商丘市高溫天氣的氣候特征和預報方法

王海艷

摘要利用商丘市8個臺站1970～1999年6～8月逐日最高氣溫資料，總結了商丘市的高溫天氣的氣候特征，詳細分析了高溫天氣下的環流形勢，通過分析高溫天氣的環流形勢特征，找出預報指標，并建立高溫預報方程。結果表明，商丘市6～8月平均高溫天氣出現次數為2.2 d，高溫多出現在6、7月份；商丘地區20世紀70年代高溫日較80、90年代多，南部、東南部出現的高溫日較多；大陸性高壓和副熱帶高壓是形成商丘市高溫天氣的主要和次要系統。根據商丘市高溫環流形勢選定了500 hPa溫度、850 hPa溫度等高溫預報因子，并用ECWMF、日本傳真圖資料和本站資料建立了高溫預報方程，最后用2005和2006年資料進行了預報試驗，預報結果表明此方法對于高溫預報貢獻較大、效果良好。

關鍵詞高溫天氣；氣候特征；預報方法；商丘

中圖分類號S161.2文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）14-04343-02

每年夏季（6～8月），受西太平洋副熱帶高壓控制及大陸高壓暖高壓脊控制，商丘地區天氣晴朗，太陽輻射強烈，出現高溫酷熱天氣。引起城市高溫的原因很多，氣候異常、溫室氣體、城市建筑、城市變暖、植被狀況以及人類活動等因素均可以造成不同地區、不同城市危害性高溫日數及強度變化，危害性高溫可能引起死亡率升高和警戒溫度的限值。在熱浪襲擊下，心臟病、中風、中暑、肺炎患者和死亡率均上升，因持續性高溫使這些疾病患者熱平衡調節能力下降，尤以老人為甚[1]。此外，高溫、少雨引起的干旱還給農民帶來很嚴重損失，所以研究高溫預報方法、做出準確的高溫預報是非常重要的，它可為政府部門指揮生產提供科學依據，使農民適時澆灌，確保農作物生長；還可使城鎮居民及早做好防暑降溫準備，保障人民身體健康。

針對高溫天氣的氣候特征和預報方法，許多學者進行了研究，并取得了一些成果[1-4]。如張尚印等分析指出大陸性高壓和副熱帶高壓是形成華北地區高溫過程的主要和次要天氣系統[1]；汪秀清等研究指出夏季的極端高溫與日本數值預報產品850 hPa溫度密切相關，并指出了日本數值預報產品的850 hPa氣溫與吉林省地面日平均氣溫、階段性高溫及極端最高氣溫的對應關系[2]；陸琛莉等用REEP方法建立方程，研究出了嘉興市盛夏高溫概率預報方法[3]。筆者利用商丘市8個臺站1970～1999年6～8月逐日最高氣溫資料，總結了商丘市的高溫天氣的氣候特征，詳細分析了高溫天氣下的環流形勢，通過分析高溫天氣的環流形勢特征，找出預報指標，并建立高溫預報方程。

1資料與方法

資料來源于商丘市8個臺站1970～1999年6～8月逐日最高氣溫資料以及1995～2004年EC、日本傳真圖和本站資料。根據河南省氣象局規定，日極端最高氣溫≥38 ℃為一個高溫日，商丘地區8個站中有3個站日極端最高氣溫≥38 ℃即為區域性高溫。以持續2 d及2 d以上高溫日為持續高溫。利用商丘市8個臺站1970～1999年6～8月逐日最高氣溫資料總結了商丘市高溫天氣的氣候特征，通過分析高溫天氣的環流形勢特征，找出預報指標，并建立高溫預報方程。

2高溫天氣氣候概況

2.1高溫日年際變化特征1970～1999年6～8月出現高溫的平均年數為13.6年，共29.6 d，平均每年2.2 d，1970～1999年6～8月商丘站高溫日數呈微弱上升趨勢，1970～1999年6～8月高溫日數有3個峰值，分別在1978、1986、1996年，極大值出現在1978年，高溫日數為4 d。分析其他7個測站高溫日變化情況可見，除民權、睢縣有微弱下降的趨勢外，另外6個測站均呈微弱上升趨勢。就全區而言，1970～1999年6～8月高溫日數最大值在永城（1988年），為12 d。

