今年夏天爲什麼這麼熱?2024年多地極端高溫的數據分析和底層邏輯

在蕭瑟的寒風中,2024年的大範圍高溫已經結束。剛剛過去的10月18-19日,福建華安、廣東梅縣、蕉嶺等超過35度,局部36-38度。這是2024年大範圍高溫的最後一擊,它在非常不典型的各種條件下,再次變成極端天氣事件。2024年的高溫有什麼特點?極端到了什麼程度?到底意味着什麼?

首先,今年的高溫特立獨行,有很多不同尋常的特點。而其中最不尋常的有三點:

一是特別溼。今年夏季我國大部在均溫特別高的同時,水汽特別充沛,降雨量並未顯著偏少,長江中下游並沒有出現夏旱,北方特別是西北還在8-9月出現了類似梅雨的潮溼天氣。正因爲此,2024年的熱,更加潮溼難受,而且不僅白天高溫厲害,夜晚的高溫也比之前更厲害,不僅人受不了,小貓小狗也都受不了。

二是特別晚。即使是非常極端的2022年,高溫在8月下旬已經基本結束。然而,2024年的高溫戰鬥到了9月最後一刻,還在10月零星閃現。9月長江流域的氣溫偏高程度超過了2022年8月,長江流域一半以上的站點創下9月最高紀錄,重慶的高溫一直延續到了9月29日,打破了9月均溫、9月曆史最高溫、9月高溫日數和有氣象紀錄以來重慶高溫日數等的全部紀錄。

三是特別抽風。2024年的高溫不是一起來的,而是輪流來的,插曲和花樣繁多。譬如說8月份的杭州、上海、南京等地,連續好幾天都是極端高溫和極端雷暴雨無縫銜接,氣溫在41度和24度之間橫跳;再比如說6-7月河南南部和山東南部,在很短的時間內,從嚴重高溫乾旱到嚴重洪水,發生了旱澇急轉,8-9月的四川重慶湖北等地,從降水嚴重偏多到嚴重偏少,長江水位從大幅偏高急速下跌到大幅偏低,甚至一度打破同期最低水位紀錄,可以說是比2022年更劇烈的澇旱急轉。

正因爲此,2024年的高溫雖然整體上不如2022年時間那麼長,範圍那麼大,極值那麼高,但是仍然很極端。海南北部、浙江北部、江蘇東南部,如海口、杭州、無錫等城市的最高氣溫,超過了2022年;重慶的高溫時間之長超過了2022年;上海的持續酷熱時間超過了2022年,“七下八上”期的全國均溫,超過了2022年。可以說,2024年的高溫極端程度超出預期,高溫特別溼,伴隨的暴雨非常多、天氣變化非常大,不僅人的體感非常難受,蔬菜生長、水產養殖等更是遭受到了沉重打擊,甚至比單純的高溫打擊更大。

2024年的高溫雖然沒有觸發全國級別的高溫紅色預警,但該高溫的地方,比如4月海南雲南廣西,6月起的新疆吐魯番等,6月的山河四省以及北京天津,颱風格美來之前的福建湖南江西,颱風格美走後的江浙滬,以及8月中下旬到9月的川渝湖北等地,高溫一個也沒放過,而且都很極端,不僅重慶上海杭州打破了紀錄,就連太原和天津也打破了高溫日數紀錄。7、8、9三個月全國面積加權的平均氣溫連續創下歷史最高紀錄。

在這其中,江浙滬和四川重慶仍然是最厲害的兩個高溫中心。江浙滬的高溫巔峰時段,是格美臺風走後的7月下旬後期到8月中旬初期。上海從7月31日起連續12天超過37度,持續酷暑日時間超過2022年和2017年,打破了紀錄。杭州乃至整個浙江北部,高溫啓動後的高溫持續時間、酷暑日超過了2003年、2013年和2017年,僅次於2022年,極端高溫更是一舉超過2022年,打破了歷史紀錄。在浙江北部的中氣愛攝影師家裡,貓貓已經非常受不了這持續高溫,8月掉毛非常厲害,一抓一大把,家裡的地板、空間中常有毛毛。

而武漢、成都尤其是重慶的高溫更是後程發力,雖然最高氣溫不如2022年,但維持時間之長接近甚至超過了2022年,高溫拖的時間之晚,更是遠遠超過2022年。其中,重慶總高溫日數達到77天,超過2022年的自己,也超過了2022年的福州,打破了省會城市和直轄市歷史紀錄;8-9月重慶連續高溫34天,一直高溫到9月29日,打破了連續高溫紀錄、9月高溫紀錄、最晚高溫紀錄和最晚40度紀錄等等。由於紀錄實在太多,這裡不再一一列舉。

2024年我國水汽特別多,降水非常豐沛,颱風登陸偏多,按常理,這樣的年份怎麼樣都不應該有如此極端的高溫。儘管有區域性極端高溫的預期,但所有區域輪流極端,極端高溫極端到了這個地步,還是超出了預期。爲什麼會這樣?我們分析了多個氣候信號,最終只找到兩條可能的因素。

第一是ENSO。2023年赤道中東太平洋出現了一次中等強度的厄爾尼諾,2024年是厄爾尼諾衰減年,北印度洋和西太平洋的局地海溫異常共同調製夏季我國西太反氣旋的強度和位置,進而改變降水和高溫的分佈模態。有可能會造成區域性極端高溫。

第二是IOD也就是印度洋偶極子異常。2023年底到2024年初,一次極端強印度洋偶極子事件發生,研究表明,強印度洋偶極子事件可以直接對我國夏季氣候產生影響。本次印度洋偶極子事件不同尋常,從2023年秋季一直持續到了2024年春季,甚至在初春出現了第二次加強,這就可能助燃區域性極端高溫。但上述兩個信號非常模糊,不能完全解釋今年的極端高溫,相關機制還需要進一步研究。

除了海溫強迫以外,更加重要的大氣內部變率如何?氣象監測顯示,2024年6月到8月,我國上空西風波動頻繁,副高前期呈現塊狀分佈,一方面有利於水汽向我國輸送,另一方面又有利於“熱穹頂”形勢形成,從而造成暴雨、高溫頻繁交替出現的情況;而9月副高異常加強西伸,且異常偏北,從而又讓暖溼氣流異常深入北方,讓西北東北華北異常溼熱多雨,讓南方出現了極端的晚高溫和颱風。

然而,這些仍然不足以解釋今年的極端高溫。如果一定要一個答案,那最可能與變暖的大背景有關。一方面,由於大氣變暖,平均氣溫的上升直接導致了高溫的增強。另一方面,變暖可以通過土壤溼度反饋等非線性過程改變氣溫的高階統計量,這可以導致非常極端的高溫事件更容易發生。

總而言之,2024年的環流形勢,並沒有異常到要發生這麼強的極端高溫的程度,但極端高溫還是發生了。今後的夏天,極端高溫可能會更加毫無理由的發生,常態化的發生,如果遇到極端環流形勢,超過2024年的高溫、甚至超過2022年的高溫都是很有可能出現的。對此,我們要做好充分準備。