濱州市高溫氣候時(shí)空分布特征

何瑞琦，王鳳嬌，谷山青，王培濤

(山東省濱州市氣象局，山東濱州 256600)

濱州市高溫氣候時(shí)空分布特征

何瑞琦，王鳳嬌，谷山青，王培濤

(山東省濱州市氣象局，山東濱州 256600)

利用濱州市所屬縣(區(qū))氣象站1961～2013年夏季逐日日最高氣溫資料，分析了53年濱州市夏季高溫日數(shù)的時(shí)空分布特征及變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，1961～2013年濱州市夏季高溫日數(shù)在空間上呈現(xiàn)出“南多北少”的分布特征，在時(shí)間上呈現(xiàn)出波浪形年代際變化特征，即從20世紀(jì)70年代開(kāi)始由多變少，從90年代開(kāi)始由少變多，2011～2013年又開(kāi)始由多變少；濱州市夏季高溫日數(shù)局地性很強(qiáng)，全市性高溫日數(shù)較少且主要發(fā)生在6、7月，>37 ℃的強(qiáng)高溫天氣也出現(xiàn)在這一時(shí)段；干熱型高溫的影響系統(tǒng)主要是西風(fēng)帶暖脊，濕熱型高溫的影響系統(tǒng)主要是副熱帶高壓。

高溫；時(shí)空分布；干熱型高溫；濕熱型高溫；濱州市

近百年來(lái)全球和我國(guó)的氣候正經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化[1-3]，在氣候變暖的背景下，氣溫變化特征也引起了人們的關(guān)注，盛夏高溫是一種嚴(yán)重的城市災(zāi)害性天氣，高溫不僅影響人民群眾的日常生活，還由于需水量和用電量增加，給水利、電力、交通運(yùn)輸、工礦企業(yè)等部門(mén)的生產(chǎn)活動(dòng)造成很大影響，同時(shí)高溫也加重了夏季少雨地區(qū)旱情的發(fā)展，導(dǎo)致嚴(yán)重的伏旱，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很大危害。

濱州市位于黃河下游、魯北平原，地處黃河三角洲腹地，北臨渤海灣，為華北平原與黃河三角洲交匯地帶，濱州市夏季高溫日數(shù)的時(shí)空分布特征從一定程度上反映了魯西北地區(qū)的高溫日數(shù)時(shí)空分布特征。筆者利用濱州市所屬縣(區(qū))氣象站1961～2013年夏季逐日日最高氣溫資料，對(duì)濱州夏季高溫日數(shù)時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析，以期為高溫預(yù)報(bào)、預(yù)警、決策服務(wù)和制定防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案提供一定的指導(dǎo)作用。

1 資料和方法

所用資料為濱州市氣象局所屬的六縣一區(qū)氣象局1961～2013年夏季逐日日最高氣溫資料，我國(guó)定義日最高氣溫超過(guò)35 ℃為高溫天氣，因此規(guī)定凡是測(cè)站每天的極端最高氣溫達(dá)到35 ℃及以上就記為一個(gè)高溫站次，為區(qū)分高溫天氣出現(xiàn)的不同程度，達(dá)到37 ℃以上記為一個(gè)強(qiáng)高溫站次，達(dá)到40 ℃及以上記為一個(gè)極端高溫站次[1]。

