2020 年 7 月 4 日淅川县高温天气过程成因分析

发表时间:2021/5/20   来源:《科学与技术》2021年2月第4期   作者:张硕
[导读] 本文通过对2020年7月3-4日发生在淅川县的连续高温天气成因进行分析,
        张硕
        淅川县气象局,河南南阳 474450
        摘要:本文通过对2020年7月3-4日发生在淅川县的连续高温天气成因进行分析,可知:在500hPa上空,位于新疆地区的暖脊不断发展以及位于东北地区的低涡持续发展,有利于淅川县气温逐渐升高;同时,850hPa高空的温度平流和地面的暖低压带来的热力作用更加有利于地面气温的升高;加之气压场呈南高北低的形势,地面盛行偏南风,造成淅川县上空产生较强的下沉气流,天空晴朗无云,辐射增强都是造成淅川县高温天气的主要因子;另外,淅川县西部山区、东部平原的地形特点,导致气流下沉或焚风效应,加快了高温天气的形成与发展。
        关键词:连续高温;暖低压;下沉气流;诊断分析;淅川县
         
引言
        高温天气是我省夏季常见的灾害性天气之一。胡玉梅[2]等指出:济源地区产生极端高温天气的主要影响系统是贝加尔湖高压,同时,下沉增温效应有利于高温天气的产生或加剧;芦阿咪[3]等研究表明:连续高温天气受高空槽后稳定的西北气流影响,同时,地面暖低压及南高北低的气压场形势,有利于产生下沉气流,加之高温天气出现前日气温高,相对湿度小,可提前12-24小时发布高温天气预警信息。
        2020年7月3-4日,淅川县发生了连续的高温天气,造成大面积玉米发生干旱,导致其生长受到较大影响。因此,加强对高温天气成因的研究,分析高温天气带来的危害,建立高温天气的预测预报指标,有利于及时、准确地发布高温天气预报或预警信号,为预防和减少高温危害提供科学的依据具有重要的意义,从而更好地服务于大众,达到科学防灾减灾的目的。
1 高温天气实况
        根据中国气象局规定,日极端最高气温≥35℃的天气称为高温天气。连续出现3天≥35℃ 高温或连续2 天出现35℃,其中1天气温≥37℃时,定义为一次高温过程或连续高温。2020年7月2日,淅川县气温达到了30℃以上,3日达到37.5℃,4日最高气温升至38.6℃,达到了高温天气标准。
2天气环流系统分析
        常军等[1]研究指出:发生在河南省高温的高温天气主要有两种大气环流类型,即:一种是受大陆暖脊控制下的河套高压影响,另一种是受副热带高压控制下的副热带高压影响。分析可知:2020年7月3-4日淅川县发生的高温天气过程主要受河套高压影响。
2.1 500hPa形势分析
        通过分析7月2-4日500hPa高空资料(图略)可知:在中、高纬度地区主要受较强的两槽一脊影响,且相对稳定。从新疆北部、内蒙西部到贝加尔湖一带为高压脊,另外,位于我国的黑龙江以北地区的低涡也相对稳定,副热带高压持续影响我国东南部沿海地区,且副热带高压的中心位置在偏东、偏南方向,大陆地区主要受较强的暖高压控制,淅川县主要受河套暖高压前的偏北气流影响,在江淮地区有一条东西方向的切变线,阻断了西南地区暖湿气流向北方输送的渠道,严重影响了淅川县高空湿度和云量的增加。
2.2 700hPa形势分析
        分析700hPa高空图可知:在河套地区的南部有一个稳定的弱高压环流,淅川县位于河套高压环流的东南方向,淅川县主要受弱东北气流影响。另外,位于新疆的东北部、内蒙古西部和青藏高原东部的暖区范围不断发展扩大,并逐渐加强,7月3日20时,暖气团发展到了强盛阶段,暖中心位于青藏高原东部(中心值达到了20℃),同时,12℃等温线发展并东移至山西省的中南部地区,淅川县出现了较强的暖平流,加快了气温的升高,直至达到高温天气。
2.3 850hPa形势分析
        在3-4日850hPa高空:淅川县主要受弱的偏西或西南气流影响,而分析温度露点差可知:淅川县上空湿度较小,天空晴朗少云,且云层稀薄。新疆东部有一暖中心,并且沿新疆东部到河套地区始终存在西北-东南向的暖舌,3日20时暖区发展到最强,出现32℃暖中心,郑州探空站850hPa温度也达到了22℃。暖气团加热明显,加上夜晚有云层阻挡地面降温,造成3日夜间温度较高,有利于4日高温天气进一步加剧。


