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長江流域梅雨的水汽來源是哪里?

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預計6月上旬開始,我國江南、長江中下游地區將陸續進入梅雨季。

黃梅時節家家雨,青草池塘處處蛙。在古人的詩詞中,梅雨季節都是陰雨連綿,江南煙雨更是俘獲了無數文人墨客的“芳心”。但隨著全球變暖,東亞梅雨已經逐步丟失了傳統煙雨特征,梅雨不“霉”。

江南緣何不再多煙雨?在氣候變化的背景下,梅雨期氣候發生了哪些變化?梅雨出現了哪些新特征,未來又將如何變化?本期看臺帶您一探究竟。

專家顧問:

南京信息工程大學教授孫博

中國科學院院士王會軍

上海市氣象服務中心服務首席韓寧

江蘇省氣候中心正研級高級工程師項瑛

浙江省杭州市氣象臺臺長鄭沛群

當江南不再“等煙雨”

????從“杏花雨”“桃花雨”到“梨花雨”“榆莢雨”“荷花雨”……在古代,人們往往喜歡以當地當令的植物來命名相應時節的雨。而在江南,最能將小橋流水、黛瓦白墻的水墨意境入魂的,自然是浸潤江南一草一木的“梅雨”。

一般在每年的6—7月間,正值梅子變黃、成熟的時候,從我國江南、長江中下游、江淮等地到韓國、日本列島一帶,都會迎來較長時間的陰雨天氣,被稱為“梅雨”或者“黃梅雨”。

江南四月黃梅雨,人在溟蒙霧靄中。竹云籠曉渚,梅雨澹煙空……梅雨時節,青草、池塘、山巒、樹木,都沉浸在如絲如霧的煙雨中,縹緲迷蒙,若隱若現。梅雨如煙似霧,江南煙雨纏綿婉約的詩情畫意,盡在其中。

為何江南地區下雨常常會伴隨有“煙”?“煙雨”究竟是如何形成的?

其實,“煙雨”是一種氣象景觀,并非江南獨有,漓江煙雨、瀟湘煙雨同樣聲名遠播。降水過程中伴隨出現的“煙”本質上是雨霧,而江南煙雨景觀是雨霧在江南水鄉古鎮映襯下形成的區域特色氣象景觀。

江南煙雨的形成過程并不復雜:天空中連續下著蒙蒙小雨,小雨滴在下降過程中蒸發導致近地面層相對濕度趨于飽和,最終形成雨霧。雨霧籠罩在江南水鄉古鎮之中經久不散,能見度降低,給人一種煙雨仙境的視覺感受。通常情況下,江南煙雨氣象景觀需要持續弱降水條件,近地層相對濕度超過95%,小時雨量在1.5毫米以內有利于煙雨景觀形成。如果雨量較大,大雨滴的拖曳會帶動霧滴下沉,從而導致雨霧消散。在梅雨季內,江南地區長時間持續降水,為江南煙雨景觀的形成創造了基礎條件,一旦出現弱降水,就非常容易形成雨中帶“煙”的江南煙雨景觀。

然而,在全球變暖背景下,近些年梅雨期,我國長江流域和日本都罕見煙雨。

20世紀中葉,江南煙雨的特征還很明顯。例如,1962年,南京地區下了一周多的小雨,相對濕度不低于75%。然而,近幾十年間,梅雨期降水已經逐漸偏離傳統特征,導致江南不再多煙雨。例如,2023年夏季,暴雨和晴熱天氣交替出現,與傳統的梅雨特征相去甚遠。

事實上,最具代表性的傳統梅雨主要發生在20世紀70年代中期以前。2010年以后,傳統梅雨區域頻頻出現極端干旱或極端暴雨。換句話說,近幾十年來,煙雨的特征在不斷弱化,梅雨區域更容易發生極端天氣氣候事件,江南如詩如畫般的煙雨已經換了另一番面貌,取而代之的是頻發的暴雨或干旱。

江南不再多“煙雨”,這背后,到底發生了什么?

