太白縣異常最高氣溫特征及氣象條件分析

太白縣異常最高氣溫特征及氣象條件分析

張向榮，龐 翻，何可杰，李恩莉，盧 曄

(陜西省寶雞市氣象局，陜西寶雞 721006)

摘要利用寶雞市渭濱站、太白站氣象站1957～2012年常規地面觀測資料、2005～2009年地面、高空天氣圖資料和太白剖面站資料，分析太白縣最高氣溫異常的時間分布、異常高溫日氣象要素及天氣形勢特征。結果表明，太白縣最高氣溫年均異常39.6 d，呈上升趨勢，趨勢傾向率為1.7 d/10a；異常高溫主要出現在冬、秋季，冬季最多，占總數的58.3%，秋、冬季合計占82.2%；異常高溫的地面主要影響系統為低壓，其可分為暖倒槽型和鋒前暖區型；異常高溫的出現和14：00逆溫有密切關系；兩者風向的局地差異是異常高溫出現的主要原因之一。

關鍵詞異常高溫；特征；氣象要素；降水；風向

中圖分類號S164

基金項目陜西省氣象局2015年度預報員專項項目(2015Y-13)。

作者簡介張向榮(1975-)，男，陜西千陽人，工程師，從事業務管理工作。

收稿日期2015-06-10

氣溫預報是天氣預報的重要組成部分，對于溫度預報的研究一直是氣象業務人員的工作重點。韓世剛等運用不同的氣溫預報方法對當地的最高、最低溫度進行了研究，提高了溫度預報的準確率[1-2]。肖明靜等運用不同的數值預報溫度產品進行本地化的分析與訂正，得到模式的最佳應用效果[3-4]。梁理新等研究指出在沒有大尺度系統過境時，近地層中影響氣溫變化的主要是非絕熱過程[5]。寶雞的氣象科研人員也先后多次對寶雞溫度的氣候變化規律和溫度預報方法進行研究[6-10]。但近年來溫度預報準確率仍然不盡理想，特別是最高氣溫預報準確率明顯低于最低氣溫預報準確率。

通過近幾年分縣溫度預報準確率結果來看，山區站溫度預報準確率明顯低于平原四縣，進而影響了寶雞整體溫度預報準確率的提高，因此加強山區站的溫度預報研究很有必要。太白氣象站在秦嶺腹地，海拔達1 536 m，而渭濱站海拔僅有630 m，通常渭濱站最高氣溫高于太白站[7]，但在秋、冬季節會出現太白站最高氣溫高于渭濱站，從而使太白站的最高氣溫預報出現較大偏差，影響溫度預報準確率。為此筆者分析了近50多年來這種異常現象的規律、氣象要素場及近幾年地面、高空天氣形勢，尋找到一些關系，力圖為太白站溫度異常尋找預報依據，進而提高溫度預報準確率。

1 資料與方法

所用常規資料為寶雞市渭濱區氣象站和太白縣氣象站1957～2012年常規地面觀測資料及2005～2009年地面、高空圖資料。將渭濱站最高氣溫和太白站最高氣溫進行逐日對比，當太白站最高氣溫大于渭濱站最高氣溫時，定義為太白異常高溫日，記為天數1 d。所用太白剖面站資料為2012年4月開始依太白山體海拔高度分別為755、907、1 376、1 988、2 000、2 253、2 329、2 768、3 213、3 378 m所建的10個鄉鎮級自動站資料。

2 異常高溫的氣候特征

2.1年際變化根據1957～2012年逐日渭濱站、太白站最高氣溫資料統計分析得出，56年間太白縣共出現異常高溫日2 218 d，年均39.6 d。從年際變化看(圖1)，異常高溫天數呈現上升趨勢，以1.7 d/10a的速率略微上升；1969年異常高溫最多，為64 d，1961年最少，為13 d。

