本文來自格隆匯專欄:天風宏觀宋雪濤
主持人:天風宏觀 郭微微/宋雪濤
嘉賓:毛留喜(中國氣象局首席氣象專家)
主持人:尊敬的各位投資人朋友大家晚上好!我是天風宏觀郭微微,感謝參加電話會議,今天我們聊一聊氣候。
今年夏季,北半球的高温、缺水、乾旱,既直接影響到了農業和畜牧業,也間接影響到亞歐美的工業生產,並最終作用於國際貿易格局和國際政治關係。夏天為什麼會出現這樣的高温乾旱、會持續多久、影響多大,冬天歐盟會不會迎來極端寒潮、重現能源危機,未來極端天氣會不會頻發多發、對能源系統和人類社會會造成什麼樣的影響,都是大家非常關心、且具有高度不確定性的問題。
我們今天特別邀請到毛留喜老師和我們交流分享。毛老師是中國氣象局首席氣象服務專家,對於異常氣候現象的產生、預判、趨勢、影響都有長期的跟蹤經驗,下面把時間交給專家。
1、北半球高温乾旱的現象和原因
今年高温乾旱的直接原因是大氣環流異常。如圖所示,“588線”代表副熱帶高壓範圍,一直從長江、黃河的源頭到青藏高原,穩定控制我們國家的長江領域和南方大部分地區。今年入夏以來,西太平洋副熱帶高壓整體較常年同期偏強偏大,並有階段性增強,有利於地面增温,而且高層空氣較為乾燥,不易形成雲,太陽輻射更容易到達地面,導致高温頻發,且強度較強。
除此之外,在全球氣候變暖的背景下,20世紀中葉以來已經觀測到了許多極端天氣氣候事件的變化,其中高温熱浪的頻發多發是非常顯著的特徵。當然趨勢上的多發不代表今年這麼嚴重,明年一定比今年還嚴重,後年一定比明年還嚴重。
第三個原因,這些年城市建設發展很快,鋼筋水泥的面積越來越大,使用空調的人越來越多,城市範圍內比以植被、農田為主的郊區偏高2-3℃甚至更高,加上底層空氣濕度比較大,體感温度特別高。
這次的高温熱浪不僅僅波及中國。今年夏天整個北半球的西太平洋副熱帶高壓,大西洋副熱帶高壓都階段性增強,形成了大範圍整體的環球性暖高壓帶,導致整個北半球的高温熱浪事件都比較多。從7月以來,歐洲西部、亞洲大部、北美等地氣温都明顯偏高。
2、未來天氣氣候展望
我們天氣預報的最新結果是,未來10天西北地區東部、華北、東北地區中北部等地多降雨過程,25日起四川盆地降雨日數將有所增多。江南及四川盆地持續高温。
氣候預測的最新結果是,四川在8月底或9月上旬降水會多起來,其它地方都偏少,特別是浙江南部、福建大部、江西大部、湖南東南部等地偏少2~5成。黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古東部、北京、天津、河北、山西北部、山東北部局部氣温較常年同期偏低,全國其餘大部地區氣温接近常年同期到偏高,其中江蘇南部、上海、安徽南部、浙江、福建大部、江西大部、湖南中部和東部、湖北東南部、西藏西部等地偏高1~2℃。
今年是一個“拉尼娜年”,秋雨比較早也比較強,冬天極寒事件出現的概率也比較大,但會是個別的、短期的,不會持續整個冬季。並不是説今天夏天温度大範圍高,冬天也會大範圍極寒,這個結論是不負責任的。
1、大氣環流與副熱帶高壓
大氣環流分為低中高維度,有中緯度的副熱帶高壓,高維度的環流,以及季風環流。季風環流主要是由於海陸熱力差和大海、陸地受太陽輻射後的温度差異形成,隨着季節而改變。我們國家處於最典型的季風區,夏天的時候從海洋上吹東南季風,到冬天反過來是來自於西伯利亞的西北風,這就是所謂的季風氣候。
副熱帶高壓屬於中緯度環流。赤道地區接收太陽輻射比較多,温度高,空氣上升到一定高度之後遇到高空的低温堆積,向中維度下沉,在30度左右形成下沉的氣流,空氣增温強烈,風力很小,太陽輻射可以更多地到達地面。
