淅川县2013年6月7～8日高温天气特征分析

张 硕

(河南省淅川县气象局,河南淅川 474450)



淅川县2013年6月7～8日高温天气特征分析

张 硕

(河南省淅川县气象局,河南淅川 474450)

2013年6月7～8日淅川县连续2 d出现日最高气温>37 ℃的高温天气，通过对连续2 d的高温天气形势和气象要素分析，发现这类天气多发生在高空槽后稳定的西北气流影响下，地面图上，从蒙古到我国大部为强大的暖低压，气压场呈南高北低形势，地面为偏南风，淅川县为下沉气流；高温天气的出现和850 hPa温度场有很好的对应关系，还与前期的气温和降水等要素密切相关。

高温；天气形势；气象要素；淅川县

淅川县位于河南省西南部(32°55′～33°23′N、110°58′～111°53′E)，与陕西、湖北省相邻，总面积2 820 km2。地形窄长，自西北向东南斜长107 km，中部横宽46 km。地貌高低落差很大，境内北、西、南三面环山，形成西北突起、略向东南倾斜的马蹄地形。境内最高海拔1 086 m，最低海拔120 m，平均海拔567.67 m。由于西北方向有秦岭、伏牛山的天然屏障和境内西北部诸山峰形成两道防线，在一定程度上减弱了冷空气的侵入，全县最冷月平均气温高于同纬度以东的南阳、汝南等地1.5～2.0 ℃，年均降水量804.3 mm，气温15.8 ℃，最热月份(7月)平均气温为28.4 ℃，年日照时数2 046.7 h，无霜期为228 d。气候温暖，四季分明，雨量充沛，属北亚热带向暖温带过渡的季风性气候。在气候变暖的背景下[1-4]，近年来极端高温事件越来越频繁。高温天气是淅川县频发且普遍出现的区域性灾害性天气，对社会生产和人民群众日常生活影响很大，它不仅会造成供水、供电紧张，恶化室外工作环境，使人产生中暑现象，且会导致地面蒸发量加大，破坏土壤墒情，还往往与特重干旱相伴而来。高温还会增加森林大火发生的可能性，同时对内陆湖泊的水质也有一定影响，有研究表明高温会使水体富营养化加剧，从而加重水质污染。可见，高温天气对工农业、畜牧业、渔业生产及交通运输和国防建设等均带来不同程度的危害，持续高温天气对工农业生产、旅游以及商业营销均有较大影响。

高温天气是夏季典型的灾害性天气之一，近年来，人们越来越关注华北地区的气温变化特征[5-7]。如史印山等采用线性趋势分析和小波分析等方法分析了49年来京津冀地区高温天气的时空分布特征，探讨了高温天气的年代际变化与大尺度环流特征[5]；卫捷等通过分析北京、天津、石家庄、太原、济南和青岛6个市44年的逐日最高气温，指出华北地区的高温天气在20世纪60和90年代出现2个高峰期，夏季欧亚中高纬度环流与西太平洋副高的年代际变化是造成华北高温的主要原因[7]；张尚印等认为北京、天津、石家庄和济南20世纪90年代后期高温日数和高温过程偏多，原因是副热带高压脊线位置偏北、副高控制这一地区[8]。以上这些研究均侧重于华北高温天气的时空统计分布及其大气环流特征分析，但对于高温天气的诊断分析还不多见。为此，笔者通过利用MICAPS常规资料和数值预报产品再分析资料对2013年6月7～8日高温天气的成因进行探讨，以期在日常高温天气中、短期预报中为预报员提供参考。

1 高温天气实况

2013年6月7～8日淅川县连续2 d出现日最高气温>37 ℃的高温天气，7、8日最高气温分别为37.1、37.6 ℃。由于前期降水量偏少(2～5月降水量仅是历年同期平均值的3成)已经出现初夏旱的情况下，此次高温天气过程对淅川县农业生产造成较大的危害。淅川气象局提前24 h发布高温预警信号，提醒大家做好防暑降温工作。

