曹明明 刘芳
摘 要:2015年7月13~14日周口市连续出现日最高气温>37℃高温天气。此次高温天气是高空槽后稳定西北气流影响,气压场呈南高北低形势,地面为偏南风,我市上空为一致下沉气流。高温天气出现与前期气温、湿度等要素密切相关,与前日20时欧洲850hPa温度场预报有很好对应。
关键词:高温;形势;要素;分析
周口市位于河南省东部平原地区,四季分明,光照充足,温差较大。在气候变暖背景下,高温天气对社会生产和人民群众日常生活造成影响越来越明显,研究持续高温天气过程形成原因有着重要现实意义。本文利用MICAPS常规资料和数值预报产品再分析资料对2015年7月13~14日高温天气成因探讨研究,分析热力成因及物理量,以期在日常高温天气中、短期预报中为预报员提供参考。
一、材料与方法
1.高温天气概况。2015年7月13-14日连续出现区域高温天气。13日华中、华东大部分地区现≥35℃高温,我省北中部有一≥37℃高温带,部分地区出现40℃高温天气。13日周口市除项城站外日最高气温均>7℃,川匯区站最高气温达39℃。14日各县市温度均达37℃以上。
二、高温天气形势和影响系统
1.高空环流形势。13日凌晨,台风灿鸿到达韩国,减弱为热带风暴。13日08时500hPa上,副热带高压稳定在海上,台风减弱为低压环流并入低槽中。亚洲中高纬为两槽一脊形势,我区处于槽后西北气流里,天气晴好(图1)。14日08时500hPa上,蒙古北部低涡东移,我国东北低压环流并入北部低涡,我区处于偏西气流中(图2)。15日后,蒙古冷涡南压,我区处于槽前西南气流里,环流形势明显调整,云系增多,高温天气结束。
700hPa河南受偏北气流控制,850hPa受弱西南气流控制,13、14日850hPa我省都处在≥20℃暖区中。13日20时850hPa,≥24℃等温区控制河南大部、陕西、甘肃东南部、重庆和河北大部和内蒙古等。14日20时850hPa上,≥24℃等温区域减小,位于山西中东部和河北南部。13日20时我省处于温度露点差>15℃干区中,24h变温为2-5℃,有暖平流。14日20时干区收缩,位于我省西部北部及陕西,湿度增加。
2.地面天气形势。地面场上,13日14时,华北经我省到武汉西部为低压带,气压场呈南高北低形势,地面为偏南风。13日17时气压值达997.5hPa,气温达最高值,14日有弱冷空气影响,15日02时,地面冷锋配合高空冷涡移动,到达陕西境内。西南地区由于台风造成新的低压,我省逐渐处于低压倒槽顶部。随着未来槽临近及700、850hPa低涡影响造成我省明显降水。
3.相对湿度。13日08时我区700hPa相对湿度<40%,08~14时850hPa相对湿度在40%左右,即空气干燥,有利于温度上升。结合温度平流场,我区13日在西北气流控制下,天气晴好,太阳辐射强烈,导致气温升幅较大。
4.垂直运动。13日08-14时500Pa以下有明显下沉运动,最强下沉中心在850hPa附近,利于高温天气产生。14日02~14时,700hPa以下为下沉运动,白天温度升高。13日08时垂直速度场,高层和低层均以下沉运动为主,位于我省北中部为下沉中心,下沉运动与晴好天气相伴,太阳辐射强,气温上升快,我省北中部出现40℃高温。14日14时后,地面强烈升温导致辐合上升运动,高空槽及中层低涡临近,14日20时上升运动达鼎盛,强中心在500hPa。后期我区开始降水,高温天气结束。
5.模式预报产品。欧洲中心和T639模式13日20时850hPa温度场预报较一致。陕西北部有≥30℃暖中心,河南大部分地区处于24℃以上控制区里,按插值方法取值,13日14时周口温度在25℃左右,14日20时我省仍处于≥20℃温度区域中,≥24℃暖中心位于陕西中部,强度及范围都减弱。周口由25.5℃降至22.7℃,预示最高气温将下降,但由于前一日基础温度较高,总体13日与14日温度变化不大。随着15日弱冷空气影响,周口市降水,高温天气结束。
T639数值预报2m温度场24h预报最高气温为36.1℃(13日)、36.0℃(14日),对本次高温天气有误差,但对温度预报起指示意义。
6.周口市本地气象要素分析
(1)周口市高温天气前一天最高气温一般在35℃左右。12日最高温度在33.8-34.8℃,13日凌晨最低温度23.1-27℃,白天气温回升起点高。考虑高温预警信号一般在当天早晨或上午发布,可参考当天08时观测记录,13日08时气温28-29℃,14日虽下降,但08时气温29-30℃,造成当日最高温度较前一日无明显下降。
(2)在副高控制情况下,我区湿度较大,温度不易升高。在过往高温天气中,有≥39℃过程中出现在地面相对湿度较小、天气晴朗、升温较快时段。同样13~14日11时地面相对湿度<40%,利于出现高温天气。
(3)参考欧洲中心细网格资料和T639模式2m温度预报,考虑我市在夏季最高温度多出现在15~17时,根据经验要比模式预报略高。我市准确预报温度,并在13日08时和14日09时分别发布高温预警,为公众提供及时服务。
三、结语
1.500hPa亚欧为两槽一脊形势,我市处在高压脊前西北或偏西气流中,天气晴好,太阳辐射强。
2.高温当日08时850hPa河套地区有>28℃暖区或暖中心,阜阳站温度>24℃时,易出现>37℃高温。
3.南高北低地面气压场使我市处于暖低压控制,地面风以偏南风分量和偏东风分量为主,天空晴好,相对湿度较小,利于地表辐射增温,高温天气前日我市最高气温在35℃左右。
4.高空大气湿度较低,干燥大气层结利于地面温度升高。高温地区从高层和低层均以下沉运动为主,利于下沉增温,而底层热低压利于地面持续增温。
5.欧洲中心前日20时850hPa温度场预报我区处在20℃以上暖区,特别是≥24℃暖区控制对高温天气出现更有利。
作者简介:曹明明(1991-),女,汉,河南上蔡人,本科,助理工程师,从事天气预报工作。