玉林夏季高温天气气候特征与环流形势分析

玉林夏季高温天气气候特征与环流形势分析
刘金裕;林确略;陆丽安;孙素琴
【摘要】Based on the observation data of surface temperature, wind, relative humidity and solar radiation of Yulin station in recent 50 years （1961-2010） , the historical weather maps and NCEP/ NCAR reanalysis data, the climatic characteristics of high temperature summer weather were statistically analyzed and its general circulation features are discussed. The results showes that 1） the hot days usually occurred in June to September and the cases, which last at least 3 hot days, mainly happened in July to August. The days of hot varied greatly between years. There are small daily mean wind speed, high daily mean relative humidity and temperature, as well as greater monthly mean sunlight hours during hot weather process. 2） There are three types of large-scale circulation, which would cause the hot weather： the subtropical high controlling type, tropical cyclone periphery type and the subtropical high coinciding with tropical cyclone type. The lasting time of high temperature weather was closely related to the intensity of subtropical high. While the subtropical high was strong, expanded more wests and covered the South China, there were usually appearing the hot weather; when the downward flow of tropical cyclone affected Yulin, the extreme heat days often happened; when the subtropical high affected Yulin associated with the tropical cyclone, the heat days persist and the temperature would be higher.%利用近50年（1961～2010年）广西玉林站的气温、风、相对湿度、日照等地面观测
资料及历史天气图、NCEP／NCAR再分析资料，统计分析了玉林夏季高温天气的气候特征并探讨出现高温天气的大气环流形势。

结果表明：（1）玉林高温天气主要出现在6-9月，3d以上的持续高温主要出现在7～8月，且高温日数的年际差
异很大。

玉林高温天气过程期间的日平均风速小、日平均相对湿度大、平均气温高和月平均日照时数偏多。

（2）玉林出现高温天气的大气环流形势主要有副热带高压（以下简称副高）控制型、热带气旋外围型和副高与热带气旋共同影响型三类；高温持续时间与副高强度密切相关，当副高强，范围大，位置偏西，控制整个华南地区时，玉林容易出现持续高温；热带气旋外围下沉气流影响易出现极端最高气温；副高和热带气旋联合影响能使高温持续时间加长，强度加剧。

【期刊名称】《气象研究与应用》
【年(卷),期】2011(032)004
【总页数】8页(P6-12,I0001)
【关键词】玉林;夏季高温;气候特征;平均风速;相对湿度;副高;环流形势
【作者】刘金裕;林确略;陆丽安;孙素琴
【作者单位】玉林市气象局,广西玉林537000;玉林市气象局,广西玉林537000;南
宁市气象局,广西南宁530022;江西省气象局,江西南昌310000
【正文语种】中文
【中图分类】P466
高温天气对各行各业及人民群众的日常生活都有影响，高温天气出现时，轻则影响正常的工作效率，重则造成人畜中暑，不明发烧等病人明显增多。

高温所带来的对水、电的需求压力不可忽视，应引起社会各界的普遍关注。

近年来，在全球气候变
暖的大背景下，玉林市高温天气出现的次数和强度都有所增加。

在2005年7月14～22日连续9天出现了持续35℃以上的高温天气，极端最高气温达38.3℃。

持续高温少雨天气，严重影响了市民正常的工作和生活。

近十几年来，很多学者都对广西的高温特点和环流特征做了不少分析和研究，得出广西高温盆、谷多，山区少，沿海少，内陆多，桂西高温在春末、桂东高温在盛夏［1］；500hPa高度场异常是造成盛夏7月与8月异常高温的主要原因［2］。

广西盛夏高温总日数偏多年份与偏少年份500hPa环流场存在明显的差异［3］，500hPa高度场有较明显的10年尺度变化，而这种10年尺度的环流异常变化是
造成90年代广西盛夏8月份高温总日数偏多的重要原因［4］。

广西地区差异大，桂西高温在春末，桂东高温在盛夏，玉林市处于广西东南部，夏季高温多发，本文在分析玉林夏季高温的天气气候特征之基础上，结合历史天气图、NCEP／NCAR
再分析资料等资料，探讨了玉林夏季出现高温天气的环流形势，更有针对性的研究桂东南高温天气。

