李抒澤,余克勤,劉安然,馬熙達(dá)
(朝陽市氣象局,遼寧朝陽122000)
高溫是夏季常見的災(zāi)害天氣之一,在全球變暖的氣候背景下,高溫天氣也頻繁出現(xiàn)。高溫天氣導(dǎo)致高溫干旱加劇,農(nóng)作物受旱,產(chǎn)量劇減,引發(fā)中暑及其并發(fā)癥甚至死亡,同時(shí)還會引起對水電需求的急劇增加[1]。由于社會發(fā)展以及人民生活受災(zāi)害性高溫天氣的影響很大[2],因此,有必要研究災(zāi)害性高溫天氣的發(fā)生和變化規(guī)律[3]。在中國氣象學(xué)上,一般把日最高氣溫達(dá)到或超過35℃以上時(shí)稱為高溫天氣,如果連續(xù)幾天(3天以上)最高氣溫都超過35℃時(shí),即可稱作“高溫?zé)崂恕碧鞖?,達(dá)到或超過37℃以上時(shí)稱為酷暑[4]。近年來,國內(nèi)氣象學(xué)者研究大多側(cè)重于對高溫天氣的時(shí)空統(tǒng)計(jì)分布及其大氣環(huán)流特征分析,對于高溫天氣的診斷分析比較少,本文通過實(shí)時(shí)觀測資料、物理量診斷對2017年6月14~16日朝陽地區(qū)出現(xiàn)的連續(xù)高溫天氣過程進(jìn)行分析,根據(jù)實(shí)時(shí)觀測資料、物理量診斷對該過程進(jìn)行分析,以期能為業(yè)務(wù)中高溫天氣的預(yù)報(bào)提供參考。
2017年6月14~16日,朝陽地區(qū)出現(xiàn)了連續(xù)3天最高氣溫超過40℃的罕見高溫天氣,其中,14日最高氣溫為40.1℃,出現(xiàn)在16時(shí)38分;15日最高氣溫為40.3℃,出現(xiàn)在12時(shí)37分;16日最高氣溫為40.0℃,出現(xiàn)在13時(shí)14分。由于前期降水量異常偏少,導(dǎo)致旱情的出現(xiàn),此次持續(xù)高溫天氣加劇了旱情,影響了農(nóng)作物的生長發(fā)育。
通過分析6月14~16日地面天氣圖(圖略)可以發(fā)現(xiàn)在貝加爾湖附近及我國的江南地區(qū)都受高壓控制,朝陽地區(qū)處于兩個(gè)高壓帶的邊緣,等壓線稀疏,地面風(fēng)力較小,以偏南風(fēng)為主。該時(shí)間段京津冀地區(qū)、遼寧中西部、內(nèi)蒙古東南部都出現(xiàn)了大范圍的氣溫高于35℃的區(qū)域,此次高溫過程強(qiáng)度大、范圍廣、持續(xù)時(shí)間長,由于地面的加熱作用使空氣變暖,暖空氣的減壓在近地面層形成了一個(gè)淺薄的低壓區(qū),再加上沒有冷空氣的加入,該熱低壓少動,成為了造成此次高溫天氣過程的影響系統(tǒng)之一。
通過分析可知,中高緯地區(qū)處于兩槽一脊的形勢,朝陽地區(qū)位于脊前,經(jīng)向環(huán)流明顯,6月14~16日持續(xù)被脊區(qū)控制,在風(fēng)場上看,朝陽地區(qū)主要受脊前的偏北氣流控制,天氣晴朗,太陽輻射強(qiáng)烈,地面增溫快,這是此次高溫天氣的重要成因;東亞大槽穩(wěn)定少動,使得上游系統(tǒng)移動緩慢,是朝陽地區(qū)維持晴好天氣的原因之一;位于貝加爾湖附近的槽逐漸增強(qiáng)發(fā)展成渦,16日20時(shí)之后該渦移動到朝陽地區(qū)上空,有了冷空氣的補(bǔ)充,高溫天氣趨于結(jié)束。
此次高溫過程期間朝陽地區(qū)上空850hPa的溫度始終維持在24℃以上,青藏高原一帶為暖中心,中心強(qiáng)度達(dá)到了28℃以上,強(qiáng)而持久的暖中心的存在是此次高溫過程的必要條件。中層的平流增溫有利于高溫天氣的出現(xiàn),由赤峰站的探空資料顯示,6月14~16日低層到500hPa風(fēng)向均呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn),有暖平流,16日20時(shí)之后轉(zhuǎn)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),有冷平流,持續(xù)高溫天氣過程趨于結(jié)束。分析6月15日散度場分布情況(圖略)可以看出500hPa中層為輻合區(qū),下沉運(yùn)動強(qiáng)烈,與發(fā)生高溫的時(shí)段內(nèi)大氣的中、低層相對濕度都是小于30%的低值區(qū),即空氣非常干燥相對應(yīng),隨著下沉絕熱增溫的影響,水汽逐漸蒸發(fā),濕度變得越來越低,太陽輻射越來越強(qiáng),地面增溫越來越明顯,這也是持續(xù)高溫形成的原因之一。
2017年6月14~16日朝陽地區(qū)連續(xù)3天最高氣溫超過40℃為一次極為罕見的過程,本文應(yīng)用了高空、地面實(shí)況資料追溯整個(gè)過程發(fā)生、發(fā)展的原因,結(jié)果表明:
此次大范圍的高溫過程,經(jīng)向環(huán)流明顯,朝陽地區(qū)高空受脊前西北氣流控制,高空氣流輻合,下沉運(yùn)動強(qiáng)烈,大氣濕度低,受下沉絕熱增溫的影響,地面升溫強(qiáng)烈;下游系統(tǒng)少動,上游冷空氣補(bǔ)充緩慢,朝陽地區(qū)持續(xù)為脊區(qū)控制,使得此次高溫天氣得以維持。
地面等壓線稀疏,以偏南風(fēng)為主,風(fēng)力較小,利于升溫;由于較長時(shí)間的高溫加熱作用,近地面層形成了熱低壓,再加上沒有冷空氣的補(bǔ)充,熱低壓少動,能夠持續(xù)加熱地面。
高空有暖平流,850hPa有強(qiáng)而久的暖中心存在,控制朝陽上空的等溫線超過了24℃,朝陽地區(qū)易形成極端高溫天氣。
大氣的相對濕度較小,下沉氣流的存在使得大氣絕熱增溫,二者相輔相成,成為地面迅速增溫的重要原因之一。高溫天氣的形成是多方面的,它既與全球氣候變暖的大背景有關(guān),又與大氣環(huán)流變化、城市建設(shè)和生態(tài)環(huán)境等因素有關(guān),對于短期預(yù)報(bào)來說,對高空、地面的形勢準(zhǔn)確把握,不斷積累經(jīng)驗(yàn),對進(jìn)一步提高高溫的預(yù)報(bào)水平大有裨益。