6月上旬，正當(dāng)華南迎來(lái)強(qiáng)烈的“龍舟水”的同時(shí)，北方的河南、山東遭遇了高溫少雨天氣，雖然在幾天后的降水緩解了部分旱情，但是在6月中旬，高溫天氣又依次席卷了新疆、內(nèi)蒙、河南和山東等地。

進(jìn)入7月以來(lái)，高溫天氣逐漸向華東和四川盆地轉(zhuǎn)移，而新疆、內(nèi)蒙古西部和甘肅河西等地延續(xù)了高溫。在超過(guò)500萬(wàn)平方公里的土地上，大約9億人經(jīng)受了超過(guò)30天的高溫天氣。國(guó)家氣候中心稱(chēng)，在此次高溫過(guò)程中，全國(guó)有76個(gè)國(guó)家氣象站的最高氣溫突破歷史極值。

造成我國(guó)最近高溫天氣的幕后推手，乃是位于北方的西風(fēng)帶和位于南方的副熱帶高壓，兩者相互作用下的大氣環(huán)流變化，決定了當(dāng)?shù)氐慕邓透邷亍?/span>

比如6月中旬，產(chǎn)生于西風(fēng)帶波動(dòng)的東北冷渦為華北帶來(lái)降水，同時(shí)壓制住了原本要北跳的副高，使其滯留在南海之上，華南地區(qū)承受了本應(yīng)在江淮地區(qū)的雨水，而受到高壓脊控制的河南山東則形成高溫。

到了7月，副高北移，江淮地區(qū)在其控制下迎來(lái)酷熱，而副高北側(cè)的降水，迅速緩解了河南山東的炎熱天氣。

我們?cè)賹⒁曇胺糯?，?huì)發(fā)現(xiàn)過(guò)去一個(gè)多月內(nèi)，北半球都是如此的炎熱。

北半球同此涼熱

在歐洲，6月中旬熱浪來(lái)襲，13日西班牙中部和南部最高氣溫突破40℃；18日，法國(guó)多地高溫記錄被打破，70多個(gè)省發(fā)布高溫警報(bào)。7月中旬以來(lái)歐洲再次被熱浪侵襲，14日葡萄牙最高氣溫沖到47℃，逼近全歐洲的歷史極值。沒(méi)裝空調(diào)的英國(guó)民眾也不得不面對(duì)40℃高溫。

在北美，6月13日，美國(guó)多個(gè)城市刷新了高溫記錄，全美超過(guò)三分之一的人口受到影響。熱浪在7月初再次來(lái)襲，美國(guó)中部和西南部多個(gè)城市打破高溫記錄，有的甚至比最高溫度高出6℃之多。

怕的不是某一天特別熱，而是一天更比一天熱，且持續(xù)▼

中國(guó)、歐洲和北美的天氣都與西風(fēng)帶密切相關(guān)，比如6月中旬，劇烈彎曲的西風(fēng)帶上分裂出名為“切斷低壓”的天氣系統(tǒng)。

一般來(lái)說(shuō)“切斷低壓”直接控制的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)云雨天氣，降水的同時(shí)也會(huì)影響周?chē)奶鞖庀到y(tǒng)，比如東北冷渦在7月中旬的幾天內(nèi)，一邊為我國(guó)東北和華北帶來(lái)降雨，一邊通過(guò)壓制副熱帶高壓而緩解了南方熱浪。

7月15日500hP風(fēng)場(chǎng)下的東北冷渦給東北大幅降溫，遼寧多地更是發(fā)生了短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣▼

但是“切斷低壓”的位置非常要緊，比如在歐洲，“切斷低壓”長(zhǎng)時(shí)間待在伊比利亞半島以西的洋面上。旁邊的陸地則被不斷加強(qiáng)的高壓脊控制，所以晴朗少雨。

更嚴(yán)重的是，“切斷低壓”會(huì)像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣源源不斷地將北非炎熱的空氣拉向北方。西歐地區(qū)自然會(huì)溫度飆升。7月中旬“切斷低壓”和高壓脊的模式和6月如出一轍，西歐也再次迎來(lái)熱浪。

而在美國(guó)那邊，6月中旬和7月以來(lái)，西風(fēng)帶波動(dòng)形成的高壓脊控制著美國(guó)大部。持續(xù)的晴朗天氣讓高溫迅速發(fā)展開(kāi)來(lái)。

6月17日500hPa下可以清楚地看到高壓脊▼

7月16日美國(guó)500mb高度等高線(xiàn)▼

在北美、歐洲和東亞的熱浪中，我們都發(fā)現(xiàn)了這樣的事實(shí)，不同地方的副熱帶高壓都急著為局地帶來(lái)高溫酷暑，但是迅速變化的西風(fēng)帶在波動(dòng)中有時(shí)壓制了副熱帶高壓的活動(dòng)，讓人們?cè)诳崾铋g享受短暫的清涼，有時(shí)卻助紂為虐，加劇了高溫天氣。

今年7月9日英國(guó)刷新了有史以來(lái)的最高溫度，不久之后又發(fā)布了有史以來(lái)的第一個(gè)極端高溫紅色警報(bào)，很多人享受不到吹空調(diào)的快樂(lè)，只能玩水了

