張占良，徐衛(wèi)麗，賈素貞，李亞軍，辛瑞芳

（1.山西省河曲縣氣象局，山西 忻州 036599；2.山西省朔州市氣象局，山西 朔州 036002；3.山西省太原市氣象局，山西 太原 030082；4.山西省氣象信息中心，山西 太原 030006）

夏季是氣象災(zāi)害發(fā)生較多的季節(jié)，炎熱、高溫是夏季天氣最顯著的特點，高溫嚴(yán)重時?？沙蔀闉?zāi)害性天氣。按照我國氣象局規(guī)定日最高溫度≥35℃為高溫日，連續(xù)3天以上的高溫天氣稱為“高溫?zé)崂恕?，視為一個連續(xù)高溫天氣過程。高溫天氣又可分為干熱和悶熱，一般日最低氣溫超過25℃為悶熱天氣。高溫天氣持續(xù)時會引起人身體嚴(yán)重不適，代謝紊亂，還會得暑氣病，可能導(dǎo)致供水供電緊張，農(nóng)村地區(qū)人畜飲水困難，農(nóng)作物受旱干枯等情況，造成一定的經(jīng)濟缺失。河曲縣位于山西省西北部的晉陜蒙交界處，測站北緯36°22′，東經(jīng)111°13′，海拔1 036.0 m，地形以黃土高原丘陵為主，沿黃河邊沿土地較為平坦，地勢西北低、東南高，平均海拔1 240 m。氣候類別屬暖溫帶大陸性氣候，夏季高溫?zé)崂颂鞖獬霈F(xiàn)頻率不高。本文利用高空和地面觀測資料，從天氣環(huán)流背景和物理量方面簡要分析了河曲縣2017-07-11—13高溫天氣的發(fā)生原因，以期提高對高溫天氣的認識，為預(yù)報決策服務(wù)總結(jié)經(jīng)驗。

圖1 2017-07-13全省高溫天氣分布

1 高溫天氣過程實況

2017-07上旬和中旬全省氣溫普遍偏高，到13日達到了高溫頂峰，如圖1所示。地處晉西北的河曲縣11日至13日3天連續(xù)達到了35℃以上，13日最高，為37.1℃，多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域站氣溫最高超過了35.0℃，鹿固鄉(xiāng)最高氣溫41.8℃，海拔較低的鹿固、社梁、舊縣日最低氣溫超過了25.0℃，其余各站最低值都超過了20.0℃，天氣悶熱，刷新了河曲縣有記錄以來7月份氣溫歷史最高記錄。

圖2 2017-07-13T08：00 500 hPa

2 天氣形勢分析

2.1 500 hPa形勢

500 hPa等高圖上，2017-07上末旬到14日，500 hPa歐亞大陸中緯度地區(qū)沿中俄蒙交界自西向東環(huán)流逐漸由經(jīng)向調(diào)整為緯向，冷空氣不易南下。2017-07-13T08：00，亞洲中高緯為淺的兩槽一脊型，暖脊位于俄蒙境內(nèi)，5 840 gpm線大致與北緯40°線平行，除新疆、東北大部以及華東、華南部分以外，我國大陸基本位于5 840 gpm與副高5 880 gpm之間，如圖2所示（以下均為北京時間）。

2.2 700 hPa形勢

2017-07-13T08：00 700 hPa圖上，中俄蒙交界區(qū)域與500 hPa環(huán)流趨于一致，3 080 gm線與緯向平行，穿過新疆、蒙古、我國東北；3 120 gph線呈東北—西南走向穿過河北、云南，并過境山西，在晉陜邊界的西部有一個16℃的東西向暖中心帶存在，河曲站上空位于中心之內(nèi)，有偏南氣流，如圖3所示。早上8：00測站氣溫達到27.8℃。

圖3 2017-07-13T08：00 700 hPa

2.3 850 hPa形勢

2017-07-13T08：00 850 hPa形勢圖上，山西西北邊界和東南方向各有一大的暖區(qū)，西北暖區(qū)中心溫度值是28℃，東南部暖區(qū)24℃，24℃等溫線經(jīng)過河曲上空，熱低壓位于甘肅和中蒙邊界，全省基本處于2個暖區(qū)控制之下，東南—西北向有弱的氣壓梯度，全省有西南風(fēng)，如圖4所示。此外，16g/kg等比濕線包圍全省西北至東南大部，低空比較潮濕。

