临潼国家气象观测站夜间异常升温气象要素特征分析

杨 政 赵 静

（西安市临潼区气象局，陕西西安 710600）

在我国北方地区，受太阳辐射日变化的影响，近地面最高气温一般出现在14：00—15：00，最低气温出现在日出前后[1-2]。尽管受天气系统的影响，最高、最低气温出现的时间可能有变化，但总体表现为最高气温出现在白天、最低气温出现在夜间、夜间呈降温变化趋势[3-5]。甘茹蕙等[6]对兰州地区突发性夜间增温的统计特征研究表明，在特殊地形地貌影响下，突发性增温事件具有明显的区域特征，且一般在凌晨发生较多次数、较大幅度的增温事件。刘建忠等[7]对北京地区初春一次夜间异常干热天气过程分析结果显示，近地层存在明显的逆温，配合下沉增温，导致凌晨在1 h内温度变化将近10℃。马媛媛等[8]利用WRF模式对2007年6月的一次夜间增温过程进行深入研究，发现此次增温伴随湿度降低，增温前风速突然变大，风向发生变化，同时向下的大气垂直混合增强，引起此次夜间增温。罗 然等[9]对北京一次罕见夜间突发性强增温事件成因进行分析，结果表明：高原地区地面位温显著高于平原地区，是该次罕见增温事件形成的首要条件；强下沉运动使低密度高位温空气强迫下沉到边界层，是增温的必要条件。

1 资料来源及方法

选择2019—2020年临潼国家气象观测站3次异常升温过程的相关气象要素、MICAPS实况数据资料，利用相关性分析方法，研究与升温过程联系紧密的气象要素变化规律，并结合天气学原理，探寻异常升温原因。

2 结果与分析

2.1 温度实况

2.1.1 2019年12月9—10日夜间异常升温过程。由表1可知：2019年 12月 9日 0：00—2：00气温由1.8℃上升至12.8℃，增幅达11.0℃，风向由东东北转为西西南，风速由1.0 m/s上升至3.9 m/s，增幅达2.9 m/s，气温与风速相关系数为0.83；气温回落时段，风向转为偏北或偏东方向，风速开始减小。

表1 2019年12月9日0：00—6：00临潼国家气象观测站气温、风向、风速数值

由表2可知：2019年 12月10日 0：00—3：00气温由4.4℃上升至13.4℃，增幅达9.0℃，风向由西南转为西西南，风速由0.7 m/s上升至4.5 m/s，增幅达3.8 m/s，气温与风速相关系数为0.74；气温回落时段，风向转为偏东方向，风速开始减小。

表2 2019年12月10日0：00—6：00临潼国家气象观测站气温、风向、风速数值

2.1.2 2020年4月25—27日夜间异常升温过程。由表3可知：2020年 4月 25日 2：00—3：00气温由9.3℃上升至17.6℃，增幅达8.3℃，风向由北西北转为西西南，风速由0 m/s上升至3.0 m/s，增幅达3.0 m/s，气温与风速相关系数为0.81；气温回落时段，风向转为偏东方向，风速开始减小。

表3 2020年4月25日0：00—6：00临潼国家气象观测站气温、风向、风速数值

由表4可知：2020年 4月 26日 0：00—1：00气温由15.1℃上升至23.1℃，增幅达8.0℃，风向保持西南方向，风速由1.7 m/s上升至5.0 m/s，增幅达到3.3 m/s，气温与风速相关系数为0.28；气温无回落趋势，风向保持在西南或西西南方向，风速无明显减小。

表4 2020年4月26日0：00—6：00临潼国家气象观测站气温、风向、风速数值

由表5可知：2020年 4月 27日 1：00—3：00气温由15.5℃上升至24.3℃，增幅达8.8℃，风向保持在西西南或偏西方向，风速由0 m/s上升至4.4 m/s，增幅达4.4 m/s，气温与风速相关系数为0.52；气温回落时段，风向转为偏东方向，风速逐渐减小。

表5 2020年4月27日0：00—6：00临潼国家气象观测站气温、风向、风速数值

2.1.3 2020年11月7日夜间异常升温过程。由表6可知：2020年 11月 7日 2：00—4：00气温由 6.7℃上升至15.4℃，增幅达8.7℃，风向由西南转为西西南，风速由 0 m/s上升至 4.4 m/s，增幅达 4.4 m/s，气温与风速相关系数为0.76；气温回落时段，风向转为偏西方向，风速开始减小。

表6 2020年11月7日0：00—6：00临潼国家气象观测站气温、风向、风速数值

2.2 环流背景

2.2.1 高空环流形势。由天气学原理可知，局地温度变化可以用简化热流量方程来表示。

由图1可知，3次异常升温过程，欧亚中高纬呈西高东低型，我国中高纬地区被较平直的西北气流控制，陕西省位于脊前西北气流控制区域。700 hPa及850 hPa温度场上，陕西省中南部有温度脊配合，有明显的暖区。因为3次异常升温过程持续时间短、影响范围小，且在高空图上并未发现明显温度平流，所以无水平尺度的增温趋势，仅提供一个稳定的高空背景场。

2.2.2 地面环流形势。由图2可知，3次异常升温过程，陕西省中南部位于地面暖高压外围东侧偏北气流影响区域，为升温过程提供稳定的地面背景场。

2.2.3 逆温层结。垂直运动[-w（γd-γ）]对气温变化的影响主要与垂直运动的方向、强度以及大气稳定度有关。 当大气层结稳定（γd-λ>0）时，上升运动（w<0）引起气温下降，下沉运动（w>0）引起气温升高；当大气层结不稳定（γd-λ<0）时，上升运动（w<0）引起气温上升，下沉运动（w>0）引起气温下降；当大气层结呈中性平衡状态时，垂直运动对气温的变化没有太大的作用。

由图3可知，3次异常升温过程，近地面均出现逆温层结，地面至925 hPa，气温持续升高，增幅达2～5℃。骊山国家气象观测站位于临潼国家气象观测站西南方向山区，海拔高，温度堆积，升温时段临潼国家气象观测站风向转为西南方向，风速增大，来自山区逆温区的空气输运，在大气层结稳定的情况下，下沉运动引起气温升高。黄少妮等[10]研究也发现，夜间暖空气受压缩，配合特殊地形引起的下沉增温效应，有利于局地出现短暂升温。

3 结论与讨论

通过对3次夜间升温过程环流形势的分析可知，高空受脊前西北气流控制，对流层中低层配合温度脊，有明显的暖区，地面受暖高压外围东侧偏北气流影响，稳定的高低空环流配置为升温提供背景场。

3次夜间异常升温过程近地面均形成逆温层结，结合天气学原理及地形条件可知，垂直运动是异常升温的主要诱因。在大气层结稳定的情况下，当风向开始转为西南，风速增大2～5 m/s时，下沉运动引起增温效应，对应升温过程。

升温过程持续时间短，影响范围小。本文主要根据实况资料进行分析研究，部分结论还有待今后进一步验证。