一番探查,科學家發現,這主要是人類活動引起的氣候變化所致。隨著氣候變暖加劇,大氣持水能力增加,全球水循環持續增強,降水的波動性也在顯著增強。人類活動引起的氣候變化正在推動溫和氣候向極端氣候轉變,大氣動力和濕度條件更傾向于引發極端降水和干旱,而不是霧蒙蒙的細雨。

那么,江南煙雨最終會消失嗎?

根據預測,未來增暖情景下東亞梅雨將進一步遠離其傳統特征,進入“新常態”,梅雨將幾近丟失其煙雨特征。曾寄托無數文人墨客離愁別緒的江南煙雨,或許就此成為絕響,“一川煙草,滿城風絮,梅子黃時雨”這樣的景象,也將永遠退守到人們的記憶之中。(吳初桐)

“梅姑娘”為何越來越“暴力”?

????江南梅熟雨紛紛,門巷深沉羃濕云。古代文人墨客筆下的梅雨仿佛也脈脈含情,或寄憂思,或寓愁情。戴望舒在《雨巷》中寫道,“撐著油紙傘,獨自彷徨在悠長、悠長又寂寥的雨巷……”在很多人心中,種下關于江南梅雨的浪漫記憶。

梅雨,是東亞地區夏季特有的天氣現象。長江中下游地區的梅雨,一般以6月中旬至7月上旬持續的陰雨天氣為主要特征,對農業、經濟和人們的生活具有廣泛影響。然而,在全球變暖背景下,近年來異常的梅雨天氣引發了嚴重的氣象災害。例如,2020年,超強梅雨在我國東部和日本引發嚴重洪水;與之相反,2022年夏季,整個長江流域都長時間籠罩在高溫熱浪和干旱之中。恍然之間,記憶中如夢如幻的煙雨江南、人們熟悉的梅雨變得不再尋常,“暴力梅”倒是頻頻現身。

“梅姑娘”為何會化身成暴力“女漢子”?幕后推手到底是誰?南京信息工程大學大氣科學學院孫博教授和王會軍院士的一項最新研究發現,氣候變化是“暴力梅”背后的始作俑者。

氣象數據顯示,過去60年里,長江中下游梅雨季的無雨日數、降水強度、極端降水事件的頻次和強度,均呈現增加趨勢,其中降水強度增加趨勢最為明顯。可見,隨著全球氣候變暖,梅雨期間的天氣變得更加不穩定和極端。

拒絕“超長待機”,是“梅姑娘”發脾氣的一大重要特征。梅雨期間,無雨日數的增加趨勢可能與地表相對濕度減小有關。隨著全球氣溫升高,大氣飽和比濕急劇增加——溫度每升高1℃,其增幅約為7%。由于長江中下游地表的比濕增速小于飽和比濕,因此相對濕度呈下降趨勢,不利于降水事件的發生,可能導致梅雨期間無雨日數增多。此外,隨著氣候變暖加劇,降水事件發生前后大氣水汽含量的減少幅度可能超過7%/℃,導致在下一次降水事件發生之前,大氣需要更多時間獲得足夠的水汽,這也是無雨日數增多的原因之一。值得注意的是,受年代際振蕩影響,無雨日數在2013—2020年期間出現了年代際減少,此后呈明顯增多態勢。那么哪些條件可能會誘發“梅姑娘”發脾氣呢?梅雨期間,降水事件強度、極端降水事件頻次和強度的增加趨勢,與熱力和動力因素共同作用有關。1961—1980年為相對冷期?P1,2001—2022年為相對暖期?P2,長江中下游梅雨季區域性降水事件,在?P2時期梅雨季發生降水時的瞬態水汽輸送和輻合更加劇烈,且對流活動更加強烈,導致降水強度增大。這主要是由于在全球變暖背景下,大氣水汽含量增多,且極端降水事件的對流活動顯著增強。“暴力梅”會不會一直持續?通過?CMIP6(第六次國際耦合模式比較計劃)資料,可以發現梅雨在全球增暖2℃情景下的變化情況:長江中下游梅雨期間的無雨日數、降水事件強度、極端降水頻次和強度將增加,其中降水事件強度增加最為明顯。但由于目前模式對梅雨變化的模擬能力普遍較差,預估結果還存在較大不確定性。(李冬梅)

是誰在“擺動”梅雨帶?

