本溪市高溫天氣特征分析及預(yù)報(bào)

唐秋艷　佟鈴　寇思聰　高艷波　吳荷

摘要 ?基于2005—2015年本溪地區(qū)3站5—9月的實(shí)況數(shù)據(jù)及高空、地面天氣圖，分析了本溪市高溫天氣的氣候特征。通過對(duì)高溫天氣的環(huán)流形勢(shì)和成因的分析，歸納出高溫天氣的影響因子。運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)性預(yù)報(bào)方法，提取預(yù)報(bào)指標(biāo)，結(jié)合各家數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，篩選預(yù)報(bào)因子，建立了本溪市高溫預(yù)報(bào)方法。

關(guān)鍵詞 高溫;天氣特征;預(yù)報(bào)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：P423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2019）02-063-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.02.025

Abstract Based on the actual data of three stations in Benxi from May to September in 2005—2015 and the atmospheric and surface weather maps， the climatic characteristics of high temperature weather were analyzed. Based on the analysis of circulation situation and causes of high temperature weather， the influencing factors of high temperature weather were concluded. By using empirical forecasting method， extracting forecasting indexes， combining with numerical forecasting products and screening forecasting factors， a high temperature forecasting method for Benxi City was established.

Key words ? High temperature; Weather characteristics; Prediction index

在全球變暖的背景下，極端高溫事件的頻繁發(fā)生使高溫天氣日益受到社會(huì)和公眾的廣泛關(guān)注[1-2]。尤其是近年本溪市夏季持續(xù)遭遇高溫干旱等自然災(zāi)害，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活，給社會(huì)主義建設(shè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。可見，分析高溫天氣的成因和變化特征及其預(yù)報(bào)方法有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義[3-7]。目前還未見對(duì)本溪地區(qū)高溫天氣的系統(tǒng)研究，因此，對(duì)本溪地區(qū)高溫天氣的深入研究不但可以更加清楚地認(rèn)識(shí)它的形成機(jī)理，而且可以找出對(duì)該地區(qū)高溫天氣產(chǎn)生影響的氣象要素和天氣系統(tǒng)，歸納高溫天氣的影響因子，得到預(yù)報(bào)指標(biāo)，建立預(yù)報(bào)概念模型，對(duì)以后的高溫預(yù)報(bào)有很好的參考價(jià)值。

1 資料與方法

選取2005—2015年本溪地區(qū)本溪市、本溪縣和桓仁縣3站5—9月的實(shí)況數(shù)據(jù)及高空、地面天氣圖。以遼東地區(qū)長期以來的氣候特點(diǎn)為依據(jù)，本溪市3站中，若有1個(gè)及以上站日極端最高氣溫≥33℃，就確定為高溫日。運(yùn)用氣候資料統(tǒng)計(jì)分析方法分析本溪市高溫天氣的氣候特征。運(yùn)用天氣學(xué)原理、天氣學(xué)方法等，通過對(duì)高溫天氣的環(huán)流形勢(shì)和成因的分析，歸納出高溫天氣的影響因子，得到高溫天氣的預(yù)報(bào)指標(biāo)，建立多元線性回歸方程。

2 高溫天氣特征分析

2.1 高溫年際變化

本溪市區(qū)、本溪縣、桓仁縣共有87個(gè)高溫日，平均每年8 d，3站年平均高溫日分別為3、3、1.5 d。高溫日數(shù)年際波動(dòng)較大，市區(qū)年最多高溫日出現(xiàn)在2007年，共9 d，本溪縣年最多高溫日出現(xiàn)在2009年，共9 d，桓仁縣年最多高溫日出現(xiàn)在2010年，共4 d，3站2012年均沒有高溫日出現(xiàn)，因?yàn)?012年降水頻繁，且暴雨過程較多，降水量比常年多50%，影響了高溫出現(xiàn)（圖1）。

2.2 高溫月際變化

本溪地區(qū)高溫日出現(xiàn)在5—8月，其中6月和8月的高溫日出現(xiàn)較多，分別占總數(shù)的31%和43%，7月次之，占總數(shù)的23%。高溫日最早出現(xiàn)在2014年5月30日，最晚出現(xiàn)在2014年8月22日。本溪縣8月份出現(xiàn)的高溫天氣較其他2站以及本站其他月份明顯偏多，桓仁高溫日數(shù)較其他2站偏少。

2.3 高溫空間分布

本溪地區(qū)高溫分布以本溪縣居多，11年共出現(xiàn)36 d，占總數(shù)的41%;其次是市區(qū)，共出現(xiàn)34 d，占總數(shù)的39%;桓仁縣最少，共出現(xiàn)17 d，占總數(shù)的20%。

2.4 高溫持續(xù)性特征

定義持續(xù)2 d以上的高溫為持續(xù)高溫。11年中持續(xù)2 d以上的高溫次數(shù)共達(dá)24次，持續(xù)3 d以上的高溫次數(shù)共達(dá)8次，持續(xù)高溫最長時(shí)間為6 d，出現(xiàn)在2009年8月11—16日。2009年8月出現(xiàn)了罕見的伏旱天氣，持續(xù)高溫少雨，由于本溪地區(qū)受東亞阻高影響，導(dǎo)致北方冷空氣南下受阻，副高位置穩(wěn)定偏南，呈東西向帶狀分布，切斷了向北的水汽輸送通道，導(dǎo)致本溪地區(qū)連續(xù)高溫次數(shù)較多。

