２０１４年第１期 ２０ｌ４年３月 山 东 乞 象 第３４卷 总第１３７期 １ ９５ １—２Ｏ １ １年临沂高温天气特征及高温预警 王金东 ，高安春 ，申培鲁 ，费艳琴 （１．临沂市气象局，山东临沂２７６００４；２．日照市气象局，山东 日照２７６８２５） 摘要：采用临沂１９５１—２０１１年逐日最高气温资料和ｌ９９７—２０ｌ１年实况天气图 资料，研究了临沂高温天气特征及高温预警制作，结果表明：（１）临沂３５。ｃ 以上的高温天气最早出现在５月８日，最晚结束在９月２日；高温日数以７月 最多，其次是６月和８月，分别占４Ｏ％，３４．５％和ｌ９％；高温日数５０年代一８０ 年代呈现由多到少的趋势，８０年代至今又开始逐渐增多。（２）３５℃以上的高温 天气主要影响系统是副热带高压，３７℃以上的高温天气多由大陆暖高压脊影响 产生；临沂高温预警信号主要为黄色和橙色预警，红色高温天气仅出现过两次。 （３）８５０ｈＰａ至２０。Ｃ是高温黄色预警的主要指标；橙色以上级别高温天气的预 报预警需根据影响系统区别对待，副热带高压影响时可以更多参考前一日的最 高气温和副热带高压是否有进一步加强的趋势；大陆暖高压脊影响时需要综合 考虑８５０ｈＰａ，９２５ｈＰａ的温度及湿度、高压脊是否加强、其它影响系统（如东 北冷涡对气温的影响）影响、前一日的最高气温等多个要素。 关键词：高温天气；高温预警；大陆暖高压脊；西太平洋副热带高压 中图分类号：Ｐ４６８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—０５８２（２０１４）Ｏ１一Ｏ０１６－０５ 气特征进行了研究 。 。山东的气象人员也围绕 引言 高温天气做了许多工作，曹钢锋 ］等人利用 １９５１一ｌ９８０年的历史资料对高温天气进行了研 究，确立了高温的一般预报方法；杨成芳 Ｊ等人 利用１９５１—２００２年的历史资料对山东４０￣Ｃ以上 的酷热天气的时空特征进行了分析，并给出了相 应的预报指标。总的看来，这些研究奠定了山东 高温天气研究的基础，但前者使用的历史资料年 限局限于１９８０年以前，而且仅笼统研究了３５℃ 以上的高温天气，后者研究的４０￣Ｃ以上的酷热天 气主要分布在鲁北、鲁西和鲁南，而针对鲁东南 地区的高温天气还缺乏研究。此文从高温预警的 高温是一种灾害性天气，它对人们的工作、 生活和身体会产生不良影响，严重时使人体内部 代谢失衡，出现疲劳、烦躁等一系列“高温病”Ｌｌ】。 此外，高温天气对交通、建筑、农业、旅游等社 会经济以及重大社会活动都会带来重大影响ｌ２。４】。 ２００２年７月１０日，临沂开始出现３５℃以上的高 温天气，１４—１６日连续三天日最高气温超过 ３７℃，１５日高达４１．６℃，连续一周的高温天气致 使心脑血管疾病、暑热疾病、肠胃疾病等患者成 倍增加、汽车自燃事件频发。因此，夏季高温越 来越受到人们的普遍关注，许多学者都对高温天 收稿日期：２０１３－０３．０４ 角度，针对临沂的高温天气特征进行分析，旨在 作者简介：王金东（１９７５一），男，山东五莲人，本科，工程师，主要从事天气预报及业务管理等工作。 ・ １６ ・ 提高临沂市夏季高温的预报预警能力。 １资料与方法 ３个高温日，９０年代以来高温日数呈逐渐增加的 趋势。邹燕 田、曹春燕等 指出随着全球气候变 暖，高温呈逐年增加的趋势，但临沂并没有发现 类似的特点；历史上，临沂夏季几个显著的早年 ¨ｌＪ如１９６８年、１９８８年、１９９２年、１９９７年、２００２ 利用临沂市１９５１—２Ｏ１１年逐日最高气温统 计分析临沂市高温天气的时间分布特征，使用 １９９７—２０１１年的高空和地面天气图资料，对影响 高温的天气形势进行分析归纳，提出预报、预警 的关键点。 