另一方面，在相近的時(shí)間內(nèi)北半球多地遭遇高溫并非偶然，其原因就暗藏在廣闊的副熱帶高壓帶和蜿蜒的西風(fēng)帶上。

副熱帶高壓帶環(huán)繞北半球

在南北半球的副熱帶，存在著氣壓的相對(duì)高值區(qū)域，被稱(chēng)為“副熱帶高壓帶”，其直接控制區(qū)往往是晴朗少雨的天氣，由于地中海、青藏高原和落基山脈這三個(gè)地區(qū)很難被副高控制，所以北半球的副高被分割為北大西洋副高壓帶、伊朗高壓和北太平洋副高壓帶。

在我局之前的做的視頻里介紹過(guò)“西太平洋副熱帶高壓帶”，對(duì)我國(guó)季風(fēng)氣候的影響，比如西太副高的位置決定了中國(guó)主雨帶的位置。

伊朗高壓離我國(guó)較遠(yuǎn)，但是在夏季會(huì)加強(qiáng)并向東延伸影響青藏高原和云貴高原的降水。

北大西洋高壓中心在冬季常在亞速爾群島附近，稱(chēng)作亞速爾高壓，靠近歐洲，更多影響歐洲的冬季降水。夏季則常在百慕大群島附近，稱(chēng)作百慕大高壓，靠近北美，更多影響北美的天氣過(guò)程。

在最近一段時(shí)間，“伊朗高壓”和“西太副高”克服了青藏高原的阻擋而連通，同時(shí)“太平洋副高”和“大西洋副高”也克服了落基山脈的阻擋而連通，環(huán)繞北半球的副熱帶高壓帶真正形成。除了范圍擴(kuò)大以外，強(qiáng)度也較往年偏強(qiáng)。

副高直接控制下的大氣盛行下沉氣流，而中上層大氣下沉?xí)斐上聦哟髿獾脑鰷兀?/strong>再加上持續(xù)晴朗天氣下太陽(yáng)的炙烤，北半球大陸區(qū)域就形成了廣泛的高溫天氣。

幾大高壓通力合作，團(tuán)團(tuán)包圍出一個(gè)高溫圈▼

另一只大手：西風(fēng)帶波動(dòng)

這次副熱帶高壓帶的打通和加強(qiáng)，為北半球熱浪提供了背景條件，但此外還有一只大手，對(duì)這一背景不斷調(diào)整修飾，這就是盛行西風(fēng)帶。

赤道的炎熱和極地的寒冷之間的溫度差，導(dǎo)致高空的空氣從赤道流向極地，并在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下造就了強(qiáng)勁的西風(fēng)走廊，氣體以110km/h（相當(dāng)于30.6m/s）的速度繞行整個(gè)地球。這條西風(fēng)帶并不總是平直的，常常受到高大山脈的阻擋和南北冷暖空氣的入侵而南北波動(dòng)，實(shí)際上呈現(xiàn)為一條蜿蜒曲折的風(fēng)帶。

西風(fēng)帶的波動(dòng)看上去雜亂無(wú)章，時(shí)而劇烈，時(shí)而平緩，時(shí)而寬廣，時(shí)而零碎。如美國(guó)貫穿南北的大槽大脊，如西歐沿岸由于劇烈抖動(dòng)分裂出的切斷低壓，又如深入我國(guó)東北的冷渦系統(tǒng)，不論什么樣的波動(dòng)都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)靥鞖庠斐娠@著影響。因此我們有必要了解，這些波動(dòng)的形成及其規(guī)律。

這里我們可以將西風(fēng)帶上的波動(dòng)進(jìn)行分解，在不同的尺度上討論問(wèn)題。短波生命周期較短，移動(dòng)較快，長(zhǎng)波則生命周期較長(zhǎng)，移動(dòng)相對(duì)緩慢，一般對(duì)氣壓圖做5天-10天的平均，就就可以看到，西風(fēng)帶波動(dòng)中時(shí)間和空間尺度較小和較大的兩部分，這其中長(zhǎng)波尤其重要。

西風(fēng)帶長(zhǎng)波產(chǎn)生的大槽大脊的強(qiáng)弱和移動(dòng)，很大程度上決定了北半球的天氣。一般來(lái)說(shuō)，槽前對(duì)應(yīng)著大范圍的輻合上升運(yùn)動(dòng)和云雨天氣區(qū)，槽后脊前則對(duì)應(yīng)著大范圍的輻散下沉運(yùn)動(dòng)和晴朗天氣區(qū)。短波的變化比較迅速，其生成也難以捉摸，它可以疊加在長(zhǎng)波上造成槽和脊的加深或減弱。

盤(pán)桓在北半球上空的西風(fēng)帶除了有局地影響外，對(duì)北半球整體也有同步影響。當(dāng)西風(fēng)帶南北溫差較弱時(shí)，西風(fēng)帶整體趨于較平直狀態(tài)，此時(shí)南北熱量交換少，南北差異就會(huì)增大；當(dāng)溫差過(guò)大時(shí)，熱量就需要在南北方向上交換才能達(dá)到平衡，西風(fēng)帶因此發(fā)展為大型擾動(dòng)，形成大槽大脊，直到熱量交換再次減小南北溫差，西風(fēng)帶將再次趨于平直。

