近18年通辽市高温天气时空分布及环流特征

万 宇

通辽市气象局，内蒙古通辽 028000

高温是一种高影响天气，会引发中暑、高血压等疾病，持续高温同时还可能伴随干旱灾害的发生。IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）第五次评估报告指出，1880—2012年全球表面平均温度升高了0.85℃[1]。1951以来我国年平均地表气温的增温速率比全球或半球同期平均增温速率高得多，北方地区增温趋势非常显著[2-4]。其中华北地区1981—2002年期间的增温强度明显强于1957—2002年和1901—2002年[5]。

内蒙古通辽市处于蒙古高原递降辽河平原的斜坡，地貌总轮廓是南部、北部高，中部低平。北部为大兴安岭南麓余脉的石质山地、丘陵区，海拔为400～1 300 m，占全市面积的22.8%。最高的山峰是罕山的吞特尔峰，海拔为1 444 m。南部为辽西山地的黄土丘陵和浅山区，海拔为550～730 m，占全市面积的7.0%；中部为西辽河冲积平原，海拔为120～320 m，其周边分布着固定、半固定沙沼，占全市面积的70.7%。全市境内较大的山脉有罕山、阿其玛山、吐尔基山、老道山和青龙山。通辽市属于温带大陆性干旱半干旱气候，夏季受大陆暖高压或西伸的强大副热带高压控制时，天气晴好，太阳光照极强。由于地表水分少，不能起到水分蒸发耗热降温的作用，加上太阳辐射增温，气温迅速上升而形成高温天气。在此背景下，通辽地区高温天气频繁发生，给人们的日常生活和工农业生产活动产生很大的影响，因此对高温天气的研究具有重要的意义。

1 资料与方法

本研究所用资料是内蒙古通辽市11个国家站2001—2018年逐日最高气温数据、MICAPS实况观测资料，以及NCEP高空地面资料。运用数理统计、线性倾向估计方法，分析了通辽市高温日数时间和空间变化特征，同时根据500 hPa高度场对历史个例进行天气学分型，共分5种类型。

2 高温的时空分布特征

2.1 年变化特征

由图1a可知，近18年通辽市每年都有高温天气出现，年平均高温日数为6.1 d。总体特征为多—少波动特征，2016年的高温日数最多，为11 d，其次是2007年和2008年，分别为10和9 d；2006年和2012年的高温日数最少，仅为1 d。大多数年份的高温日数在10 d（不含10 d）以下，共有16年，占总数的89%。

2.2 月变化特征

由图1b可知，通辽市4月开始有高温天气出现，最早出现在4月26日，但发生频次较少，近18年仅出现过1 d。5月以后，高温天气逐渐增多，6月骤增，6—7月是一年中高温天气最多的2个月，166 d，占总日数73%。到9月以后，高温日数又骤减，高温天气最晚出现在9月14日。10月至翌年3月通辽市没有出现过高温天气。统计还发现，在高温天气发生频次较高的6月和7月，单月高温日数最多的是2001年，为15 d，有半个月的高温天气。从季节变化来看，夏季最多、秋季次之、春季最少。

2.3 Tmax≥37℃高温天气的气候统计分析

当气温达到37℃时，人体更容易出现中暑症状，同时37℃也是发布高温橙色预警信号的标准，为更好地了解通辽高温灾害的气候背景，对Tmax≥37℃的高温天气也进行了相关的统计分析。

从年变化图来看，近18年通辽Tmax≥37℃的高温天气，2007年和2017年等3年均在10 d以上，2001年、2004年、2016年和2018年为6～7 d，2002年、2003年、2006年、2012年、2015年5年未出现过Tmax≥37℃的高温天气，剩余年份都在3 d以内（图1c）。

从月变化图看，近18年通辽Tmax≥37℃的高温天气最早发生在5月，8月结束，6月最多、7月次之，且6—7月的高温天气日数占73%，说明37℃以上的极端最高气温主要发生在6—7月（图1d）。

图1 2001—2018年Tmax≥35℃高温总日数的年变化图(a)、月变化图（b），以及 Tmax≥37℃高温日数的年变化图（c）、月变化图（d）

2.4 空间分布特征

由图2可知，2001—2018年Tmax≥35℃高温总日数达100 d以上的站有扎鲁特站为132 d，其次是开鲁站为130 d，达80 d以上的站还有通辽和舍伯吐两站。由此可见，通辽市高温中心位于中西部，开鲁、扎鲁特、舍伯吐等5站。