本文以玉林市国家基本气象站观测资料为代表，分析了玉林1961年以来高温天气变化趋势和天气气候特征，对出现高温的天气形势及成因进行分析，旨在更好的提高对夏季高温的预报能力。

使用玉林气象观测站1961年1月1日至2010年12月31日的50年的气温资料，根据高温定义确定高温日，采用统计的方法分析高温的天气气候特征；用历史天气图、同期的NCEP／NCAR再分析资料和《热带气旋年鉴》等，采用统计分析的方法分析高温期的环流状况。

根据中国气象局的规定，日极端最高气温Tmax≥35℃的天气称为高温天气；每个站连续出现3天≥35℃高温或连续2天出现≥35℃且1天≥38℃定义为1次高温
过程［5］，因此，在这里定义连续3d及以上出现日最高气温Tmax≥35℃的天
气为持续高温天气或高温过程。

2.1 月际特征
1961—2010年期间玉林共出现高温日达到684d。

从月际分布（表1）来看，
5～10月都有高温天气出现，最早出现在5月，统计的50年中有11年出现，最
迟出现在10月，在1998、2005、2007年，都仅出现了1d。

高温天气主要集中在6～9月，期间共出现了655d，占总日数的95.76%；而且最高气温≥37℃的高温天气都出现在6月至9月；其中7～8月高温较为集中，占总日数的73.7%以上，尤其是7月中下旬，占总数的33.6%。

5月、6月上中旬、9月中下旬和10月的
高温极值都不超过37℃；高温的极值≥37℃出现在6月下旬到9月上旬，高温极
值≥38℃都出现在7月中下旬，50年来的极端最高气温38.4℃就出现在7月中旬。

3d以上的持续高温77.3%出现在7～8月，出现持续9d以上的高温天气都出现
在7月份。

据统计可知，高温日的最高气温大部在36℃以下，日最高气温≥36℃
有184d，占高温日数的26.9%，有74%年份会出现，平均每年3.68d，最多日数为16d（2007年），而2000年以来每年都有36℃及以上的高温天气出现。

日最高气温≥37℃有34d，占高温日数的5.97%，有26%年份会出现，平均每年
0.68d，最多日数为5d（1990、2007年）。

日最高气温≥38℃仅有4d，占高温
日数的0.58%，仅在1963、1989、2004、2005年出现，极端最高气温38.4℃（1989年7月17日）。

2.2年际特征
图1给出近50年玉林夏季高温日数及夏季平均温度逐年演变情况。

从图1可以看到，1961年以来每年都有高温出现，平均每年高温日数为13.68d。

但是高温日
数年际间差异很大，最多的年份有41d高温，为2005年，最少的高温日数为1d，出现在1974年。

而且高温日数与夏季平均气温（5～10月平均气温）的波动基本一致，说明夏季平均气温高的年份，出现高温日也多。

以每10年计算平均年高温日，60年代每年13.1d，70年代高温日数较少，每年5.4d，80年代每年16.2d，
90年代每年10.8d，进入21世纪每年22.9d，存在着较明显的振荡，但周期性不明显。

进入2000年以后，高温日数增长趋势显著，高温日数居高不下，多次出现高峰，最多高温日数为41d（2005年），其次是35d（2007年）。

这可能除了与全球气候变暖的大背景有一定的关系外，与玉林城市化也有很大关系。

随着城市发展，城市热岛效应更加明显，观测环境也发生改变，导致气温偏高［6］。

2.3 持续性特征
经统计1961—2010年，玉林共出现75次持续高温，都出现在5～9月份。

由图2可以看出，高温过程持续时间为3d的居多，共出现30次，占总次数的40%。

进入21世纪以后，共出现了26次的持续高温天气，最长的持续时间达13d，出现在2010年7月3日至15日。

在2005年7月14日至22日和2007年7月也出现长达9d的持续高温。

说明进入21世纪以后，不仅年高温日数增多，而且高温持续时间、强度都有上升的趋势。

3.1 日平均风速变化
玉林1961—2010年夏季强高温过程日平均风速变化（表略），玉林测站日平均风速一般为0.0～3.75m.s-1，最大为4.5m.s-1，而且由统计可以得知，当日平均风速＞3m.s-1时的日最高气温都不超过37℃，说明风速较大不利于高温天气的发生，而且在684d的高温日数中只有9d的日平均风速是＞3m.s-1的，大部都出现在60年代。

