2017-07-11—13河曲县高温天气过程分析

张占良，徐卫丽，贾素贞，李亚军，辛瑞芳

（1.山西省河曲县气象局，山西 忻州 036599；2.山西省朔州市气象局，山西 朔州 036002；3.山西省太原市气象局，山西 太原 030082；4.山西省气象信息中心，山西 太原 030006）

夏季是气象灾害发生较多的季节，炎热、高温是夏季天气最显著的特点，高温严重时常可成为灾害性天气。按照我国气象局规定日最高温度≥35℃为高温日，连续3天以上的高温天气称为“高温热浪”，视为一个连续高温天气过程。高温天气又可分为干热和闷热，一般日最低气温超过25℃为闷热天气。高温天气持续时会引起人身体严重不适，代谢紊乱，还会得暑气病，可能导致供水供电紧张，农村地区人畜饮水困难，农作物受旱干枯等情况，造成一定的经济缺失。河曲县位于山西省西北部的晋陕蒙交界处，测站北纬36°22′，东经111°13′，海拔1 036.0 m，地形以黄土高原丘陵为主，沿黄河边沿土地较为平坦，地势西北低、东南高，平均海拔1 240 m。气候类别属暖温带大陆性气候，夏季高温热浪天气出现频率不高。本文利用高空和地面观测资料，从天气环流背景和物理量方面简要分析了河曲县2017-07-11—13高温天气的发生原因，以期提高对高温天气的认识，为预报决策服务总结经验。

图1 2017-07-13全省高温天气分布

1 高温天气过程实况

2017-07上旬和中旬全省气温普遍偏高，到13日达到了高温顶峰，如图1所示。地处晋西北的河曲县11日至13日3天连续达到了35℃以上，13日最高，为37.1℃，多个乡镇区域站气温最高超过了35.0℃，鹿固乡最高气温41.8℃，海拔较低的鹿固、社梁、旧县日最低气温超过了25.0℃，其余各站最低值都超过了20.0℃，天气闷热，刷新了河曲县有记录以来7月份气温历史最高记录。

图2 2017-07-13T08：00 500 hPa

2 天气形势分析

2.1 500 hPa形势

500 hPa等高图上，2017-07上末旬到14日，500 hPa欧亚大陆中纬度地区沿中俄蒙交界自西向东环流逐渐由经向调整为纬向，冷空气不易南下。2017-07-13T08：00，亚洲中高纬为浅的两槽一脊型，暖脊位于俄蒙境内，5 840 gpm线大致与北纬40°线平行，除新疆、东北大部以及华东、华南部分以外，我国大陆基本位于5 840 gpm与副高5 880 gpm之间，如图2所示（以下均为北京时间）。

2.2 700 hPa形势

2017-07-13T08：00 700 hPa图上，中俄蒙交界区域与500 hPa环流趋于一致，3 080 gm线与纬向平行，穿过新疆、蒙古、我国东北；3 120 gph线呈东北—西南走向穿过河北、云南，并过境山西，在晋陕边界的西部有一个16℃的东西向暖中心带存在，河曲站上空位于中心之内，有偏南气流，如图3所示。早上8：00测站气温达到27.8℃。

图3 2017-07-13T08：00 700 hPa

2.3 850 hPa形势

2017-07-13T08：00 850 hPa形势图上，山西西北边界和东南方向各有一大的暖区，西北暖区中心温度值是28℃，东南部暖区24℃，24℃等温线经过河曲上空，热低压位于甘肃和中蒙边界，全省基本处于2个暖区控制之下，东南—西北向有弱的气压梯度，全省有西南风，如图4所示。此外，16g/kg等比湿线包围全省西北至东南大部，低空比较潮湿。

图4 2017-07-13T08：00 850 hPa

2.4 地面天气形势

2017-07-10在山西的西边有大范围的热低压带存在，并逐步向山西缓慢移动，12日14时，地面图（略）上中心位于甘肃、内蒙一带，中心值是990.0 hPa，997.5 hPa线经过河曲县，西北到华北大部有大范围的气温高值区；13日8时，地面冷峰位于内蒙古的中部，晋西北处于锋前暖区，经过夜间冷却，热低压区有所减弱，受其控制气温仍较高，为白天高温打下了基础，如图5所示。此外，13日白天，睛空少云，太阳辐射使近地面增温很快。

图5 2017-07-13T08：00地面天气图

3 物理量场分析

3.1 垂直速度场

经河曲观测站所在经纬度做垂直速度场时间剖面，如图6所示，实线为正（下沉），虚线为负（上升），10日8时到14日8时，850 hPa以上各层都呈有规律的下沉和上升变化，表明大气层主要是在热力作用下的自然震荡波动；10日和12日整层大气下沉气流较强，伴随有绝热增温作用，同时高温期间以晴好天气为主。另外，从地形分析，此次暖空气主要来自西边，河曲县测站与西边的河套和陕北高原海拔相近，基本上不会引起大气在东移过程中的强烈下沉运动，绝热增温效应不大。

图6 河曲测站2017-07-11—13T08：00垂直速度场时间剖面

3.2 温度平流

与垂直速度场一样，按照河曲观测站所在经纬度做温度平流场时间剖面，如图7所示，实线为正（暖），虚线为负（冷），可以看到700 hPa附近上下10日8时至14日8时的温度平流都为暖平流，11日暖平流最强，200 hPa以下到近地面分别有7℃和5℃2个高值中心出现，暖平流随时间不断叠加，对13日白天气温达到顶峰起到了较大作用。

图7 河曲测站2017-07-11—13T08：00温度平流时间剖面

4 前期气温高是此次高温天气爆发的基础

7月上旬，华北大部分省市气温普遍偏高，多地已经出现高温天气，山西省自南向北高温天气逐步蔓延，河曲县上旬平均24.7℃，与历年平均值比较偏高约2.0℃；10日平均24.7℃，气温最高34.1℃，之后不断攀升。

5 太阳辐射增温

大气非绝热增温是造成这次高温天气过程的主要因素，2017-07-11—13日河曲县以晴空少云天气为主，大气透明度好，地面风速小，白天太阳辐射时间较长，强度大，近地面层空气加热升温剧烈，13日14：00气温达到35.4℃，与早上8：00气温比较升高了7.6℃，可以看出辐射增温显著。

6 结束语

经论述，得出以下几点结论：①造成此次河曲县高温天气的主要背景是亚洲中东部中高纬500 hPa基本为浅的两槽一脊型，中低纬度受暖脊控制，环流偏北，并渐呈纬向型，北方冷空气不易南下，华北大部处于气压高值区内；中低空气压场为东高西低，有暖区存在，并向东移动；地面受热低压带影响。②前期基础温度高，地面接受太阳辐射，地温高，近地面空气持续保持较高温度，储存了较高能量。③近地面空气非绝热增温是造成高温天气的最主要原因，在此环流背景下，晴天使近地面空气能最大限度地吸收太阳辐射，并且不受北方冷空气干扰，冷峰前暖空气不断堆积，气温逐步升高。④中低层温度暖平流也是重要影响因素，特别是850 hPa上，热低压带在偏西南气流的作用下带来热量输送。