年等也是高温日数偏多的年份，但是，大旱年１９８３ 年的高温日数却偏少，同样，１９７１年、２００４年是 临沂夏季降水显著偏多、但高温日数也偏多的年 滑动ｔ检验法是通过考察两组样本平均值的 差异是否显著来检验突变。对于样本总量为ｉｖ／的 序列 人为设置某一时刻为基准点，取前后长 度分别为Ｆ／ｌ和ｎ２（一般取Ｆ／１＝，２２）的两子序列， 进行连续的滑动计算，得到，统计量序列。给定 显著性水平ａ，确定临界值 ，若Ｉｔｌ＜ｔ ，则认为 基准点前后的两子序列均值无显著性差异，否则 认为在基准点前后出现了突变 ］，ｔ的统计量计 算公式为： 一一Ｘ２ ”√ ｆ ２ ２ Ｓ＝ ｆ １Ｓ１十 ２Ｓ ２ （１）式中， ＋ ２—２ Ｓ１， 为两 子序列标准差， Ｘ ，Ｘ：分别为两子序列平均值。 ２ 临沂市历年高温特点分析 ２．１ 高温日数的年际变化 规定日最高气温 ３５℃为一个高温日，统计 １９５１～２０１１年高温资料，临沂９２％的年份（共５６ａ） 出现高温天气，高温日数为３４５ｄ，平均每年约 ５．７ｄ。从图１可见，年高温日数最多出现在１９５１ 年，为２３ｄ，其次是１９５９年的２０ｄ和１９６７年的 １８ｄ，１９５７年、１９７０年、１９８７年、１９９１年、２００８ 年没有高温日出现；从３次多项式拟合趋势线来 看，年高温日数变化呈现“多一少．较多”的特点，５０ 年代～７０年代高温日数整体呈逐渐减少的趋势， ８０年代高温日数最少，１９８１—１９９０年平均每年仅 份，这些特点说明夏季多高温年份并不一定是干 旱年，有的年份高温日偏多、降水同样偏多，这 反映了中纬度的天气气候更加复杂多变的特征， 需要进行更加细致的分析。 Ｉ高温日数 Ｉ ５年滑动平均 一高温口数平均值 一多项式（高温口数） １５ 正 １０ 至 ｉ ｌ § ｉ 时问／年份 图１ １９５１—２Ｏ１１年临沂高温日数的年际分布 ２．２ 高温日数的月际变化 临沂市３５。Ｃ及以上高温天气最早出现在５ 月８日（１９８１年），最晚出现在９月２日（１９９５ 年和２００２年）。高温天气主要在５—８月出现， ９月份仅出现过２次，其他月份皆未出现过高温 天气。图２中说明临沂７月高温天气最多，约占 ４０．０％，平均每年２．３ｄ；６月次之，约占３４．５％， 平均每年２．０ｄ，８月和５月分别占１９．Ｏ％和６．０％。 １Ｉ＿ 图２ ９５ｌ一２０１１年临沂高温日数的月际分布 ・ ｌ７ ・ ２－３ 预警高温的等级分布特点 根据山东省气象灾害预警信号发布规定，高 温预警信号分三级，分别用黄色、橙色、红色来 表示。当连续三天日最高气温大于或等于３５℃ 最高气温大于３５。Ｃ，为持续时间最长的一次；大 于或等于３７。Ｃ的橙色高温天气一‘共出现６７次， 平均每年１．１次，占总预警次数的４５．０％，橙色 高温天气最多连续４天出现，１９８８年７月６—９ 日日最高气温连续在３７．９～３８．４￣Ｃ之间，９０年代 以来橙色高温天气呈迅猛增加的趋势，表明在全 球气候变暖的大背景下，极端高温事件频发；大 于等于４０。Ｃ的红色高温天气共出现了２次，仅 占总预警次数的１．３％，分别在１９５１年６月２０ 日（４０。Ｃ）和２００２年７月１５日（４１．６￣Ｃ）。由 时，需要对外发布高温黄色预警信号（下文简称 黄色高温天气），当日最高气温大于或等于３７￣Ｃ 时，需要对外发布高温橙色预警信号（下文简称 橙色高温天气），当日最高气温大于或等于４０￣Ｃ 时，需对外发布高温红色预警信号（下文简称红 色高温天气）。 