????我國是受季風影響最顯著的國家之一,而梅雨季節正是東亞夏季風向北階段性推進過程中的重要產物。東亞季風活動存在很大的年際變化,受其影響,我國梅雨季降水量具有明顯的年際波動和年代際變化特征。

近年來,相關研究表明,梅雨時空分布的區域性特點非常明顯,每年梅雨強度的差異也很大。總體而言,20世紀50年代后期至60年代、90年代末至本世紀前十年,降水量偏少,尤其是2000年以來的十多年,長江中下游地區的梅雨特征表現得不夠清晰,有些人稱之為“非典型梅雨”。2014年以后,隨著太平洋年代際振蕩信號的轉變,我國汛期主雨帶又集中在長江中下游一帶,江淮梅雨特征又變得清晰起來。

在全球變暖的背景下,梅雨帶還出現了北移的特征,這是多時間尺度系統綜合影響的結果。直觀來說,梅雨帶的北移是由對流層增暖以及副熱帶的擴張引起的。東亞中緯度地區對流層明顯增暖,平流層明顯冷卻,使得東亞副熱帶對流層高層等壓面向上突起,對流層頂升高,從而導致東亞副熱帶大氣擴張,位于副熱帶大氣北部的梅雨帶隨之北移。

在梅雨帶北移背后,還有兩個深層原因。在地球表層,受太陽輻射對高低緯度地帶的加熱不均和自轉偏向力影響,形成“三圈環流”,其中,三圈環流之一的哈得萊環流(又稱信風環流圈)是赤道附近受熱上升的氣流在到達對流層后,分別向兩極方向移動,之后逐漸冷卻,在緯度30°附近沉降,然后由地表向赤道移動,形成一個循環,是信風的直接來源。受哈得萊環流圈不斷拓寬北伸的影響,西風帶北移,東亞副熱帶大氣擴張,從而引導更多的熱帶暖濕氣流輸送到緯度更高的副熱帶地區,這就是導致梅雨帶北移的重要原因之一。此外,梅雨過程中的凝結潛熱釋放對東亞副熱帶的“膨脹”會產生進一步影響,導致副熱帶北界偏北、雨帶北移。除了受這兩個內部信號影響外,海溫、青藏高原雪蓋和人類活動等外強迫,也起到了推波助瀾的作用。

未來,在全球變暖的總體趨勢下,東亞夏季風系統的響應具有較大不確定性,對我國梅雨帶位置的影響也很復雜,學界還沒有較為一致的結果,針對梅雨帶未來的變化趨勢還需要進行更深入的研究。但可以確定的是,受全球變暖影響,未來江淮地區梅雨期降水量將進一步增多,極端降水頻次和強度也將進一步增多增強,非典型程度加劇。隨著碳排放量的增加,降水的空間分布不均勻性也在加劇。(陳曉穎)

知梅雨,知時節

宋代詩人虞儔的“梅雨知時節,農家喜若何”表達了對梅雨的欣喜之情,在“一春嘗苦旱”之后,梅雨像是選擇好時間似的,按照農業生產需要,如約而至,春蠶結繭,小麥黃熟,水稻秧苗瘋長,旱地作物移栽成活……農家怎一個喜字了得!

