楊曉云，黃祖輝

1.郴州市氣象局；2.南昌市氣象局

郴州市地處湖南省東南部，地勢東南高、西北低，東部是羅霄山脈，南部是南嶺山脈；全市分屬長江水系和珠江水系。郴州氣候具有“四季分明，氣候溫和，雨量豐沛，光照充足，冬少嚴(yán)寒，夏有酷暑，無霜期長”等特點(diǎn)，是較為典型的亞熱帶季風(fēng)濕潤型氣候。前人的許多研究工作中已較為清晰地揭示了對(duì)湖南省各地的氣候特征分析及氣象要素的變化總結(jié)，但為了全面了解郴州地區(qū)的高空天氣、氣候特征變化，對(duì)郴州地區(qū)對(duì)流層頂?shù)臍夂蛱卣鞣治鋈杂写M(jìn)一步研究。本文通過分析2013～2019年郴州探測站上空的對(duì)流層的要素特征，試圖為進(jìn)一步研究郴州地區(qū)對(duì)流層頂?shù)臍夂蛱卣骷皩?duì)流層頂對(duì)氣候變化的響應(yīng)奠定基礎(chǔ)。

一、郴州地區(qū)氣候特征

我們統(tǒng)計(jì)了1990～2019年共30年郴州地區(qū)的氣候：年平均氣溫20.5℃，最冷月份1月氣溫7.4℃，最熱月份7月氣溫33.5℃，再逐漸下降到12月份的9.5℃，很明顯的一個(gè)“凸”字形；其中極值溫度分別為，最高氣溫40.5℃，最低氣溫-6.3℃。郴州地區(qū)年平均降水日數(shù)為173天，年平均累計(jì)降水量為1503.5mm，呈現(xiàn)“春夏多、秋冬少”的季節(jié)變化特征，其中春季（3—5月）的和夏季（6—8月）降水量分別為534.4mm、486.4mm，秋季（9—11月）和冬季（12—2月）的降水量分別為237.7mm、245.1mm。年平均相對(duì)濕度為77%。年平均風(fēng)速為1.2m/s，冬夏季節(jié)盛行風(fēng)向相反，冬季為北風(fēng)、夏季為南風(fēng)。年平均日照時(shí)數(shù)為1337.6h。全年無霜期為293天。郴州春季始于3月22日，長69天，平均氣溫18.2℃；夏季始于5月30日，長112天，平均氣溫28.2℃；秋季始于9月19日，長67天，平均氣溫19.3℃；冬季始于11月25日，117天，平均氣溫7.9℃。

二、郴州地區(qū)對(duì)流層頂?shù)奶卣?/h2>

對(duì)流層是指地球大氣層靠近地面的一層，約有七成半的大氣質(zhì)量和九成以上的水汽質(zhì)量集中在對(duì)流層。在受到森林、山嶺、湖泊等下墊面變化、太陽光照射引發(fā)的氣溫起伏等影響時(shí)，空氣中的氣流會(huì)朝著水平方向和垂直方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而發(fā)生較多的對(duì)流活動(dòng)，故稱為對(duì)流層。對(duì)流層下部為近地面層，中上部的高度受季節(jié)更替和地理緯度改變而變化，一般而言，夏季的對(duì)流層上界高度比冬季的要高；低緯地區(qū)平均對(duì)流層上界高度為17-18km，中緯地區(qū)為10-12km，高緯地區(qū)（極地）為8-9km。同時(shí)，對(duì)于同一地區(qū)、同一時(shí)段，對(duì)流層高度也存在明顯日內(nèi)變化特征。

對(duì)流層頂是指位于對(duì)流層和平流層之間的，數(shù)百米至1-2km厚度的過渡層。對(duì)流層頂對(duì)于對(duì)流層中大氣垂直運(yùn)動(dòng)存在較大的阻隔作用，主要原因是從對(duì)流層頂向上的溫度垂直遞減率接近于0或?yàn)樨?fù)值，導(dǎo)致對(duì)流性云在垂直方向上的發(fā)展，一般到對(duì)流層頂高度就停止了，使得水汽、氣溶膠等被阻隔在對(duì)流層頂以下。從而影響對(duì)流層頂以上高度層中，能見度良好，是有利于天氣預(yù)測和分析，以及飛機(jī)飛行等活動(dòng)。對(duì)流層頂?shù)母叨仁钱?dāng)氣溫隨高度的增加降低的很慢或者幾乎不降低了對(duì)應(yīng)的起始高度，隨地理緯度、季節(jié)和天氣變化情況而不同。一般來說，平均高度是11km左右，而在赤道附近地區(qū)高度在17km，極地附近的高度約9km。對(duì)于對(duì)流層頂?shù)臏囟榷?，低緯度地區(qū)的平均氣溫約在-85℃左右，高緯度地區(qū)約為-55℃左右。