如表１所示，１９５ｌ一２Ｏ１ １年黄色高温天气共 出现８０次，平均每年１．３次，占总预警次数的 ５３．７％，历史上１９７１年７月１３～２１日连续９ｄ日 此可见，黄色与橙色高温天气由于出现的次数 多，而应得到气象预报员的重点关注。 表１ １９５１—２０１ １年可发布高温预警次数和占总预警次数的比例分布 １—１９７０年 １９７１—１９８０年 １９８ｌ一１９９０年 １９９１—２ＯＯＯ年黄色预警 １８ １２ ０ １１ ５ ０ ６ ７ ０ ｌＯ ６ ０ ２００ｌ一２Ｏ１ １年 所占比例／％ ｌ０ ｌ１ １ ５３．７ ４５．０ １．３ 合训 ８０ ６７ ２ 橙色预警 红色预警 ２．４ 突变检验 序列长度 １： ２＝５，／７１－／７２＝１０，在ａ＝Ｏ．０５的显著 性水平下，自由度Ｖ＝／，／ｌ＋ ２—２时的显著性水平分 别为２．３１和２．１０，根据计算的ｔ统计量序列绘制 图３。 利用滑动ｔ检验法对临沂１９５ｌ～２０１ １年的年 最高气温、夏季平均气温和年高温目数时间序列 分别进行突变检验，此处ｎ＝６１，分别取两个子 ４ ３ ＿１ｌｆ ： 图３ １９５１—２Ｏ１１年临沂年最高气温（实线）、夏季平均气温（虚线）和年高温日数（点划线）突变滑动ｔ检验值 （ａ：于序列长度为５，ｂ：于序列长度为１Ｏ，点线为口＝Ｏ．０５的显著性水平临界值） 从图３ａ可见，当两个子序列长度皆取５时， 和夏季平均气温在该处的峰值明显大于０．０５的显 著性水平临界值，表明二者在１９６８年附近存在突 临沂年最高气温、夏季平均气温和年高温日数在 ７０年代中期以前变化相当一致，且在ｌ９６８年附 近ｔ统计量都存在一个明显的峰值，年最高气温 变，但年高温日数在１９６８年附近的变化小于临界 值，表明不存在突变。图３ｂ中，当两个子序列长 ・ １８ ・ 度皆取ｌ ０时，临沂年最高气温和夏季平均气温在 １９６８年附近的突变仍非常明显，高温日数在该时 统，如东北冷涡、东亚槽、台风、切变线等。 ３．２ 副高影响下的高温天气环流特征 间点的突变仍不显著。这些特征说明虽然子序列 长度不同，但结果还是稳定可靠的。 ３ 高温天气成因分析及预报预警发布探讨 山东雨季开始时间在６月３０日，以该日期 为界粗略统计，６月３０日之前３５℃以上的高温 ｌ９９７—２０ｌ１年， ７６个高温日中受副高影响 产生的高温有４３次，其中，包括临沂处５８４ｄａｇｐｍ 与５８８ｄａｇｐｍ线之间的副高边缘和副高５８８ｄａｇｐｍ 线控制之下，表现为或者５００ｈＰａ以下副高向西 北或偏北方向移动且影响临沂，或者西风带高压 脊与副高同位相叠加后控制临沂，二者共同的特 天气约占总高温日数的３３．２％，主要出现在５月 下旬一６月下旬，以６月中旬居多，约占高温总 日数的１５．１％，５月上中旬只出现３次高温天气； ６月３０日以后３５℃以上的高温天气约占总高温 日数的６６．８％，其中，以７月下旬最多，其次是 ７月上旬和８月上旬，８月中下旬迅速减少。 ３７￣Ｃ以上的６７个高温日中，６月３０日以前 出现３３次，７月共２８次，其中上中下旬分别出 现１ １次、９次、８次，８月共出现６次，１９６８年 至今每年的７月下旬以后没有出现过３７￣Ｃ以上 的高温天气，这与３５℃以上高温天气主要分布在 ７月下旬大不同。 高温天气与高空环流形势的持续稳定有着 密切的关系，普查１９９７年以来１５ａ高温曰当天 ０８时的５００ｈＰａ，７００ｈＰａ，８５０ｈＰａ，９２５ｈＰａ天气 图，发现产生高温天气的直接影响系统主要为大 陆暖高压脊和西太平洋副热带高压（下文简称副 高）两大类。 ３．