富寧縣高溫天氣分析

馬 雯，陳曉玲，張 倩

1.云南省富寧縣氣象局，云南富寧 663400；2.云南省馬關縣氣象局，云南馬關 663700；3.云南省麻栗坡縣氣象局，云南麻栗坡 663600

隨著全球氣候變暖，高溫天氣頻發，高溫天氣也引起社會的關注[1]。由于氣候變化具有很強的地域特征，在全球氣候變暖的大背景下，各地氣候變化趨勢與強度并不完全一致[2]。近年來，各學者針對高溫天氣特征進行了大量的分析，葉殿秀等[3]利用全國753個站多年夏季逐日最高氣溫資料分析指出，近50年來我國夏季高溫熱浪的頻次、日數和強度變化總體呈增多、增強趨勢。張書余等[4]研究表明，高溫是一種災害性天氣，其對人們的工作、生活和身體會產生不良影響，嚴重時使人體內部代謝失衡，出現疲勞、煩躁等“高溫病”。富寧縣位于云南省東南部，屬南亞熱帶季風氣候，雨熱同季，年內多高溫天氣，按照以平均溫度為劃分的四季標準，夏季在一年中有159 d，縣內因地形和海拔差異，立體氣候明顯。因連續高溫少雨造成的干旱災害基本每年發生。

1 資料來源與研究方法

1.1 資料來源

資料來源于富寧縣地面常規氣象觀測站以及12個區域自動氣象站（阿用、那能、剝隘、者桑、花甲、洞波、歸朝、谷拉、板侖、木央、郎恒、田蓬）2012—2022年逐時氣溫數據。以及美國環境預報中心（NCEP）和國家大氣研究中心（NCAR）聯合推出的逐6 h時間分辨率，空間分辨率為2.5×2.5格距的再分析數據集。

1.2 研究方法

通過統計高溫天氣出現的時間，分析富寧縣高溫天氣時間的分布特征包括年際變化、月際變化和日際變化。高溫預警分布的統計采用3個站點及以上日最高氣溫≥35 ℃為1個高溫天氣日。應用反距離權重插值法分析富寧縣高溫天氣空間分布特征；通過500、700、850 hPa環流形勢場，850 hPa溫度場和相對濕度，開展了高溫天氣環流形勢分析及預報預警發布探討。

2 高溫天氣的時空分布特征

2.1 空間分布特征

根據中央氣象臺規定，單站日最高氣溫≥35 ℃為高溫天氣，日最高溫連續3 d以上≥35 ℃為持續性高溫天氣。以日最高溫≥35 ℃為高溫強度指標，將13個站點11年內日最高氣溫≥35 ℃天數累加平均得出每個站點年平均高溫天數空間分布（圖1）。總體來看，空間分布明顯呈現東北高，西南部低的態勢，其中以谷拉鄉出現的年均高溫天數最多，2012—2022年間平均每年有67 d以上日最高氣溫≥35 ℃。因此，東北部的谷拉、剝隘、歸朝、者桑、那能、阿用年平均高溫天數＞20 d，屬于需重點關注的鄉鎮；新華（即圖1富寧站）、洞波次之高溫年平均天數＞11 d；而西南部的木央、田蓬、板侖和西部的花甲年平均高溫天數＜10 d，屬于年高溫日數少的鄉鎮。

圖1 富寧縣年平均高溫日數的空間分布特征

2.2 高溫日數與海拔的關系

富寧為地勢起伏、山高谷深的山區，境內地形復雜。高溫天氣的地域分布存在差異，高溫天氣主要集中分布在東北部的剝隘、谷拉、歸朝等鄉鎮，由東北自西南逐漸減少，這與其地形有一定的關系。圖2為富寧縣13個氣象觀測站點的海拔和2012—2022年間各站點年平均高溫天數對應圖。從圖2上看出，海拔與高溫日數基本呈反比關系，表現為富寧縣境內低山地區的谷拉鄉、剝隘鎮、那能鄉、者桑鄉海拔較低，大都在500 m以下，高溫日數較多；山地分布的縣境中北、中南部，包括新華（即圖中富寧）、朗恒、板侖、洞波、阿用等中山地區，海拔較高在600 m以上，年平均高溫日數相對東北部鄉鎮較少；高原分布于西南部的田蓬、木央地區，海拔＞1 300 m以上，高溫日數少，屬于富寧縣天氣涼快的區域。值得注意的是，位于富寧北部的花甲鄉由于其站點位置海拔＞1 000 m，屬于北部鄉鎮中高溫日數最少的鄉鎮，年平均高溫天數1 d。同時，必須指出海拔、氣象觀測站點所在的局部地形、地表狀況、周圍地形以及城市城郊等因素都會影響氣溫[5]。

圖2 富寧縣氣象站點海拔與年平均高溫天數對應圖

2.3 時間分布特征

2.3.1 高溫日數的年際變化 從富寧縣2012—2022年高溫日數年際變化可見，年高溫日數最高出現在2021年，為30 d，其次是2020年的28 d和2016年的26 d；年高溫日數最低出現在2013年，為10 d，其次是2018年為14 d。11年間高溫日數年平均為22 d（圖3）。從3階多項式擬合曲線來看，2012—2022年間高溫日數分布呈現“少—較多—較少—多”的“M”形特點，有明顯的周期性波動。