2 高温天气出现时的天气形势和影响系统

2.1 500 hPa形势分析利用MICAPS实况资料分析，2013年6月7日08：00 500 hPa高空图上，副热带高压稳定在海上,亚洲中高纬度为一槽一脊形势，呈明显的经向环流，80°～90°E为一暖脊，淅川县处于弱脊前西北气流里，以晴好天气为主(图1a);6月8日08:00，副高明显增强向北抬，580 gpm线由7日08:00的湖北南部北抬至河南北部，贝加尔湖一带的低涡移至125°E附近，形成稳定的东亚大槽；7日08：00图上青海、甘肃、四川三省交界处有一反气旋环流中心，8日移动到陕西南部、四川东北部地区，形成明显的高压脊，使南阳地区气压升高，推进低槽东移至海上，580 gpm线控制陕西南部、山西南部和河南西南部，淅川县处在槽后脊前西北气流里(图1b)，最高气温达37.6 ℃;9日以后，从青藏高原东移来的浅槽携带冷空气东移影响，环流形势发生明显调整，淅川县转入槽前西南气流里，出现了弱的降水天气，高温天气宣告结束。

2.2 850 hPa形势分析从6月6日20：00开始，850 hPa图上新疆到河套以南地区为强大的暖中心，中心达28 ℃，南阳市温度维持在21 ℃以上。联系500 hPa高空形势，850 hPa的暖中心落后于500 hPa的反气旋中心，因此反气旋有发展趋势，致使580 gpm线北抬，南阳地区气压升高。这也与500 hPa的发展趋势相一致。到8日08：00，暖区控制范围向东扩展，但中心强度已有所下降，在河南形成24 ℃暖中心，南阳市温度达26 ℃，8日气温出现了最高值，9日该暖中心继续减弱东移，结束对南阳地区的控制，淅川转受槽前西南气流控制，产生降水，气温下降。

2.3 地面天气形势与高空受高压控制的形势相反，地面图上淅川受低压控制。6月6～8日从蒙古到我国大部为强大的暖低压，气压场呈南高北低形势，地面为偏南风，地面的高温区和热低压不断南压，这个高温区在700 hPa图上表现为河套高压，且与负涡度区及反气旋式环流区配合。谢庄等研究指出大陆副热带高压(即河套高压)是造成华北地区及黄淮地区西部出现极端高温天气的重要原因[9-11]。反气旋最强盛时在6月8日，低压中心为997.5 hPa，从河套到河南省全部处于低压带里，气温达最高值，9日有冷空气影响，气温下降。

图1 2013年6月7日08:00(a)和8日08：00(b)500 hPa高度场

2.4 相对湿度分析大气的干燥程度也是影响气温升高的重要因素之一，当大气中水汽含量较多时，由于热容量大，大气不容易出现明显的增温。为此，分析2013年6月7日08：00淅川县湿度场等值线可知，在发生高温的当天早上，在河南省西部大气高、低层均为相对湿度≤30%的低值区，即空气非常干燥，从高温区向外相对湿度逐渐增大，这与该区以下沉运动为主、没有上升运动是对应的。说明上述地区在西北气流控制下，天气晴好，太阳辐射强烈，导致气温升幅较大。

2.5 垂直运动分析垂直运动对气温变化的影响，主要是通过垂直运动的方向、强度和大气的稳定度来实现的[12]。从垂直速度剖面图也可以看出，300 hPa以下存在明显的下沉运动，最强下沉中心在500 hPa附近，王金兰等研究指出这种高空强烈的下沉运动极有利于高温天气的产生[13]。同样，在900～300 hPa处有一支下沉气流。由淅川地理位置可知淅川位于下沉运动最强中心的边缘地区，应处于高温发生区的边缘，这对850 hPa的形势也做了很好的证明。垂直速度场显示，下沉运动与晴好天气相伴，太阳辐射强，气温上升快，通过分析高温天气当天(7日08：00)垂直速度发现，高层和低层均以下沉运动为主。河套高压是一个相当深厚的负涡度系统，是暖性高压，基本以下沉气流所控制，天空云量较少，使得强烈的太阳辐射长时间作用于地面，可造成辐射增温。在下沉运动发生的同时，配合干燥的大气状况(即大气具有较小的比热)，对出现高温天气非常有利。