表明，高温天气过程期间日平均风速小，大部为0.0～3m.s-1，即日平均风速小有利于出现高温天气。

3.2 日平均相对湿度变化
分析玉林市1961～2010年夏季强高温过程日相对湿度的变化得出：玉林测站日相对湿度为60%～87.75%，最小为59%，仅1d，最大为90.5%。

图3为高温日的平均相对湿度曲线图，平均湿度大多数在75%左右，说明高温天气过程期间玉林市日平均相对湿度大，炎热的形式是以闷热天气为主。

3.3 夏季平均气温的变化
由图1的夏季平均气温曲线可知，玉林市夏季（5～10月）平均气温在26℃以上，极大值28.0℃，出现在2005年。

二十世纪六十年代初的夏季平均气温较高；七
十年代到八十年代初的夏季平均气温变化幅度大，偏高偏低较明显；八十年代中后期到九十年代初平均气温变化幅度小，在26.7℃附近变化；九十年代中后期夏季
平均气温升高，变温幅度大，特别是2003～2010年期间，除了2004年外，平
均气温都超过了27.4℃，升温显著。

3.4 夏季月平均日照时数的变化
从1961～2010年夏季月平均日照时数曲线分布可以看出（图4），日照时数大
体呈现逐渐减少的趋势，但日照时数波动的趋势和高温日数的波动趋势大体是一致的，六十年代日照时数偏多，九十年代日照时数明显偏少。

六十年代和2000年以后都是高温日偏多，强度偏强的时期，但是，2000年以后的月平均日照时数与六十年代的日照时数相比是偏少的。

不同年份日照时数格局不尽相同，在近年来全球气候变暖背景下，我国东部南部地区主要城市夏季月平均日照时数减少［5］。

西南暖低压影响广西时，玉林市也会出现高温天气，但此系统影响主要是在5～6
月份，出现高温天气大多在1～2d，很难达到持续3d以上的高温天气过程，所以下面主要讨论6～9月份持续高温天气过程的影响系统和环流形势。

通过分析1961～2010年6～9月历史天气图，可以很清楚地看到，造成玉林高温天气过程的主要天气环流形势是：副高控制型、热带气旋西侧下沉气流控制型、副高和热带气旋联合影响型。

4.1 副高控制型
夏季中国上空的主要环流系统是对流层中层500hPa的副高系统。

副高是一个深
厚的暖性高压系统，它的位置和强度大致决定了我国夏季雨带和晴热天气的范围。

有研究指出，西太平洋副高是影响夏季气温变化的主要天气系统［7］，我国东部
南部地区城市强高温过程的主要系统是大陆变性高压和副热带高压［8，9］，江
西夏季高温有75%～77%是由于副高控制所引起的［10］，福建省的高温也有类似情况［11］，广州和深圳出现酷热高温天气的主要天气系统是副高和热带气旋［12］［13］，玉林市的高温天气形势跟广州和深圳的较为相似。

分析玉林市1961～2010年6～9月份持续高温天气过程发现：副高的持续高温天气有34次，占总持续高温过程（73次）的46.6%，这型在6～9月份都可能出现，最晚的一次是2009年9月6—8日出现的持续高温天气就是这一类型的，以7～
8月份出现居多；持续的时间有长的也有短的，最长的是13d（2010年7月3日至15日）；副高控制下的极端最高气温一般不是太高，一般最高气温
Tmax≤37℃，超过37℃的只有三次，最高的一次是1967年7月18日的37.4℃。

玉林市的持续高温天气通常是在华南前汛期结束后，就是大概每年6月底至7月
份副高的第一次北跳的时候。

副高控制型环流形势特征：副高势力强，范围大，位置偏西，形状呈块状或带状，控制整个华南地区，一般脊线大多在20～25°N，西脊点越过110°E，大陆上的高压中心均在588hPa以上，华南沿海无赤道辐合线
和东风波活动，这种情况很容易出现持续高温天气。