2.3.2 高溫日數的月際變化 2012—2022年間富寧縣高溫天氣（≥35 ℃）最早出現在3月上旬（2016年3月8日谷拉站35.2 ℃），最晚出現在10月上旬（2021年10月10日歸朝站35.1 ℃），均出現在東北部海拔較低的鄉鎮。富寧縣的高溫一般在3—10月均有出現，且高溫天氣（≥35 ℃）主要集中在5—8月，2012—2022年間以5、7月出現的高溫天數（≥35 ℃）最多均為44 d，年平均為4 d；6、8月次之，分別出現了36、40 d；4、9月較少。而日最高氣溫（≥37 ℃）的高溫天氣，則一般出現在4—9月，其中以5月出現的高溫日數最多，年平均為1 d左右。

2.3.3 高溫日數的日際變化 富寧縣2012—2022年間各站日高溫（≥35 ℃）出現時間次數和各站日高溫（≥37 ℃）出現時間次數，結果顯示每天12:00～18:00均有日高溫（≥35 ℃）的情況出現，整體呈現“單峰”形，日最高氣溫主要集中出現在15:00～16:00；而一天中的日高溫氣溫（≥37 ℃）則在16:00出現的次數最多。

2.4 高溫預警的分布特點

根據云南省氣象災害預警信息規定，高溫預警信號分三級，分別用黃色、橙色、紅色表示。當連續3 d日最高氣溫≥35 ℃時，需要對外發布高溫黃色預警信號（以下簡稱黃色高溫天氣），當日最高氣溫≥37 ℃時，需要對外發布高溫橙色預警信號（以下簡稱橙色高溫天氣），當日最高氣溫≥40 ℃時，需對外發布高溫紅色預警信號（以下簡稱紅色高溫天氣）（表1）。2012—2022年間富寧縣黃色高溫天氣共出現51次，平均每年4次左右，占總預警次數的39.5%；橙色高溫天氣共出現70次，平均每年6次左右，占總預警次數的54.3%；紅色高溫天氣2012—2017年間共出現3次，2018—2022年有所增長共出現5次，占總預警次數的6.2%。2012—2022年間僅有阿用、剝隘、谷拉、歸朝、那能、者桑鄉鎮站點出現過日最高氣溫≥40 ℃，其中以剝隘站2020年5月6日出現的42.5 ℃為2012—2022年間最高氣溫。由此可見，橙色高溫天氣出現的次數多，占比大而應得到預報員的重點關注。

表1 2012—2022年可發布高溫預警次數和占總預警次數比例分布

2.5 突變檢驗

根據Mann-Kendall趨勢檢驗法，給定顯著性水平是α=0.05，臨界值u0.05=±1.96，可以看出，富寧縣高溫日數的UF曲線在2014年后介于0～1.96，表明序列呈現上升趨勢，2012—2013年間富寧縣高溫日數的UF曲線介于-1.96～0，表明變化趨勢和突變不明顯，且序列呈現下降趨勢。在0.05的置信度水平下，2014、2017和2018年富寧縣的高溫日數發生突變。

3 高溫天氣形勢分析

3.1 高空環流形勢

通過分析高溫天氣出現時段的500 hPa高空形勢得知，富寧縣的高溫天氣出現與西太平洋副高加強西伸有關，也與伊朗高壓的東伸有關。其中西太平洋副高的北抬西伸是造成富寧縣高溫天氣的主要影響系統之一。其特征是亞洲中高緯度地區形成較穩定的兩槽一脊型，同時東亞大槽加深，西太平洋副熱帶高壓不斷西伸北抬，難以東退，云南東南部被588 dagpm線控制，隨著副高的不斷西伸加強控制整個云南區域，會出現高溫酷暑天氣。此類型大都出現在6—8月，如過程2019年6月20—22日，其典型的500 hPa形勢。

3.2 低空環流形勢

3.2.1 700 hPa 一般出現高溫天氣過程時，若500 hPa上的副熱帶高壓較為深厚且西伸時，則其低層的流場也西伸，富寧受副高偏西氣流影響，表現為弱的西南風。

3.2.2 850 hPa 富寧縣出現高溫天氣時，850 hPa上位于云南南部即20°N～25°N附近有24 ℃的暖中心存在。因此，預報產品850 hPa處未來最高氣溫≥24 ℃可以作為一個預報預警高溫天氣的指標。

4 結論

（1）富寧縣高溫天氣空間分布呈現明顯的東北高，西南部低的態勢，與各鄉鎮站點的海拔有一定相關性。東北部的谷拉、剝隘、歸朝、者桑、那能、阿用年平均高溫天數＞20 d，屬于需重點關注的鄉鎮。

（2）富寧縣2012—2022年間高溫日數呈現“少—較多—較少—多”的“M”形特點，總體呈上升趨勢，且分別在2016和2021年出現1次高溫日數的小高峰。富寧縣的高溫天氣一般出現在3—10月，且高溫天氣主要出現在5—8月，其中37 ℃以上的高溫天氣主要集中在5月。2012—2022年間橙色高溫天氣（日最高氣溫≥37 ℃）出現的次數最多。富寧縣12:00～18:00均有高溫天氣出現，高溫日數日際變化呈現“單峰”形，集中分布在午后，主要出現在15:00～16:00。

（3）通過Mann-Kendall趨勢檢驗法得知，2014—2022年高溫日數呈現明顯上升趨勢，根據UF和UB曲線交點的位置，確定2014年后高溫日數增多發生突變。