2020年汛期南方持续强降水到底是什么原因

乐贵明 赵亮

今年南方强降雨持续与台风少有关系，今年台风到目前为止为什么这么少？这涉及很多科学问题。要想完全理解今年的南方持续的强降雨现象，还需要进行大量的科学研究和探索。

2020年我国南方多地长时间出现大到暴雨，长江中下游江淮一些城市出现了比较严重的内涝，少数地方河水或江水出现缺口，给人民的生命财产安全带来威胁。针对南方频发持续的暴雨天气，有一条微信疯传，微信的大致内容为：“我们遇到了60年小轮回的庚子年，更遇到了180年周期的白元年，太阳、地球、木星、土星与银河面并到了一条线，让地球引力场磁场紊乱，太阳风、等离子流更猛烈扑向地球”。笔者也收到朋友发来的微信要求求证，又听闻很多朋友也收到同样的微信。看来，收到这条信息的人非常多，已经形成了很坏的社会影响。作为科学工作者，有必要站出来对该谣言进行回击。

首先来谈谈“太阳风、等离子流更猛烈扑向地球”之说。太阳确实无时无刻不在向外输出太阳风，但是，近期太阳活动水平非常低，太陽风速度也低，因此，根本不存在“太阳风和等离子流更猛烈扑向地球”一说。

其次，地球的引力场是由地球的质量决定的，而地球质量没有变化，所以，地球的引力场也不会发生变化。至于说的地球磁场紊乱，纯属子虚乌有的事，因为近期地球磁场非常平静。既然这些都不真实，那太阳、地球、木星、土星并到了一条线上，会不会对地球天气现象有影响呢？

我们知道，月球对地球的引力会引起潮汐，因此，其他星球对地球的引力如果跟月球相当，或者大于月球对地球的引力，那这些星球对地球海洋的影响是不能忽略的。要回答太阳-地球-木星-土星等在一条线上时，会不会对地球的天气造成影响，我们不妨先比较一下木星对地球的引力与月球对地球的引力的大小。月球的质量是7.349*1022kg，土星的质量是5.6846*1026kg。土星离地球的最近距离为1277340000公里，月球离地球380000公里。依据万有引力公式，月球对地球的引力大小如下：

FEM=GMEMM/R2 EM       （1）

上式中，G是引力因子，ME和MM分别是地球和月球的质量，REM是地球和月球的距离。土星对地球的引力大小如下：

FES=GMEMS/R2ES        （2）

上式中，G是引力因子，ME和MS分别是地球和土星的质量，RES是地球和土星的距离。

（1）/（2）得到：

FEM/ FES=（MM/MS）（R2ES/R2EM）=

（7.349*1022/5.6846*1026）（12773.42/382）≈1460.7

所以，当土星离地球最近时，月球对地球引力是土星对地球引力的1460.7倍。

同样，我们可以计算得到当木星离地球最近时，月球对地球的引力是木星对地球引力的106.3倍。所以，即使太阳-地球-土星-木星排成一排，土星和木星对地球的引力都远远小于月球对地球的引力，它们对大海潮汐的影响相比月球可以忽略，因而它们对地球天气的影响就可以忽略不计。

那现在问题来了，既然土星和木星对地球的影响不足以影响地球的天气，那到底是什么原因造成今年南方的持续强降雨？

我们来分析一下2020年6月—7月中国长江流域强降水与太阳活动的关系。

2020年6月1日至7月14日，中国长江及其南侧西南气流强盛，反映水汽输送十分充足，且西太平洋副热带高压偏强;同时，中高纬偏北风也较强，西风带槽脊活动频繁，冷空气南下频次偏多。这些特征非常有利于冷暖空气在长江流域形成对峙，从而导致持续性降水。

29个太阳活动低年合成的对流层低层700hPa风场异常显示，太阳活动低年，有两个特征：第一，中国长江及其南侧以显著的气旋式风场异常为主，其南侧西南气流十分强盛，反映水汽输送充足，且西太平洋副热带高压偏强;第二，在中高纬，偏北风也较强，西风带槽脊活动频繁，冷空气南下频次偏多。这两个特征的联合作用非常有利于冷暖空气形成对峙，从而导致长江以南地区持续性降水。对比2020年6月环流场与太阳低年的环流场特征，可以发现两者分布型态非常相似，只是位置略有差异。

从海表温度异常（SSTA）来看，2020年北半球的SSTA型态与太阳低年的SSTA型态是不同的，但在南半球和赤道东太平洋，两者的分布型态尤其是异常中心的位置非常相似。太阳活动与赤道太平洋海温异常被报道有一定联系，海温的异常及其传播会造成初夏西太平洋地区海气系统的异常，从而中国降水异常。但目前，这方面关于太阳活动与海气系统及季风降水关系的研究，还有很多问题没有解决，尤其在太阳活动到对流层气象要素这一长跨度物理链条中的许多环节和相关物理机制，亟待深入研究和阐释。但是，作为地球系统最主要的能量供应源，太阳的年代际变率对气候系统的影响有重要的研究意义，需要予以重视。

今年台风偏少。台风生成需要五个条件：首先，要有暖的洋面，一般认为海表面温度要超过26.5℃。其次，需要上升气流，即低层辐合区，将热的海洋水汽通过上升而凝结释放大量热量，为台风生成提供能量。低层的辐合区恰好能够使湿空气上升。第三，高低空之间的风向风速差别要小。这是因为台风中上层是一个暖心结构存在。第四，需要有足够的地转偏向力。所以台风一般发生在离开赤道5个纬度以上的地区。再加上最初还需要海面上有初生的低压环流，即热带扰动，才会触发台风。

今年入夏以来，西太平洋副热带高压位置都偏南、偏西，而且显著变大，控制地区是下沉气流，不利于台风生存。现在是厄尔尼诺衰减期，西太平洋以暖海温为主，有利于副高加强，不利于台风生存。今年南方强降雨持续与台风少有关系。今年台风到目前为止为什么这么少？这涉及很多科学问题，我们也仅是初步探讨，要想完全理解今年南方持续的强降雨现象，还需要进行大量的科学研究和探索。

（乐贵明为国家空间天气监测预警中心研究员;赵亮为大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室副研究员）

责任编辑：尚国敏