2.2高溫日年代變化特征由表1可見，20世紀70年代商丘地區平均高溫日為10.6 d，除永城高溫日偏多，其他幾個站相差不大；80年代平均高溫日為9.0 d，柘城、永城高溫日較多，2站平均值是其他6站平均值的2.9倍，夏邑站高溫日偏少；90年代平均高溫日為8.6 d，柘城、永城出現的高溫天氣較其他縣站明顯偏多，寧陵、民權、虞城站高溫日偏少。商丘地區70年代高溫日較80、90年代多。

2.3高溫日月變化特征30年中商丘市高溫日多出現在6、7月份，其中6月份高溫日數平均為16.50 d，占53.4%，7月份高溫日數平均為12.25 d，占39.6%，8月份高溫日數平均為6.75 d，占21.9%。6和7月份的高溫日數之和占整個6～8月高溫日數的93.0%。

2.4高溫日旬變化特征以商丘站為例，在1970～1999年6～8月30年間， 6月份出現的高溫日數有12 d，其中，中旬出現的高溫日數最多，為8 d，占全月的67%，下旬出現的高溫日數次之，為3 d，占全月的25%，上旬僅出現1 d，占全月的8%；在7月份8 d高溫日中，上旬出現的最多，為7 d，占全月的87.5%，中旬較少，為1 d，占全月的12.5%，下旬無。又統計其余7個測站同樣發現，高溫日主要集中在6月中旬和7月上旬，6月中旬出現的高溫日數占全月的53.0%～77.8%（寧陵較少，為37.5%），7月上旬出現的高溫日數占全月的60.0%～80.0%。

2.5高溫日空間分布特征從1970～1999年6～8月商丘市出現的高溫總日數（圖1）可以看出，商丘市高溫日數空間分布不均，總體趨勢為南部、東南部出現高溫的概率較大，其平均高溫日數是中西部的2.4倍；永城、柘城明顯多于其他6站，其中永城最多，為60 d，柘城次之，為46 d，寧陵最少，為13 d，其余各站為20～27 d。

圖11970～1999年6～8月商丘各站出現的高溫日數2.6高溫持續性特征經統計發現，1970～1999年6～8月商丘站共出現3次持續高溫，1次為連續2 d持續高溫，2次連續3 d持續高溫。睢縣共出現2次持續性高溫，均為連續3 d持續性高溫；寧陵共出現2次持續性高溫，均為連續2 d持續性高溫；民權共出現4次持續性高溫，3次為連續3 d持續性高溫；夏邑共出現4次持續性高溫，1次連續3 d持續性高溫；虞城共出現5次持續性高溫。其中1次為連續3 d持續性高溫；柘城連續10次出現持續性高溫，有3次為連續3 d持續高溫，其余為連續2 d持續高溫；永城出現16次持續性高溫，1次為連續5 d持續性高溫，2次為連續4 d持續性高溫。由此可見，商丘地區南部（柘城）、東南部（永城）出現持續性高溫的概率較大，且持續的天數較長，最長達5 d，出現在永城。

3高溫下的環流形勢

商丘的高溫形勢分為干熱型高溫和濕熱型高溫，干熱型高溫是在西風帶環流中發生的高溫天氣，濕熱型高溫是在副高控制下的或在副高邊緣發生的高溫天氣[5]。

3.1干熱型高溫下的環流形勢商丘地區出現干熱型高溫時，500 hPa一般為兩槽兩脊或兩槽一脊型，125°E附近有東亞大槽維持，105°E附近為西風帶暖高壓脊，商丘地區處在東亞大槽后部的西北或偏西氣流里；或商丘地區受大陸高壓控制，天空晴好，空氣干燥；此時，副高位于海上。850 hPa，以黃淮地區為中心是一個≥20 ℃的暖區。

