商丘市高温天气的气候特征和预报方法

王海艳

摘要利用商丘市8个台站1970～1999年6～8月逐日最高气温资料，总结了商丘市的高温天气的气候特征，详细分析了高温天气下的环流形势，通过分析高温天气的环流形势特征，找出预报指标，并建立高温预报方程。结果表明，商丘市6～8月平均高温天气出现次数为2.2 d，高温多出现在6、7月份；商丘地区20世纪70年代高温日较80、90年代多，南部、东南部出现的高温日较多；大陆性高压和副热带高压是形成商丘市高温天气的主要和次要系统。根据商丘市高温环流形势选定了500 hPa温度、850 hPa温度等高温预报因子，并用ECWMF、日本传真图资料和本站资料建立了高温预报方程，最后用2005和2006年资料进行了预报试验，预报结果表明此方法对于高温预报贡献较大、效果良好。

关键词高温天气；气候特征；预报方法；商丘

中图分类号S161.2文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04343-02

每年夏季（6～8月），受西太平洋副热带高压控制及大陆高压暖高压脊控制，商丘地区天气晴朗，太阳辐射强烈，出现高温酷热天气。引起城市高温的原因很多，气候异常、温室气体、城市建筑、城市变暖、植被状况以及人类活动等因素均可以造成不同地区、不同城市危害性高温日数及强度变化，危害性高温可能引起死亡率升高和警戒温度的限值。在热浪袭击下，心脏病、中风、中暑、肺炎患者和死亡率均上升，因持续性高温使这些疾病患者热平衡调节能力下降，尤以老人为甚[1]。此外，高温、少雨引起的干旱还给农民带来很严重损失，所以研究高温预报方法、做出准确的高温预报是非常重要的，它可为政府部门指挥生产提供科学依据，使农民适时浇灌，确保农作物生长；还可使城镇居民及早做好防暑降温准备，保障人民身体健康。

针对高温天气的气候特征和预报方法，许多学者进行了研究，并取得了一些成果[1-4]。如张尚印等分析指出大陆性高压和副热带高压是形成华北地区高温过程的主要和次要天气系统[1]；汪秀清等研究指出夏季的极端高温与日本数值预报产品850 hPa温度密切相关，并指出了日本数值预报产品的850 hPa气温与吉林省地面日平均气温、阶段性高温及极端最高气温的对应关系[2]；陆琛莉等用REEP方法建立方程，研究出了嘉兴市盛夏高温概率预报方法[3]。笔者利用商丘市8个台站1970～1999年6～8月逐日最高气温资料，总结了商丘市的高温天气的气候特征，详细分析了高温天气下的环流形势，通过分析高温天气的环流形势特征，找出预报指标，并建立高温预报方程。

1资料与方法

资料来源于商丘市8个台站1970～1999年6～8月逐日最高气温资料以及1995～2004年EC、日本传真图和本站资料。根据河南省气象局规定，日极端最高气温≥38 ℃为一个高温日，商丘地区8个站中有3个站日极端最高气温≥38 ℃即为区域性高温。以持续2 d及2 d以上高温日为持续高温。利用商丘市8个台站1970～1999年6～8月逐日最高气温资料总结了商丘市高温天气的气候特征，通过分析高温天气的环流形势特征，找出预报指标，并建立高温预报方程。

2高温天气气候概况

2.1高温日年际变化特征1970～1999年6～8月出现高温的平均年数为13.6年，共29.6 d，平均每年2.2 d，1970～1999年6～8月商丘站高温日数呈微弱上升趋势，1970～1999年6～8月高温日数有3个峰值，分别在1978、1986、1996年，极大值出现在1978年，高温日数为4 d。分析其他7个测站高温日变化情况可见，除民权、睢县有微弱下降的趋势外，另外6个测站均呈微弱上升趋势。就全区而言，1970～1999年6～8月高温日数最大值在永城（1988年），为12 d。

2.2高温日年代变化特征由表1可见，20世纪70年代商丘地区平均高温日为10.6 d，除永城高温日偏多，其他几个站相差不大；80年代平均高温日为9.0 d，柘城、永城高温日较多，2站平均值是其他6站平均值的2.9倍，夏邑站高温日偏少；90年代平均高温日为8.6 d，柘城、永城出现的高温天气较其他县站明显偏多，宁陵、民权、虞城站高温日偏少。商丘地区70年代高温日较80、90年代多。

2.3高温日月变化特征30年中商丘市高温日多出现在6、7月份，其中6月份高温日数平均为16.50 d，占53.4%，7月份高温日数平均为12.25 d，占39.6%，8月份高温日数平均为6.75 d，占21.9%。6和7月份的高温日数之和占整个6～8月高温日数的93.0%。

2.4高温日旬变化特征以商丘站为例，在1970～1999年6～8月30年间， 6月份出现的高温日数有12 d，其中，中旬出现的高温日数最多，为8 d，占全月的67%，下旬出现的高温日数次之，为3 d，占全月的25%，上旬仅出现1 d，占全月的8%；在7月份8 d高温日中，上旬出现的最多，为7 d，占全月的87.5%，中旬较少，为1 d，占全月的12.5%，下旬无。又统计其余7个测站同样发现，高温日主要集中在6月中旬和7月上旬，6月中旬出现的高温日数占全月的53.0%～77.8%（宁陵较少，为37.5%），7月上旬出现的高温日数占全月的60.0%～80.0%。

2.5高温日空间分布特征从1970～1999年6～8月商丘市出现的高温总日数（图1）可以看出，商丘市高温日数空间分布不均，总体趋势为南部、东南部出现高温的概率较大，其平均高温日数是中西部的2.4倍；永城、柘城明显多于其他6站，其中永城最多，为60 d，柘城次之，为46 d，寧陵最少，为13 d，其余各站为20～27 d。

