廈門市氣象局 陳嬌娜

2014年7月廈門地區(qū)異常高溫天氣分析

廈門市氣象局 陳嬌娜

2014年7月，廈門地區(qū)出現(xiàn)了異常高溫天氣，市區(qū)的高溫日數(shù)達(dá)到7天，島外同安達(dá)到16天，持續(xù)的高溫天氣給市民帶來了極大的不便。此次高溫天氣過程中副熱帶高壓的位置偏南，強度偏強，西脊點位置偏西，是造成高溫的一大原因。同時，臺風(fēng)移動過程中的東北下沉氣流也是造成此次高溫的原因之一。強盛的副熱帶高壓與臺風(fēng)下沉氣流的相互交替影響是造成連續(xù)高溫的主要原因。在氣象要素上則表現(xiàn)為云量少、濕度小，偏西風(fēng)或者東北風(fēng)持續(xù)到午后，都與高溫有一定的關(guān)系。

高溫 天氣 副熱帶高壓 氣象要素 廈門地區(qū)

高溫日是指日最高氣溫達(dá)到或超過35℃。高溫天氣，特別是持續(xù)的高溫天氣往往會給人們生活和身體健康帶來許多不利的影響，炎熱的天氣還會導(dǎo)致水、電等需求劇增，造成能源供應(yīng)緊張等問題，給生活帶來較大的影響。高溫天氣對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游以及商業(yè)營銷也有很大的影響。因此，對高溫天氣及其持續(xù)時間的原因進(jìn)行研究和分析，及時、準(zhǔn)確地做出預(yù)報和預(yù)警，具有重要意義。

1　廈門異常高溫天氣特征

1.1廈門地區(qū)7月高溫氣候概況

廈門地處我國東南沿海，屬亞熱帶海洋季風(fēng)氣候，由于海洋的調(diào)整作用，夏季海陸風(fēng)效應(yīng)明顯，夜晨為西北風(fēng)或偏西風(fēng)，午后為東南風(fēng)，因此夏天的氣溫并不高，從該地區(qū)兩個基準(zhǔn)站（東渡站、同安站）的氣候數(shù)據(jù)上看，近50年來7月份的極端最高氣溫東渡站為39.2℃，出現(xiàn)在2007年7月20日；同安站為39℃，出現(xiàn)在2003年7月26日；7月份的年平均高溫日數(shù)，東渡站為1.9天，同安站為3.8天。

1.2廈門異常高溫天氣特征

從氣象資料上看，2014年7月廈門市區(qū)出現(xiàn)了7天超過35℃的高溫天氣。相對而言，島外的氣溫則更高，島外（以同安站為代表）出現(xiàn)了18天的高溫天氣（圖1），出現(xiàn)連續(xù)7天超過35℃的連續(xù)高溫，高溫日數(shù)為1961年以來的第一位，而高溫的持續(xù)時間為歷史第二位，盡管日最高氣溫的強度不是歷史極值，但持續(xù)時間長且高溫的日數(shù)多，也是歷史罕見。表1為同安站1961年～2014年7月日最高氣溫≥35℃的日數(shù)（前5名）。

表1　同安站1961年～2013年7月最高氣溫≥35℃的日數(shù)（前5名）

圖1　2014年7月廈門地區(qū)最高氣溫逐日演變圖（東渡站和同安站）

2014年，廈門的高溫天氣主要出現(xiàn)在7月2日～22日這段時間，給市民生活帶來極大不便。從兩站2014年7月2日～22日的日平均氣溫與近53年平均的日平均氣溫對比（圖2）看，在此時間段內(nèi)，2014年的平均氣溫均高于歷史平均值，增幅均超過1℃，特別是同安站7月20日的增幅達(dá)到了3℃左右。表2統(tǒng)計同安站日平均氣溫≥31℃的日數(shù)（＜3d不統(tǒng)計）以及連續(xù)出現(xiàn)≥31℃氣溫的日數(shù)。從表中可以看到，超過31℃日平均氣溫出現(xiàn)3d以上的主要發(fā)生在20世紀(jì)90年代中后期，這與全球變暖的大趨勢有關(guān)，也與城市發(fā)展帶來的局地小氣候有一定關(guān)系。

