富寧縣高溫天氣分析

馬 雯，陳曉玲，張 倩

1.云南省富寧縣氣象局，云南富寧 663400；2.云南省馬關(guān)縣氣象局，云南馬關(guān) 663700；3.云南省麻栗坡縣氣象局，云南麻栗坡 663600

隨著全球氣候變暖，高溫天氣頻發(fā)，高溫天氣也引起社會的關(guān)注[1]。由于氣候變化具有很強(qiáng)的地域特征，在全球氣候變暖的大背景下，各地氣候變化趨勢與強(qiáng)度并不完全一致[2]。近年來，各學(xué)者針對高溫天氣特征進(jìn)行了大量的分析，葉殿秀等[3]利用全國753個站多年夏季逐日最高氣溫資料分析指出，近50年來我國夏季高溫?zé)崂说念l次、日數(shù)和強(qiáng)度變化總體呈增多、增強(qiáng)趨勢。張書余等[4]研究表明，高溫是一種災(zāi)害性天氣，其對人們的工作、生活和身體會產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時使人體內(nèi)部代謝失衡，出現(xiàn)疲勞、煩躁等“高溫病”。富寧縣位于云南省東南部，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，雨熱同季，年內(nèi)多高溫天氣，按照以平均溫度為劃分的四季標(biāo)準(zhǔn)，夏季在一年中有159 d，縣內(nèi)因地形和海拔差異，立體氣候明顯。因連續(xù)高溫少雨造成的干旱災(zāi)害基本每年發(fā)生。

1 資料來源與研究方法

1.1 資料來源

資料來源于富寧縣地面常規(guī)氣象觀測站以及12個區(qū)域自動氣象站（阿用、那能、剝隘、者桑、花甲、洞波、歸朝、谷拉、板侖、木央、郎恒、田蓬）2012—2022年逐時氣溫數(shù)據(jù)。以及美國環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）和國家大氣研究中心（NCAR）聯(lián)合推出的逐6 h時間分辨率，空間分辨率為2.5×2.5格距的再分析數(shù)據(jù)集。

1.2 研究方法

通過統(tǒng)計高溫天氣出現(xiàn)的時間，分析富寧縣高溫天氣時間的分布特征包括年際變化、月際變化和日際變化。高溫預(yù)警分布的統(tǒng)計采用3個站點(diǎn)及以上日最高氣溫≥35 ℃為1個高溫天氣日。應(yīng)用反距離權(quán)重插值法分析富寧縣高溫天氣空間分布特征；通過500、700、850 hPa環(huán)流形勢場，850 hPa溫度場和相對濕度，開展了高溫天氣環(huán)流形勢分析及預(yù)報預(yù)警發(fā)布探討。

2 高溫天氣的時空分布特征

2.1 空間分布特征

根據(jù)中央氣象臺規(guī)定，單站日最高氣溫≥35 ℃為高溫天氣，日最高溫連續(xù)3 d以上≥35 ℃為持續(xù)性高溫天氣。以日最高溫≥35 ℃為高溫強(qiáng)度指標(biāo)，將13個站點(diǎn)11年內(nèi)日最高氣溫≥35 ℃天數(shù)累加平均得出每個站點(diǎn)年平均高溫天數(shù)空間分布（圖1）?？傮w來看，空間分布明顯呈現(xiàn)東北高，西南部低的態(tài)勢，其中以谷拉鄉(xiāng)出現(xiàn)的年均高溫天數(shù)最多，2012—2022年間平均每年有67 d以上日最高氣溫≥35 ℃。因此，東北部的谷拉、剝隘、歸朝、者桑、那能、阿用年平均高溫天數(shù)＞20 d，屬于需重點(diǎn)關(guān)注的鄉(xiāng)鎮(zhèn)；新華（即圖1富寧站）、洞波次之高溫年平均天數(shù)＞11 d；而西南部的木央、田蓬、板侖和西部的花甲年平均高溫天數(shù)＜10 d，屬于年高溫日數(shù)少的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

