臨潼國家氣象觀測站夜間異常升溫氣象要素特征分析

楊 政 趙 靜

（西安市臨潼區氣象局，陜西西安 710600）

在我國北方地區，受太陽輻射日變化的影響，近地面最高氣溫一般出現在14：00—15：00，最低氣溫出現在日出前后[1-2]。盡管受天氣系統的影響，最高、最低氣溫出現的時間可能有變化，但總體表現為最高氣溫出現在白天、最低氣溫出現在夜間、夜間呈降溫變化趨勢[3-5]。甘茹蕙等[6]對蘭州地區突發性夜間增溫的統計特征研究表明，在特殊地形地貌影響下，突發性增溫事件具有明顯的區域特征，且一般在凌晨發生較多次數、較大幅度的增溫事件。劉建忠等[7]對北京地區初春一次夜間異常干熱天氣過程分析結果顯示，近地層存在明顯的逆溫，配合下沉增溫，導致凌晨在1 h內溫度變化將近10℃。馬媛媛等[8]利用WRF模式對2007年6月的一次夜間增溫過程進行深入研究，發現此次增溫伴隨濕度降低，增溫前風速突然變大，風向發生變化，同時向下的大氣垂直混合增強，引起此次夜間增溫。羅 然等[9]對北京一次罕見夜間突發性強增溫事件成因進行分析，結果表明：高原地區地面位溫顯著高于平原地區，是該次罕見增溫事件形成的首要條件；強下沉運動使低密度高位溫空氣強迫下沉到邊界層，是增溫的必要條件。

1 資料來源及方法

選擇2019—2020年臨潼國家氣象觀測站3次異常升溫過程的相關氣象要素、MICAPS實況數據資料，利用相關性分析方法，研究與升溫過程聯系緊密的氣象要素變化規律，并結合天氣學原理，探尋異常升溫原因。

2 結果與分析

2.1 溫度實況

2.1.1 2019年12月9—10日夜間異常升溫過程。由表1可知：2019年 12月 9日 0：00—2：00氣溫由1.8℃上升至12.8℃，增幅達11.0℃，風向由東東北轉為西西南，風速由1.0 m/s上升至3.9 m/s，增幅達2.9 m/s，氣溫與風速相關系數為0.83；氣溫回落時段，風向轉為偏北或偏東方向，風速開始減小。

表1 2019年12月9日0：00—6：00臨潼國家氣象觀測站氣溫、風向、風速數值

由表2可知：2019年 12月10日 0：00—3：00氣溫由4.4℃上升至13.4℃，增幅達9.0℃，風向由西南轉為西西南，風速由0.7 m/s上升至4.5 m/s，增幅達3.8 m/s，氣溫與風速相關系數為0.74；氣溫回落時段，風向轉為偏東方向，風速開始減小。

表2 2019年12月10日0：00—6：00臨潼國家氣象觀測站氣溫、風向、風速數值

2.1.2 2020年4月25—27日夜間異常升溫過程。由表3可知：2020年 4月 25日 2：00—3：00氣溫由9.3℃上升至17.6℃，增幅達8.3℃，風向由北西北轉為西西南，風速由0 m/s上升至3.0 m/s，增幅達3.0 m/s，氣溫與風速相關系數為0.81；氣溫回落時段，風向轉為偏東方向，風速開始減小。

表3 2020年4月25日0：00—6：00臨潼國家氣象觀測站氣溫、風向、風速數值

由表4可知：2020年 4月 26日 0：00—1：00氣溫由15.1℃上升至23.1℃，增幅達8.0℃，風向保持西南方向，風速由1.7 m/s上升至5.0 m/s，增幅達到3.3 m/s，氣溫與風速相關系數為0.28；氣溫無回落趨勢，風向保持在西南或西西南方向，風速無明顯減小。

表4 2020年4月26日0：00—6：00臨潼國家氣象觀測站氣溫、風向、風速數值

由表5可知：2020年 4月 27日 1：00—3：00氣溫由15.5℃上升至24.3℃，增幅達8.8℃，風向保持在西西南或偏西方向，風速由0 m/s上升至4.4 m/s，增幅達4.4 m/s，氣溫與風速相關系數為0.52；氣溫回落時段，風向轉為偏東方向，風速逐漸減小。

表5 2020年4月27日0：00—6：00臨潼國家氣象觀測站氣溫、風向、風速數值

2.1.3 2020年11月7日夜間異常升溫過程。由表6可知：2020年 11月 7日 2：00—4：00氣溫由 6.7℃上升至15.4℃，增幅達8.7℃，風向由西南轉為西西南，風速由 0 m/s上升至 4.4 m/s，增幅達 4.4 m/s，氣溫與風速相關系數為0.76；氣溫回落時段，風向轉為偏西方向，風速開始減小。

表6 2020年11月7日0：00—6：00臨潼國家氣象觀測站氣溫、風向、風速數值

2.2 環流背景

2.2.1 高空環流形勢。由天氣學原理可知，局地溫度變化可以用簡化熱流量方程來表示。

由圖1可知，3次異常升溫過程，歐亞中高緯呈西高東低型，我國中高緯地區被較平直的西北氣流控制，陜西省位于脊前西北氣流控制區域。700 hPa及850 hPa溫度場上，陜西省中南部有溫度脊配合，有明顯的暖區。因為3次異常升溫過程持續時間短、影響范圍小，且在高空圖上并未發現明顯溫度平流，所以無水平尺度的增溫趨勢，僅提供一個穩定的高空背景場。

2.2.2 地面環流形勢。由圖2可知，3次異常升溫過程，陜西省中南部位于地面暖高壓外圍東側偏北氣流影響區域，為升溫過程提供穩定的地面背景場。

2.2.3 逆溫層結。垂直運動[-w（γd-γ）]對氣溫變化的影響主要與垂直運動的方向、強度以及大氣穩定度有關。 當大氣層結穩定（γd-λ>0）時，上升運動（w<0）引起氣溫下降，下沉運動（w>0）引起氣溫升高；當大氣層結不穩定（γd-λ<0）時，上升運動（w<0）引起氣溫上升，下沉運動（w>0）引起氣溫下降；當大氣層結呈中性平衡狀態時，垂直運動對氣溫的變化沒有太大的作用。

由圖3可知，3次異常升溫過程，近地面均出現逆溫層結，地面至925 hPa，氣溫持續升高，增幅達2～5℃。驪山國家氣象觀測站位于臨潼國家氣象觀測站西南方向山區，海拔高，溫度堆積，升溫時段臨潼國家氣象觀測站風向轉為西南方向，風速增大，來自山區逆溫區的空氣輸運，在大氣層結穩定的情況下，下沉運動引起氣溫升高。黃少妮等[10]研究也發現，夜間暖空氣受壓縮，配合特殊地形引起的下沉增溫效應，有利于局地出現短暫升溫。

3 結論與討論

通過對3次夜間升溫過程環流形勢的分析可知，高空受脊前西北氣流控制，對流層中低層配合溫度脊，有明顯的暖區，地面受暖高壓外圍東側偏北氣流影響，穩定的高低空環流配置為升溫提供背景場。

3次夜間異常升溫過程近地面均形成逆溫層結，結合天氣學原理及地形條件可知，垂直運動是異常升溫的主要誘因。在大氣層結穩定的情況下，當風向開始轉為西南，風速增大2～5 m/s時，下沉運動引起增溫效應，對應升溫過程。

升溫過程持續時間短，影響范圍小。本文主要根據實況資料進行分析研究，部分結論還有待今后進一步驗證。