2017年7月張掖市持續高溫天氣成因分析

唐強 安婷婷 王海波

摘要 利用實時觀測資料和物理量診斷，對2017年7月10—17日出現在張掖地區的高溫天氣形成原因和物理機制進行了分析研究。結果表明，對流層上層的南亞高壓和中層的大陸性高壓是這次極端高溫天氣的高空主要影響系統，低層高原暖脊和地面熱低壓是近地面層的主要影響系統。南亞高壓與大陸性高壓相互疊加，形成上層輻合、低層輻散、伴隨下沉運動的深厚反氣旋暖高壓系統，由其引起的晴空輻射增溫和下沉絕熱增溫，以及由低層高原暖脊北抬和地面熱低壓東移造成的氣溫抬升，是這次極端高溫天氣形成的主要原因和物理機制。

關鍵詞 持續高溫；成因；機制；甘肅張掖；2017年7月

中圖分類號 P423 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0203-02

Analysis on Causes of Continuous Hot Weather in Zhangye City in July 2017

TANG Qiang AN Ting-ting WANG Hai-bo

（Meteorological Bureau of Zhangye City in Gansu Province，Zhangye Gansu 734000）

Abstract The causes and physical mechanism of the hot weather in Zhangye area from July 10 to 17，2017 were analyzed using real-time observation data and physical quantity diagnosis. The results showed that the South Asian high pressure in upper troposphere and continental high pressure in middle troposphere were the main impact systems at high altitude in this extremely hot weather，the lower plateau warm ridges and the ground heat low were the main impact systems in the ground layer. The South Asian high pressure and continental high pressure were superimposed，forming deep anti cyclone warm high pressure system with upper convergence，lower divergence and subsidence movements.The clear-sky radiation increase and adiabatic increase in temperature caused by the deep anti cyclone warm high pressure system，the rise in temperature caused by the northward rise of the lower plateau warm ridges and the eastward shift of the ground heat low pressure was the main reason and the physical mechanism for the formation of this extremely hot weather.

Key words continuous hot weather；cause；mechanism；Zhangye Gansu；July 2017

極端高溫天氣基本出現在盛夏季節，7月中旬到8月上旬最為集中，不僅直接影響人們的日常生活，還嚴重威脅人們的生命財產安全，影響國家能源、水資源和糧食等重大經濟安全和社會安全[1]。隨著國民經濟的飛速發展，極端高溫天氣給社會造成的直接或間接經濟損失越來越大，極端高溫天氣也越來越受到人們的關注。

1 天氣概況

甘肅省氣象局規定河西地區氣溫≥35 ℃記為一次高溫日，氣溫上升達到極點的高溫又稱為極端高溫。河西地區相對濕度小，屬干熱性高溫[2]。2017年7月中旬張掖市甘州區、高臺縣、臨澤縣出現了持續8 d的高溫天氣，其中高臺縣連續3 d達38 ℃以上，張掖市日最高氣溫突破39.2 ℃，接近歷史最高（40.0 ℃），區域站最高氣溫超過40 ℃的多達43站次，主要集中在高臺縣和臨澤縣的北部區域，區域站最高氣溫出現在甘州平山湖，達41.9 ℃。由于高臺縣和臨澤縣位于黑河下游，地勢較低，多以晴天少云為主，加之夏季太陽輻射強烈，加劇了地表和大氣增溫幅度，所以40 ℃以上高溫天氣主要集中在張掖市西北區域。

2 天氣系統配置

2.1 200 hPa南亞高壓

200 hPa南壓高壓又稱青藏高壓，7月中旬前在30°N以南地區徘徊。7月10—17日，200 hPa南壓高壓出現明顯的季節性北抬，標志著西北地區進入夏季最炎熱的時期，為河西地區極端高溫天氣的發生發展提供了氣候背景條件和大尺度環流背景條件。10—15日，南亞高壓北抬至青藏高原北部，張掖市最高氣溫從15日的36.6 ℃上升到37.3 ℃；17—19日南亞高壓向西移動，張掖市高溫天氣逐漸減弱。

2.2 500 hPa大陸性高壓

7月上旬，受西太副高的影響，河西地區主要為大陸性高壓控制。11日青藏高原中東部大陸性高壓脊開始發展，形成588 dagpm閉合環流中心，中心值達到了589 dagpm，暖高壓發展非常強盛。12—17日張掖地區一直受大陸性高壓控制，12日高壓中心開始向北移動，588 dagpm覆蓋范圍開始擴大，形成了寬廣的大陸性高壓，張掖地區高溫天氣開始顯露；15日大陸性高壓中心繼續向北移動至河西西部，16日高壓中心基本穩定徘徊在甘肅省河西地區上空，形成588 dagpm閉合環流中心，在其影響下張掖地區高溫迅速上升到37.3 ℃[3]。

