2002—2011年11月抚顺市极端最低气温定量研究

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1、2002—2011年11月抚顺市极端最低气温定量研究　　摘要利用抚顺市2002—2011年11月月极端最低气温出现的夜间常规气象要素观测资料以及micaps系统资料，通过温度变化方程，对抚顺市过去10年11月的月极端最低气温过程在地面和850hPa2个层面，从温度的平流变化、绝热变化和非绝热变化3个方面分别进行了对比分析。结果表明：在多数情况下，850hPa的平均冷平流强度低于1000hPa；在地面，除强冷平流外，一般情况下温度的平流变化与非绝热变化相比很小，常可忽略不计，夜间气温的下降大多数是由非绝热作用引起的；由于抚顺

2、周围的特殊地形，当吹较强的西北风时容易形成乱流混合增温现象。这种现象可在一定程度上补偿夜间的辐射降温，从而使夜间的气温不至于降得太低；在850hPa，当温度露点差≤5℃时，可使850hPa的温度升高2℃以上。关键词月极端最低气温；温度变化方程；地面积雪；辽宁抚顺中图分类号P468.1文献标识码A文章编号1007-5739（2013）06-0236-027气温高低变化对人们的日常生活和经济建设都有重要影响。目前有关这方面的研究虽然很多，但大多是从统计学的角度进行分析，较少采用定量的方法进行研究。11月是抚顺秋冬转换的季节，既

3、有降雨也有降雪，气温波动范围非常大，最高气温可达20℃以上，最低气温则可降至-20℃以下。这给气温的预报带来了很大困难。该文对2002—2011年出现在抚顺市11月的10次月极端最低气温过程从地面和850hPa2个层面进行定量对比分析，以此来探讨影响温度变化的各项因子对夜间降温的影响。1资料与方法利用抚顺章党观测站2002—2011年逐年11月月极端最低气温出现的夜间地面和850hPa2个层面的实况资料及micaps系统资料，应用温度变化方程分别求出温度局地变化项、平流变化项、绝热变化项和非绝热变化项。1.1确定夜间时间长

4、度根据抚顺市所在地理位置，在11月的10次月极端最低气温过程中，最短的夜间时间长度出现在2009年11月15日，为13.1h；最长的夜间时间长度出现在2004年11月29日，为13.5h。因此，夜间时间长度可以统一取整为13h。1.2计算方法温度变化方程：■=-V·？塄hT-ω（rd-r）+■■（1）由此可以看出，大尺度运动系统中温度的局地变化决定于温度的平流变化、绝热变化和非绝热变化3项因子[2]。71.2.1地面各项因子的计算。近地面的空气因地面的摩擦阻碍作用，不易在水平方向上流散开，因而该层空气的下沉运动不明显，由此

5、所引起的温度变化也就不大[1]，所以在地面气温分析中可以忽略垂直运动项因子，只分析平流项和非绝热项。①平流项。通过micaps系统查得10次极端最低气温出现的夜间20：00和8：001000hPa温度平流，取平均值，再换算成12h温度变化率可得1000hPa温度平流（表1）。②非绝热项。非绝热项较为复杂，它包括辐射、湍流交换、水汽相变等过程[2]，无法直接测出，但可根据式（1）间接求出近似值，以下为地面气温局地变化项的计算方法：按照太阳辐射等于零时为夜间开始的时刻[1]，夜间开始时间统一取17：22。根据17：00和20：

6、00的温度，采用插值的方法就可求得17：22的温度。然后用最低气温减去17：22的温度所得的值就是夜间地面气温的降温幅度，即温度的局地变化（表1）。1.2.2高空850hPa各项因子的计算。①平流项。通过micaps系统查得10次极端最低气温出现时夜间20：00和8：00850hPa温度平流，取平均值，再换算成12h温度变化率可得850hPa温度平流（表2）。②垂直项。通过micaps系统查得10次极端最低气温出现时夜间20：00和8：00850hPa垂直速度，取平均值，由于其单位是hPa/s，需要将其转换成cm/s。计算

7、垂直减温率。取700～8507hPa的高度差为1500m，根据2个层面的温度差可求得层结减温率。气块减温率取1℃/100m。经过计算，换算成12h温度变化率可得垂直项（表2）。③非绝热项。先假设非绝热项为零，计算850hPa的温度局地变化，然后与实况850hPa的温度变化对比，所得差值，就是850hPa非绝热项的大小。2综合分析2.1平流作用一是在1000hPa，10次均为冷平流，平均值为-1.9℃。在850hPa冷、暖平流都有，平均值为-0.75℃，这说明1000hPa的冷平流强度平均比850hPa大。二是2004、20

8、10、2011年3次850hPa为暖平流，而在1000hPa均为冷平流。以上情况说明在多数情况下暖空气在850hPa要比1000hPa更早开始向北输送。2.2非绝热作用2.2.1积雪深度对非绝热项的影响。对比表1中的非绝热项和积雪深度可以看出，在地面，非绝热项所引起的温度变化都是降温，并且积雪深度越深降