2.2年代際變化從年代際變化看，太白異常高溫天數在1960～1969、1970～1979、1980～1989、1990～1999、2000～2009年分別為385、434、381、408、432 d，20世紀70年代、90年代、2000～2009年均為正距平，其余為負距平，其中20世紀70年代最高。

2.3季變化 從季節變化看，太白異常高溫主要發生在秋、冬季。冬季(12月～次年2月)共有1 293 d，為最多，占總數的58.3%；其次為秋季，有530 d，占總數的23.9%；春季有342 d，占總數的15.4%；夏季最少，有53 d，占總數的2.4%。秋、冬季出現的異常高溫天數共占總數的82.2%。

2.4月變化由圖2可見，太白異常高溫全年每月均可出現。12月最多，異常高溫天數共有544 d，占總日數的24.5%；其次為1月，有478 d，占總日數的21.6%；11月有347 d，占15.6%；2月有271 d，占總日數的12.2%；最少為6月，僅有3 d，占總日數的0.1%。11月～次年2月出現的異常高溫天數共占總日數的74.0%。

3 氣象條件分析

氣象要素與大尺度天氣形勢密切相關。天氣形勢的變化必將導致氣象要素的變化，影響溫度變化的因子主要有云、風速、風向、低層大氣穩定度、降水、相對濕度及地理環境等。

3.1 天氣形勢

3.1.1 地面天氣形勢。由于日最高氣溫主要受低層大氣結構特征的影響,在此以地面天氣圖為主，依太白出現異常高溫時寶雞在天氣系統中所處位置把地面天氣形勢歸納為：暖倒槽型、鋒前暖區型、高壓底部型、高壓后部型4類(圖3)。

2005～2009年共發生太白異常高溫213 d，通過對2005～2009年的地面天氣形勢進行分類，發現當地面天氣形勢為暖倒槽型時，太白異常高溫天數最多，為89 d,占總日數的41.8%；其次為鋒前暖區型，為87 d,占總日數的40.8%；第三位高壓后部型，為19 d,占總日數的8.9%；最后為高壓底部型，為18 d,約占總日數的8.5%。暖倒槽型和鋒前暖區型出現的異常高溫天數共占總日數的82.6%。

天氣形勢是不斷演變的，且具有連續性。當冷空氣從40°N附近東移由華北南下時，就使高壓底部型轉化為高壓后部型；當冷空氣從40°N附近東移從華北南下，104°E四川到隴東有倒槽發展時，高壓底部型就轉化為暖倒槽型；暖倒槽減弱東南移動，且西路有冷空氣入侵，就使暖倒槽型轉化為鋒前暖區型。暖倒槽型和鋒前暖區型主要為低壓系統影響，可以歸納為低壓系統影響型。

3.1.2 850 hPa溫度場。太白站海拔為1 536 m，在高空圖上處于850 hPa附近，分別分析太白異常高溫日08：00和20：00 850 hPa溫度場發現，08：00溫度場上100°E青海湖附近通常有南北向或東北-西南向冷溫槽(圖4a)及冷中心，20：00溫度場上104°E四川到隴東有暖脊(圖4b)或暖區影響寶雞，暖脊位置與地面圖上暖倒槽位置對應較好。通過對2005～2009年的850 hPa溫度場進行分類，發現08：00以青海湖冷溫槽型或冷中心型為主，共168 d,占總日數的78.9%，其中冷溫槽型111 d；其次為陜西冷溫槽影響型，冷溫槽位于陜西省上空，共26 d,占總日數的12.2%；其余類型共19 d,占總日數的8.9%。20：00以暖脊型為主，共138 d,占總日數的64.8%；其次為暖區影響型，暖區影響寶雞，共59 d，占總日數的27.7%；其余類型共16 d,僅占總日數的7.5%。