梅雨季節正是江南一帶小麥、油菜、蠶豆收割和水稻播種、插秧時節,梅雨來得適時,雨量充沛,對農業生產有利,而最理想的是在夏收基本結束、夏種開始時入梅。但江南的梅雨并不總是適時適量,梅雨期早遲和雨量的大小,不同年份是有差異的。有的年份梅雨期長、雨量大,形成洪澇災害;與之相反,有的年份梅雨期短、雨量稀少,或出現“空梅”。

例如,杭州梅雨量年際差異較大。2010—2023年這14年中,杭州梅雨量與常年基本持平的年份只有2年;梅雨不典型或空梅的有2年;梅雨量偏少的有6年,偏多的有4年。其中,2020年梅汛期杭州先后出現9場暴雨過程,雨量高達815毫米,梅雨期長達50天,被稱為“暴力梅”;而2022年梅雨量只有98毫米,僅為多年平均的四分之一,尤其北部地區幾乎“空梅”。

入梅太早,影響夏收,易造成“爛麥場”;入梅太遲,影響夏種,使晚稻不能及時移栽。出梅過早,夏旱將提早出現;梅雨期過長,作物長期處于溫度低、光照不足的環境下,光合作用很弱,生長發育受影響。

如何減輕異常梅雨的不利影響,對農業生產具有現實的意義。

知梅雨,知時節。針對異常梅雨、早梅、遲梅,必須積極應對,做到未雨綢繆,趨利避害,及早采取防災措施。如針對特長梅雨,梅雨前應及早做好防洪堤壩的加固工作,同時還要加強田間管理,防止低溫影響早稻孕穗和抽穗,在夜間做好深水保溫工作。梅雨季節,時晴時雨,造成高溫高濕,易致使作物病菌繁殖與傳播蔓延,應及時噴施農藥,防止病蟲害發生。(麻碧華)

梅雨季,為什么心情會低落?

????“不待雨來先地濕,并無云處亦天低。”梅雨是細密且無處不在的,連綿雨絲、濕潤迷蒙的天氣在令周遭蘊含詩情畫意的同時,有時也會拉低人們的情緒。

長時間的陰雨天氣和潮濕環境很容易引起人們心情低落、抑郁等。究其原因,主要是梅雨季節天氣變得悶熱起來,空氣濕度越來越高,伴著持續陰雨,人體容易出現疲勞感、關節疼痛和肌肉酸痛、頭暈頭痛、皮膚過敏,誘發感冒和流感、鼻炎、哮喘等。

同時,由于濕氣重,人體的消化系統會變得更加脆弱,容易出現胃腸道不適、腹瀉等問題,這些身體上的不適也會對心理健康造成不良影響。再加上持續的降雨天氣直接影響人們的日常生活和工作,如室內潮濕、交通受阻、戶外活動受限等,這也會加重人們的壓力和焦慮感。

此外,陰天下雨時的光線明顯不足,會導致人體分泌褪黑素異常。褪黑素具有提升情緒的功能,當其缺乏時會出現心情低落等癥狀,再加上光線不足會影響人們的生物鐘,導致睡眠質量下降,從而易產生疲勞、乏力等不適感。長期處于光線不足的梅雨季,會使人體內的化學物質失調,容易出現心情低落、抑郁等情緒問題。

雖然天氣陰沉時心情難免低落,但我們可以通過科學方法加以應對。針對由于濕氣重、天氣潮濕導致的胃腸道不適等問題,可以通過調節飲食來預防,選擇一些清淡易消化的食物。同時,注意下雨時出現較大溫差,及時增減衣物。如果缺乏戶外活動,可在室內適度鍛煉,提升自身免疫力。


長江流域季風梅雨帶遙相關海洋強信號區為南海(包括菲律賓周邊區域),西太平洋暖池,赤道東太平洋等區域,這些強信號區為下墊面熱力強迫源區或強對流活動區(低頻振蕩源地),并以二維Rossby波列或低頻波機制傳播能量,或形成有組織對流系統擾動及水汽輸送流型影響長江流域梅雨系統。

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