圖4 2017-07-13T08：00 850 hPa

2.4 地面天氣形勢

2017-07-10在山西的西邊有大范圍的熱低壓帶存在，并逐步向山西緩慢移動，12日14時，地面圖（略）上中心位于甘肅、內(nèi)蒙一帶，中心值是990.0 hPa，997.5 hPa線經(jīng)過河曲縣，西北到華北大部有大范圍的氣溫高值區(qū)；13日8時，地面冷峰位于內(nèi)蒙古的中部，晉西北處于鋒前暖區(qū)，經(jīng)過夜間冷卻，熱低壓區(qū)有所減弱，受其控制氣溫仍較高，為白天高溫打下了基礎(chǔ)，如圖5所示。此外，13日白天，睛空少云，太陽輻射使近地面增溫很快。

圖5 2017-07-13T08：00地面天氣圖

3 物理量場分析

3.1 垂直速度場

經(jīng)河曲觀測站所在經(jīng)緯度做垂直速度場時間剖面，如圖6所示，實線為正（下沉），虛線為負（上升），10日8時到14日8時，850 hPa以上各層都呈有規(guī)律的下沉和上升變化，表明大氣層主要是在熱力作用下的自然震蕩波動；10日和12日整層大氣下沉氣流較強，伴隨有絕熱增溫作用，同時高溫期間以晴好天氣為主。另外，從地形分析，此次暖空氣主要來自西邊，河曲縣測站與西邊的河套和陜北高原海拔相近，基本上不會引起大氣在東移過程中的強烈下沉運動，絕熱增溫效應(yīng)不大。

圖6 河曲測站2017-07-11—13T08：00垂直速度場時間剖面

3.2 溫度平流

與垂直速度場一樣，按照河曲觀測站所在經(jīng)緯度做溫度平流場時間剖面，如圖7所示，實線為正（暖），虛線為負（冷），可以看到700 hPa附近上下10日8時至14日8時的溫度平流都為暖平流，11日暖平流最強，200 hPa以下到近地面分別有7℃和5℃2個高值中心出現(xiàn)，暖平流隨時間不斷疊加，對13日白天氣溫達到頂峰起到了較大作用。

圖7 河曲測站2017-07-11—13T08：00溫度平流時間剖面

4 前期氣溫高是此次高溫天氣爆發(fā)的基礎(chǔ)

7月上旬，華北大部分省市氣溫普遍偏高，多地已經(jīng)出現(xiàn)高溫天氣，山西省自南向北高溫天氣逐步蔓延，河曲縣上旬平均24.7℃，與歷年平均值比較偏高約2.0℃；10日平均24.7℃，氣溫最高34.1℃，之后不斷攀升。

5 太陽輻射增溫

大氣非絕熱增溫是造成這次高溫天氣過程的主要因素，2017-07-11—13日河曲縣以晴空少云天氣為主，大氣透明度好，地面風(fēng)速小，白天太陽輻射時間較長，強度大，近地面層空氣加熱升溫劇烈，13日14：00氣溫達到35.4℃，與早上8：00氣溫比較升高了7.6℃，可以看出輻射增溫顯著。

6 結(jié)束語

經(jīng)論述，得出以下幾點結(jié)論：①造成此次河曲縣高溫天氣的主要背景是亞洲中東部中高緯500 hPa基本為淺的兩槽一脊型，中低緯度受暖脊控制，環(huán)流偏北，并漸呈緯向型，北方冷空氣不易南下，華北大部處于氣壓高值區(qū)內(nèi)；中低空氣壓場為東高西低，有暖區(qū)存在，并向東移動；地面受熱低壓帶影響。②前期基礎(chǔ)溫度高，地面接受太陽輻射，地溫高，近地面空氣持續(xù)保持較高溫度，儲存了較高能量。③近地面空氣非絕熱增溫是造成高溫天氣的最主要原因，在此環(huán)流背景下，晴天使近地面空氣能最大限度地吸收太陽輻射，并且不受北方冷空氣干擾，冷峰前暖空氣不斷堆積，氣溫逐步升高。④中低層溫度暖平流也是重要影響因素，特別是850 hPa上，熱低壓帶在偏西南氣流的作用下帶來熱量輸送。