2016年5月10—11日臨夏州極端高溫天氣分析

李菲++韋伯龍++祁萍++閆旭東

摘要 利用實時常規觀測資料以及物理量場特征，針對2016年5月10日—11日臨夏州極端高溫天氣過程出現原因進行分析，結果表明：臨夏區域垂直方向上高層輻合，低層輻散的垂直配置使高壓區的強下沉運動明顯，空氣的下沉絕熱增溫作用是形成臨夏地區極端高溫天氣的主要物理機制。中低層較好的正變溫區域配合地面相對濕度僅為22%的異常干燥空氣，與北方高層干空氣南下的疊加，是導致此次過程中臨夏地區最高溫度極值被打破的重要原因之一。地面受熱低壓或熱低壓前部影響，地面要素場天空狀況為晴天到少云，測站基礎氣溫較高，相對濕度不大，地面風力不大，對極端高溫天氣的發生起重要作用，為產生此次極端高溫天氣的重要原因。

關鍵詞 極端高溫；下沉增溫；熱低壓；干燥空氣；甘肅臨夏；2016年5月10—11日

中圖分類號 P423.7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）22-0213-02

氣溫是表征空氣冷熱程度的物理量，氣象上通用的氣溫是指離地面1.5 m高度上的空氣溫度。最高氣溫是一定時間或一定空間內空氣溫度的最高值，極端最高氣溫是指多次最高氣溫值中的極大值，由逐日最高值中選出。極端高溫作為一項重要的冷暖指標，對氣候變化的影響表現更為突出，已成為氣候變化研究中的熱點問題之一[1-3]。它的異常變化常會對局部地區的氣候產生重要影響，臨夏地處黃河上游、青藏高原和黃土高原的過渡地帶，地勢受積石山、太子山山系影響，呈西南部高、東北部低于西南而高于中部的“L”型傾斜盆地。西南部為土石山地、中部山川相間，東北為黃土高原溝壑區。境內地形復雜，相對高差大，氣候地域性差異大，屬溫帶半干旱氣候區。而極端高溫頻發對干旱有加劇作用，因此對臨夏地區進行極端高溫過程的分析總結具有重要的意義。

2016年5月10—11日，臨夏地區出現的日最高氣溫超越了歷史同期極值。本文利用常規實時觀測資料以及物理量場特征，針對這次極端高溫天氣過程出現原因進行分析，得出預報著眼點。

1 高溫天氣實況

2016年5月10—11日，臨夏州出現區域性高溫天氣。臨夏市1951—2015年近65年5月極端最高氣溫為31.0 ℃，而2016年5月的最高氣溫達到31.7 ℃，突破近65年5月最高氣溫極值記錄。10日臨夏州氣溫開始升高，11日5個縣站的最高氣溫有3個突破30 ℃（表1），其中北部的永靖縣最高溫度高達34.0 ℃，5個縣站均達到5月臨夏地區有氣象記錄以來的歷史同期最高值。12日氣溫開始回落，此次極端高溫天氣過程結束。

2 形勢分析

2.1 高空形勢

在此次高溫天氣之前，500 hPa中高緯的環流形勢呈“兩槽一脊”型，臨夏州處于槽后脊前西北氣流中（圖1），氣溫較低。從10日開始，位于巴爾喀什湖以北的高空低渦東移增強，伴隨西太平洋副高北抬并在青藏高原形成閉合中心，控制臨夏州的暖性高壓脊加強，10日8：00至11日20：00，臨夏州一直受580線的控制之下。溫度場上，受溫度脊中等溫線由-12 ℃升至-6 ℃控制（圖2），11日20：00貝加爾湖北中西伯利亞的冷渦加強，冷空氣南壓，暖性高壓脊逐漸減弱東退，臨夏州氣溫回落，此次高溫天氣趨于結束。與夏季高溫過程相比，此次極端高溫過程西太平洋副高沒有明顯西升北抬，584線北抬至新疆南部，沒能形成閉合中心。

700 hPa和500 hPa高空環流形勢配合較好，形勢較為相似。從850 hPa溫度場上來看，10日8：00青海省一帶有閉合中心為28 ℃的溫度中心，呈東北—西南走向，臨夏州在16 ℃控制下（圖3a）。至10日20：00，溫度閉合中心增強至32 ℃，且溫度舌東北向明顯加深加強，控制臨夏州溫度增強至28 ℃（圖3b）。11日8：00控制臨夏州的溫度脊東移，溫度中心減弱，20：00配合500 hPa冷空氣南壓臨夏州氣溫開始回落，此次高溫天氣趨于結束。

從700 hPa和850 hPa的溫度場演變中可以看到，有與高度場相配合的暖中心緩慢東移，并且高溫中心10日20：00控制了青海東部地區。以上分析可以表明：造成臨夏州極端高溫天氣的高壓系統是一個從低層伸展到對流層的比較深厚的暖性高壓系統。

2.2 地面為熱低壓控制

與高空形勢相反，地面存在熱低壓形成、東南移的過程，低壓中心為992.5～1 000.0 hPa（圖4）。10日14：00地面圖上，有一低壓中心從新疆—內蒙古生成并逐漸向東南方向移動，臨夏州處于熱低壓前部西南氣流控制的暖氣團里。此熱低壓中心于10日20：00移至臨夏州，此后強度增強，移速緩慢，位置穩定少動，11日17：00地面圖上，中心強度增至992.5 hPa，青海北—甘肅形成1 022.5 hPa的冷高壓，青藏高原邊坡地區形成等壓線密集帶，11日20：00冷空氣南下，熱低壓中心移出臨夏州，高溫結束。由此可知，此次高溫天氣的產生與由新疆—內蒙古東南移的熱低壓的加熱作用有必然聯系，暖空氣勢力強，低壓東南移動緩慢，長時間受暖空氣的控制，使得臨夏地區的地面持續升溫，因而造成了臨夏州極端高溫天氣的出現。