在2010年7月3日至15日出现了持续13d的高温酷热天气过程，正是由于玉林被强盛的副高控制的情况。

以2010年7月3日至15日的持续高温天气为例。

图5为2010年7月3日至
15日的500hPa平均高度场图和正距平区，从图上可知，中国大陆中西部上空为
正距平区，这种位势高度距平分布表明副高位置偏西、强度偏强，玉林市处于大于3的正距平区；该高度场分布为：副高异常强盛，西脊点西伸到了96°E附近，副
高脊线在23°N，副高控制了整个华南地区和南海北部，副高控制区域的下沉增温和抑制对流发展，不利于华南沿海和南海北部出现辐合带和东风波等东风系统，有助于高温天气的维持。

2010年7月3日至15日的平均温度场分布显示：500hPa温度场上（图6），
中国大陆中西部为较大范围的暖中心，中心值高于0℃，玉林市上空的温度
T500≥-4℃，暖中心与500hPa的位势高度中心基本一致，这种温度场和高度场
相一致的配置有利于天气系统的持续和稳定，而温度场的正距平区与500hPa高
度场正距平区也是相匹配的，玉林处于大于0的正距平区。

700hPa温度场上（图略），青藏高原和中国西南部地区都处在暖脊中，玉林市受暖脊控制，玉林市上空的温度T700≥12℃，玉林处于大于0.5的正距平区。

800hPa温度场上（图7），中国西部的青藏高原有个中心大于16℃的暖脊中心，与高空500hPa的暖中心位
置基本相一致，这说明该暖系统非常深厚，玉林市受该深厚的暖脊控制，上空的温度T850≥20℃，整个广西都处于大于0.5的正距平区内。

但这次高温过程中最高
气温并不是很高，最高气温为36.7℃。

值得注意的是，2009年是厄尔尼诺年，根据许以平的研究［14］，赤道海温异常偏高是影响夏季副高强弱的主要因子，秋
冬季赤道海温异常偏高，则次年夏季副高偏强。

正是由于副高的异常偏强导致玉林市出现了长达13d的高温天气。

由以上分析可见，副高是导致玉林出现高温的重要天气系统。

副高控制出现的持续高温一般在6—8月，与其强度的变化一致，高温持续时间与副高强度密切相关。

4.2 热带气旋外围下沉气流控制型
炎炎夏日，热带气旋带来的狂风暴雨是缓解盛夏炎热的一个重要天气系统，但并不是所有热带气旋都带来清凉的，或者有的热带气旋在带来清凉之前也带来了酷热。

统计发现（表2），50年来热带气旋外围的下沉气流带来的持续高温有26次，占总持续高温过程（73次）的35.6%，这型在6～9月份都有出现，以7、8月居多，但持续时间不是太长，最长为6d，但极端最高气温高，玉林历史极端最高气温38.4℃就是由8908号台风外围下沉气流影响造成的。

下沉气流控制下的高温天气最高气温大部都超过36℃，天气极其闷热。

分析1961～2010年6～9月份持续高温天气过程发现，形成玉林持续炎热高温天
气时热带气旋中心位置和移动方向有［6］：①西太平洋热带气旋在115～125°E
转向北上；②西太平洋热带气旋进入15° N以北、125°E以西向西偏北方向移动；
③南海热带气旋进入15°N以北向北偏东方向移动。

玉林正处于热带气旋外围西侧强烈的偏北下沉气流作用下，增温现象显著。

如2004年6月29日～7月4日的6d持续高温天气过程中，7月1日最高气温
达到了38.2℃，为历史第三极端高温值，这次高温过程就是由热带气旋“蒲公英”外围的下沉气流影响造成的。

