2016年5月10—11日臨夏州極端高溫天氣分析

李菲++韋伯龍++祁萍++閆旭東

摘要 利用實(shí)時(shí)常規(guī)觀測資料以及物理量場特征，針對2016年5月10日—11日臨夏州極端高溫天氣過程出現(xiàn)原因進(jìn)行分析，結(jié)果表明：臨夏區(qū)域垂直方向上高層輻合，低層輻散的垂直配置使高壓區(qū)的強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)明顯，空氣的下沉絕熱增溫作用是形成臨夏地區(qū)極端高溫天氣的主要物理機(jī)制。中低層較好的正變溫區(qū)域配合地面相對濕度僅為22%的異常干燥空氣，與北方高層干空氣南下的疊加，是導(dǎo)致此次過程中臨夏地區(qū)最高溫度極值被打破的重要原因之一。地面受熱低壓或熱低壓前部影響，地面要素場天空狀況為晴天到少云，測站基礎(chǔ)氣溫較高，相對濕度不大，地面風(fēng)力不大，對極端高溫天氣的發(fā)生起重要作用，為產(chǎn)生此次極端高溫天氣的重要原因。

關(guān)鍵詞 極端高溫；下沉增溫；熱低壓；干燥空氣；甘肅臨夏；2016年5月10—11日

中圖分類號 P423.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 1007-5739（2016）22-0213-02

氣溫是表征空氣冷熱程度的物理量，氣象上通用的氣溫是指離地面1.5 m高度上的空氣溫度。最高氣溫是一定時(shí)間或一定空間內(nèi)空氣溫度的最高值，極端最高氣溫是指多次最高氣溫值中的極大值，由逐日最高值中選出。極端高溫作為一項(xiàng)重要的冷暖指標(biāo)，對氣候變化的影響表現(xiàn)更為突出，已成為氣候變化研究中的熱點(diǎn)問題之一[1-3]。它的異常變化常會(huì)對局部地區(qū)的氣候產(chǎn)生重要影響，臨夏地處黃河上游、青藏高原和黃土高原的過渡地帶，地勢受積石山、太子山山系影響，呈西南部高、東北部低于西南而高于中部的“L”型傾斜盆地。西南部為土石山地、中部山川相間，東北為黃土高原溝壑區(qū)。境內(nèi)地形復(fù)雜，相對高差大，氣候地域性差異大，屬溫帶半干旱氣候區(qū)。而極端高溫頻發(fā)對干旱有加劇作用，因此對臨夏地區(qū)進(jìn)行極端高溫過程的分析總結(jié)具有重要的意義。

2016年5月10—11日，臨夏地區(qū)出現(xiàn)的日最高氣溫超越了歷史同期極值。本文利用常規(guī)實(shí)時(shí)觀測資料以及物理量場特征，針對這次極端高溫天氣過程出現(xiàn)原因進(jìn)行分析，得出預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。

1 高溫天氣實(shí)況

2016年5月10—11日，臨夏州出現(xiàn)區(qū)域性高溫天氣。臨夏市1951—2015年近65年5月極端最高氣溫為31.0 ℃，而2016年5月的最高氣溫達(dá)到31.7 ℃，突破近65年5月最高氣溫極值記錄。10日臨夏州氣溫開始升高，11日5個(gè)縣站的最高氣溫有3個(gè)突破30 ℃（表1），其中北部的永靖縣最高溫度高達(dá)34.0 ℃，5個(gè)縣站均達(dá)到5月臨夏地區(qū)有氣象記錄以來的歷史同期最高值。12日氣溫開始回落，此次極端高溫天氣過程結(jié)束。

2 形勢分析

2.1 高空形勢

在此次高溫天氣之前，500 hPa中高緯的環(huán)流形勢呈“兩槽一脊”型，臨夏州處于槽后脊前西北氣流中（圖1），氣溫較低。從10日開始，位于巴爾喀什湖以北的高空低渦東移增強(qiáng)，伴隨西太平洋副高北抬并在青藏高原形成閉合中心，控制臨夏州的暖性高壓脊加強(qiáng)，10日8：00至11日20：00，臨夏州一直受580線的控制之下。溫度場上，受溫度脊中等溫線由-12 ℃升至-6 ℃控制（圖2），11日20：00貝加爾湖北中西伯利亞的冷渦加強(qiáng)，冷空氣南壓，暖性高壓脊逐漸減弱東退，臨夏州氣溫回落，此次高溫天氣趨于結(jié)束。與夏季高溫過程相比，此次極端高溫過程西太平洋副高沒有明顯西升北抬，584線北抬至新疆南部，沒能形成閉合中心。