图2 2013年6月6日20：00 850 hPa温度场经向(a)和纬向(b)垂直剖面

2.6 欧洲中心数值预报产品分析利用MICAPS3.1平台绘制出的欧洲中心2013年6月6日20：00 850 hPa温度场的预报产品(图2)，从6月7日20：00～8日20：00的预报场可以看出，河套至黄淮地区为≥20 ℃范围内，7日高温发生区位于河套地区南部、山西南部及河南西部这一片区域，至8日有所东移，虽然中心温度有所下降，但对淅川县的影响程度8日较7日更甚，这可能是由于前期积温导致早晨气温抬升起点较高，且暖气团主体的到来。河南大部分地区处于24 ℃以上的暖中心里。按插值的方法来取值，淅川县的温度应该在26 ℃左右，对未来短期内预报高温天气有很好的指示作用。

2.7 本地气象要素分析淅川县出现高温天气前一天最高气温一般在35 ℃左右或更高。前一天的最高气温越高当日高温强度越强，这是因为次日白天气温回升起点高所造成。考虑高温预警信号一般在当天早晨或上午发布，因此当天08：00的观测记录也是很好的参考，6月7日、8日这两天08：00气温均在25 ℃以上。反查出现高温当天14：00地面相对湿度发现，相对湿度均较小，即6月7～8日14：00地面相对湿度均小于44%，较小的湿度条件有利于气温的上升。淅川县6月份是高温天气频发时段，这与地形也存在着一定的关系， 6月份当高空西北气流较为强盛时，西北部有太行山脉阻挡，由于地形原因气流沿太行山脉下滑所产生的下沉增温或焚风效应对高温产生起到了增幅作用。

3 结论

初夏尤其是6月份，淅川县高温晴热天气较为常见。应用常规观测资料和数值预报产品，分析2013年6月7、8日发生在淅川县的高温天气过程发现，这次高温天气是在稳定的大气层结下，高层受强西北气流控制，低空有强而持久的暖中心配合，高空强烈的下沉运动是形成高温天气的重要因素；干燥的大气也是导致高温的有利条件。

高温天气的形成原因是多方面的[14-18]，它既与全球气候变暖的大背景有关，又与大气环流变化、城市建设和生态环境恶化等因素有关，对中短期预报来说，准确把握高空地面形势，不断总结经验，将有助于进一步提高对高温天气的预报水平。通过以上分析可以看出，淅川县出现干热型天气应着重考虑以下几点：①6月份环流形势以西风带为主，副热带高压稳定在海上，500 hPa受东亚大槽后较强的暖脊控制，且脊后部不断有暖平流促使其稳定发展；②08：00 850 hPa形势图上，河套地区有24 ℃以上暖区或暖中心，郑州、南阳市温度大于24 ℃时，易出现37 ℃以上高温天气；③南高北低的地面气压场形势淅川县受暖低压控制，以偏南风分量和偏西风分量为主，天气状况相对晴好，相对湿度不大，前期气温较高、空气湿度小均有利于出现高温天气；④前一天20：00的欧洲中心850 hPa温度场预报淅川县处在24 ℃以上的暖中心里，对高温天气的预报有很好的指示意义；⑤地形所产生的气流下沉增温或焚风效应对高温天气的形成起到了增幅作用。

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张硕(1974- )，男，河南方城人，工程师，从事气象业务工作。

2015-01-26

S 161.2+2

A

0517-6611(2015)08-153-02