2017-07-11—13河曲縣高溫天氣過程分析

張占良，徐衛麗，賈素貞，李亞軍，辛瑞芳

（1.山西省河曲縣氣象局，山西 忻州 036599；2.山西省朔州市氣象局，山西 朔州 036002；3.山西省太原市氣象局，山西 太原 030082；4.山西省氣象信息中心，山西 太原 030006）

夏季是氣象災害發生較多的季節，炎熱、高溫是夏季天氣最顯著的特點，高溫嚴重時?？沙蔀闉暮π蕴鞖狻０凑瘴覈鴼庀缶忠幎ㄈ兆罡邷囟取?5℃為高溫日，連續3天以上的高溫天氣稱為“高溫熱浪”，視為一個連續高溫天氣過程。高溫天氣又可分為干熱和悶熱，一般日最低氣溫超過25℃為悶熱天氣。高溫天氣持續時會引起人身體嚴重不適，代謝紊亂，還會得暑氣病，可能導致供水供電緊張，農村地區人畜飲水困難，農作物受旱干枯等情況，造成一定的經濟缺失。河曲縣位于山西省西北部的晉陜蒙交界處，測站北緯36°22′，東經111°13′，海拔1 036.0 m，地形以黃土高原丘陵為主，沿黃河邊沿土地較為平坦，地勢西北低、東南高，平均海拔1 240 m。氣候類別屬暖溫帶大陸性氣候，夏季高溫熱浪天氣出現頻率不高。本文利用高空和地面觀測資料，從天氣環流背景和物理量方面簡要分析了河曲縣2017-07-11—13高溫天氣的發生原因，以期提高對高溫天氣的認識，為預報決策服務總結經驗。

圖1 2017-07-13全省高溫天氣分布

1 高溫天氣過程實況

2017-07上旬和中旬全省氣溫普遍偏高，到13日達到了高溫頂峰，如圖1所示。地處晉西北的河曲縣11日至13日3天連續達到了35℃以上，13日最高，為37.1℃，多個鄉鎮區域站氣溫最高超過了35.0℃，鹿固鄉最高氣溫41.8℃，海拔較低的鹿固、社梁、舊縣日最低氣溫超過了25.0℃，其余各站最低值都超過了20.0℃，天氣悶熱，刷新了河曲縣有記錄以來7月份氣溫歷史最高記錄。

圖2 2017-07-13T08：00 500 hPa

2 天氣形勢分析

2.1 500 hPa形勢

500 hPa等高圖上，2017-07上末旬到14日，500 hPa歐亞大陸中緯度地區沿中俄蒙交界自西向東環流逐漸由經向調整為緯向，冷空氣不易南下。2017-07-13T08：00，亞洲中高緯為淺的兩槽一脊型，暖脊位于俄蒙境內，5 840 gpm線大致與北緯40°線平行，除新疆、東北大部以及華東、華南部分以外，我國大陸基本位于5 840 gpm與副高5 880 gpm之間，如圖2所示（以下均為北京時間）。

2.2 700 hPa形勢

2017-07-13T08：00 700 hPa圖上，中俄蒙交界區域與500 hPa環流趨于一致，3 080 gm線與緯向平行，穿過新疆、蒙古、我國東北；3 120 gph線呈東北—西南走向穿過河北、云南，并過境山西，在晉陜邊界的西部有一個16℃的東西向暖中心帶存在，河曲站上空位于中心之內，有偏南氣流，如圖3所示。早上8：00測站氣溫達到27.8℃。

圖3 2017-07-13T08：00 700 hPa

2.3 850 hPa形勢

2017-07-13T08：00 850 hPa形勢圖上，山西西北邊界和東南方向各有一大的暖區，西北暖區中心溫度值是28℃，東南部暖區24℃，24℃等溫線經過河曲上空，熱低壓位于甘肅和中蒙邊界，全省基本處于2個暖區控制之下，東南—西北向有弱的氣壓梯度，全省有西南風，如圖4所示。此外，16g/kg等比濕線包圍全省西北至東南大部，低空比較潮濕。

