摘要 ,通过温度变化方程,从 hpa 4个层面,对温度变化的非绝热项进行了对比分析。结果表明:仅就非绝热项而言,有3种情况有利于百叶箱温度的上升,即任意2层有较低温度**差、任意一层有较低温度**差同时该层具有较大的水汽压、8:
00每一层都有较低的温度**差。
关键词夜间升温;温度**差;非绝热项;辽宁抚顺;2023年12月至2023年1月。
抚顺地处辽东山区,冬季气温低,夜间降温幅度大,但也经常出现夜间气温不降反升的现象,这给最低气温的预报带来一定的难度。2023年12月至2023年1月抚顺章党观测站先后出现了8次夜间气温不降反升的天气过程,该文对这8次过程从 hpa 4个层面分别进行了对比分析,以**影响温度变化的非绝热项因子在夜间升温过程中所起的不同作用,为今后当地的温度预报提供参考。
1 资料与方法。
温度变化方程:■=v·?塄ht-ω(rd-r)+■1)
式(1)表明,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[1]。
由于近地面层空气的下沉运动不明显,由此所引起的温度变化也就不大[2],所以在地面气温分析中可以忽略垂直运动项因子,而平流项可根据t639和ec的预报值进行分析,因此该文只分析非绝热项对气温变化的影响。
夜间对非绝热项影响较大的因素主要有长波辐射和水相变化,而水汽对大气中长波辐射的吸收和放射起着重要的作用[2]。因此,以下根据温度**差和水汽压的大小对这8次过程的非绝热项进行分析。
1.1 夜间升温时间段。
首先从章党地面观测资料中查得8次升温过程的起止时间。如果有升温一直延续到日出以后的,为了排除太阳辐射对温度变化的影响,应该把升温的终止时间确定在日出之前。根据当时的日出时间,8次过程所在日期的日出时间在7:
20—7:35,所以升温的终止时间确定为不超过7:00。
根据统计,8次过程中只有2023年12月6日的升温是从5日的20:00一直延续到6日的5:00,其他7次均出现在后半夜且一直延续到7:
00以后。
1.2 计算方法。
1.2.1 各层平均温度**差和8:
00温度**差。通过micaps系统分别查得每次过程20:00和 000 hpa温度**差的值,根据1.
1节中所确定的升温时间段,用内差法计算出该时间段内的平均值。因为升温基本发生在后半夜且结束时间都在5:00—7:
00,所以8:00的温度**差对非绝热项的影响一定比20:00的大,所以也需要分析8:
00的温度**差(表1)。
1.2.2 各层平均水汽压。
通过micaps系统分别查得每次过程20:00和 000 hpa**温度,根据1.1节中所确定的升温时间段,用内差法计算出该时间段内**温度的平均值,再根据公式:
e冰=e0×109.5t/(265+t)
计算出各层的平均水汽压(表2)。
1.2.3 非绝热项。
由于垂直项为0,所以只要求出平流项和局地项,带入式(1)中就可求得非绝热项。平流项通过micaps系统查得每次过程20:00和8:
00 1 000 hpa温度平流,根据1.1节中所确定的升温时间段,用内差法计算出该时间段内的平均值。局地项可从地面观测资料中直接查得(表3)。
8次过程1 000 hpa的海拔高度均在160~250 m,章党站的海拔高度为120 m,所以用1 000 hpa的平流代替章党地面的平流应有一定的误差。
2 结果与分析。
对比8次过程的非绝热项(表3)和各层的平均温度**差、8:00的温度**差(表1)以及平均水汽压(表2),根据8次过程升温开始时的温度(即最低气温)不同,分成以下4种情况进行对比分析。
2.1 最低温度为-22 ℃
最低温度为-22 ℃的情况分别出现在2023年12月23日和2023年1月31日。后一次过程的非绝热项比较大,前一次过程的非绝热项比较小。无论是平均温度**差还是8:
00的温度**差,后一次过程在各层的值均小于前一次过程在各层的值,而水汽压除前一次过程在700 hpa的值较大之外,其他各层的水汽压值在2次过程中都比较小。这说明多层较低的温度**差远比某一层较高的水汽压更有利于温度的上升[3]。
2.2 最低温度为-19 ℃
分别出现在2023年12月27日和2023年1月1日。2次过程的非绝热项都比较大,后一次过程的非绝热项大于前一次过程的非绝热项,而且也是8次过程中非绝热项最大的。后一次过程在700 hpa和850 hpa无论是平均温度**差还是8:
00的温度**差均明显小于前一次过程;在925 hpa和1 000 hpa则前一次过程的平均温度**差和8:00的温度**差比后一次过程更小。2次过程在1 000 hpa和925 hpa水汽压的值,前一次过程大于后一次过程;在850 hpa和700 hpa则无明显差别。
这说明700 hpa和850 hpa的较低温度**差比925 hpa和1 000 hpa的较低温度**差更有利于温度的上升。
2.3 最低温度为-11~-10 ℃
分别出现在2023年12月6日和2023年1月18日。2次过程的非绝热项都比较小,后一次过程的非绝热项小于前一次过程的非绝热项,而且也是8次过程中非绝热项最小的。2次过程的平均温度**差都比较大,但后一次过程在 hpa的平均温度**差较前一次过程的都小,只在700 hpa的平均温度**差明显大于前一次过程。
前一次过程在 hpa的温度**差比后一次过程小很多,而且是所有8次过程中温度**差最小的,仅为0.9 ℃。2次过程的水汽压值无明显差别,由此表明温度**差越大,非绝热项越小。
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