河南北中部一次高温天气成因分析(1)
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摘 要：本文利用常规观测资料对2011年6月7～8日发生在河南中北部的一次高温天气过程进行综合分析。结果表明：这次高温过程是由于500hPa受高压脊控制天气晴好，东北冷涡位置偏东，高空形势稳定，中低层受暖脊控制有明显暖平流，地面处于低压带内；物理量场上中低层湿度较低，有利于温度快速升高；垂直速度场上有明显下沉运动，有利于绝热增温，而涡度场和散度场的垂直结构表现出高层辐合低层辐散的特征，有利于下沉运动持续发展。关键词：高温；散度；暖平流；高压脊中图分类号：P458.12
文献标识码：A1 高温实况2011年6月7～8日河南北中部出现38℃以上的高温天气，这是2011年入夏以来第2次高温天气，此次高温天气的特点是温度高、分布广，郑州站极端气温高达42.5℃，并且有8个站连续2d达到40℃以上，河南北中部地区绝大部分都出现了38℃以上的高温，给广大市民的出行带来了很大不便。表1给出了河南北中部地区的高温天气实况。2 服务情况新乡市气象台于6月6日18：00，6月7日18：00提前了高温橙色预警信号，并于7日、8日了高温红色预警信号，7～8日正值高考期间，新乡市气象台提前了高温预警信号，使考生和家长做好了充分的防暑准备，取得了良好的社会效应。3 天气形势分析7～8日欧亚大陆中高纬为两槽一脊形势（图略），70-110E为一高压脊控制，东北地区为一冷涡，由于冷涡稳定略东移，冷空气活动偏东，环流形势稳定，河南北中部受脊前西北气流控制，天气晴好，有利于下沉辐射升温。700hPa河南北中部受暖脊前西北气流控制，7日8：00，850hPa河套地区有24℃暖中心，新乡处于24℃暖区边缘，8日24℃暖中心东移，新乡受暖中心控制。地面图上（图略）7～8日华北到长江流域为一东北西南向的暖低压带，新乡处于暖低压带中，并且于8日14：00位于暖低压中心区里，吹偏南风，有利于新乡地区的升温。4 气象要素分析表2给出了河南北中部地区7个站点7～8日14：00相对湿度及风向风速。可以看出高温期间7个站点的相对湿度在12%～22%之间，风向以偏西风和偏南风为主，风速小于4m/s。在相对湿度小，风力小的晴好天气，有利于温度快速上升。5 物理量条件分析5.1 温度场分析温度场的垂直分布可以帮助我们了解各层大气冷暖平流的分布特征。从郑州站温度垂直剖面随时间的分布图（图略）可以看出：7日20：00至8日20：00，郑州站上空大气中、低层都为稳定的暖性气团控制，有利于高温形成和维持[1]。同时，在郑州站高层一直有弱的冷平流，有利于高层维持辐合下沉运动，下沉运动又会造成大气绝热增温，从而使气温快速升高。5.2 大气湿度条件分析利用micaps3.0系统和物理量资料制作郑州站相对湿度垂直剖面随时间的分布图（见图1）。可以看出：7日8：00至8日8：00，郑州站上空高、低层都为相对湿度低值区，同时相对湿度小于20%的干层厚度从900hPa一直延伸到200hPa，大气整层湿度较小，有利于气温的快速升高。相对湿度越小，即说明河南北中部上空空气越干燥，再加上天气晴好，太阳辐射强烈，有利于地面的辐射增温。
5.3 垂直运动分析垂直速度能够反映大气在垂直方向上的动状态，根据大气的物理学特性，气块作上升运动能够使气块降温，下沉运动能够使气块增温。从郑州站垂直速度垂直剖面随时间的分布（见图2）可以看出，7～8日从低层到高层郑州都处于下沉运动区中，下沉运动有利于空气下沉辐射升温，从而加快地面温度升高。5.4 涡度场分析涡度表示大气运动的旋转程度，正涡度表示大气作气旋型旋转，负涡度表示大气作反气旋型旋转。从郑州站涡度垂直剖面随时间的分布图（见图3）看，7日8：00郑州上空850hPa到高层为正涡度，到8日8：00逐渐转为负涡度，负涡度有利于大气的辐散下沉运动，而且在负涡度区下方有一个浅薄的正涡度层，这与地面的热低压系统相对应。郑州上空涡度场与温度场的分布表明在郑州上空是一个暖性的高压系统，暖高压的控制有利于高空的下沉运动和地面的增温。5.5 散度场分析散度可以用来表征大气的辐合辐散程度，正散度表示辐散。从郑州站散度垂直剖面随时间的变化图（见图4）可以看出，在7日8：00到8日8：00，郑州站500hPa以下均为正值，而在7日8：00，200hPa有一负的大值中心，这种高层辐合、低层辐散的垂直配置使郑州地区上空下沉运动明显，下沉运动引起的绝热增温是形成高温天气的主要物理机制。6 结论6.1此次高温
天气出现时，河南北中部地区高空主要受西北气流控制，天气形势稳定，天空状况良好，地面相对湿度较小，有利于地表的辐射增温。6.2高温地区
上空有负涡度分布，同时又有明显的暖平流，说明有较强的暖高压存在，暖高压有利于下沉增温，而底层的正涡度分布说明有热低压存在，有利于地面的持续增温。6.3高温地区
上空大气湿度较低，200hPa以下相对湿度均小于20%，干燥的大气层结有利于温度的升高。6.4高温地区
上空大气低层辐散高层辐合的分布形式，有利于下沉运动的发展，而下沉运动又造成了绝热增温，有利于高温天气的产生。参考文献[1] 苏爱芳，王蕊，王晓丹.2002年河南6次高温过程对比分析[J].河南气象，2003.14（2）：14-16.[2] 陈秀杰，车培珍，耿勃.济南市6月份高温预报方法[J].山东气象，1998（1）：33-35.