图11970～1999年6～8月商丘各站出现的高温日数2.6高温持续性特征经统计发现，1970～1999年6～8月商丘站共出现3次持续高温，1次为连续2 d持续高温，2次连续3 d持续高温。睢县共出现2次持续性高温，均为连续3 d持续性高温；宁陵共出现2次持续性高温，均为连续2 d持续性高温；民权共出现4次持续性高温，3次为连续3 d持续性高温；夏邑共出现4次持续性高温，1次连续3 d持续性高温；虞城共出现5次持续性高温。其中1次为连续3 d持续性高温；柘城连续10次出现持续性高温，有3次为连续3 d持续高温，其余为连续2 d持续高温；永城出现16次持续性高温，1次为连续5 d持续性高温，2次为连续4 d持续性高温。由此可见，商丘地区南部（柘城）、东南部（永城）出现持续性高温的概率较大，且持续的天数较长，最长达5 d，出现在永城。

3高温下的环流形势

商丘的高温形势分为干热型高温和湿热型高温，干热型高温是在西风带环流中发生的高温天气，湿热型高温是在副高控制下的或在副高边缘发生的高温天气[5]。

3.1干热型高温下的环流形势商丘地区出现干热型高温时，500 hPa一般为两槽两脊或两槽一脊型，125°E附近有东亚大槽维持，105°E附近为西风带暖高压脊，商丘地区处在东亚大槽后部的西北或偏西气流里；或商丘地区受大陆高压控制，天空晴好，空气干燥；此时，副高位于海上。850 hPa，以黄淮地区为中心是一个≥20 ℃的暖区。

3.2湿热型高温下的环流形势500 hPa，商丘地区处在副高边缘或受其控制，25° ～ 35°N为≥-4 ℃的暖区。850 hPa图上，商丘地区一致的西南气流，25°～ 40°N被≥20 ℃的暖区控制。湿热型高温的出现与副高的进退和850 hPa的≥20 ℃的暖区控制密切相关。商丘地区处在副高边缘或受其控制，且850 hPa有≥20 ℃的暖区，易出现高温天气。当副高稳定时，商丘地区易出现持续性高温，副高东撤时，高温天气结束。

4高温预报方法

4.1干热型高温预报指标当EC 48 h预报125°E附近有东亚大槽建立，商丘地区处在槽后时，或商丘地区受大陆高压控制，X1为1，否则为0；当日本传真24 h预报500 hPa本站温度≥-7 ℃时，X2为1，否则为0；当EC 48 h预报850 hPa本站温度≥21 ℃时，X3为1，否则为0；当本站14：00温度≥34 ℃、相对湿度≤50%、本站气压≤998 hPa时，X4为1，否则为0；当24 h商丘地区天空晴好，吹E～S～WSW风时，X5为1，否则为0。用Y=X1+X2+X3+X4+X5检查是否符合预报指标，当Y=5时，未来24 h商丘市将出现区域性高温。

4.2湿热型高温预报指标当EC 48 h预报商丘地区处在副高边缘或受其控制时，X1为1，否则为0；当日本传真24 h预报500 hPa本站温度≥-4 ℃时，X2为1，否则为0；当EC 48 h预报850 hPa本站温度≥21 ℃时，X3为1，否则为0；当本站14：00温度≥35 ℃、相对湿度≤53%、本站气压≤998 hPa时，X4为1，否则为0；当24 h商丘地区天空晴好，吹S风时，X5为1，否则为0。用Y=X1+X2+X3+X4+X5检查是否符合预报指标，当Y=5时，未来24 h商丘市将出现区域性高温。

4.3统计检验与试报情况 用1999～2004年资料进行统计检验，结果表明，拟合率为58.5%。 用上述方法分别在2005和2006年6～8月进行试报，发现2005年出现3个区域性高温日，漏报1次，报对2次，准确率为66.7%；2006年6～8月出现1次区域性次高温，准确率为100%。

5结论

（1）商丘地区20世纪70年代高温日较80、90年代多，平均多1～2 d。高温日主要集中在6月中旬和7月上旬，6月中旬出现的高温日数占全月的53.0%～77.8%，7月上旬出现的高温日数占全月的60.0%～80.0%。

（2）商丘市6～8月平均高温天气出现次数为2.2 d，高温多出现在6、7月份，6和7月份的高温日数之和占整个6～8月高温日数的93.0%。商丘地区南部、东南部出现的高温日较多，其平均高温日数是中西部的2.4倍。

（3）商丘地区南部（柘城）、东南部（永城）出现持续性高温的概率较大，且持续的天数较长，最长达5 d，出现在永城。

（4）大陆性高压和副热带高压是形成商丘市高温天气的主要和次要系统。

（5）根据商丘市高温环流形势找出高温预报指标，建立高温预报方法，并进行试报，效果良好。

参考文献

[1] 张尚印，宋艳玲，张德宽.华北主要城市夏季高溫气候特征及评估办法[J].地理学报，2004（3）：383-390.

[2] 汪秀清，杨雪艳，石大明.数值预报产品在夏季持续高温预报中的释用[J].气象，2004（12）：47-49.

[3] 陆琛莉，李云泉，盛文斌.嘉兴市盛夏高温概率预报方法[J].浙江气象，2004（1）：20-23.

[4] 黄旭，陈燕，童文林.卡尔曼滤波方法在高温预报中的应用[J].四川气象，2001（2）：18-22.

[5] 黄玉超. 商丘地区高温预报方法[J].河南气象，1994（2）：11.