2 濱州市夏季高溫日數(shù)時(shí)空分布特征

2.1 空間分布從1961～2013年濱州市六縣一區(qū)7個(gè)測(cè)站多年平均的高溫次數(shù)、強(qiáng)高溫次數(shù)以及極端高溫次數(shù)資料(表1)可以看出，高溫出現(xiàn)站次呈現(xiàn)明顯的南多北少分布，濱州市南部的博興和鄒平多年平均高溫日數(shù)均在12次以上，而濱州市北部多年平均高溫日數(shù)基本均在10次以下，強(qiáng)高溫出現(xiàn)站次和極端高溫出現(xiàn)站次南北差異則不明顯，強(qiáng)高溫北部多年平均出現(xiàn)2次、南部多年平均出現(xiàn)3次，極端高溫全市多年平均出現(xiàn)都不到1次，53年濱州市日最高氣溫極大值中心位于南部的鄒平附近，為43.0 ℃，出現(xiàn)在2005年6月23日，其次為博興，為41.8 ℃，出現(xiàn)在2009年6月25日。另外，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，無(wú)棣縣雖然地處濱州市最北部，但1961～2013年以來(lái)無(wú)棣縣多年平均高溫站次數(shù)和強(qiáng)高溫站次數(shù)分別為10.5和2.4次，僅次于南部的鄒平和博興，位居全市第三。

表1 1961～2013年濱州市各縣區(qū)平均高溫、強(qiáng)高溫和極端高溫站次數(shù)

2.2 年代際變化1961～2013年濱州市共出現(xiàn)高溫3 901站次，從年代際變化(圖1)來(lái)看，多年平均高溫站次數(shù)呈現(xiàn)波浪形起伏，20世紀(jì)60年代最多(102站次)，2001～2010年次之(77站次)，2011～2013年最少(26站次)?？梢?jiàn)，濱州市夏季高溫從70年代開(kāi)始由多變少，從90年代開(kāi)始由少變多，2011～2013年又開(kāi)始由多變少。從7個(gè)測(cè)站極端高溫出現(xiàn)的年代來(lái)看，20世紀(jì)60年代和2001～2010年是出現(xiàn)極端高溫最集中的時(shí)間段。 2001～2010年7個(gè)臺(tái)站日高溫極值均在40 ℃以上，這除了與大氣環(huán)流的異常有關(guān)外，可能還與近些年快速城市化所帶來(lái)的越來(lái)越強(qiáng)的城市熱島有關(guān)。

表2顯示，濱州市20世紀(jì)60年代的高溫極值為42.8 ℃，出現(xiàn)在鄒平；70年代的高溫極值為41.4 ℃，出現(xiàn)在博興；80年代的高溫極值為40.1 ℃，出現(xiàn)在無(wú)棣；90年代的高溫極值為39.8 ℃，出現(xiàn)在無(wú)棣；2001～2010年的高溫極值為43.0 ℃，出現(xiàn)在鄒平；2010年以后的高溫極值為39.8 ℃，出現(xiàn)在鄒平。濱州市各年代的高溫極值均非常接近；1961～2013年濱州市夏季高溫極值為2001～2010年的鄒平(43.0 ℃)。

表2 1961～2013年濱州市各年代高溫極值 ℃

2.3 年際變化高溫天氣年際變化很大，有的年份明顯偏多，有的年份明顯偏少，從濱州市高溫天氣站次年際變化(圖2)可以看出，高溫天氣出現(xiàn)具有階段性，1967～1972、1997～2009年是高溫天氣出現(xiàn)的2個(gè)高峰期，1961～1966、1973～1996年為高溫天氣偏少階段；年際差異也較大，以>35 ℃的站次為例，高溫最多年份1968年有207次，高溫最少年份1995年有13站次，高溫最多年站次比最少年站次高出將近16倍。

1968年出現(xiàn)高溫站次最多，年高溫極值為42.8 ℃，僅次于2005年的高溫極值(43.0 ℃)；出現(xiàn)高溫站次最少的是1995年，年高溫極值為36.5 ℃，僅比1984年的36.3 ℃和1991年的36.0 ℃略高；20世紀(jì)60年代后期高溫站次減少，高溫極值也明顯降低；80年代中期～90年代中期高溫站次明顯比其他年代少，但高溫極值卻明顯升高；高溫站次超過(guò)100次的12年中高溫極值均在38 ℃以上；而高溫站次在50次以下的16年中高溫極值僅有4站次在38 ℃以上。高溫站次和高溫極值的年際變化曲線升降趨勢(shì)基本保持一致，相關(guān)系數(shù)為0.61。

