤海海域。到了5日08时，黄海大部海域、渤海、渤海海峡500 hPa上空为脊区控制(图 7c)，大气层结更为稳定，利于海雾的维持，由10 m风场和2 m相对湿度(图 7f)可见，低层依旧盛行暖湿的偏南风，不断有暖湿空气向北输送到达黄渤海冷海面凝结形成海雾。

初夏北方海域气温上升，海洋仍是冷海面，海洋对海面上空大气有冷却效应，当有持续偏南风向北输送暖湿空气时，容易出现海雾天气^[6]。研究表明^[7]，黄海气海温差在-1~2 ℃是成雾的适宜条件，此时的气海温差有利于水汽凝结成雾。3日08时(图 8a)，黄海大部海域气温高于海温，气海温差在0~4 ℃之间，卫星监测的海雾形态主要发生在气海温差在0~2 ℃的海域。4日08时(图 8b)，渤海、渤海海峡、黄海中部海域气海温差在0~2 ℃之间，这与卫星云图监测到的雾区范围十分吻合，其中黄海东部海域气海温差在2~4 ℃，从卫星云图监测上看，黄海东部海域并未出现海雾。5日08时(图 8c)，偏南风持续向北输送，海雾进一步发展，厚度加大，在渤海西部和黄海北部海域出现气海温差小于0 ℃的现象，这是由于海雾发展成熟，雾顶长波辐射增强，降温加大，在湍流混合的作用下从雾顶到达海面使雾体降温^[8]。

海上大气逆温层的建立是海雾持续发展的重要条件，逆温层的存在可以抑制近海面对流的发展，阻挡水汽向上扩散，防止海雾抬升形成低云。从成山头站探空图上可见，3日08时(图 9a)，已经有一定高度的逆温层建立，顶部发展到达925 hPa，从1 000~925 hPa风向随高度呈现逆时针旋转，边界层有暖平流，925 hPa附近的大气温度露点差较大，这将形成稳定的干暖盖，抑制低层对流发展，使得近海面的海雾能发展到一定的厚度。4日08时(图 9b)，逆温层依旧存在，这使得海雾进一步维持。5日08时(图 9c)，整层大气的温度露点差有所减小，大气湿度相对增加，900 hPa附近温度露点差最大，逆温层顶高度在950 hPa附近，此时干暖盖依旧维持，这抑制海雾向低云发展，使得海雾在垂直方向的厚度增加。

2.3 热带气旋 2.3.1 西北太平洋和南海热带气旋

2019年夏季，西北太平洋和南海共有10个编号热带气旋活动(表 3)，比多年平均值(1981—2010年)偏少1个。其中，“木恩”“韦帕”“利奇马”“白鹿”等4个热带气旋在我国沿海登陆，登陆个数与常年平均(约4.5个)基本持平，其中“韦帕”和“利奇马”分别出现3次和2次登陆我国的情况(图 10)。2019年夏季10个热带气旋的平均最大强度为30.6 m·s^-1，比常年同期平均(36.1 m·s^-1)偏弱，4个登陆热带气旋平均最大强度为29.5 m·s^-1，比平均登陆强度(31.0 m·s^-1)略微偏弱。

2.3.2 全球其他海域热带气旋概况

2019年夏季，除西北太平洋和南海之外的其他各大洋共有14个命名热带气旋(表 4)生成，北大西洋4个、东太平洋9个、北印度洋1个，南太平洋和南印度洋无命名热带气旋生成。同常年同期相比，北大西洋比平均个数(4.9个)少0.9个，东太平洋比平均个数(9.8个)偏少0.8个，北印度洋比平均个数(0.6个)偏多0.4个，南太平洋、南印度洋分别比平均数偏少0.1个、0.5个。

3 海洋概况 3.1 浪高

通过法国卫星高度计反演的浪高场分析可以发现，2019年夏季我国近海一共有13次明显的2 m以上的大浪过程(表 5)。其中，6月出现4次，日数为6 d，7月出现5次，日数为14 d，8月出现4次，日数为24 d，8月我国近海大浪日数和平均浪高明显增加，这主要是由于热带气旋在我国近海频繁活动。7月出现5 m以上的大浪过程主要受到热带气旋“丹娜丝”和南海热带扰动的共同作用，8月出现的5 m以上的大浪过程由登陆超强台风“利奇马”引起。

