淅川縣2013年6月7～8日高溫天氣特征分析

張 碩

(河南省淅川縣氣象局,河南淅川 474450)

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淅川縣2013年6月7～8日高溫天氣特征分析

張 碩

(河南省淅川縣氣象局,河南淅川 474450)

2013年6月7～8日淅川縣連續2 d出現日最高氣溫>37 ℃的高溫天氣，通過對連續2 d的高溫天氣形勢和氣象要素分析，發現這類天氣多發生在高空槽后穩定的西北氣流影響下，地面圖上，從蒙古到我國大部為強大的暖低壓，氣壓場呈南高北低形勢，地面為偏南風，淅川縣為下沉氣流；高溫天氣的出現和850 hPa溫度場有很好的對應關系，還與前期的氣溫和降水等要素密切相關。

高溫；天氣形勢；氣象要素；淅川縣

淅川縣位于河南省西南部(32°55′～33°23′N、110°58′～111°53′E)，與陜西、湖北省相鄰，總面積2 820 km2。地形窄長，自西北向東南斜長107 km，中部橫寬46 km。地貌高低落差很大，境內北、西、南三面環山，形成西北突起、略向東南傾斜的馬蹄地形。境內最高海拔1 086 m，最低海拔120 m，平均海拔567.67 m。由于西北方向有秦嶺、伏牛山的天然屏障和境內西北部諸山峰形成兩道防線，在一定程度上減弱了冷空氣的侵入，全縣最冷月平均氣溫高于同緯度以東的南陽、汝南等地1.5～2.0 ℃，年均降水量804.3 mm，氣溫15.8 ℃，最熱月份(7月)平均氣溫為28.4 ℃，年日照時數2 046.7 h，無霜期為228 d。氣候溫暖，四季分明，雨量充沛，屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的季風性氣候。在氣候變暖的背景下[1-4]，近年來極端高溫事件越來越頻繁。高溫天氣是淅川縣頻發且普遍出現的區域性災害性天氣，對社會生產和人民群眾日常生活影響很大，它不僅會造成供水、供電緊張，惡化室外工作環境，使人產生中暑現象，且會導致地面蒸發量加大，破壞土壤墑情，還往往與特重干旱相伴而來。高溫還會增加森林大火發生的可能性，同時對內陸湖泊的水質也有一定影響，有研究表明高溫會使水體富營養化加劇，從而加重水質污染。可見，高溫天氣對工農業、畜牧業、漁業生產及交通運輸和國防建設等均帶來不同程度的危害，持續高溫天氣對工農業生產、旅游以及商業營銷均有較大影響。

高溫天氣是夏季典型的災害性天氣之一，近年來，人們越來越關注華北地區的氣溫變化特征[5-7]。如史印山等采用線性趨勢分析和小波分析等方法分析了49年來京津冀地區高溫天氣的時空分布特征，探討了高溫天氣的年代際變化與大尺度環流特征[5]；衛捷等通過分析北京、天津、石家莊、太原、濟南和青島6個市44年的逐日最高氣溫，指出華北地區的高溫天氣在20世紀60和90年代出現2個高峰期，夏季歐亞中高緯度環流與西太平洋副高的年代際變化是造成華北高溫的主要原因[7]；張尚印等認為北京、天津、石家莊和濟南20世紀90年代后期高溫日數和高溫過程偏多，原因是副熱帶高壓脊線位置偏北、副高控制這一地區[8]。以上這些研究均側重于華北高溫天氣的時空統計分布及其大氣環流特征分析，但對于高溫天氣的診斷分析還不多見。為此，筆者通過利用MICAPS常規資料和數值預報產品再分析資料對2013年6月7～8日高溫天氣的成因進行探討，以期在日常高溫天氣中、短期預報中為預報員提供參考。

1 高溫天氣實況

2013年6月7～8日淅川縣連續2 d出現日最高氣溫>37 ℃的高溫天氣，7、8日最高氣溫分別為37.1、37.6 ℃。由于前期降水量偏少(2～5月降水量僅是歷年同期平均值的3成)已經出現初夏旱的情況下，此次高溫天氣過程對淅川縣農業生產造成較大的危害。淅川氣象局提前24 h發布高溫預警信號，提醒大家做好防暑降溫工作。