2.4 月際變化濱州市高溫最早出現(xiàn)于5月下旬，最晚結(jié)束于9月中旬。從圖3可以看出，5～9月份均可能出現(xiàn)高溫天氣，但6、7月份出現(xiàn)高溫次數(shù)最多，>35 ℃的高溫站次有82%出現(xiàn)在6、7月份；>37 ℃的強(qiáng)高溫站次有92%出現(xiàn)在6、7月份，而>40 ℃的極端高溫站次僅出現(xiàn)在6、7月份，可見(jiàn)，6、7月份是濱州市夏季高溫天氣出現(xiàn)最多的月份。從高溫出現(xiàn)的時(shí)間順序來(lái)看，5月開(kāi)始出現(xiàn)高溫，6月猛增達(dá)到高峰，7月開(kāi)始逐漸減少，8月迅速回落，至9月高溫結(jié)束。濱州市高溫天氣、強(qiáng)高溫天氣以及極端高溫天氣均集中在6、7月，結(jié)束于9月，強(qiáng)高溫天氣基本上是與高溫天氣伴生出現(xiàn)的。1961～2013年濱州市共出現(xiàn)高溫(≥35 ℃)3 901站次、強(qiáng)高溫(≥37 ℃)861站次、極端高溫(≥40 ℃)53站次。

3 干熱型高溫和濕熱型高溫天氣形勢(shì)分析

濱州市的高溫天氣可分為干熱型和濕熱型兩類[4]。5、6月間在高空西風(fēng)帶暖脊的影響下，地面受變性極地大陸氣團(tuán)控制，氣溫雖高，但濕度較小、風(fēng)速較大、晝熱夜涼，對(duì)人體的危害較??；7、8月間，在西太平洋副高控制下出現(xiàn)的高溫天氣，由于受熱帶海洋氣團(tuán)控制，濕度大、風(fēng)速小、晝夜溫差小，使人感到悶熱難受，對(duì)人體的危害較大。考慮2種高溫型對(duì)人體的危害程度不同，分別規(guī)定了不同的高溫標(biāo)準(zhǔn)。在此將雨季開(kāi)始前，5～6月間出現(xiàn)的日最高氣溫定為干熱型高溫，7～8月間出現(xiàn)的日最高氣溫定為濕熱型高溫日。下面從天氣形勢(shì)方面對(duì)2次典型干熱型高溫和濕熱型高溫進(jìn)行分析。

3.1 西風(fēng)帶暖脊控制下的干熱型高溫2005年6月23～24日有一次典型的西風(fēng)帶暖脊控制下的干熱型高溫天氣，23日濱州市六縣一區(qū)當(dāng)日最高溫度均突破40 ℃，其中鄒平縣日最高溫度達(dá)43 ℃，創(chuàng)濱州市夏季高溫歷史極值；24日全市最高溫度突破39 ℃，其中博興、無(wú)棣和鄒平日最高溫度突破40 ℃。日平均相對(duì)濕度全市在34%～52%。

從圖4可以看出，6月23日08：00 500 hPa，亞洲大陸為兩槽一脊型，在河套東有一個(gè)小的高壓脊，濱州市處在脊前偏北氣流控制下，中低層保持下沉氣流，天空晴朗，副高位于我國(guó)東南沿海地區(qū)，對(duì)濱州市無(wú)影響；850 hPa，濱州市上空有一溫度≥20 ℃的暖脊，暖脊已經(jīng)控制山東省，濱州市高溫天氣出現(xiàn)；從地面圖上看，在河套地區(qū)有一個(gè)低壓，蒙古有一高壓，濱州市處在南高北低的氣壓場(chǎng)內(nèi)，盛行偏南風(fēng)，天氣晴好，由于強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射使地面急劇增溫，出現(xiàn)高溫天氣。

