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本溪市高温天气特征分析及预报

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  摘要  基于2005—2015年本溪地区3站5—9月的实况数据及高空、地面天气图,分析了本溪市高温天气的气候特征。通过对高温天气的环流形势和成因的分析,归纳出高温天气的影响因子。运用经验性预报方法,提取预报指标,结合各家数值预报产品,筛选预报因子,建立了本溪市高温预报方法。
  关键词 高温;天气特征;预报指标
  中图分类号:P423 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2019)02-063-02
  DOI: 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.02.025
  Abstract Based on the actual data of three stations in Benxi from May to September in 2005—2015 and the atmospheric and surface weather maps, the climatic characteristics of high temperature weather were analyzed. Based on the analysis of circulation situation and causes of high temperature weather, the influencing factors of high temperature weather were concluded. By using empirical forecasting method, extracting forecasting indexes, combining with numerical forecasting products and screening forecasting factors, a high temperature forecasting method for Benxi City was established.
  Key words   High temperature; Weather characteristics; Prediction index
  在全球变暖的背景下,极端高温事件的频繁发生使高温天气日益受到社会和公众的广泛关注[1-2]。尤其是近年本溪市夏季持续遭遇高温干旱等自然灾害,直接影响农业生产和人民生活,给社会主义建设带来巨大的经济损失。可见,分析高温天气的成因和变化特征及其预报方法有着现实和深远的意义[3-7]。目前还未见对本溪地区高温天气的系统研究,因此,对本溪地区高温天气的深入研究不但可以更加清楚地认识它的形成机理,而且可以找出对该地区高温天气产生影响的气象要素和天气系统,归纳高温天气的影响因子,得到预报指标,建立预报概念模型,对以后的高温预报有很好的参考价值。
  1 资料与方法
   选取2005—2015年本溪地区本溪市、本溪县和桓仁县3站5—9月的实况数据及高空、地面天气图。以辽东地区长期以来的气候特点为依据,本溪市3站中,若有1个及以上站日极端最高气温≥33℃,就确定为高温日。运用气候资料统计分析方法分析本溪市高溫天气的气候特征。运用天气学原理、天气学方法等,通过对高温天气的环流形势和成因的分析,归纳出高温天气的影响因子,得到高温天气的预报指标,建立多元线性回归方程。
  2 高温天气特征分析
  2.1 高温年际变化
   本溪市区、本溪县、桓仁县共有87个高温日,平均每年8 d,3站年平均高温日分别为3、3、1.5 d。高温日数年际波动较大,市区年最多高温日出现在2007年,共9 d,本溪县年最多高温日出现在2009年,共9 d,桓仁县年最多高温日出现在2010年,共4 d,3站2012年均没有高温日出现,因为2012年降水频繁,且暴雨过程较多,降水量比常年多50%,影响了高温出现(图1)。
  2.2 高温月际变化
   本溪地区高温日出现在5—8月,其中6月和8月的高温日出现较多,分别占总数的31%和43%,7月次之,占总数的23%。高温日最早出现在2014年5月30日,最晚出现在2014年8月22日。本溪县8月份出现的高温天气较其他2站以及本站其他月份明显偏多,桓仁高温日数较其他2站偏少。
  2.3 高温空间分布
   本溪地区高温分布以本溪县居多,11年共出现36 d,占总数的41%;其次是市区,共出现34 d,占总数的39%;桓仁县最少,共出现17 d,占总数的20%。
  2.4 高温持续性特征
   定义持续2 d以上的高温为持续高温。11年中持续2 d以上的高温次数共达24次,持续3 d以上的高温次数共达8次,持续高温最长时间为6 d,出现在2009年8月11—16日。2009年8月出现了罕见的伏旱天气,持续高温少雨,由于本溪地区受东亚阻高影响,导致北方冷空气南下受阻,副高位置稳定偏南,呈东西向带状分布,切断了向北的水汽输送通道,导致本溪地区连续高温次数较多。
  2.5 高温形势场特征
  2.5.1 高温天气系统 500 hPa大陆高压、西风带纬向环流和副热带高压是主要天气系统。
  2.5.2 850 hPa温度场 出现高温天气时,850 hPa温度场上本溪地区受暖中心或者暖脊控制,受暖平流影响,温度线在18~20℃,暖中心可达24℃。
  2.5.3 地面形势场 出现高温天气时地面形势场多由地面高压带或高压后部控制,以偏南风居多,偶尔也有弱气压场控制。
  3 高温天气分型
  3.1 大陆高压型
   进入夏季,500 hPa在40°~70° N,90°~150° E形成阻塞高压形势,阻塞高压强盛,控制东北大部分地区,阻高东部形成切断低压。由于阻塞高压稳定少动,长时间控制辽宁地区,有暖平流影响,天气晴好,湿度偏小,本溪地区易出现连续高温天气。   3.2 副热带高压型
   7—8月副热带高压西进北抬西伸,受副高长时间控制,副高呈块状分布,有暖脊或者暖中心影响,湿度略大,本溪地区易出现高温闷热天气。此环流多出现在7月中、下旬到8月上旬。
  3.3 西风带纬向环流型
   当副高位置主体稳定偏南,尤其在大陆部分偏南偏弱,而中高纬地区西风带环流平直,贝加尔湖附近为宽广的低压槽区,环流经向度小。乌拉尔山附近一直维持一长波槽,7—8月欧亚大陆上空是两脊一槽,位于乌拉尔山的低槽底部接近50°N,高压脊向贝湖以北发展,50°N以南的西风气流沿40°N纬圈平直向东。北方冷空气南下引导受阻,有利于局地加速增温。
  4 高温天气预报
  4.1 预报指标
   高温出现时,地面形势一般为高压控制,也有高压边缘,天空状况较好,晴朗少云,偏南风稍多,风力较小,风力多数低于3 m/s。相对湿度较小,多在45%以下。高空一般是暖脊或暖中心控制,前日20:00 850 hPa温度18℃。
  4.2 预报模型及检验
   通过对高温天气的环流形势和成因的分析,归纳出高温天气的影响因子,建立多元线性回归方程:y = 28.030 81 - 0.038 18X1-0.034 26X2+
  0.106 289X3+0.432 081X4。式中,X1为前日的最高气温,X2为当日14:00相对湿度,X3为当日14:00风速,X4为当日850 hPa温度,其中部分因子可从数值预报产品的结果中提取。
   高温预报方程经2016—2017年的预报检验结果发现,2016—2017年本溪市区共出现17个高温日,在误差允许的范围内,预报效果较好,正确率73.6%,漏报1次,空报2次。
  5 小结
   结合当地气候特点对高温天气的气候特征、气象要素、环流形势和影响系统进行分析,探究高温天气的时空变化特征、持续性特征和形成原因,找出对当地高温天气产生影响的气象要素和天气系统,得到高温天气的预报指标,建立预报概念模型。该预报方法应用以来,对高温作出了定量和定性的预报,且该方法所需因子均可以从日常常规观测资料和数值产品中提取,贴近日常预报需求,减少不必要的工作量,很好地提高了工作效率和准确率,对高温预测有很好的指示意义。
  参考文献
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  责任编辑:郑丹丹
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