图2 2001—2018年Tmax≥35℃高温日空间分布图

3 环流特征

通辽市高温天气的发生主要是受到大陆暖高压脊或西伸的强大副热带高压控制，这种大陆暖高压脊和强大副热带高压稳定而使得高温天气持续。利用2001—2018年高温日数（过程）的气象观测资料，选取通辽市出现的112个高温天气过程，用500 hPa环流场进行了天气学分型。将112个过程分为：暖脊型43个（占38.4%）、副高型15个（13.4%）、纬向环流型25个（22.3%）、低槽型20个（17.9%）、阻塞高压型9个（8%）。暖脊型是导致通辽市高温日数最多的类型。

3.1 暖脊型

在35°N～60°N，100°E～140°E区域暖高压脊控制，500 hPa图上脊顶可达55°N以北，配有≥-16℃暖温脊或暖中心，如暖高脊发展强大、北侧脊顶宽可达30个经度以上或上下游低槽加深，暖高脊可影响2 d及以上的高温天气（图3a）。环流特征：极涡位置偏北，副热带高压和大陆高压强盛，欧亚大陆中高纬基本为两槽一脊型，乌拉尔山地区为低槽，鄂霍茨克海为一低涡或低槽，两槽中间为暖脊，有时暖脊较宽，有时暖脊较窄。由于下游低涡或低槽的阻挡，暖脊移动较慢，通辽市受到较长时间的控制。另外，有时乌拉尔山槽前的暖平流不断补充至暖脊，使得暖脊稳定维持，高温天气持续时间较长。

3.2 副热带高压型

在20°N～60°N，100°E～140°E区域受副热带高压脊控制，有一条588～596（一般为592） dagpm或以上闭合等高线，有-2～-6℃暖中心或暖脊配合，脊顶可达50°N及以北，当副热带高压脊的两侧有发展较深的低槽或低涡或副热带高压脊发展比较强大时，会使得副热带高压脊维持时间延长，可影响2 d以上时间（图3b）。环流特征：500 hPa高度上，气压场形势为大陆高压和副热带高压发展强盛，使欧亚大陆中低纬地区受高压控制，由于中高纬冷空气势力弱，形成北低南高的环流形势；温度场上通辽市受暖脊影响，存在暖平流。

3.3 纬向环流型

在500 hPa图上，锋区位于39°N～55°N之间，自西向东基本为一致的偏西气流，有时等高线与等温线近于平行，通辽市位于锋区之中或位于锋区南侧，配合有-4～-16℃的平直锋区、暖温脊或暖中心，由于受锋区影响，温度变化较大（图3c）。环流特征：高度场上，500 hPa、700 hPa欧亚大陆中纬度为一致的西风气流，高纬度冷空气势力弱，低纬度副高强盛；温度场上，500 hPa和700 hPa有弱暖平流，而850 hPa暖脊发展强盛，20℃线越过通辽市，盛行西南风，暖平流较强。

3.4 低槽型

500 hPa图 上，在35°N～55°N，100°E～140°E区域，高温发生当天，多位于脊后槽前或低涡底部，配合等温线6—8月在-4～-12℃之间、4—5月在-12～-20℃之间，多处于冷温槽前或暖温脊控制（图3d）。环流特征：影响系统为短波槽，并且槽为前倾槽，在槽前为高脊，当500 hPa高脊移过通辽市，低层却受暖脊控制，由于盛行西南风，因此通辽市受强暖平流控制。

3.5 阻塞高压型

在35°N～55°N，90～E～140°E区域，高压发展强盛，有闭合的等高线，配合-8～14℃暖温脊或暖中心，是一个深厚并且近于垂直的暖性高压系统（图3e）。环流特征：500 hPa高度场上，欧亚大陆以两槽两脊形势为主，暖脊发展强盛，以90°E～120°E为脊区，584 dagpm或者588 dagpm位于通辽市附近，北抬至40°N附近，有时584线形成闭合中心；低层温度场配合一个强盛的暖脊和强暖平流，促使高温天气发生并持续。

图3 暖脊型（a）、副热带高压型（b）、纬向环流型（c）、低槽型（d）和阻塞高压型（e）

4 结束语

近18年高温日数变化有3个峰值，平均间隔8～10年；以扎旗、开鲁、舍伯吐为高温中心；6—7月为高温发生的主要月份；高温天气最早发生于4月，结束于9月。

将通辽近18年的高温过程分为5个天气学模型：暖脊型、副高型、纬向环流型、低槽型、阻塞高压型，其中暖脊型和纬向环流型我市高温天气出现的主要天气学模型，占比为60.7%。因此，通辽市高温天气与暖脊和副高关系密切，当存在暖性高压系统时，有利于高温天气的出现。