這就造成了北半球不同經(jīng)度上相隔幾千甚至幾萬(wàn)公里會(huì)同步產(chǎn)生熱浪和洪水。今年6月份東亞、歐洲和北美地區(qū)同時(shí)發(fā)生的熱浪就和這個(gè)機(jī)制相關(guān)。類(lèi)似的，2018年夏天北美、西歐和里海地區(qū)發(fā)生熱浪，東南歐和日本同時(shí)發(fā)生了暴雨，也跟西風(fēng)帶波動(dòng)結(jié)構(gòu)相關(guān)。

研究表明，一些常常出現(xiàn)的西風(fēng)帶波動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)于重要產(chǎn)糧區(qū)具有重要影響，其導(dǎo)致的高溫干旱會(huì)對(duì)全球糧食安全構(gòu)成威脅，例如，以5個(gè)或7個(gè)波環(huán)繞北半球的西風(fēng)帶波動(dòng)結(jié)構(gòu)持續(xù)兩周或更長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，全球作物產(chǎn)量將下降4%，區(qū)域產(chǎn)量下降高達(dá)11%。

西風(fēng)帶特定形態(tài)的波動(dòng)，會(huì)造成北半球多地同時(shí)出現(xiàn)高溫干旱天氣

全球變暖

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)的2003年、2013年和2017年我國(guó)都出現(xiàn)了大范圍持續(xù)高溫事件，同期，北半球夏季高溫?zé)崂耸录諠u頻繁，中國(guó)氣象局表示，全球變暖是高溫?zé)崂耸录l發(fā)的根本原因。國(guó)家氣候中心表示，今年6月，全球平均氣溫較常年偏高約0.4℃，為1979年以來(lái)最高，全球變暖是北半球高溫?zé)崂耸录l發(fā)的氣候大背景。

你正在度過(guò)的很可能是接下來(lái)的人生中最涼快的一年▼

一方面，通過(guò)樸素的理解，在全球平均升溫的條件下，熱浪應(yīng)當(dāng)更容易發(fā)生，具有更高的溫度，持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。

事實(shí)也的確如此，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)第六次評(píng)估報(bào)告指出，2011-2020年十年間平均的全球平均氣溫比1850-1900年平均值上升了1.09℃，陸地溫度上升更明顯，為1.59℃。

與此同時(shí)，1950年以來(lái)，基本可以肯定在全球幾乎所有陸地區(qū)域熱浪發(fā)生的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間都在增加。2014年發(fā)布的第五次評(píng)估報(bào)告已經(jīng)指出了熱浪事件的變化，這8年里科學(xué)家們獲得了更加豐富的資料，采用了更加可靠的方法，而這一結(jié)論的可信度也得到提高。

另一方面，全球變暖使氣候越發(fā)不穩(wěn)定，氣候系統(tǒng)正在經(jīng)歷復(fù)雜的變化。這意味著全球變暖將通過(guò)改變大氣、海洋環(huán)流和地表狀態(tài)等間接方式影響北半球的高溫天氣。副熱帶高壓帶和西風(fēng)帶波動(dòng)作為造成高溫?zé)崂说耐剖郑矔?huì)在氣候變化中發(fā)生改變。

有研究表明，近年來(lái)西風(fēng)帶的波動(dòng)更加劇烈，增加了北美西部和中亞的熱浪、北美東部的寒潮、北美中部、歐洲和中亞的干旱以及西亞多雨期發(fā)生的概率。

全球化以來(lái)的世界被連為一個(gè)整體，“當(dāng)?shù)亍钡淖兓ㄟ^(guò)國(guó)際貿(mào)易會(huì)影響每一個(gè)全球市場(chǎng)中的“遠(yuǎn)方”，就如烏克蘭戰(zhàn)爭(zhēng)會(huì)影響歐美的能源使用和發(fā)展中國(guó)家的糧食安全。

而頭頂?shù)拇髿鈱釉谡Q生之初就將全球每一個(gè)角落相連，大洋彼岸和大陸對(duì)岸的“遠(yuǎn)方”的晴雨冷暖和“當(dāng)?shù)亍钡娘L(fēng)云變化緊密相連，環(huán)繞地球的5000多顆衛(wèi)星和互聯(lián)互通的高速信息網(wǎng)絡(luò)為我們提供了理解這些關(guān)聯(lián)的客觀條件。

毫無(wú)疑問(wèn)，作為現(xiàn)代人我們應(yīng)該從更高和更全面的視角認(rèn)識(shí)氣候和天氣的變化，畢竟，這個(gè)世界的真相遠(yuǎn)比我們個(gè)人的眼界更巨大。

本文作者：小凱，來(lái)源：地球知識(shí)局，原文標(biāo)題：《這次超級(jí)高溫背后的地理原理，比你想的更深刻》