6—8月的平均浪高呈逐渐增大的趋势，6月东海东部海域出现1.2 m的平均浪高(图 11a)，我国近海其他海域平均浪高在0.6~1 m之间，并且从南向北逐渐递减。7月(图 11b)，渤海、渤海海峡、黄海大部海域平均浪高介于0.6~0.8 m之间，东海南部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、南海大部海域平均浪高超过1.2 m，其中台湾以东洋面出现1.6 m平均浪高。8月(图 11c)，渤海、渤海海峡平均浪高为0.8 m，黄海海域平均浪高从南向北由1.2 m逐渐递减至0.8 m，东海大部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域平均浪高在1.4~2.4 m之间，这与8月的四个热带气旋“韦帕”“利奇马”“白鹿”和“杨柳”在此海域附近活动有关。

3.2 海面温度

夏季，我国近海海域海表温度总体呈现逐渐升温的趋势。以20°N为界，南部海域6—8月平均海温较高，海表面温度在29~30 ℃之间变化，平均海温呈逐渐递减的趋势，这主要是由于副高东退，南海西南季风盛行，造成海水翻动，海表温度略有下降。北部海域6月最北边界海温为17 ℃(图 12a)，最南边界达到30 ℃，南北最大温差为13 ℃，7月南北边界最大温差减小至7 ℃(图 12b)，到了8月降至5 ℃(图 12c)，北部海域平均海表温度升高显著。由6—8月的逐月变化可以看出，大于29 ℃海温范围从台湾以东洋面逐渐延伸至东海东部海域，这主要是由于黑潮洋流的作用，台湾海峡、台湾以东洋面、东海海域平均海表温度逐渐升高，南北方向海温梯度逐渐减小，6月东海南北海域最大温度梯度达到7 ℃，到了8月温度梯度下降至3 ℃。渤海、渤海海峡和黄海大部海域海表平均温度逐月升高，6月黄海北部最低温度为17 ℃，到8月黄海北部最低温度为25 ℃，升温幅度显著，北方海域平均温度升高，水平温度梯度减小。

4 小结

2019年夏季(6—8月)，北半球极涡呈偶极型分布，两个低值中心分别位于东半球和西半球，中高纬度西风带呈4波型分布，欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型。6月，我国北方海域多入海气旋活动，同时在偏南风作用下多发海雾天气。7—8月副高位置较常年偏东、偏南，热带气旋活动频数增加，总体而言，西北太平洋生成热带气旋较常年偏少。我国近海夏季的大风、大浪主要由热带气旋产生。具体天气总结如下：

1) 夏季，我国近海共出现10次明显的大风过程，主要由热带气旋活动引起。6月大风过程主要由入海温带气旋引起，风力最大8~9级。7—8月，热带气旋活动增强并频繁影响我国沿海地区，近海出现8~10级、阵风11~12级的大风。

2) 2019年夏季，我国近海出现了14次明显的海雾过程，其中6月出现7次，7月出现4次，8月出现3次。6、7月北方海域海面温度较低，大气升温较快，低层大气盛行偏南风，大气湿度较大，加上适度的气海温差(0~2 ℃)，黄渤海海域多平流冷却雾。同时，夏季925 hPa以下温度层为弱逆温，静力稳定度下降，湍流向上延伸，有利于海雾在垂直方向发展。

3) 2019年夏季，西北太平洋和南海共生成10个热带气旋，生成热带气旋数比多年平均偏少1个，其中“木恩”“韦帕”“利奇马”“白鹿”等4个热带气旋在我国沿海登陆，登陆个数与常年平均(约4.5个)基本持平，其中“韦帕”和“利奇马”分别3次和2次登陆我国。

4) 2 m以上的大浪过程出现13次，其中，6月出现4次，7月出现5次，8月出现4次，8月我国近海平均浪高明显增加，这主要是由于热带气旋在我国近海频繁活动。

5) 我国近海海域海表温度总体呈现逐渐升温的态势。南部海域(20°N以南)在西南季风作用下从6月到8月平均海温呈逐渐递减的趋势，北部海域(20°N以北)从6月到8月大于29 ℃海温范围从台湾以东洋面逐渐延伸至东海东部海域，这主要是由于黑潮洋流的作用。