圖1 富寧縣年平均高溫日數(shù)的空間分布特征

2.2 高溫日數(shù)與海拔的關(guān)系

富寧為地勢起伏、山高谷深的山區(qū)，境內(nèi)地形復(fù)雜。高溫天氣的地域分布存在差異，高溫天氣主要集中分布在東北部的剝隘、谷拉、歸朝等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由東北自西南逐漸減少，這與其地形有一定的關(guān)系。圖2為富寧縣13個氣象觀測站點(diǎn)的海拔和2012—2022年間各站點(diǎn)年平均高溫天數(shù)對應(yīng)圖。從圖2上看出，海拔與高溫日數(shù)基本呈反比關(guān)系，表現(xiàn)為富寧縣境內(nèi)低山地區(qū)的谷拉鄉(xiāng)、剝隘鎮(zhèn)、那能鄉(xiāng)、者桑鄉(xiāng)海拔較低，大都在500 m以下，高溫日數(shù)較多；山地分布的縣境中北、中南部，包括新華（即圖中富寧）、朗恒、板侖、洞波、阿用等中山地區(qū)，海拔較高在600 m以上，年平均高溫日數(shù)相對東北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)較少；高原分布于西南部的田蓬、木央地區(qū)，海拔＞1 300 m以上，高溫日數(shù)少，屬于富寧縣天氣涼快的區(qū)域。值得注意的是，位于富寧北部的花甲鄉(xiāng)由于其站點(diǎn)位置海拔＞1 000 m，屬于北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)中高溫日數(shù)最少的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，年平均高溫天數(shù)1 d。同時，必須指出海拔、氣象觀測站點(diǎn)所在的局部地形、地表狀況、周圍地形以及城市城郊等因素都會影響氣溫[5]。

圖2 富寧縣氣象站點(diǎn)海拔與年平均高溫天數(shù)對應(yīng)圖

2.3 時間分布特征

2.3.1 高溫日數(shù)的年際變化 從富寧縣2012—2022年高溫日數(shù)年際變化可見，年高溫日數(shù)最高出現(xiàn)在2021年，為30 d，其次是2020年的28 d和2016年的26 d；年高溫日數(shù)最低出現(xiàn)在2013年，為10 d，其次是2018年為14 d。11年間高溫日數(shù)年平均為22 d（圖3）。從3階多項式擬合曲線來看，2012—2022年間高溫日數(shù)分布呈現(xiàn)“少—較多—較少—多”的“M”形特點(diǎn)，有明顯的周期性波動。

2.3.2 高溫日數(shù)的月際變化 2012—2022年間富寧縣高溫天氣（≥35 ℃）最早出現(xiàn)在3月上旬（2016年3月8日谷拉站35.2 ℃），最晚出現(xiàn)在10月上旬（2021年10月10日歸朝站35.1 ℃），均出現(xiàn)在東北部海拔較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。富寧縣的高溫一般在3—10月均有出現(xiàn)，且高溫天氣（≥35 ℃）主要集中在5—8月，2012—2022年間以5、7月出現(xiàn)的高溫天數(shù)（≥35 ℃）最多均為44 d，年平均為4 d；6、8月次之，分別出現(xiàn)了36、40 d；4、9月較少。而日最高氣溫（≥37 ℃）的高溫天氣，則一般出現(xiàn)在4—9月，其中以5月出現(xiàn)的高溫日數(shù)最多，年平均為1 d左右。

2.3.3 高溫日數(shù)的日際變化 富寧縣2012—2022年間各站日高溫（≥35 ℃）出現(xiàn)時間次數(shù)和各站日高溫（≥37 ℃）出現(xiàn)時間次數(shù)，結(jié)果顯示每天12:00～18:00均有日高溫（≥35 ℃）的情況出現(xiàn)，整體呈現(xiàn)“單峰”形，日最高氣溫主要集中出現(xiàn)在15:00～16:00；而一天中的日高溫氣溫（≥37 ℃）則在16:00出現(xiàn)的次數(shù)最多。

2.4 高溫預(yù)警的分布特點(diǎn)

根據(jù)云南省氣象災(zāi)害預(yù)警信息規(guī)定，高溫預(yù)警信號分三級，分別用黃色、橙色、紅色表示。當(dāng)連續(xù)3 d日最高氣溫≥35 ℃時，需要對外發(fā)布高溫黃色預(yù)警信號（以下簡稱黃色高溫天氣），當(dāng)日最高氣溫≥37 ℃時，需要對外發(fā)布高溫橙色預(yù)警信號（以下簡稱橙色高溫天氣），當(dāng)日最高氣溫≥40 ℃時，需對外發(fā)布高溫紅色預(yù)警信號（以下簡稱紅色高溫天氣）（表1）。2012—2022年間富寧縣黃色高溫天氣共出現(xiàn)51次，平均每年4次左右，占總預(yù)警次數(shù)的39.5%；橙色高溫天氣共出現(xiàn)70次，平均每年6次左右，占總預(yù)警次數(shù)的54.3%；紅色高溫天氣2012—2017年間共出現(xiàn)3次，2018—2022年有所增長共出現(xiàn)5次，占總預(yù)警次數(shù)的6.2%。2012—2022年間僅有阿用、剝隘、谷拉、歸朝、那能、者桑鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)出現(xiàn)過日最高氣溫≥40 ℃，其中以剝隘站2020年5月6日出現(xiàn)的42.5 ℃為2012—2022年間最高氣溫。由此可見，橙色高溫天氣出現(xiàn)的次數(shù)多，占比大而應(yīng)得到預(yù)報員的重點(diǎn)關(guān)注。