2 高溫天氣出現時的天氣形勢和影響系統

2.1 500 hPa形勢分析利用MICAPS實況資料分析，2013年6月7日08：00 500 hPa高空圖上，副熱帶高壓穩定在海上,亞洲中高緯度為一槽一脊形勢，呈明顯的經向環流，80°～90°E為一暖脊，淅川縣處于弱脊前西北氣流里，以晴好天氣為主(圖1a);6月8日08:00，副高明顯增強向北抬，580 gpm線由7日08:00的湖北南部北抬至河南北部，貝加爾湖一帶的低渦移至125°E附近，形成穩定的東亞大槽；7日08：00圖上青海、甘肅、四川三省交界處有一反氣旋環流中心，8日移動到陜西南部、四川東北部地區，形成明顯的高壓脊，使南陽地區氣壓升高，推進低槽東移至海上，580 gpm線控制陜西南部、山西南部和河南西南部，淅川縣處在槽后脊前西北氣流里(圖1b)，最高氣溫達37.6 ℃;9日以后，從青藏高原東移來的淺槽攜帶冷空氣東移影響，環流形勢發生明顯調整，淅川縣轉入槽前西南氣流里，出現了弱的降水天氣，高溫天氣宣告結束。

2.2 850 hPa形勢分析從6月6日20：00開始，850 hPa圖上新疆到河套以南地區為強大的暖中心，中心達28 ℃，南陽市溫度維持在21 ℃以上。聯系500 hPa高空形勢，850 hPa的暖中心落后于500 hPa的反氣旋中心，因此反氣旋有發展趨勢，致使580 gpm線北抬，南陽地區氣壓升高。這也與500 hPa的發展趨勢相一致。到8日08：00，暖區控制范圍向東擴展，但中心強度已有所下降，在河南形成24 ℃暖中心，南陽市溫度達26 ℃，8日氣溫出現了最高值，9日該暖中心繼續減弱東移，結束對南陽地區的控制，淅川轉受槽前西南氣流控制，產生降水，氣溫下降。

2.3 地面天氣形勢與高空受高壓控制的形勢相反，地面圖上淅川受低壓控制。6月6～8日從蒙古到我國大部為強大的暖低壓，氣壓場呈南高北低形勢，地面為偏南風，地面的高溫區和熱低壓不斷南壓，這個高溫區在700 hPa圖上表現為河套高壓，且與負渦度區及反氣旋式環流區配合。謝莊等研究指出大陸副熱帶高壓(即河套高壓)是造成華北地區及黃淮地區西部出現極端高溫天氣的重要原因[9-11]。反氣旋最強盛時在6月8日，低壓中心為997.5 hPa，從河套到河南省全部處于低壓帶里，氣溫達最高值，9日有冷空氣影響，氣溫下降。

圖1 2013年6月7日08:00(a)和8日08：00(b)500 hPa高度場

2.4 相對濕度分析大氣的干燥程度也是影響氣溫升高的重要因素之一，當大氣中水汽含量較多時，由于熱容量大，大氣不容易出現明顯的增溫。為此，分析2013年6月7日08：00淅川縣濕度場等值線可知，在發生高溫的當天早上，在河南省西部大氣高、低層均為相對濕度≤30%的低值區，即空氣非常干燥，從高溫區向外相對濕度逐漸增大，這與該區以下沉運動為主、沒有上升運動是對應的。說明上述地區在西北氣流控制下，天氣晴好，太陽輻射強烈，導致氣溫升幅較大。

2.5 垂直運動分析垂直運動對氣溫變化的影響，主要是通過垂直運動的方向、強度和大氣的穩定度來實現的[12]。從垂直速度剖面圖也可以看出，300 hPa以下存在明顯的下沉運動，最強下沉中心在500 hPa附近，王金蘭等研究指出這種高空強烈的下沉運動極有利于高溫天氣的產生[13]。同樣，在900～300 hPa處有一支下沉氣流。由淅川地理位置可知淅川位于下沉運動最強中心的邊緣地區，應處于高溫發生區的邊緣，這對850 hPa的形勢也做了很好的證明。垂直速度場顯示，下沉運動與晴好天氣相伴，太陽輻射強，氣溫上升快，通過分析高溫天氣當天(7日08：00)垂直速度發現，高層和低層均以下沉運動為主。河套高壓是一個相當深厚的負渦度系統，是暖性高壓，基本以下沉氣流所控制，天空云量較少，使得強烈的太陽輻射長時間作用于地面，可造成輻射增溫。在下沉運動發生的同時，配合干燥的大氣狀況(即大氣具有較小的比熱)，對出現高溫天氣非常有利。

