2016年5月10—11日临夏州极端高温天气分析

李菲++韦伯龙++祁萍++闫旭东

摘要 利用实时常规观测资料以及物理量场特征，针对2016年5月10日—11日临夏州极端高温天气过程出现原因进行分析，结果表明：临夏区域垂直方向上高层辐合，低层辐散的垂直配置使高压区的强下沉运动明显，空气的下沉绝热增温作用是形成临夏地区极端高温天气的主要物理机制。中低层较好的正变温区域配合地面相对湿度仅为22%的异常干燥空气，与北方高层干空气南下的叠加，是导致此次过程中临夏地区最高温度极值被打破的重要原因之一。地面受热低压或热低压前部影响，地面要素场天空状况为晴天到少云，测站基础气温较高，相对湿度不大，地面风力不大，对极端高温天气的发生起重要作用，为产生此次极端高温天气的重要原因。

关键词 极端高温；下沉增温；热低压；干燥空气；甘肃临夏；2016年5月10—11日

中图分类号 P423.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0213-02

气温是表征空气冷热程度的物理量，气象上通用的气温是指离地面1.5 m高度上的空气温度。最高气温是一定时间或一定空间内空气温度的最高值，极端最高气温是指多次最高气温值中的极大值，由逐日最高值中选出。极端高温作为一项重要的冷暖指标，对气候变化的影响表现更为突出，已成为气候变化研究中的热点问题之一[1-3]。它的异常变化常会对局部地区的气候产生重要影响，临夏地处黄河上游、青藏高原和黄土高原的过渡地带，地势受积石山、太子山山系影响，呈西南部高、东北部低于西南而高于中部的“L”型倾斜盆地。西南部为土石山地、中部山川相间，东北为黄土高原沟壑区。境内地形复杂，相对高差大，气候地域性差异大，属温带半干旱气候区。而极端高温频发对干旱有加剧作用，因此对临夏地区进行极端高温过程的分析总结具有重要的意义。

2016年5月10—11日，临夏地区出现的日最高气温超越了历史同期极值。本文利用常规实时观测资料以及物理量场特征，针对这次极端高温天气过程出现原因进行分析，得出预报着眼点。

1 高温天气实况

2016年5月10—11日，临夏州出现区域性高温天气。临夏市1951—2015年近65年5月极端最高气温为31.0 ℃，而2016年5月的最高气温达到31.7 ℃，突破近65年5月最高气温极值记录。10日临夏州气温开始升高，11日5个县站的最高气温有3个突破30 ℃（表1），其中北部的永靖县最高温度高达34.0 ℃，5个县站均达到5月临夏地区有气象记录以来的历史同期最高值。12日气温开始回落，此次极端高温天气过程结束。

2 形势分析

2.1 高空形势

在此次高温天气之前，500 hPa中高纬的环流形势呈“两槽一脊”型，临夏州处于槽后脊前西北气流中（图1），气温较低。从10日开始，位于巴尔喀什湖以北的高空低涡东移增强，伴随西太平洋副高北抬并在青藏高原形成闭合中心，控制临夏州的暖性高压脊加强，10日8：00至11日20：00，临夏州一直受580线的控制之下。温度场上，受温度脊中等温线由-12 ℃升至-6 ℃控制（图2），11日20：00贝加尔湖北中西伯利亚的冷涡加强，冷空气南压，暖性高压脊逐渐减弱东退，临夏州气温回落，此次高温天气趋于结束。与夏季高温过程相比，此次极端高温过程西太平洋副高没有明显西升北抬，584线北抬至新疆南部，没能形成闭合中心。

700 hPa和500 hPa高空环流形势配合较好，形势较为相似。从850 hPa温度场上来看，10日8：00青海省一带有闭合中心为28 ℃的温度中心，呈东北—西南走向，临夏州在16 ℃控制下（图3a）。至10日20：00，温度闭合中心增强至32 ℃，且温度舌东北向明显加深加强，控制临夏州温度增强至28 ℃（圖3b）。11日8：00控制临夏州的温度脊东移，温度中心减弱，20：00配合500 hPa冷空气南压临夏州气温开始回落，此次高温天气趋于结束。

从700 hPa和850 hPa的温度场演变中可以看到，有与高度场相配合的暖中心缓慢东移，并且高温中心10日20：00控制了青海东部地区。以上分析可以表明：造成临夏州极端高温天气的高压系统是一个从低层伸展到对流层的比较深厚的暖性高压系统。

2.2 地面为热低压控制

与高空形势相反，地面存在热低压形成、东南移的过程，低压中心为992.5～1 000.0 hPa（图4）。10日14：00地面图上，有一低压中心从新疆—内蒙古生成并逐渐向东南方向移动，临夏州处于热低压前部西南气流控制的暖气团里。此热低压中心于10日20：00移至临夏州，此后强度增强，移速缓慢，位置稳定少动，11日17：00地面图上，中心强度增至992.5 hPa，青海北—甘肃形成1 022.5 hPa的冷高压，青藏高原边坡地区形成等压线密集带，11日20：00冷空气南下，热低压中心移出临夏州，高温结束。由此可知，此次高温天气的产生与由新疆—内蒙古东南移的热低压的加热作用有必然联系，暖空气势力强，低压东南移动缓慢，长时间受暖空气的控制，使得临夏地区的地面持续升温，因而造成了临夏州极端高温天气的出现。