3.2 相對濕度 異常高溫出現時，太白站平均相對濕度為41%，渭濱站為55%，太白站平均相對濕度小于渭濱站平均相對濕度。太白站相對濕度小于渭濱站相對濕度有1 784 d，占總數的80.4%。渭濱站相對濕度大于太白站相對濕度是異常高溫出現的原因之一。

3.3 降水降水會促使最高氣溫下降。當渭濱站出現局地降水，最高氣溫出現下降，而太白沒有出現降水，從而使太白站溫度高于渭濱站。統計發現，上述情況只有75 d，僅占總數的3.4%；當渭濱站和太白站同時出現降水時，共計135 d，占總數的6.1%；當渭濱站無降水，而太白站出現降水時，共計50 d,占總數的2.3%；當渭濱站和太白站均未出現降水時，共計1 958 d，占總數的88.3%。由此說明，降水和異常高溫的出現并無明顯的相關關系。

3.4 風通過對比14：00的風向發現，異常高溫出現時，太白站風向以偏西風為主，有1 478 d,占總數的66.6%；其次為偏東風，有513 d,占總數的23.1%；第3為偏南風，有111 d,占總數的5.0%；最后為偏北風，有45 d，占總數的2.0%。而渭濱站的風向以偏東風為主，共1 742 d,占總數的78.5%；其次為靜風，有314 d,占總數的14.2%；第3為偏西風，有59 d,占總數的2.7%；最后為偏北風，有28 d,占總數的1.3%。寶雞地處青藏高原東側，地勢為西高東低。當吹西風時，氣流下沉出現增溫。因此，太白站與渭濱站風向的局地差異是異常高溫出現的主要原因之一。

3.5 云太陽輻射使地表溫度升高，進而提高空氣溫度。當白天天空中云量增多時，部分太陽輻射會被反射、散射，影響最高氣溫的升高。通過統計異常高溫日的云量發現，太白站平均云量為4成，渭濱站平均云量為5成，兩者天空云量狀況相當，所以云量造成的高溫局地差異影響不大。

3.6 逆溫逆溫是大氣層結中低層溫度低于高層溫度的大氣層結現象，有無逆溫及逆溫層結的高度將直接影響不同海拔高度氣溫的變化。分析2012年10～12月太白異常高溫日的太白剖面站資料，統計10個站點14：00逆溫表明(表1)，25個異常高溫日中，逆溫有23 d,占異常高溫日數的92.0%，其中接地逆溫17 d,占68.0%，懸浮逆溫6 d,占24.0%。接地逆溫時，逆溫層最高達2 253 m,逆溫層結平均厚度為746 m；懸浮逆溫時，逆溫層最高2 253 m,逆溫層結平均厚度為589 m。

表1　2012年10～12月太白異常高溫與14：00逆溫關系

寶雞川塬區三面環山，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到川塬區(“喇叭口”)內，川塬區內的較暖空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現溫度的倒置現象，形成地形逆溫。地形逆溫也是異常高溫出現的重要原因之一。

4 結論

(1)太白站年均異常高溫天數39.6 d，呈上升趨勢，趨勢傾向率為1.7站次/10a。

(2)在季節變化上，太白站異常高溫主要發生在冬、秋季。冬季為最多，占總數的58.3%；在月份變化上，12月最多，1月次之，兩者分別占異常高溫總數的24.5%、21.6%。

(3)太白站出現異常高溫的地面天氣形勢有暖倒槽型、鋒前暖區型、高壓后部型、高壓底部型4類。其中暖倒槽型和鋒前暖區型產生的異常高溫天數占總數的82.6%。低壓影響寶雞時，是太白高溫高于渭濱高溫的主要影響系統。

(4)850 hPa溫度場形勢中，08：00以青海湖冷溫槽型或冷中心型為主，共168 d,占總日數的78.9%；20：00以暖脊型為主，共138 d,占總日數的64.8%。

(5)太白站風向以偏西風為主，渭濱站風向以偏東風為主，兩者風向的局地差異是異常高溫出現的主要原因之一。

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