2.4 地面形势
        在3日14时地面图上:自我国西部至贝加尔湖均为较强暖低压控制,随后暖低压向东南扩展逐渐影响淅川县。4日地面受此强大暖低压影响,主导风向为偏南风,升温很快。天空只有少量云系,太阳辐射也有利于地面温度的升高,加之地面暖低压的持续影响,有利于近地面气温的快速上升,从而导致淅川县出现大范围高温天气。
3 物理量诊断分析
3.1温度场及温度平流分析
        通过分析南阳探空站每天08时和20时资料可知:7月2-3日,影响淅川县的暖低压系统稳定少动;直到7月3日08时后,开始逐渐加强东移,对整个淅川县造成较大的影响;4日,整个淅川县受高温区控制,加上500 hPa高空与地面形势的相互配合,致使淅川县的气温迅速升高,并达到最高值。在850 hPa高空淅川县受到较强暖平流的影响,特别是在7月4日,850 hPa 低空处的暖平流中心对淅川县的影响加剧,为极端高温天气的持续提供了有利条件。另外,从850-700hPa高空风随高度顺转明显,风速随高度增强,说明700hPa以下一直存在很强的暖平流,空气水平运动引起气温局地变化,暖平流使局地气温上升,可能是淅川县持续出现高温的原因之一。
3.2垂直运动分析
        分析3-4日低层、高层垂直速度发现,3日20时低层和高层的平均垂直速度均处于正值区内,淅川县上空为一致的下沉运动。4日20时500hPa和700hPa处于正值区内,850hPa处于负值区内,表明此时并没有形成深厚的下沉气流,下沉运动不明显。
        总之,2020年7月3-4日的高温天气主要受700hPa和850hPa的温度平流,以及地面暖低压的影响,同时,天气晴朗无云(或少云)产生的辐射增温也是导致高温天气的主要因素。
3.3 高空锋区特征分析
        7月1日,位于蒙古地区的暖性高压脊开始形成并逐渐发展,在300 hPa上空的高空急流发展北抬影响50°N以北地区,有利于高压脊的发展与加强。7月2日20时,受其发展加强的影响,加之高空锋区的位置相对偏北,有利于淅川县出现极端高温天气。直到7月5日08时,受北部锋区逐渐加强南下和蒙古地区暖脊强度减弱的共同影响,淅川县的连续高温天气趋于结束。
4 淅川县地形特点对高温天气的影响
         胡玉梅[3]等研究指出:受地形的影响,位于太行山南部的平原或丘陵地区出现高温天气机率较高。淅川县北、西、南三面环山,形成西北突起、略向东南倾斜的马蹄地形。当地面盛行偏西风或弱的偏西北风时,气流受地形的影响,导致气流下沉增温或焚风效应现象, 有利于淅川县产生高温天气。此外,由于长时间降水偏少,空气湿度较小,天气干燥,地面升温加快。7月3-4 日淅川县出现高温天气时,地面盛行偏南风,天气晴朗无云(或少云),较强的太阳辐射长时间照射地面,导致地面和近地面层气温升高,导致全区出现高温天气。
5结论
        通过分析可知:
        (1)在中、高纬度地区维持两槽一脊的环流形势,有利于新疆地区暖高压脊稳定发展,加之东北低涡的维持,导致淅川县受大陆高压和副热带高压的共同影响,造成气温、地面温度大幅度上升,有利于高温天气的持续与发展。
         (2)此次高温天气过程中,由于200 hPa高空以下以下沉运动为主,尤其是500-850 hPa之间的下沉运动较强,加之蒙古暖高压脊继续发展并加强,高空锋区位置相对偏北,受暖高压和大气下沉增温作用的影响,特别是850hPa的温度平流和地面热低压的作用,均有利于近地面气温的上升,天气晴朗无云(或少云),较强的太阳辐射长时间照射地面,导致地面和近地面层气温升高,导致全区出现高温天气。
        (3)淅川县西高东低的地形特征,当地面盛行偏西风或弱的偏西北风时,导致气流产生下沉增温或焚风效应现象,有利于淅川县产生高温天气。


参考文献
        [1] 常军,李素萍,余卫东,等.河南夏季高温气候特征及500 hPa环流型[J].气象科技,2007,35(06):776-780.
        [2] 胡玉梅,介玉娥,聂和平,等.2009年7月连续高温过程的诊断分析及预报预警[J].气象与环境科学,2010,33(增刊):17-22.
        [3]芦阿咪,徐朝辉.2013年7月27—28日河南省北部高温天气成因分析[J].河南科学,2016,34(04):606-610.
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