3 物理量场分析

分析临夏地区9日20：00至12日20：00的涡度剖面图（图5a），从涡度剖面图看，对应临夏区域的垂直方向上150～850 hPa均为负涡度，说明此高压是一个相当深厚的负涡度系统，其顶端位于100 hPa附近，而在深厚负涡度区下方有一个浅薄的正涡度层意味着此范围内存在着一地面热地压，临夏正处于此区域，空气下沉运动天气晴好。同时，分析散度时间剖面图（图5b）发现，10日20：00临夏上空150～300 hPa均为明显的辐合区，300 hPa以下则为明显辐散区，这种高层辐合、低层辐散的垂直配置使高压区下沉运动明显，高压中空气的下沉绝热增温是形成高温天气的主要物理机制。由此可见，临夏地区较强的下沉运动有利于高温天气的产生。

综上所述，此次极端高温天气的产生与中低层热力作用、地面热低压热力加热作用以及下沉气流导致地面减压有关。10日东移热低压增强，下沉气流导致地面减压，促进了气温增幅。此次极端高温期间地面相对湿度小于30%（图5c），空气非常干燥，升温加快。之后在大尺度环流形势下，11日白天受强烈的太阳辐射等非绝热因子的增温作用，临夏地区气温急剧升高，突破同时期历史极值。

4 地形对高温天气的影响

高温天气的发生与本地的地形有着直接的关系。临夏位于甘肃省东南部，由青藏高原东北缘雷积山深大断裂、秦岭北深大断裂和祁连山东延余脉马衔山围成一个山前坳陷盆地。青藏高原四周高山屏障，阻挡了来自西面和北面的冷气流。高原夏季为一个热源，低层大气为强大的热低压，盛行气旋性气流。这支气流如与西进的副热带高气压相配合，使夏季的西南季风增强，造成临夏及高原边坡地带局地性强对流性天气，往往会产生暴雨。另外，夏季高原巨大的热源有助于高层南亚高压及东风急流的形成与维持，这与西南季风的爆发有着直接的联系。由此可见，青藏高原的存在改变了正常的行星风带的位置和强度，增强了海陆热力机制和行星环流的热力机制作用，使得季风得到加强。

青藏高原对天气系统也有阻挡作用。在夏季，孟加拉湾地区是热带风暴的高发地区，而青藏高原的存在恰好阻挡了热带风暴的西行和北移。当气流翻越山脊到达背风坡时，空气中的水汽含量大减，更因空气下沉增温而变得干燥，云消雾散，天晴日好，温度上升。

5 结语

本文通过对2016年5月出现的极端高温天气的分析得出以下几点结论：

（1）临夏区域的垂直方向上150～850 hPa表现为暖性负涡度系统，而在散度场上，150～300 hPa均为明显的辐合区，300 hPa以下则为明显辐散区，这种高层辐合、低层辐散的垂直配置使高压区的强下沉运动明显，高压中空气的下沉绝热增温作用是形成临夏地区极端高温天气的主要物理机制。较强的下沉运动有利于临夏地区高温天气的产生。

（2）中低层有较好的正变温区域配合，500 hPa层上有 -6 ℃的暖中心，850 hPa层青海有32 ℃以上的暖中心，并且暖区范围较广，临夏处于暖中心边缘30 ℃控制下，10日20：00临夏地区空气异常干燥，相对湿度仅為22%，再加之北方高层干空气南下的叠加，是导致此次过程中临夏地区最高温度极值被打破的重要原因之一。

（3）2016年5月10—11日临夏地区高空受高压脊控制，地面受热低压或热低压前部影响，地面要素场天空状况为晴天到少云，测站基础气温较高，相对湿度不大，地面风力不大，对极端高温天气的发生起重要作用，为产生此次极端高温天气的重要原因。

（4）地形所产生的气流下沉聚热作用对极端高温天气的形成起增幅作用[4-5]。

6 参考文献

[1] 孙兰东，岳立，刘新伟，等.甘肃省极端最高气温的气候特征分析[J].应用气象学报，2006（增刊1）：110-117.

[2] 蔡忠兰，刘德祥.甘肃省2000年盛夏异常高温特征分析[J].甘肃气象，2001（1）：21-22.

[3] 赵庆云，赵红岩，王勇.甘肃省夏季异常高温及其环流特征分析[J].中国沙漠，2007（4）：639-643.

[4] 杨宝玲，杨婧，陈彦虎，等.西北地区夏季极端高温异常特征及其成因[J].农业科学研究，2014（1）：20-28.

[5] 翟盘茂，潘晓华.中国北方近50年温度和降水极端事件变化[J].地理学报，2003（增刊1）：1-10.