表2　同安站1961年～2013年7月日平均氣溫≥31℃日數(shù)和連續(xù)出現(xiàn)日數(shù)（≥3d）

圖2　2014年7月2日～22日東渡站（a）和同安站（b）日平均氣溫圖

2　高溫天氣環(huán)流分析

廈門地區(qū)的高溫天氣大致可分為兩種類型：一種是受到強盛的副熱帶高壓控制，天空晴朗少云，但由于廈門的地理位置，單純由副熱帶高壓帶來的高溫天氣較少；一種則是受到西太平洋臺風(fēng)偏北或西北氣流下沉氣流的影響，造成天氣的異常悶熱，因為臺風(fēng)是移動性的，因此出現(xiàn)持續(xù)高溫的過程較少。

此次高溫主要集中在7月2日～22日期間，根據(jù)高溫特點的不同，將高溫時段分為兩個階段，一是7月1日～7月9日，前期7月1～6日的高溫主要是由于副熱帶高壓的穩(wěn)定控制造成的；7月7～9日，受到臺風(fēng)“浣熊”北上外圍下沉氣流的影響導(dǎo)致廈門地區(qū)的高溫天氣；第二階段是 7月 13～22日，7月13～19日是受副高控制；7月20～22日則是由于“麥德姆”臺風(fēng)的外圍偏北下沉氣流造成的高溫天氣。根據(jù)統(tǒng)計，造成2014年7月廈門地區(qū)持續(xù)高溫的天氣原因主要是由于副熱帶高壓和臺風(fēng)的外圍下沉氣流共同影響造成，其主要特點有：

2014年7月份副熱帶高壓脊線出現(xiàn)北抬的趨勢（圖3），但脊線位置仍位于24°N～28°N之間，與歷年的平均值相比略有偏南，特別是7月1～6日階段，副高脊線維持在24°N左右。副熱帶高壓偏南、強度偏強，西脊點偏西，華南上空盛行下沉氣流，是造成廈門地區(qū)第一階段高溫的主要原因。盡管7月7～9日，副高減弱（圖4），但由于受到臺風(fēng)“浣熊”北上過程中外圍下沉氣流的影響，因此氣溫不降反升。7月13～22日，情況與第一階段類似，也是先受到副高影響，后又在臺風(fēng)“麥德姆”外圍下沉氣流的影響下，氣溫較高。

圖3　2014年7月1-22日副高脊線位置演變圖

圖4　東渡站7月1日-22日20時500hPa位勢高度（08時和20時）

造成持續(xù)高溫天氣的原因主要是由于副熱帶高壓的強盛控制與臺風(fēng)外圍下沉環(huán)流相互交替影響，7月1～6日，副高控制，天氣晴熱，而7月7～9日，由于臺風(fēng)“浣熊”從臺灣島以東洋面上向北偏東方向以東，其外圍下沉氣流給廈門造成了高溫天氣，卻沒有帶來明顯的降水降溫天氣，而臺風(fēng)北上后，副熱帶高壓立刻加強，在其影響下，溫度繼續(xù)保持在較高水平。7月22日，在“麥德姆”臺風(fēng)的影響下，廈門出現(xiàn)了高溫天氣，但是隨后臺風(fēng)帶來的風(fēng)雨對高溫有一定的緩解作用（圖1）。

3　影響高溫的氣象要素分析

副熱帶高壓是影響廈門地區(qū)夏季高溫的一個重要系統(tǒng)，從資料分析來看，副高控制時廈門地區(qū)氣溫偏高，但由于廈門的地理位置受到海陸風(fēng)的影響，夏季早晨吹偏西風(fēng)，午后吹東南風(fēng)，由于午后海洋的氣溫較低，因此午后的東南風(fēng)會緩解副熱帶高壓帶來的高溫天氣，因此盡管夏季廈門地區(qū)經(jīng)常處在強盛的副高控制下，但是高溫天氣卻較少。不過在副熱帶高壓的控制下，如果云、風(fēng)、濕度等氣象要素相互配合，也會出現(xiàn)高溫天氣。而臺風(fēng)外圍下沉氣流則會破壞廈門的海陸風(fēng)特征，加上下沉氣流造成的增溫增濕容易造成高溫天氣。

