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第21章 干热风

1.什么是干热风

干热风亦称“干旱风”,又称“火南风”或“火风”,是农业气象灾害之一。干热风常出现在温暖季节,是一种导致小麦乳熟期受害秕粒的干而热的风。

干热风出现时,温度显著升高,湿度显著下降,并伴有一定风力,蒸腾加剧,根系吸水不及,往往导致小麦灌浆不足,秕粒严重甚至枯萎死亡。我国的华北、西北和黄淮地区春末夏初期间都有出现。一般分为高温低湿和雨后热枯两种类型,均以高温危害为主。

关于干热风危害的气象指标,各人研究结果不一,冬麦、春麦不同,地区之间也不一致。一般情况下可分为3种类型:高温低湿型——轻干热风为日最高气温大于、等于29℃~34℃,14时风速大于、等于2~3米/秒;重干热风——日最高气温大于、等于32℃~36℃,14时相对湿度小于、等于20%~30%,14时风速大于、等于2~4米/秒;雨后热枯型——小麦成熟前10天内有一次降雨过程,雨后转晴升温,2~3天内日最高气温达30℃以上。

2.干热风的成因

由于各地的自然条件不同,干热风的成因也不相同。每年初夏,我国内陆地区气候炎热,雨水稀少,增温强烈,气压迅速降低,形成一个势力很强的大陆热低压。在这个热低压周围,气压梯度随着气团温度的增加而加大,于是干热的气流就围着热低压旋转起来,形成一股又干又热的风,这就是干热风。强烈的干热风,对当地小麦、棉花、瓜果可造成危害。

气候干燥的蒙古和我国河套以西与新疆、甘肃一带,是经常产生大陆热低压的地区。热低压离开源地后,沿途经过干热的戈壁沙漠,会变得更加干热,干热风也变得更强盛。位于欧亚大陆中心的塔里木盆地,气候极端干旱,强烈冷锋越过天山、帕米尔高原后产生的“焚风”,往往引起本地区大范围的干热风发生。

在黄淮平原,干热风形成的主要原因是该区域的大气干旱。春末夏初,正是北半球太阳直射角最大的季节,同时又是我国北方雨季来临前天气晴朗、少雨的时期。在干燥气团的控制下,这里天晴、干燥、风多,地面增温快(平均最高气温可达25℃~30℃),凝云致雨的机会少,容易形成干热风。这种干热风,对这一带小麦后期的生长发育极为不利。在胶东半岛北部,由于受中部山地的影响,再加上那里夏季刮东南风,于是便成为了背风坡,夏季同样有干热风出现。虽然沿海,但是夏季气温比同纬度的其他沿海地区高很多,降水也较少。

在江淮流域,干热风是在太平洋副热带高压西部的西南气流影响下产生的。太平洋副热带高压是一个深厚的暖性高压系统,自地面到高空都是由暖空气组成的。春夏之际,这个高气压停留在江淮流域上空,以后逐渐向北移动。由于在高压区内,风向是顺时针方向,所以在副热带高压的西部,就吹西南风。副热带高压偏北部和西部地区,受这股西南风的影响,就会产生干热风天气。初夏时,北方仍有冷高压不断南下,势力减弱,发生变性;当它与副热带高压合并时,势力又得到加强,使晴好天气继续维持,干热风就更加明显。

在长江中下游平原,梅雨结束后天气晴朗干燥,偏南干热风往往伴随“伏旱”同时出现,对双季早稻(或中稻)抽穗扬花不利。

每年5月中、下旬至6月上、中旬,东亚大槽强度已明显减弱,主体东移。但在120E附近尚有小槽,中亚的高脊继续维持。同时,由于青藏高原的存在,地形对西风气流产生摩擦作用,在其东部的陕、晋、豫交界一带的低空,就会形成一个反气旋环流。在这个反气旋环流南、北两侧各有一个锋区,对应于地面常有两条锋带,一条在40N以北的中国内蒙古东北,另一条在华南。黄、淮海地区处在高空槽后脊前的西北气流控制中,低空和地面处在两条锋带之间的反气旋区内,天气晴朗,气温高,空气干燥,有利于干热风天气的形成和加剧,干热风系统分为3种类型。

3.干热风系统的类型

(1)西北气流型

欧亚上空为两槽一脊,东海岸为一深槽,华北和西伯利亚平原是一宽广高压脊,乌拉尔山维持低槽。在此类型控制下,黄、淮海地区受西北气流控制,上游又有暖平流输送,加上空气湿度小,天气晴朗,太阳辐射强,高空槽线过境后24h~36h即可出现干热风天气,持续3~4天。此类型干热风的几率占42%。

(2)高压脊型

欧亚为一脊一槽,东海岸为一深槽,黄、淮海至西伯利亚平原受西北气流控制,沿N35°~N40°有一小高压配合温度暖舌东移,至河套后形成华北暖高压脊,产生干热风天气。在此类形势的影响下,河套小高压是移动性的,干热风持续时间较短,一般只有1~2天,且强度弱。此类型干热风的几率占30%。

(3)高压后部型

此类型的天气形势与第二种类型有联系,即高压后部的干热风天气往往是由高压脊内部转至高压脊后部时产生,此时空气湿度尚未来得及增加,而气温高,即出现干热风天气。但随着脊后偏南气流随时间的增长、强度的加大,空气中湿度增加,云层形成,干热风天气结束。故此类型干热风持续时间短,一般为1~2天,强度弱。这种类型的干热风发生的几率占28%。

中国西北地区干热风形成的天气系统,主要是从中亚地区东移过来的高压脊,在青藏高原和西北地区得到发展和加强,其次是青藏高原原地有暖高压脊发展北挺。受高压脊影响的地区,中、低层气柱维持下沉气流,天气晴朗,且不断有暖平流输送,导致干热风天气的形成。在多数情况下,西北地区的干热风是由上述两类过程的叠加而形成的。大多发生在二十四节气的芒种前半个月左右,最为严重。