700 hPa和500 hPa高空環(huán)流形勢配合較好，形勢較為相似。從850 hPa溫度場上來看，10日8：00青海省一帶有閉合中心為28 ℃的溫度中心，呈東北—西南走向，臨夏州在16 ℃控制下（圖3a）。至10日20：00，溫度閉合中心增強(qiáng)至32 ℃，且溫度舌東北向明顯加深加強(qiáng)，控制臨夏州溫度增強(qiáng)至28 ℃（圖3b）。11日8：00控制臨夏州的溫度脊東移，溫度中心減弱，20：00配合500 hPa冷空氣南壓臨夏州氣溫開始回落，此次高溫天氣趨于結(jié)束。

從700 hPa和850 hPa的溫度場演變中可以看到，有與高度場相配合的暖中心緩慢東移，并且高溫中心10日20：00控制了青海東部地區(qū)。以上分析可以表明：造成臨夏州極端高溫天氣的高壓系統(tǒng)是一個(gè)從低層伸展到對流層的比較深厚的暖性高壓系統(tǒng)。

2.2 地面為熱低壓控制

與高空形勢相反，地面存在熱低壓形成、東南移的過程，低壓中心為992.5～1 000.0 hPa（圖4）。10日14：00地面圖上，有一低壓中心從新疆—內(nèi)蒙古生成并逐漸向東南方向移動(dòng)，臨夏州處于熱低壓前部西南氣流控制的暖氣團(tuán)里。此熱低壓中心于10日20：00移至臨夏州，此后強(qiáng)度增強(qiáng)，移速緩慢，位置穩(wěn)定少動(dòng)，11日17：00地面圖上，中心強(qiáng)度增至992.5 hPa，青海北—甘肅形成1 022.5 hPa的冷高壓，青藏高原邊坡地區(qū)形成等壓線密集帶，11日20：00冷空氣南下，熱低壓中心移出臨夏州，高溫結(jié)束。由此可知，此次高溫天氣的產(chǎn)生與由新疆—內(nèi)蒙古東南移的熱低壓的加熱作用有必然聯(lián)系，暖空氣勢力強(qiáng)，低壓東南移動(dòng)緩慢，長時(shí)間受暖空氣的控制，使得臨夏地區(qū)的地面持續(xù)升溫，因而造成了臨夏州極端高溫天氣的出現(xiàn)。

3 物理量場分析

分析臨夏地區(qū)9日20：00至12日20：00的渦度剖面圖（圖5a），從渦度剖面圖看，對應(yīng)臨夏區(qū)域的垂直方向上150～850 hPa均為負(fù)渦度，說明此高壓是一個(gè)相當(dāng)深厚的負(fù)渦度系統(tǒng)，其頂端位于100 hPa附近，而在深厚負(fù)渦度區(qū)下方有一個(gè)淺薄的正渦度層意味著此范圍內(nèi)存在著一地面熱地壓，臨夏正處于此區(qū)域，空氣下沉運(yùn)動(dòng)天氣晴好。同時(shí)，分析散度時(shí)間剖面圖（圖5b）發(fā)現(xiàn)，10日20：00臨夏上空150～300 hPa均為明顯的輻合區(qū)，300 hPa以下則為明顯輻散區(qū)，這種高層輻合、低層輻散的垂直配置使高壓區(qū)下沉運(yùn)動(dòng)明顯，高壓中空氣的下沉絕熱增溫是形成高溫天氣的主要物理機(jī)制。由此可見，臨夏地區(qū)較強(qiáng)的下沉運(yùn)動(dòng)有利于高溫天氣的產(chǎn)生。