圖4 2017-07-13T08：00 850 hPa

2.4 地面天氣形勢

2017-07-10在山西的西邊有大范圍的熱低壓帶存在，并逐步向山西緩慢移動，12日14時，地面圖（略）上中心位于甘肅、內蒙一帶，中心值是990.0 hPa，997.5 hPa線經過河曲縣，西北到華北大部有大范圍的氣溫高值區；13日8時，地面冷峰位于內蒙古的中部，晉西北處于鋒前暖區，經過夜間冷卻，熱低壓區有所減弱，受其控制氣溫仍較高，為白天高溫打下了基礎，如圖5所示。此外，13日白天，睛空少云，太陽輻射使近地面增溫很快。

圖5 2017-07-13T08：00地面天氣圖

3 物理量場分析

3.1 垂直速度場

經河曲觀測站所在經緯度做垂直速度場時間剖面，如圖6所示，實線為正（下沉），虛線為負（上升），10日8時到14日8時，850 hPa以上各層都呈有規律的下沉和上升變化，表明大氣層主要是在熱力作用下的自然震蕩波動；10日和12日整層大氣下沉氣流較強，伴隨有絕熱增溫作用，同時高溫期間以晴好天氣為主。另外，從地形分析，此次暖空氣主要來自西邊，河曲縣測站與西邊的河套和陜北高原海拔相近，基本上不會引起大氣在東移過程中的強烈下沉運動，絕熱增溫效應不大。

圖6 河曲測站2017-07-11—13T08：00垂直速度場時間剖面

3.2 溫度平流

與垂直速度場一樣，按照河曲觀測站所在經緯度做溫度平流場時間剖面，如圖7所示，實線為正（暖），虛線為負（冷），可以看到700 hPa附近上下10日8時至14日8時的溫度平流都為暖平流，11日暖平流最強，200 hPa以下到近地面分別有7℃和5℃2個高值中心出現，暖平流隨時間不斷疊加，對13日白天氣溫達到頂峰起到了較大作用。

圖7 河曲測站2017-07-11—13T08：00溫度平流時間剖面

4 前期氣溫高是此次高溫天氣爆發的基礎

7月上旬，華北大部分省市氣溫普遍偏高，多地已經出現高溫天氣，山西省自南向北高溫天氣逐步蔓延，河曲縣上旬平均24.7℃，與歷年平均值比較偏高約2.0℃；10日平均24.7℃，氣溫最高34.1℃，之后不斷攀升。

5 太陽輻射增溫

大氣非絕熱增溫是造成這次高溫天氣過程的主要因素，2017-07-11—13日河曲縣以晴空少云天氣為主，大氣透明度好，地面風速小，白天太陽輻射時間較長，強度大，近地面層空氣加熱升溫劇烈，13日14：00氣溫達到35.4℃，與早上8：00氣溫比較升高了7.6℃，可以看出輻射增溫顯著。

6 結束語

經論述，得出以下幾點結論：①造成此次河曲縣高溫天氣的主要背景是亞洲中東部中高緯500 hPa基本為淺的兩槽一脊型，中低緯度受暖脊控制，環流偏北，并漸呈緯向型，北方冷空氣不易南下，華北大部處于氣壓高值區內；中低空氣壓場為東高西低，有暖區存在，并向東移動；地面受熱低壓帶影響。②前期基礎溫度高，地面接受太陽輻射，地溫高，近地面空氣持續保持較高溫度，儲存了較高能量。③近地面空氣非絕熱增溫是造成高溫天氣的最主要原因，在此環流背景下，晴天使近地面空氣能最大限度地吸收太陽輻射，并且不受北方冷空氣干擾，冷峰前暖空氣不斷堆積，氣溫逐步升高。④中低層溫度暖平流也是重要影響因素，特別是850 hPa上，熱低壓帶在偏西南氣流的作用下帶來熱量輸送。