李抒澤,余克勤,劉安然,馬熙達
(朝陽市氣象局,遼寧朝陽122000)
高溫是夏季常見的災害天氣之一,在全球變暖的氣候背景下,高溫天氣也頻繁出現。高溫天氣導致高溫干旱加劇,農作物受旱,產量劇減,引發中暑及其并發癥甚至死亡,同時還會引起對水電需求的急劇增加[1]。由于社會發展以及人民生活受災害性高溫天氣的影響很大[2],因此,有必要研究災害性高溫天氣的發生和變化規律[3]。在中國氣象學上,一般把日最高氣溫達到或超過35℃以上時稱為高溫天氣,如果連續幾天(3天以上)最高氣溫都超過35℃時,即可稱作“高溫熱浪”天氣,達到或超過37℃以上時稱為酷暑[4]。近年來,國內氣象學者研究大多側重于對高溫天氣的時空統計分布及其大氣環流特征分析,對于高溫天氣的診斷分析比較少,本文通過實時觀測資料、物理量診斷對2017年6月14~16日朝陽地區出現的連續高溫天氣過程進行分析,根據實時觀測資料、物理量診斷對該過程進行分析,以期能為業務中高溫天氣的預報提供參考。
2017年6月14~16日,朝陽地區出現了連續3天最高氣溫超過40℃的罕見高溫天氣,其中,14日最高氣溫為40.1℃,出現在16時38分;15日最高氣溫為40.3℃,出現在12時37分;16日最高氣溫為40.0℃,出現在13時14分。由于前期降水量異常偏少,導致旱情的出現,此次持續高溫天氣加劇了旱情,影響了農作物的生長發育。
通過分析6月14~16日地面天氣圖(圖略)可以發現在貝加爾湖附近及我國的江南地區都受高壓控制,朝陽地區處于兩個高壓帶的邊緣,等壓線稀疏,地面風力較小,以偏南風為主。該時間段京津冀地區、遼寧中西部、內蒙古東南部都出現了大范圍的氣溫高于35℃的區域,此次高溫過程強度大、范圍廣、持續時間長,由于地面的加熱作用使空氣變暖,暖空氣的減壓在近地面層形成了一個淺薄的低壓區,再加上沒有冷空氣的加入,該熱低壓少動,成為了造成此次高溫天氣過程的影響系統之一。
通過分析可知,中高緯地區處于兩槽一脊的形勢,朝陽地區位于脊前,經向環流明顯,6月14~16日持續被脊區控制,在風場上看,朝陽地區主要受脊前的偏北氣流控制,天氣晴朗,太陽輻射強烈,地面增溫快,這是此次高溫天氣的重要成因;東亞大槽穩定少動,使得上游系統移動緩慢,是朝陽地區維持晴好天氣的原因之一;位于貝加爾湖附近的槽逐漸增強發展成渦,16日20時之后該渦移動到朝陽地區上空,有了冷空氣的補充,高溫天氣趨于結束。
此次高溫過程期間朝陽地區上空850hPa的溫度始終維持在24℃以上,青藏高原一帶為暖中心,中心強度達到了28℃以上,強而持久的暖中心的存在是此次高溫過程的必要條件。中層的平流增溫有利于高溫天氣的出現,由赤峰站的探空資料顯示,6月14~16日低層到500hPa風向均呈順時針旋轉,有暖平流,16日20時之后轉為逆時針旋轉,有冷平流,持續高溫天氣過程趨于結束。分析6月15日散度場分布情況(圖略)可以看出500hPa中層為輻合區,下沉運動強烈,與發生高溫的時段內大氣的中、低層相對濕度都是小于30%的低值區,即空氣非常干燥相對應,隨著下沉絕熱增溫的影響,水汽逐漸蒸發,濕度變得越來越低,太陽輻射越來越強,地面增溫越來越明顯,這也是持續高溫形成的原因之一。
2017年6月14~16日朝陽地區連續3天最高氣溫超過40℃為一次極為罕見的過程,本文應用了高空、地面實況資料追溯整個過程發生、發展的原因,結果表明:
此次大范圍的高溫過程,經向環流明顯,朝陽地區高空受脊前西北氣流控制,高空氣流輻合,下沉運動強烈,大氣濕度低,受下沉絕熱增溫的影響,地面升溫強烈;下游系統少動,上游冷空氣補充緩慢,朝陽地區持續為脊區控制,使得此次高溫天氣得以維持。
地面等壓線稀疏,以偏南風為主,風力較小,利于升溫;由于較長時間的高溫加熱作用,近地面層形成了熱低壓,再加上沒有冷空氣的補充,熱低壓少動,能夠持續加熱地面。
高空有暖平流,850hPa有強而久的暖中心存在,控制朝陽上空的等溫線超過了24℃,朝陽地區易形成極端高溫天氣。
大氣的相對濕度較小,下沉氣流的存在使得大氣絕熱增溫,二者相輔相成,成為地面迅速增溫的重要原因之一。高溫天氣的形成是多方面的,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等因素有關,對于短期預報來說,對高空、地面的形勢準確把握,不斷積累經驗,對進一步提高高溫的預報水平大有裨益。