一个具体地点的天气和小气候深受各种地理因素的共同影响。本文将从局地气候、海陆位置、以及地形地势三个方面,探讨这些因素如何影响天气预报的准确性。我们先来看福永站附近的具体地形:

总的来说,福永西至西南面向珠江口海域,对岸不远处即是中山郊区。东南侧有一排海拔约2-300m的山脉,北侧有一个矮山,一个小型水库,及较为开阔的陆地平原,南侧也是滨海平原(包括深圳机场),这些平原大多是城市建成区。粗略根据深外在盐田的预报的经验,福永吹东风时会受到下沉气流影响而气温升高,吹较强西风/西南风时湿度可能加大,从而增加降水概率。不过要想了解一个之前不曾了解的地点的预报规律,我们还要从头开始分析一遍:

局地气候

本次要预报的福永站在深圳农业气候分区中属于“西部滨海气候区“。深圳气象志中对该地气候的描述是:

西部滨海气候区位于珠江口以东,深圳湾以西,广深公路以西南的沿海地区。本区海岸线长,属海河沉积平原,只有零星残丘,区内浅海滩涂辽阔,河涌交错,土层深厚、肥沃,又是淡咸水交汇处,农、渔、禽、畜等农副产品丰富。本区气候暖和,多年平均气温23.5 摄氏度,最高气温为38.0摄氏度左右,最低气温大部分地区在0摄氏度以上,年降水量约1600毫米。本区主要气象灾害有低温阴雨、暴雨、台风及台风带来的大海潮、咸害等。

相较于全市平均值来说,该地区偏暖,降水量偏少。如下图(b)中所示,深圳西北的2011-2020年7月平均温是全市最高的。这很可能是因为(1)沿海早上/晚间吹南风或西南风时西部滨海地区温度较内地高;(2)中午前后西北内陆地区受海风调节较小,最高温度偏高。

降水方面,如下图图(a)所示,虽然2011-2020年平均降水以深圳西北部为少,且图(b)显示这十年内该区降水的每年平均增长率为负数(特别是深圳机场及福永一带, 即22.677N, 113.829E附近),说明该区的雨量近来有下降趋势。深圳西北部在南海低压或台风影响期间由于离开放海域更远(珠江口不算开放海域),因而风雨影响最小。深圳西部的地形也不如东部地区容易抬升南风降水。

为何会出现年降水下降/上升的趋势呢?这有可能和城市热岛效应和填海导致下垫面及地形改变有关(也可能与大气年代际震荡有关),我们会在稍后详细提及部分有关内容。更多有关深圳气候的介绍和历年气候评估报告,请见该深圳气象台网站

海陆位置

首先,海陆位置是影响气候和天气预报的重要因素之一。海洋和陆地具有不同的热容量和导热性,这导致了两者在面对太阳辐射时的反应截然不同。海洋由于热容量大,升温慢降温也慢,能够调节周围地区的气温和湿度,使得沿海地区的气候相对温和且湿润。相反,内陆地区由于远离海洋,缺乏海洋的调节作用,气温波动较大,降水也相对较少。在同一纬度,会因海陆位置不同,内陆及沿海的天气又可能会截然不同。

在天气预报中,这种海陆差异表现得尤为明显。例如,夏季我国东部沿海地区常常受到来自海洋的暖湿气流影响,降水频繁;而内陆地区则可能因为缺乏水汽补充,出现干旱少雨的情况。此外,海洋还是许多天气系统如台风、气旋等的发源地,这些系统往往携带大量水汽和能量,对沿海地区的天气产生重大影响。

福永靠近珠江口,具有海洋性气候特征。但同时也要注意到珠江口是一个半开放海域,很多从南海向北移动的降水云系(包括台风)要先翻过香港和深圳的多重高山才能到达福永,因此这些方向过来的降水在到达福永之前往往已经削弱。福永相对来说更易受到珠江口以西或者东莞附近向东或东南移动的降水云系影响。这些内陆飘来的降水往往具有强度强,时间短的特点,而且在经过珠江口海面时也有可能因为海水温度比陆地低(白天)或者高(夜间),而减弱(白天)或增强(夜间)。