副熱帶高壓一般在北緯35到45度區間,隨着季節的變化,強度和位置也會發生變化,上半年從1到7月向北、向西移動,強度增強;下半年從7到1月是下半年的時候,南移東移,強度減弱。
5到6月上旬,副熱帶高壓大概在北緯15到20度,雨帶在副熱帶高壓的邊緣,位於華南地區,華南地區多雨;6月中旬到7月下旬,副熱帶高壓大概在北緯20到25度,雨帶到了長江中下游地區,形成一個月的梅雨季節;7到8月,副熱帶高壓進一步到北緯25到30度,雨帶在華北或者東北。
今年副熱帶高壓的範圍很大,8月雨帶雖然位於華北、東北、山東一帶,但是南方並沒有脱離副熱的控制。9月份副熱就開始回到南方,相對來説北方降雨結束了,這個時候南方的雨會多起來,但是不會很強。
2、厄爾尼諾與拉尼娜
中東太平洋海洋表面温度比正常年偏高0.5度,就是厄爾尼諾;偏低0.5度,就是拉尼娜。厄爾尼諾的監測關鍵區3.4區,在西經120到170度,南緯5度到北緯5度,開始和結束時間都有明確的標準,強度一般分極弱、弱、中等、強、極強幾個等級。
這些年是拉尼娜事件發生年。我們國家近60年一共有40多次拉尼娜循環,一次循環是一次拉尼娜和一次厄爾尼諾,基本上歷時4年。厄爾尼諾年強到極強比較多,拉尼娜年大多數都是弱或者中等,不過強的也是相當強,持續時間從幾個月到3年都有。
厄爾尼諾發生,將會導致南美國家多暴雨、洪澇災害,澳大利亞、非洲東部降水少、出現乾旱。如果厄爾尼諾事件比較強,也會造成非洲東南部和巴西中部少雨乾旱。對我們國家來講,厄爾尼諾發生年的次年長江和江南地區容易發生洪澇,當年或者是次年夏季東北地區會出現低温。
拉尼娜發生,會導致南美(阿根廷)降水少,印度尼西亞、澳大利亞東部降水偏多。如果拉尼娜持續時間長,非洲中部、美國中南部會發生少雨乾旱,巴西東北部、非洲仍然會出現多雨和洪澇。對我們國家來講,拉尼娜會使冬季的氣温偏低,也是為什麼很多人説拉尼娜會出現極寒。
最近監測數據顯示,現在正在發生拉尼娜事件,從2021年的9、10月到現在的7月,海表温度距平都在-0.5。預計到今年夏季後期也升不到-0.5以上,仍然處於拉尼娜事件當中。剛才也提到了,今年是一個拉尼娜年,強度比去年弱,範圍和去年差不多,是一個多秋雨的年份。
1、氣候變化趨勢
天氣預報有3天以內的短期預報,4-10天的中期預報,11-14天的長期預報,每日滾動,由國家氣象中心(即中央氣象台)製作發佈。
短期氣候預測有15-30天、15-60天、月度、季節,由國家氣候中心製作發佈。
目前國家沒有超過一年的氣候預測業務。一年以上都是氣候變化的趨勢,尤其是幾年、十幾年、幾十年的氣候變化分析。這方面科學家的分析結果見仁見智,不過也有官方權威的聲音。
聯合國專門委員會IPCC每5到6年做一次全球評估報吿,今年2月發佈了第6次IPCC評估報吿,用了8年時間,可能也是因為疫情和國際形勢有所延遲,是全球最權威的報吿。
我們國家也有對應的《氣候變化國家評估報吿》,2020年發佈了第四次,一般在IPCC報吿之後發佈,美國一般在IPCC之前發佈。除此以外,我們國家還有《中國氣候變化藍皮書》,一年一發布,今年8月剛剛發佈不久。
簡單講一下我們國家的《第四次氣候變化國家評估報吿》。温度方面,預測未來20到100年中國地表低温明顯增加,2030年比2000年增加1.5到2.8度,2050要增加2.3度到3.3度。降水方面,2050年降水量可能會增加5到7%,降水日數在北方會顯著增加,降水區域差異更加明顯。由於氣温增加,總體判斷認為北方的水資源短缺狀況進一步加劇。極端天氣方面,未來的極端天氣事件會呈增加趨勢,包括極端乾旱、極端高温、極寒。農業、水資源、森林、海洋都會受到一定影響,自然災害會進一步加劇。