2.5 高溫形勢(shì)場(chǎng)特征

2.5.1 高溫天氣系統(tǒng) 500 hPa大陸高壓、西風(fēng)帶緯向環(huán)流和副熱帶高壓是主要天氣系統(tǒng)。

2.5.2 850 hPa溫度場(chǎng) 出現(xiàn)高溫天氣時(shí)，850 hPa溫度場(chǎng)上本溪地區(qū)受暖中心或者暖脊控制，受暖平流影響，溫度線在18～20℃，暖中心可達(dá)24℃。

2.5.3 地面形勢(shì)場(chǎng) 出現(xiàn)高溫天氣時(shí)地面形勢(shì)場(chǎng)多由地面高壓帶或高壓后部控制，以偏南風(fēng)居多，偶爾也有弱氣壓場(chǎng)控制。

3 高溫天氣分型

3.1 大陸高壓型

進(jìn)入夏季，500 hPa在40°～70° N，90°～150° E形成阻塞高壓形勢(shì)，阻塞高壓強(qiáng)盛，控制東北大部分地區(qū)，阻高東部形成切斷低壓。由于阻塞高壓穩(wěn)定少動(dòng)，長時(shí)間控制遼寧地區(qū)，有暖平流影響，天氣晴好，濕度偏小，本溪地區(qū)易出現(xiàn)連續(xù)高溫天氣。

3.2 副熱帶高壓型

7—8月副熱帶高壓西進(jìn)北抬西伸，受副高長時(shí)間控制，副高呈塊狀分布，有暖脊或者暖中心影響，濕度略大，本溪地區(qū)易出現(xiàn)高溫悶熱天氣。此環(huán)流多出現(xiàn)在7月中、下旬到8月上旬。

3.3 西風(fēng)帶緯向環(huán)流型

當(dāng)副高位置主體穩(wěn)定偏南，尤其在大陸部分偏南偏弱，而中高緯地區(qū)西風(fēng)帶環(huán)流平直，貝加爾湖附近為寬廣的低壓槽區(qū)，環(huán)流經(jīng)向度小。烏拉爾山附近一直維持一長波槽，7—8月歐亞大陸上空是兩脊一槽，位于烏拉爾山的低槽底部接近50°N，高壓脊向貝湖以北發(fā)展，50°N以南的西風(fēng)氣流沿40°N緯圈平直向東。北方冷空氣南下引導(dǎo)受阻，有利于局地加速增溫。

4 高溫天氣預(yù)報(bào)

4.1 預(yù)報(bào)指標(biāo)

高溫出現(xiàn)時(shí)，地面形勢(shì)一般為高壓控制，也有高壓邊緣，天空狀況較好，晴朗少云，偏南風(fēng)稍多，風(fēng)力較小，風(fēng)力多數(shù)低于3 m/s。相對(duì)濕度較小，多在45%以下。高空一般是暖脊或暖中心控制，前日20：00 850 hPa溫度18℃。

4.2 預(yù)報(bào)模型及檢驗(yàn)

通過對(duì)高溫天氣的環(huán)流形勢(shì)和成因的分析，歸納出高溫天氣的影響因子，建立多元線性回歸方程：y = 28.030 81 - 0.038 18X1-0.034 26X2+

0.106 289X3+0.432 081X4。式中，X1為前日的最高氣溫，X2為當(dāng)日14：00相對(duì)濕度，X3為當(dāng)日14：00風(fēng)速，X4為當(dāng)日850 hPa溫度，其中部分因子可從數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的結(jié)果中提取。

高溫預(yù)報(bào)方程經(jīng)2016—2017年的預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2016—2017年本溪市區(qū)共出現(xiàn)17個(gè)高溫日，在誤差允許的范圍內(nèi)，預(yù)報(bào)效果較好，正確率73.6%，漏報(bào)1次，空?qǐng)?bào)2次。

5 小結(jié)

結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)對(duì)高溫天氣的氣候特征、氣象要素、環(huán)流形勢(shì)和影響系統(tǒng)進(jìn)行分析，探究高溫天氣的時(shí)空變化特征、持續(xù)性特征和形成原因，找出對(duì)當(dāng)?shù)馗邷靥鞖猱a(chǎn)生影響的氣象要素和天氣系統(tǒng)，得到高溫天氣的預(yù)報(bào)指標(biāo)，建立預(yù)報(bào)概念模型。該預(yù)報(bào)方法應(yīng)用以來，對(duì)高溫作出了定量和定性的預(yù)報(bào)，且該方法所需因子均可以從日常常規(guī)觀測(cè)資料和數(shù)值產(chǎn)品中提取，貼近日常預(yù)報(bào)需求，減少不必要的工作量，很好地提高了工作效率和準(zhǔn)確率，對(duì)高溫預(yù)測(cè)有很好的指示意義。

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責(zé)任編輯：鄭丹丹