根據(jù)熱力學(xué)第一定律得出的變溫方程：

該方程右邊第一項為溫度平流項，第二項為絕熱冷卻項，第三項為非絕熱項。決定溫度平流主要是水平溫度梯度和風(fēng)的大小，這就涉及到熱源的分布和風(fēng)向。廈門地勢由西北向東南傾斜，西北部為內(nèi)陸地區(qū)，多中低山，而廈門島位于南方，東邊臨海。夏季，由于土地與海水的比熱不同，因此熱源也在隨時變化，夜晨主要以海洋為熱源，白天則以山地為熱源。因此在副高控制下，天氣較為穩(wěn)定，風(fēng)向的維持時間及風(fēng)速的大小在一定程度上影響著高溫的發(fā)生及持續(xù)時間。同樣，絕熱冷卻因子的物理意義是下沉增溫、上升冷卻，在臺風(fēng)外圍下沉氣流影響的天氣過程中，對高溫起著重要的決定因素。非絕熱項相對前面兩項的量級來說較小，但是天氣實踐表明，云、濕度等對溫度有較大的影響。

通過對廈門東渡站觀測資料的統(tǒng)計分析，結(jié)果如表2所示，從表中可以看出一些特征：（1）云量少。出現(xiàn)高溫當(dāng)日08時的云量相對較少，僅有1天的云量是9成，其余均在5成以下，更有3天的低云量為0，為輻射增溫營造了較好的條件。（2）水汽含量少。從高溫時段的平均相對濕度來看，不管是否出現(xiàn)高溫，東渡站08時的相對濕度均在80%附近，但是非高溫日的午后相對濕度較高，在60%～70%之間，而高溫日里，有高溫出現(xiàn)的時間段的平均相對濕度較低，僅有一天超過60%（62%），其余均較小，最低僅有45%，說明溫度的上升和濕度的增大成反比，水汽的減少有利于氣溫的上升。廈門7月的多年日平均相對濕度為82%。（3）持續(xù)的偏北風(fēng)或偏西風(fēng)。由于廈門島的地理環(huán)境，白天島外的山地作為熱源，持續(xù)的偏西風(fēng)帶來正溫度平流，西風(fēng)持續(xù)的時間越久，越容易出現(xiàn)高溫日。根據(jù)統(tǒng)計，如果在10時左右轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)或者東南風(fēng)，則出現(xiàn)高溫日的可能性較??；而如果西風(fēng)持續(xù)時間超過13時，則出現(xiàn)高溫的可能性較大。另外，由于臺風(fēng)外圍環(huán)流帶來的偏北下沉氣流也容易導(dǎo)致高溫天氣。

表3　2014年7月2-22日廈門市（東渡站）高溫日主要氣象要素變化

4　結(jié)論

（1）2014年7月，廈門地區(qū)出現(xiàn)了異常的高溫天氣，廈門島內(nèi)出現(xiàn)了7天的高溫日，島外的同安出現(xiàn)了16天的高溫，出現(xiàn)連續(xù)7天超過35℃的連續(xù)高溫，高溫日數(shù)為1961年以來的第一位。7月2日～22日期間，廈門的日平均氣溫相對歷史值出現(xiàn)明顯偏高。

（2）在此次異常高溫天氣里，副熱帶高壓的位置偏南，強度偏強，西脊點位置偏西，是造成高溫的一大原因。同時，臺風(fēng)移動過程中的東北下沉氣流也是造成此次高溫的重要天氣過程。強盛的副熱帶高壓與臺風(fēng)下沉氣流的相互交替影響是造成連續(xù)高溫的主要原因。

（3）2014年高溫日當(dāng)天的08時云量少，水汽含量小，盡管夜晨的相對濕度并不低，但是白天濕度下降顯著，午后的濕度低，容易造成高溫；偏西或東北風(fēng)的持續(xù)時間較長（維持到午后），也是造成廈門高溫的重要因素。

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