綜上所述，此次極端高溫天氣的產(chǎn)生與中低層熱力作用、地面熱低壓熱力加熱作用以及下沉氣流導(dǎo)致地面減壓有關(guān)。10日東移熱低壓增強(qiáng)，下沉氣流導(dǎo)致地面減壓，促進(jìn)了氣溫增幅。此次極端高溫期間地面相對濕度小于30%（圖5c），空氣非常干燥，升溫加快。之后在大尺度環(huán)流形勢下，11日白天受強(qiáng)烈的太陽輻射等非絕熱因子的增溫作用，臨夏地區(qū)氣溫急劇升高，突破同時(shí)期歷史極值。

4 地形對高溫天氣的影響

高溫天氣的發(fā)生與本地的地形有著直接的關(guān)系。臨夏位于甘肅省東南部，由青藏高原東北緣雷積山深大斷裂、秦嶺北深大斷裂和祁連山東延余脈馬銜山圍成一個(gè)山前坳陷盆地。青藏高原四周高山屏障，阻擋了來自西面和北面的冷氣流。高原夏季為一個(gè)熱源，低層大氣為強(qiáng)大的熱低壓，盛行氣旋性氣流。這支氣流如與西進(jìn)的副熱帶高氣壓相配合，使夏季的西南季風(fēng)增強(qiáng)，造成臨夏及高原邊坡地帶局地性強(qiáng)對流性天氣，往往會(huì)產(chǎn)生暴雨。另外，夏季高原巨大的熱源有助于高層南亞高壓及東風(fēng)急流的形成與維持，這與西南季風(fēng)的爆發(fā)有著直接的聯(lián)系。由此可見，青藏高原的存在改變了正常的行星風(fēng)帶的位置和強(qiáng)度，增強(qiáng)了海陸熱力機(jī)制和行星環(huán)流的熱力機(jī)制作用，使得季風(fēng)得到加強(qiáng)。

青藏高原對天氣系統(tǒng)也有阻擋作用。在夏季，孟加拉灣地區(qū)是熱帶風(fēng)暴的高發(fā)地區(qū)，而青藏高原的存在恰好阻擋了熱帶風(fēng)暴的西行和北移。當(dāng)氣流翻越山脊到達(dá)背風(fēng)坡時(shí)，空氣中的水汽含量大減，更因空氣下沉增溫而變得干燥，云消霧散，天晴日好，溫度上升。

5 結(jié)語

本文通過對2016年5月出現(xiàn)的極端高溫天氣的分析得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）臨夏區(qū)域的垂直方向上150～850 hPa表現(xiàn)為暖性負(fù)渦度系統(tǒng)，而在散度場上，150～300 hPa均為明顯的輻合區(qū)，300 hPa以下則為明顯輻散區(qū)，這種高層輻合、低層輻散的垂直配置使高壓區(qū)的強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)明顯，高壓中空氣的下沉絕熱增溫作用是形成臨夏地區(qū)極端高溫天氣的主要物理機(jī)制。較強(qiáng)的下沉運(yùn)動(dòng)有利于臨夏地區(qū)高溫天氣的產(chǎn)生。

（2）中低層有較好的正變溫區(qū)域配合，500 hPa層上有 -6 ℃的暖中心，850 hPa層青海有32 ℃以上的暖中心，并且暖區(qū)范圍較廣，臨夏處于暖中心邊緣30 ℃控制下，10日20：00臨夏地區(qū)空氣異常干燥，相對濕度僅為22%，再加之北方高層干空氣南下的疊加，是導(dǎo)致此次過程中臨夏地區(qū)最高溫度極值被打破的重要原因之一。

（3）2016年5月10—11日臨夏地區(qū)高空受高壓脊控制，地面受熱低壓或熱低壓前部影響，地面要素場天空狀況為晴天到少云，測站基礎(chǔ)氣溫較高，相對濕度不大，地面風(fēng)力不大，對極端高溫天氣的發(fā)生起重要作用，為產(chǎn)生此次極端高溫天氣的重要原因。

（4）地形所產(chǎn)生的氣流下沉聚熱作用對極端高溫天氣的形成起增幅作用[4-5]。

6 參考文獻(xiàn)

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