１ 大陆暖高压脊控制下的高温天气环流特征 大陆暖高压脊型自１９９７～２０１ １年７６个高温 日中有３３次，５—８月均可出现，通常５００ｈＰａ 等压面上，亚洲可以为两槽～脊型，也可以为一 脊一槽型，在贝加尔湖以南、新疆以东、临沂以 西地区有高压脊存在，临沂受高压脊前的西北偏 西气流影响，中低层保持下沉气流，在下沉气流 的增温和强烈的暖平流作用下，８５０ｈＰａ温度 ＞２０℃是预报是否出现＞３５℃高温的预报指标ＩＳ］， ５００ｈＰａ在１２０～１３０。Ｅ附近可以有不同的低值系 征是１２Ｏ～１３０。Ｅ间无明显的低值系统，高温日当 天Ｏ８时８５０ｈＰａ临沂附近温度至２０℃。 ３．３ 临沂市高温天气的预报预警 高温黄色预警信号的预报预警比较简单，在 每年的５—８月，确定５００ｈＰａ影响系统后，参考 ８５０ｈＰａ ２０。Ｃ的温度指标即可，目前欧洲中心或 Ｔ６３９对气温的精细化预报结果是发布高温黄色 预警信号的有效工具。 １９９７年以来，３７￣Ｃ以上的高温天气共１３ｄ（包 括一天４０￣Ｃ以上的），其中副高边缘影响２ｄ，大 陆暖高压脊影响１ ｌｄ，说明橙色高温天气主要由 大陆暖高压系统造成。副高边缘影响时，前一天 最高气温均在３６℃以上，８５０ｈＰａ兰２１。Ｃ等温线覆 盖临沂，９２５ｈＰａ ２５。Ｃ线覆盖临沂，且上游有 ≥２７。Ｃ暖中心。大陆暖高压影响时， ８５０ｈＰａ兰２１ｏＣ等温线覆盖临沂，９２５ｈＰａ兰２６。Ｃ等 温线覆盖临沂，郑州附近有２７￣Ｃ以上的暖区；高 温日前一天最高气温一般在３５。Ｃ以上，但如存在 东北冷涡或强的东亚槽时，前一天最高气温可参 考性不大，有时可相差７．１￣Ｃ（２０１ １年６月８日）。 ４ 小结 （１）１９５１—２０１１年，临沂有９２％的年份出 现３５℃以上的高温天气，最早出现在５月８日， 最晚在９月２日；高温日数以７月最多，占４０％， 其次是６月和８月，分别为３４．５％和１９％；临沂 高温日数从５Ｏ一８０年代呈逐渐减少的趋势，８０ 年代以后又开始逐渐增多；９Ｏ年代以来３７￣Ｃ以 ・ ｌ９ ・ 上的高温天气日数增加迅速。 （２）１９５ｌ一２０１１年，年最高气温和夏季平 均气温在１９６８年附近存在明显的突变，但高温 日数没有发生明显的突变。１９６８年以后，临沂市 ７月下旬以后未再出现过３７℃以上的高温天气。 （３）以６月３０日雨季开始的平均日期为界， 之前高温日数约占３３．２％，之后占６６．８％，表明 临沂高温天气的主要影响系统是副高，但进一步 的统计分析表明３７￣Ｃ以上的橙色高温天气大多 是由大陆暖高压脊影响产生的；１９５１—２０１１年， 临沂市黄色高温天气最多，其次是橙色高温天 气，红色高温天气最少，仅出现过２次。 （４）在每年的５—８月，确定５００ｈＰａ高温影 响系统后，参考８５０ｈＰａ至２０。Ｃ的温度指标和欧洲 中心或Ｔ６３９数值预报２ｍ气温的精细化预报结果 即可制作高温黄色预警信号的预报预警。橙色及 以上级别高温天气的预报预警需要在黄色预警的 基础上制作，副高影响下的高温天气可以更多参 考前一日的最高气温和副高是否有进一步加强的 趋势；大陆暖高压脊影响下的高温天气需要综合 考虑８５０ｈＰａ，９２５ｈＰａ的温度及湿度、高压脊是否 加强、其它影响系统（如东北冷涡对气温的影响） 影响、前一目的最高气温等多个要素。 参考文献： ［１］张书余．城市环境气象预报技术［Ｍ］．北京： 气象出版社，１９９９：１５４．１５８． ［２］张迎新，张守保．２００９年华北平原大范围持 ・ ２Ｏ ・ 续性高温过程的成因分析［Ｊ］．气象，２０１０， 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