3.2 副高控制下的濕熱型高溫2005年8月12～13日有一次典型的西太平洋副高控制下的濕熱型高溫過(guò)程，12日濱州市六縣一區(qū)最高溫度大部分突破36 ℃，南部的博興和鄒平日最高溫度突破37 ℃。12日全市平均相對(duì)濕度為63%～79%，13日全市平均相對(duì)濕度為65%～76%，明顯高于同年6月23日的平均相對(duì)濕度。

8月12日08：00 500 hPa(圖5a)，副高控制江淮流域到南嶺的廣大地區(qū)，巴爾喀什湖和貝加爾湖兩湖中垂線上有一低渦，濱州市受副高邊緣西南氣流控制，當(dāng)日濱州市六縣一市日最高溫度均突破35 ℃，其中博興和鄒平均超過(guò)了37 ℃。隨著副高向北推進(jìn)，到13日08：00濱州市高空到地面均受副高控制，天氣晴好(圖5b)；850 hPa有一個(gè)溫度≥20 ℃的暖區(qū)控制濱州市，當(dāng)日濱州市六縣一區(qū)日最高溫度均突破35 ℃，其中鄒平日最高溫度突破37 ℃。

4 結(jié)論

(1)53年以來(lái)濱州市夏季高溫日數(shù)呈現(xiàn)南多北少的分布特征。南部博興和鄒平多年平均高溫日數(shù)均在12次以上，而北部多年平均高溫日數(shù)基本均在10次以下，強(qiáng)高溫出現(xiàn)站次和極端高溫出現(xiàn)站次南北差異則不明顯。

(2)濱州市高溫、強(qiáng)高溫、極端高溫均具有明顯的季節(jié)性特征，高溫、強(qiáng)高溫最早出現(xiàn)于5月下旬，極端高溫最早出現(xiàn)于6月，高溫天氣、強(qiáng)高溫天氣以及極端高溫天氣均集中在6、7月，均結(jié)束于9月。

(3)濱州市高溫的年代際分布特征呈波浪形起伏變化，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始由多變少，從90年代開(kāi)始由少變多，2011～2013年又開(kāi)始由多變少，且各年代的高溫極值均非常接近。

(4)53年濱州市高溫站次的年際變化十分明顯，1967～1972、1997～2009年是高溫天氣出現(xiàn)的2個(gè)高峰期，1961～1966、1973～1996年為高溫天氣偏少階段，高溫站次和高溫極值的年際變化曲線升降趨勢(shì)基本保持一致，相關(guān)系數(shù)為0.61。

(5)濱州市高溫天氣分為干熱型和濕熱型兩類，分別與西風(fēng)帶暖脊和副熱帶高壓關(guān)系密切。

(6)6、7月份不僅是濱州市夏季高溫天氣出現(xiàn)最多的月份，且是強(qiáng)高溫、極端高溫天氣集中出現(xiàn)的時(shí)段，對(duì)人類活動(dòng)、身體健康和工商業(yè)生產(chǎn)均有不利影響，應(yīng)引起足夠的社會(huì)重視。

[1] 趙宗慈.中國(guó)的氣溫變化與城市化影響[J].氣象，1991，17(4)：14-7.

[2] 丁一匯，戴曉蘇.中國(guó)近百年來(lái)的溫度變化[J].氣象，1994，20(12)：19-26.

[3] 史印山，谷永利，林艷.京津冀高溫天氣的時(shí)空分布及環(huán)流特征分析[J].氣象，2009，35(6)：63-69.

[4] 曹鋼鋒，張善君，朱官忠，等.山東天氣分析與預(yù)報(bào)[M].北京：氣象出版社，1988.

何瑞琦(1986- )，女，山東濱州人，助理工程師，從事短期天氣預(yù)報(bào)工作。

2015-03-23

S 164

A

0517-6611(2015)13-242-03