2.3 700 hPa暖脊

夏季青藏高原是熱源，熱力作用強，700 hPa常為暖氣團或暖脊控制。在7月11日8：00 700 hPa溫度場上，高原地區為暖氣團控制，中心位于南疆地區，暖中心為20 ℃，暖脊向東北方面發展延伸。12—17日暖中心從南疆地區逐漸向河西北上東移，此時暖脊也正好位于甘肅省河西地區和內蒙古西部地區，穩定少動，在其影響下，河西地區出現大幅增溫，成為這次極端高溫天氣的中心。19日暖中心再次向南移動并減弱，張掖地區高溫天氣逐漸減弱。

2.4 地面熱低壓

熱低壓是地面加熱空氣形成的一個淺薄系統，7月11日在南疆中部出現的地方性熱低壓（中心氣壓932 hPa）逐漸向東移動，張掖市處于低壓前部的偏東風控制區，高溫天氣初現。12日地面低壓中心增強（中心氣壓992 hPa），同時東移至青海北部，等壓線覆蓋的熱低壓帶大范圍東擴，張掖地區地面氣溫明顯上升，達到了39.2 ℃；此外，在熱低壓帶大范圍東擴的同時，有熱低壓從南疆熱低壓主體中分離并東移，并伴隨有熱力平流輸送，而河西地區受干燥天氣和沙漠戈壁等特殊地形地貌的影響，熱低壓中心發展更為明顯[4]，所以原本溫度較高的地面再次出現明顯增溫。7月19日熱低壓中心迅速移動至青海東部，強度減弱，低壓覆蓋范圍減小，張掖地區高溫天氣減弱。

在高溫天氣期間，地面熱低壓動力上升運動隔斷或抵消了上層大氣的下沉運動，使下沉絕熱增溫在通常情況下不能直接影響地面，而是首先造成近地大氣層的升溫，再促進地面熱低壓的進一步發展和地面氣溫的抬升。總之，南亞高壓、大陸性高壓、地面熱低壓共同配置為河西地區的高溫天氣提供了動力條件。

3 物理量場分析

3.1 散度場

在7月10日8：00 200 hPa散度場上，暖高壓控制下的青海北部和河西地區散度場均為輻合（負值），張掖市正好處于輻合中心的北部。從7月11—17日張掖市散度時間剖面圖看，在11日前和16日后，空中各層散度輻合、輻散（正值）相間。在7月10—17日高溫天氣主要時段，對流層中上層散度為輻合，越往高層輻合越明顯，主要輻合層位于100～400 hPa；低層為輻散，主要輻散層位于700、850 hPa，基本上接近張掖市地面高度，為弱輻合層，這是受地面熱低壓熱力和動力作用的結果。

3.2 渦度場

在7月10日8：00 200 hPa渦度場上，暖高壓控制下的青海北部和河西西部地區渦度為負值，中心位于酒泉肅北。從7月11—17日張掖市渦度時間剖面圖看，隨著深厚高壓系統的建立，11日空中各層正渦度逐漸向負渦度轉換；在15—17日高溫天氣主要時段，對流層中上層為負渦度，特別是16日負渦度較明顯，7月18日后負渦度減弱，700 hPa以下到近地面層是正負渦度相間。

4 結語

綜上分析認為，大陸性高壓和南亞高壓是高溫天氣的2個發展深厚的主要影響系統，地面熱低壓和高原暖脊是2個相對淺薄的近地層影響系統。盛夏季節，南亞高壓季節性北抬，在青海和河西地區上空徘徊，為該區域持續高溫天氣的發生發展提供了氣候背景條件和大尺度環流背景條件。南亞高壓移動到青海上空，大陸性高壓逐漸移動到河西地區上空，其相互疊加形成了深厚的伴隨下沉運動的暖高壓系統，由其引起的晴空輻射增溫和下沉絕熱增溫是造成這次極端高溫天氣的直接原因。熱低壓在南疆和酒泉西部地區形成發展并向東擴展南壓，高原暖中心及其暖溫度脊向偏北方向發展，通過熱力、動力、平流輸送使地面氣溫得到進一步抬升，是持續高溫天氣形成的重要原因。整層大氣濕度小，上層輻合、低層輻散、強反氣旋環流并伴有下沉運動的空間動力場結構是持續高溫天氣形成的重要條件。以上形成原因和重要條件也是天氣預報中關注的重點，即預報著眼點[5-6]。

5 參考文獻

[1] 孫占峰，李玲萍，劉明春，等.2010年夏季河西走廊東部持續高溫氣候特征及其對農業影響[J].農學學報，2017，7（7）：84-89.

[2] 賈文雄.近50年來祁連山及河西走廊極端氣溫的季節變化特征[J].地理科學，2012，32（11）：1377-1383.

[3] 李玲萍，李巖瑛，錢莉，等.河西走廊東部高溫天氣成因分析及預報研究[J].干旱區研究，2010，27（1）：142-147.

[4] 趙慶云，趙紅巖，王勇.甘肅省夏季異常高溫及其環流特征分析[J].中國沙漠，2007（4）：639-643.

[5] 徐明偉，李春燕，周鑫.一次連續異常高溫天氣診斷分析[J].黑龍江氣象，2011，28（3）：5-7.

[6] 章法俊，李云春，常靜，等.2017年7月11—21日永靖縣連續性高溫天氣過程分析[J].現代農業科技，2017（24）：218-219.