據(jù)分析，對(duì)流層頂?shù)母叨茸兓请S著地理緯度的增加而降低的，且冬季的對(duì)流層頂高度比夏季的要低。同時(shí)，對(duì)流層頂高度也受冷暖氣團(tuán)控制影響，冷氣團(tuán)控制時(shí)對(duì)流層頂高度較低，反之暖氣團(tuán)控制時(shí)對(duì)流層頂高度較高。隨著地理緯度由低向高轉(zhuǎn)變，對(duì)流層頂?shù)臍鉁仉S緯度增加而增加，與對(duì)流層頂高度變化剛好相反，且冬季的對(duì)流層頂氣溫比夏季的氣溫要高，觀測站冷氣團(tuán)控制下的對(duì)流層頂溫度較高，反之溫度較低。

（一）第一對(duì)流層頂?shù)奶卣?/h3>

當(dāng)緯度、季節(jié)、天氣系統(tǒng)活動(dòng)等發(fā)生變化的情況下，對(duì)流層頂?shù)母叨纫搽S之發(fā)生改變，我國對(duì)流層頂高度一般位于500hPa以上。

對(duì)流層頂一般分為兩類，一類是由冷氣團(tuán)控制觀測站時(shí)的“極地類”第一對(duì)流層頂；另一類是由暖氣團(tuán)控制觀測站時(shí)的“熱帶副高壓類”第二對(duì)流層頂，前者呈現(xiàn)“高度低溫度高”的特征，與后者直接的高度差異明顯。

我們統(tǒng)計(jì)了郴州站2013～2019年7年來第一對(duì)流層頂?shù)母叨?m)和溫度(℃)見表1。

表1 郴州站2013～2019年7年全天第一對(duì)流層頂?shù)母叨?m)和溫度(℃)

6～9月份沒有出現(xiàn)過第一對(duì)流層頂，10月20時(shí)偶爾有第一對(duì)流層頂。月平均高度最高出現(xiàn)于5月13525m，最低10月5881m；而第一對(duì)流層頂最高高度14120m、最低5806m；月平均溫度最高出現(xiàn)于10月-10.1℃，最低5月-65.6℃。第一對(duì)流層頂最高溫度-10.1℃、最低-69.2℃；整體趨勢是冬季高度低、溫度高。

（二）第二對(duì)流層頂?shù)奶卣?/h3>

第二對(duì)流層頂又稱為“熱帶副高壓類”對(duì)流層，呈現(xiàn)“高度高溫度低”的特征。據(jù)觀測資料顯示，150hPa是第一與第二對(duì)流層頂?shù)姆纸缇€，第一對(duì)流層頂一般在150hPa，而第二對(duì)流層頂一般在150hPa以上。但值得注意的是，自由大氣運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，不能被絕對(duì)分開，150hPa是根據(jù)一般規(guī)律統(tǒng)計(jì)得到的分界線，便于氣象部門使用的。

郴州地區(qū)2013～2019年期間7年第二對(duì)流層頂?shù)母叨?m)和溫度(℃)統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 郴州站2013～2019年第二對(duì)流層頂?shù)母叨?m)和溫度(℃)

郴州地區(qū)第二對(duì)流層頂月平均高度最高出現(xiàn)于6月17109m，最低7月16690m；第二對(duì)流層頂最高高度為19046m、最低13880m；月平均溫度最高出現(xiàn)3月-76.8℃，最低6月-79.4℃。而第二對(duì)流層頂最高溫度為-61.2℃，最低-86.7℃；

三、結(jié)論

（1）郴州地區(qū)屬于內(nèi)陸亞熱帶氣候特征，其上空的對(duì)流層頂屬于副熱帶大陸型。第一對(duì)流層頂活動(dòng)的區(qū)域在每年6-10月是極難被觀測到的，但只要探測的高度足夠，第二對(duì)流層頂幾乎每天都可以觀測得到。（2）郴州站對(duì)流層頂呈現(xiàn)亞熱帶大陸氣候特征。對(duì)于第一對(duì)流層頂而言，每年2-5月，第一對(duì)流層頂月平均高度偏高，且逐步增加，最高為每年5月時(shí)高度13525m，最低為10月時(shí)高度5881m，月平均高度最大相差7600m以上。月平均溫度為10月至次年1月偏高，最高溫度出現(xiàn)在10月（-10.1℃），最低出現(xiàn)在5月（-65.2℃）。對(duì)于第二對(duì)流層頂而言，月平均高溫和溫度均未表現(xiàn)出明顯的季節(jié)差異特征，月平均高度、溫度的最大相差值僅在420m、2.6℃左右，第二對(duì)流層頂月平均高度出現(xiàn)在6月最高，7月最低；月平均溫度出現(xiàn)在3月最高，6月最低。