表1 2012—2022年可發(fā)布高溫預(yù)警次數(shù)和占總預(yù)警次數(shù)比例分布

2.5 突變檢驗

根據(jù)Mann-Kendall趨勢檢驗法，給定顯著性水平是α=0.05，臨界值u0.05=±1.96，可以看出，富寧縣高溫日數(shù)的UF曲線在2014年后介于0～1.96，表明序列呈現(xiàn)上升趨勢，2012—2013年間富寧縣高溫日數(shù)的UF曲線介于-1.96～0，表明變化趨勢和突變不明顯，且序列呈現(xiàn)下降趨勢。在0.05的置信度水平下，2014、2017和2018年富寧縣的高溫日數(shù)發(fā)生突變。

3 高溫天氣形勢分析

3.1 高空環(huán)流形勢

通過分析高溫天氣出現(xiàn)時段的500 hPa高空形勢得知，富寧縣的高溫天氣出現(xiàn)與西太平洋副高加強(qiáng)西伸有關(guān)，也與伊朗高壓的東伸有關(guān)。其中西太平洋副高的北抬西伸是造成富寧縣高溫天氣的主要影響系統(tǒng)之一。其特征是亞洲中高緯度地區(qū)形成較穩(wěn)定的兩槽一脊型，同時東亞大槽加深，西太平洋副熱帶高壓不斷西伸北抬，難以東退，云南東南部被588 dagpm線控制，隨著副高的不斷西伸加強(qiáng)控制整個云南區(qū)域，會出現(xiàn)高溫酷暑天氣。此類型大都出現(xiàn)在6—8月，如過程2019年6月20—22日，其典型的500 hPa形勢。

3.2 低空環(huán)流形勢

3.2.1 700 hPa 一般出現(xiàn)高溫天氣過程時，若500 hPa上的副熱帶高壓較為深厚且西伸時，則其低層的流場也西伸，富寧受副高偏西氣流影響，表現(xiàn)為弱的西南風(fēng)。

3.2.2 850 hPa 富寧縣出現(xiàn)高溫天氣時，850 hPa上位于云南南部即20°N～25°N附近有24 ℃的暖中心存在。因此，預(yù)報產(chǎn)品850 hPa處未來最高氣溫≥24 ℃可以作為一個預(yù)報預(yù)警高溫天氣的指標(biāo)。

4 結(jié)論

（1）富寧縣高溫天氣空間分布呈現(xiàn)明顯的東北高，西南部低的態(tài)勢，與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)的海拔有一定相關(guān)性。東北部的谷拉、剝隘、歸朝、者桑、那能、阿用年平均高溫天數(shù)＞20 d，屬于需重點(diǎn)關(guān)注的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

（2）富寧縣2012—2022年間高溫日數(shù)呈現(xiàn)“少—較多—較少—多”的“M”形特點(diǎn)，總體呈上升趨勢，且分別在2016和2021年出現(xiàn)1次高溫日數(shù)的小高峰。富寧縣的高溫天氣一般出現(xiàn)在3—10月，且高溫天氣主要出現(xiàn)在5—8月，其中37 ℃以上的高溫天氣主要集中在5月。2012—2022年間橙色高溫天氣（日最高氣溫≥37 ℃）出現(xiàn)的次數(shù)最多。富寧縣12:00～18:00均有高溫天氣出現(xiàn)，高溫日數(shù)日際變化呈現(xiàn)“單峰”形，集中分布在午后，主要出現(xiàn)在15:00～16:00。

（3）通過Mann-Kendall趨勢檢驗法得知，2014—2022年高溫日數(shù)呈現(xiàn)明顯上升趨勢，根據(jù)UF和UB曲線交點(diǎn)的位置，確定2014年后高溫日數(shù)增多發(fā)生突變。