圖2 2013年6月6日20：00 850 hPa溫度場經向(a)和緯向(b)垂直剖面

2.6 歐洲中心數值預報產品分析利用MICAPS3.1平臺繪制出的歐洲中心2013年6月6日20：00 850 hPa溫度場的預報產品(圖2)，從6月7日20：00～8日20：00的預報場可以看出，河套至黃淮地區為≥20 ℃范圍內，7日高溫發生區位于河套地區南部、山西南部及河南西部這一片區域，至8日有所東移，雖然中心溫度有所下降，但對淅川縣的影響程度8日較7日更甚，這可能是由于前期積溫導致早晨氣溫抬升起點較高，且暖氣團主體的到來。河南大部分地區處于24 ℃以上的暖中心里。按插值的方法來取值，淅川縣的溫度應該在26 ℃左右，對未來短期內預報高溫天氣有很好的指示作用。

2.7 本地氣象要素分析淅川縣出現高溫天氣前一天最高氣溫一般在35 ℃左右或更高。前一天的最高氣溫越高當日高溫強度越強，這是因為次日白天氣溫回升起點高所造成。考慮高溫預警信號一般在當天早晨或上午發布，因此當天08：00的觀測記錄也是很好的參考，6月7日、8日這兩天08：00氣溫均在25 ℃以上。反查出現高溫當天14：00地面相對濕度發現，相對濕度均較小，即6月7～8日14：00地面相對濕度均小于44%，較小的濕度條件有利于氣溫的上升。淅川縣6月份是高溫天氣頻發時段，這與地形也存在著一定的關系， 6月份當高空西北氣流較為強盛時，西北部有太行山脈阻擋，由于地形原因氣流沿太行山脈下滑所產生的下沉增溫或焚風效應對高溫產生起到了增幅作用。

3 結論

初夏尤其是6月份，淅川縣高溫晴熱天氣較為常見。應用常規觀測資料和數值預報產品，分析2013年6月7、8日發生在淅川縣的高溫天氣過程發現，這次高溫天氣是在穩定的大氣層結下，高層受強西北氣流控制，低空有強而持久的暖中心配合，高空強烈的下沉運動是形成高溫天氣的重要因素；干燥的大氣也是導致高溫的有利條件。

高溫天氣的形成原因是多方面的[14-18]，它既與全球氣候變暖的大背景有關，又與大氣環流變化、城市建設和生態環境惡化等因素有關，對中短期預報來說，準確把握高空地面形勢，不斷總結經驗，將有助于進一步提高對高溫天氣的預報水平。通過以上分析可以看出，淅川縣出現干熱型天氣應著重考慮以下幾點：①6月份環流形勢以西風帶為主，副熱帶高壓穩定在海上，500 hPa受東亞大槽后較強的暖脊控制，且脊后部不斷有暖平流促使其穩定發展；②08：00 850 hPa形勢圖上，河套地區有24 ℃以上暖區或暖中心，鄭州、南陽市溫度大于24 ℃時，易出現37 ℃以上高溫天氣；③南高北低的地面氣壓場形勢淅川縣受暖低壓控制，以偏南風分量和偏西風分量為主，天氣狀況相對晴好，相對濕度不大，前期氣溫較高、空氣濕度小均有利于出現高溫天氣；④前一天20：00的歐洲中心850 hPa溫度場預報淅川縣處在24 ℃以上的暖中心里，對高溫天氣的預報有很好的指示意義；⑤地形所產生的氣流下沉增溫或焚風效應對高溫天氣的形成起到了增幅作用。

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張碩(1974- )，男，河南方城人，工程師，從事氣象業務工作。

2015-01-26

S 161.2+2

A

0517-6611(2015)08-153-02