3 物理量場分析

分析臨夏地區9日20：00至12日20：00的渦度剖面圖（圖5a），從渦度剖面圖看，對應臨夏區域的垂直方向上150～850 hPa均為負渦度，說明此高壓是一個相當深厚的負渦度系統，其頂端位于100 hPa附近，而在深厚負渦度區下方有一個淺薄的正渦度層意味著此范圍內存在著一地面熱地壓，臨夏正處于此區域，空氣下沉運動天氣晴好。同時，分析散度時間剖面圖（圖5b）發現，10日20：00臨夏上空150～300 hPa均為明顯的輻合區，300 hPa以下則為明顯輻散區，這種高層輻合、低層輻散的垂直配置使高壓區下沉運動明顯，高壓中空氣的下沉絕熱增溫是形成高溫天氣的主要物理機制。由此可見，臨夏地區較強的下沉運動有利于高溫天氣的產生。

綜上所述，此次極端高溫天氣的產生與中低層熱力作用、地面熱低壓熱力加熱作用以及下沉氣流導致地面減壓有關。10日東移熱低壓增強，下沉氣流導致地面減壓，促進了氣溫增幅。此次極端高溫期間地面相對濕度小于30%（圖5c），空氣非常干燥，升溫加快。之后在大尺度環流形勢下，11日白天受強烈的太陽輻射等非絕熱因子的增溫作用，臨夏地區氣溫急劇升高，突破同時期歷史極值。

4 地形對高溫天氣的影響

高溫天氣的發生與本地的地形有著直接的關系。臨夏位于甘肅省東南部，由青藏高原東北緣雷積山深大斷裂、秦嶺北深大斷裂和祁連山東延余脈馬銜山圍成一個山前坳陷盆地。青藏高原四周高山屏障，阻擋了來自西面和北面的冷氣流。高原夏季為一個熱源，低層大氣為強大的熱低壓，盛行氣旋性氣流。這支氣流如與西進的副熱帶高氣壓相配合，使夏季的西南季風增強，造成臨夏及高原邊坡地帶局地性強對流性天氣，往往會產生暴雨。另外，夏季高原巨大的熱源有助于高層南亞高壓及東風急流的形成與維持，這與西南季風的爆發有著直接的聯系。由此可見，青藏高原的存在改變了正常的行星風帶的位置和強度，增強了海陸熱力機制和行星環流的熱力機制作用，使得季風得到加強。

青藏高原對天氣系統也有阻擋作用。在夏季，孟加拉灣地區是熱帶風暴的高發地區，而青藏高原的存在恰好阻擋了熱帶風暴的西行和北移。當氣流翻越山脊到達背風坡時，空氣中的水汽含量大減，更因空氣下沉增溫而變得干燥，云消霧散，天晴日好，溫度上升。

5 結語

本文通過對2016年5月出現的極端高溫天氣的分析得出以下幾點結論：

（1）臨夏區域的垂直方向上150～850 hPa表現為暖性負渦度系統，而在散度場上，150～300 hPa均為明顯的輻合區，300 hPa以下則為明顯輻散區，這種高層輻合、低層輻散的垂直配置使高壓區的強下沉運動明顯，高壓中空氣的下沉絕熱增溫作用是形成臨夏地區極端高溫天氣的主要物理機制。較強的下沉運動有利于臨夏地區高溫天氣的產生。

（2）中低層有較好的正變溫區域配合，500 hPa層上有 -6 ℃的暖中心，850 hPa層青海有32 ℃以上的暖中心，并且暖區范圍較廣，臨夏處于暖中心邊緣30 ℃控制下，10日20：00臨夏地區空氣異常干燥，相對濕度僅為22%，再加之北方高層干空氣南下的疊加，是導致此次過程中臨夏地區最高溫度極值被打破的重要原因之一。

（3）2016年5月10—11日臨夏地區高空受高壓脊控制，地面受熱低壓或熱低壓前部影響，地面要素場天空狀況為晴天到少云，測站基礎氣溫較高，相對濕度不大，地面風力不大，對極端高溫天氣的發生起重要作用，為產生此次極端高溫天氣的重要原因。

（4）地形所產生的氣流下沉聚熱作用對極端高溫天氣的形成起增幅作用[4-5]。

6 參考文獻

[1] 孫蘭東，岳立，劉新偉，等.甘肅省極端最高氣溫的氣候特征分析[J].應用氣象學報，2006（增刊1）：110-117.

[2] 蔡忠蘭，劉德祥.甘肅省2000年盛夏異常高溫特征分析[J].甘肅氣象，2001（1）：21-22.

[3] 趙慶云，趙紅巖，王勇.甘肅省夏季異常高溫及其環流特征分析[J].中國沙漠，2007（4）：639-643.

[4] 楊寶玲，楊婧，陳彥虎，等.西北地區夏季極端高溫異常特征及其成因[J].農業科學研究，2014（1）：20-28.

[5] 翟盤茂，潘曉華.中國北方近50年溫度和降水極端事件變化[J].地理學報，2003（增刊1）：1-10.