在预报时,应充分考虑海洋对气温、湿度(湿度影响云量和降水)、风向等气象要素的影响,尤其是在夜间和清晨时段,海洋的保温作用可能使得温度下降不明显,湿度保持较高水平。在白天,虽然海风对深圳西部沿海有调节作用,但因为福永离海边已相去4-5公里,在阳光猛烈的时候容易产生内陆的上升热气流来阻断较弱的海风输送,因此其白天的最高温度可能比更近海边的深圳机场要高。这种内陆的热气流还容易触发局地的热雷雨。在海风(西/西南风)较强的日子,福永站白天的内陆热属性会被削弱。

地形地势

地形地势是影响天气预报的又一关键因素。地形可以阻挡、引导或改变气流的运动方向,进而影响降水、温度等气象要素的分布。例如,山脉的迎风坡往往降水丰富,而背风坡则相对干燥;山谷地区由于气流下沉增温,往往形成“焚风”效应,导致气温骤升。海拔高度是另一个有关地形的重要因素。随着海拔的升高,气温逐渐下降。同时,高海拔地区的气压也相对较低,空气稀薄;水汽含量少,空气干燥。在山地地区,随着海拔的升高,气温逐渐降低,水汽凝结条件更易满足,因此降水往往更为丰富。此外,高海拔地区的气流运动更为复杂多变,容易形成多种微型天气系统,如山谷风、辐射雾、背风低压、局地雷暴等,这些都增加了天气预报的难度。

本次预报地福永站的海拔仅为26m,与海平面相差不大,其所处地区是一个两侧开放的的小型山谷(见本页第一张卫星图),因此不属于山地气候。该地仍有可能受到焚风效应(如吹东南风时)的影响而出现比周围地区更高的温度。该地东南侧的小型山脉在吹西或西北风时有可能产生迎风坡降水效应,导致福永片区出现较周围地区更大的降水。不过,由于该山脉总体较矮且西至西北风来自内陆(湿度条件一般欠佳),因此它对加强福永地区降水的作用应该不会很明显。即使不能产生降水,福永附近的山脉仍可能产生一些云,而云的出现往往能够遮蔽一阵阳光使得气温下降。因此,福永的白天最高温度可能会比其北部广阔平原的要低一些。

地形地势其实也包括了城市地形(如楼房和周围城市建设的下垫面)。福永是深圳的一个大面积的中低级住宅区,区域内部绿化少,紧邻机场,裸地,砂石地面多,居住人口较多,所产生的热岛效应可能会较强,每日的最高温最低温可能较市区更高。虽然城市热岛产生的上升热气流可能会带来更多的强降水,但福永附近的机场和滨海地区的填海造陆,都会削弱珠江口海面向内陆输送水汽的能力。珠江口沿岸水汽减少的同时,水汽也要经过更长的距离才能到达福永及更深的内陆地区。这可能也是为何在上面的降水变化图中,深圳西部沿海的几个主要填海区靠内陆一侧的降水减少较为明显(仅为猜测)。

从历史数据来看,福永附近的平均风速也较深圳东部地区低。这其中的原因可能藏在地图深处:福永街道北连新桥街道,西南濒临珠江口,西邻福海街道,东南与航城街道相接,内部主要由低矮城中村构成。如果通过百度街景仔细观察福永测站所在地附近的楼宇高度(下图中红圈内为气象站所在位置):

我们不难发现该站所处地的北侧和西南偏南侧都有离得相当近的比气象站高度更高的楼宇,这可能意味着在吹西南偏南风/北风时,该测站会因附近楼房的遮蔽而测得更低的风速。但是其正西方有一个两个较高楼宇间留下的较为狭窄的通道,需要留心在某些风向下狭管效应对阵风风速的加持。根据福永站附近山峦的分布,也比较容易能得出该站在吹某些风向时会比其他一些风向更容易刷出更大的阵风。

总结

综上所述,局地地形和地理位置对天气预报有着深远的影响。海陆位置决定了气候的湿润与干燥、气温的高低;海拔高度影响着气温和降水的分布;而地形地势则通过改变气流的运动方向和强度,进一步加剧了天气/气候的复杂性和多样性。因此,在制作定点天气预报时,必须在使用数值和机构预报作为参考的同时,充分考虑这些因素的综合作用,提高预报的准确性和精细化程度。以上分析仅基于作者自己的观察和经验,仅供大家参考。

作者:深外气象天文台,深气联


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