我們國家氣候變化特徵是,温度近100年來明顯增加,升温幅度約為0.5-0.8度,比同期全球平均值略強,最近50年增温速率也比北半球其它地方高;降水近100年和近50年的趨勢都不顯著,但是有十年一波動,且區域性的差異越來越明顯。
和全球相比,我們國家氣温變化趨勢基本一致,但是比全球值略高,變暖主要出現在冬季,這就是為什麼拉尼娜冬季偏冷的原因。與全球的主要不同點在於,一是增温明顯比全球平均值大得多;二是國家的降水有南澇北旱的特點,這和70到100年的自然因素變化有關;三是我國青藏高原積雪增加,而歐亞是減少的,具體原因還不太清楚。
全國的氣候變化對不同地區的影響是不一樣的。華北乾旱、水資源緊張,但冬季變暖、農業大棚產能會高。西北降水增多、仍然缺水。華東洪澇災害風險加大,百年一遇的洪水還會發生,概率也會越來越大。華中增温不明顯,但是旱澇交替比較頻繁,一年旱一年澇對華中糧食產能會有很大的影響。西南地質災害波動比較大,滑坡、泥石流多發。華南受海平面上升影響比較嚴重。
2、氣候變化對能源的影響
(1)水
全國年降水量沒有顯著的變化,但是降水的趨勢存在明顯的區域差異,有些地方會偏多,有些地方越來越少。降水的極端性會增加,小雨會減少,大到暴雨會增加。氣候變暖還會增加融雪量。由於極端性強,旱澇都會加劇,蓄水和調水的能力很重要。
(2)風
從氣候變化的角度看,氣候變暖,地區之間的氣壓差縮小,沒有氣壓差就沒有風,從這個意義上講,平均風速是減少的。我們國家風速減少最明顯的是西部,但是高層風速,特別是荒漠、戈地、草原,尤其是海洋減少的並不明顯。
事實上,風速和我們觀測的數據有很大差別,不完全一致。氣象台觀測用的風塔並不高,風速監測數據和氣象台周邊新建的高大建築有關。而發電的風塔高度和材料強度科技進步很快,建風塔的地方也會找荒漠、戈壁、草原,甚至近海海面,這些地方的風是很大的,高層風並沒有顯著減少。分析氣候變化影響不能只看數據,會存在一定侷限性。
(3)光
光的直接輻射和日照時數確有減少的趨勢,但用這個數據分析光伏發電可能有失偏頗。
原因主要有四點,一是氣象站的觀測環境影響觀測數據;二是霧霾影響觀測效果;三是氣候變化是長期形成的,一般都是十年、百年的變化,一兩年內看到的變化是沒有趨勢性的,空間和時間上的差異很顯著;四是光的轉化效率隨着科技進步提高很快,早幾年轉化率在20%,現在普遍都能達到30%。
提問:從氣象角度看,長江上游降水何時好轉,四川缺電問題何時緩解?
專家:我們預報,8月底或9月上旬四川降水會偏多,幅度較9月平均降水量不會特別大,會有一些好轉,但是恐怕很難解決問題。
提問:未來幾年西北風速會如何變化,對風電有什麼影響?
專家:由於氣候變暖,地區之間的氣壓差減少,近地面的平均風速減少,似乎對風能發電很不利。
但一方面,高層風速並沒有減少,把風塔建高一點,可能風能就不是問題;另一方面,風速在荒漠、戈壁、草原的減少也不明顯,如果電力能夠超高壓、遠距離輸送,在偏遠的地方建塔也能減少不利影響。
提問:光照條件對西北的光伏大基地會有影響嗎?
專家:有影響,光照直接輻射和日照時數都是減少的,但散射輻射沒有減少,而且光伏的轉化效率在快速提升。科技進步的正面效應遠遠大於日照輻射減少的負面影響,光能發電有很大開發潛力,不能光看氣候變化這一個因素。
報吿來源:天風證券股份有限公司
報吿發布時間:2022年8月26日
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