3.2濕熱型高溫下的環流形勢500 hPa，商丘地區處在副高邊緣或受其控制，25° ～ 35°N為≥-4 ℃的暖區。850 hPa圖上，商丘地區一致的西南氣流，25°～ 40°N被≥20 ℃的暖區控制。濕熱型高溫的出現與副高的進退和850 hPa的≥20 ℃的暖區控制密切相關。商丘地區處在副高邊緣或受其控制，且850 hPa有≥20 ℃的暖區，易出現高溫天氣。當副高穩定時，商丘地區易出現持續性高溫，副高東撤時，高溫天氣結束。

4高溫預報方法

4.1干熱型高溫預報指標當EC 48 h預報125°E附近有東亞大槽建立，商丘地區處在槽后時，或商丘地區受大陸高壓控制，X1為1，否則為0；當日本傳真24 h預報500 hPa本站溫度≥-7 ℃時，X2為1，否則為0；當EC 48 h預報850 hPa本站溫度≥21 ℃時，X3為1，否則為0；當本站14：00溫度≥34 ℃、相對濕度≤50%、本站氣壓≤998 hPa時，X4為1，否則為0；當24 h商丘地區天空晴好，吹E～S～WSW風時，X5為1，否則為0。用Y=X1+X2+X3+X4+X5檢查是否符合預報指標，當Y=5時，未來24 h商丘市將出現區域性高溫。

4.2濕熱型高溫預報指標當EC 48 h預報商丘地區處在副高邊緣或受其控制時，X1為1，否則為0；當日本傳真24 h預報500 hPa本站溫度≥-4 ℃時，X2為1，否則為0；當EC 48 h預報850 hPa本站溫度≥21 ℃時，X3為1，否則為0；當本站14：00溫度≥35 ℃、相對濕度≤53%、本站氣壓≤998 hPa時，X4為1，否則為0；當24 h商丘地區天空晴好，吹S風時，X5為1，否則為0。用Y=X1+X2+X3+X4+X5檢查是否符合預報指標，當Y=5時，未來24 h商丘市將出現區域性高溫。

4.3統計檢驗與試報情況 用1999～2004年資料進行統計檢驗，結果表明，擬合率為58.5%。 用上述方法分別在2005和2006年6～8月進行試報，發現2005年出現3個區域性高溫日，漏報1次，報對2次，準確率為66.7%；2006年6～8月出現1次區域性次高溫，準確率為100%。

5結論

（1）商丘地區20世紀70年代高溫日較80、90年代多，平均多1～2 d。高溫日主要集中在6月中旬和7月上旬，6月中旬出現的高溫日數占全月的53.0%～77.8%，7月上旬出現的高溫日數占全月的60.0%～80.0%。

（2）商丘市6～8月平均高溫天氣出現次數為2.2 d，高溫多出現在6、7月份，6和7月份的高溫日數之和占整個6～8月高溫日數的93.0%。商丘地區南部、東南部出現的高溫日較多，其平均高溫日數是中西部的2.4倍。

（3）商丘地區南部（柘城）、東南部（永城）出現持續性高溫的概率較大，且持續的天數較長，最長達5 d，出現在永城。

（4）大陸性高壓和副熱帶高壓是形成商丘市高溫天氣的主要和次要系統。

（5）根據商丘市高溫環流形勢找出高溫預報指標，建立高溫預報方法，并進行試報，效果良好。

參考文獻

[1] 張尚印，宋艷玲，張德寬.華北主要城市夏季高溫氣候特征及評估辦法[J].地理學報，2004（3）：383-390.

[2] 汪秀清，楊雪艷，石大明.數值預報產品在夏季持續高溫預報中的釋用[J].氣象，2004（12）：47-49.

[3] 陸琛莉，李云泉，盛文斌.嘉興市盛夏高溫概率預報方法[J].浙江氣象，2004（1）：20-23.

[4] 黃旭，陳燕，童文林.卡爾曼濾波方法在高溫預報中的應用[J].四川氣象，2001（2）：18-22.

[5] 黃玉超. 商丘地區高溫預報方法[J].河南氣象，1994（2）：11.