分析热带气旋“蒲公英”的路径图（图8，见彩页）发现，该热带气旋29日08时位于18.9°N、124.0°E，29日开始出现高温天气，在30日14时之前该台风以西行为主，之后向北移动；7月1日的温度达到最高38.2℃，而1日14时热带气旋的位置在22.2°N、121.7°E，中心附近最大风速为30m／s，这个位置附近与玉林的距离最近，受台风外围风场影响，玉林处于强盛偏北气流控制中，下沉气流增温更为明显；而后“蒲公英”继续北上减弱，7月3日减弱消失后，最高气温也有所回落，4日仍维持了一天的高温天气。

由以上分析可见，受热带气旋外围下沉气流影响是玉林出现高温的一个主要原因。

高温持续时间和强度与热带气旋移速、路径和强度有关。

虽然高温持续时间不是太长，但易出现极端最高气温。

4.3 副高和热带气旋联合影响型
出现持续高温天气时，有时候不单纯只是副高控制，也不单纯是热带气旋西侧的下沉气流，它们两者往往是前后联合起来共同影响。

历史个例上出现了多次这样的情况，前期是副高控制，后期是热带气旋外围下沉气流影响，或者是前期是热带气旋外围下沉气流影响，后期副高西伸加强控制玉林。

这样两者配合共同影响，能使高温持续时间加长，强度加剧。

据统计，副高和热带气旋联合影响下出现的持续高温有13次，占总持续高温过程（73次）的17.8%，这型在6～8月份都有出现，但绝大部分是出现在7～8月份，
出现在6月份的只有1次，就是在2009年6月20～23日出现的持续高温天气过程。

这一型的高温持续时间都比较长，最短的也有4d，最长的是11d。

极端最高气温也比较高，最高气温Tmax≥37℃有7次，占这一型高温过程的53.8%，历史的第二极端高温值38.3℃就是出现在这一型。

如2003年7月13日—23日持续11d的高温过程，就是前期受强盛的副高控制，后期受热带气旋外围下沉气流影响的情况。

这次过程的极端最高气温达37.7℃，11d高温中有9d的最高气温超过了36℃，较为少见。

500hPa7月13日到18日高度场（举例给出13日的500hPa高度场分布：图9）上可以看到，副高偏强，西脊点西伸到云南附近，整个华南都被588线所包围。

强盛的副高造成了玉林在
台风外围下沉气流影响前维持着较高的基础温度。

7月19日随着0308号台风“天鹅”逐渐向海南岛靠近，我市开始转受台风外围下沉气流影响，到了22日“天鹅”在越南境内的减弱消失，但这过程中最炎热的一天在23日才到来，23
日是受另一个台风外围影响，0307号超强台风“伊布都”23日12时位于
19.4°N、114.2°E，这时玉林所受的下沉气流最强烈；24日随着台风的正面影响
玉林，高温天气才得到缓解。

因此，准确地说，前期副高控制与后期台风外围的下沉气流共同影响才导致了此次严重的高温过程。

通过对玉林市气温历史资料分析统计和对历史天气形势分析归纳，得出以下结论：（1）1961—2010年，玉林共出现高温日684d；5—10月都有高温天气出现，
最早出现在5月，最迟出现在10月；高温天气主要集中在6月至9月，占总高温日数的95.76%；3d以上的持续高温77.3%出现在7—8月；进入21世纪以后，不仅年高温日数增多，而且高温持续时间、强度都有上升的趋势。

（2）高温日数年际间差异很大，最多的年份有41d高温，最少的高温日数为1d，存在着较明显的振荡，但周期性不明显；高温日数与夏季平均气温（5—10月平
均气温）的波动基本一致，说明夏季平均气温高的年份，出现高温日也多。

（3）玉林高温天气过程期间的日平均风速小、日平均相对湿度大、平均气温高和月平均日照时数偏多。

（4）分析玉林市的高温天气个例表明：①玉林出现高温天气的大气环流形势主要有副高控制型、热带气旋外围型和副高与热带气旋共同影响型三类；②高温持续时间与副高强度密切相关，当副高强，范围大，位置偏西，控制整个华南地区时，玉林容易出现持续高温；③热带气旋外围下沉气流影响易出现极端最高气温；④副高和热带气旋联合影响能使高温持续时间加长，强度加剧。

【相关文献】
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