1954-2016年阿勒泰市春季寒潮过程频数及强度气候特征

利用阿勒泰基准气候站日最低气温资料,资料长度从1954年到2016年的春季（每年2月26日至5月31日,共计63年）,以日最低气温及其降温幅度为指标,整理出阿勒泰市63年寒潮过程数据库,分析阿勒泰市近63a来寒潮过程的频数以及强度相关6个指标的气候特征,结果表明：（1）1954～2016年春季（3～5月）阿勒泰市共发生寒潮天气过程226次,平均每年发生3.6次。3月平均每年出现1.8次, 4月1.1次,5月0.7次。共有17a为寒潮发生异常偏少年份,16a为异常偏多年份。3月上旬和3月中旬为寒潮天气过程发生最多的时段。（2）春季寒潮频数以每10a/0.1次的速率在递减。月际尺度上,3月和5月发生寒潮天气过程递减,4月递增。年代际1950年代最多,2010-2016年最少。（3）春季寒潮天气过程持续日数在1～7d,其中持续2d的寒潮过程最多,占春季寒潮过程的49%。持续时间在1～3d的寒潮天气过程占92%。（4）春季寒潮降温过程平均降温幅度为-12.7℃,降温幅度平均值最大在3月。最大24h、48h和72h降温幅度平均值分别为-8.9℃、-12.5℃和-14.3℃。（5）春季寒潮降温过程最低气温平均值为-11.8℃。寒潮降温过程最低气温平均距平值为-7.6℃。     

1951—2015年乌鲁木齐市降温过程频数及强度气候特征

利用乌鲁木齐市气象站1951年1月1日至2015年12月31日的逐日气温资料,以日最低气温及其降温幅度为指标,整理出乌鲁木齐市近65年降温过程数据库,将降温过程分为Ⅰ级（弱）、Ⅱ级（中等强度）、Ⅲ级（较强）、Ⅳ级（强）以及Ⅴ级（寒潮）5个等级,分析了乌鲁木齐市各级降温过程的频数、持续日数、过程不同时段降温幅度、过程最低气温、过程最低气温距平偏低幅度等要素气候特征。结果如下：（1）1951—2015年,乌鲁木齐市出现降温过程5834次,平均每年89.8次,其中Ⅰ级（弱）降温过程占78.1%。降温过程的频数季节分布较均匀,但Ⅳ级（强）和Ⅴ级（寒潮）降温过程在春季最多。在降温过程异常偏多与偏少年之间,6—8月的过程频数差异最大,4和9月过程频数差异较小。年平均降温过程频数在7个年代际中差异不大;随年代际增长,Ⅰ级（弱）降温过程频数在增加,Ⅴ级（寒潮）降温过程频数却在减少。（2）1951—2015年,乌鲁木齐市5834次降温过程的持续日数平均为1.89 d,其中持续1 d的过程占49.0%。随降温过程等级由Ⅰ级到Ⅴ级提高,过程持续日数最高出现频率也从1 d过渡到3 d。Ⅳ级（强）和Ⅴ级（寒潮）降温过程均表现为秋末到冬季各月的持续日数长,春季各月短。（3）65年来,乌鲁木齐市过程降温幅度平均为-4.4℃,秋季降温幅度最强,夏季最弱。Ⅳ级（强）以及Ⅴ级（寒潮）过程的降温幅度最强的月份分别是6和12月。65年来,乌鲁木齐市降温过程的最大24、48和72 h降温幅度平均值分别为-3.1、-5.5和-7.4℃,最大24 h降温幅度是春季最强,冬季最弱;48 h降温幅度是春季最强,夏季最弱;72 h降温幅度是冬季最强,夏季最弱。（4）1951—2015年,乌鲁木齐市降温过程的最低气温平均值为0.3℃,冬季各月最低,夏季各月最高,带有显著的季节背景特征。过程最大日气温距平的平均值为-1.9 ℃,随降温过程等级由Ⅰ级到Ⅴ级提高,距平偏低幅度依次增强,Ⅴ级（寒潮）降温过程平均达到-8.5℃。（5）在乌鲁木齐市降温过程频数异常偏多月份,对应在500 hPa高空新疆主要受纬向西风气流控制,较稳定的西风气流上多短波槽脊东移影响新疆;在降温过程频数异常偏少月份,在500 hPa高空新疆主要受西北气流控制,处于高纬地区冷空气自北向南的侵袭通道上,更有利于较强冷空气入侵新疆。     

不同定义指标下的乌鲁木齐寒潮过程气候特征对比分析

利用乌鲁木齐市1951—2015年逐日最低气温(TD)、日平均气温(TT)资料,依据《寒潮等级》国家标准,以TD、TT为定义指标来普查寒潮降温过程,采用数理统计方法对2种指标统计的寒潮降温气候变化特征进行对比分析。结果表明:2种指标方法统计的降温频数存在显著性差异,在年际、季节时间尺度上均呈不显著减少趋势,TT法统计的年降温频数减少趋势显著强于TD法;90%的降温过程持续时间在1~3 d,TD、TT法统计的最长降温持续日数均出现在11月,且不同降温幅度的频数最大值亦在秋季;以TD、TT法统计的全年95.5%和94.6%的降温过程达不到寒潮的标准,2种方法统计的寒潮等级频数均表现为一般寒潮强寒潮特强寒潮;2种方法统计的寒潮频数在年际、季节尺度上均呈现减少趋势,峰值期分别为4月和10月,20世纪50年代为多发期,2001—2015年为相对少发期;TT法统计寒潮频数未来持续性强度弱于TD法;相关性分析发现,寒潮频数与年均TD、TT呈极显著的负相关关系,且年均TD的相关性强于年均TT,表明TD是影响寒潮频数变化的一个重要指标参数。     

单站寒潮降温过程强度评估指标及其在乌鲁木齐市的应用

利用1951年1月1日至2015年12月31日乌鲁木齐市日最低气温资料,基于《寒潮等级》标准细化了寒潮降温过程的6项单要素强度指标,基于不同指标对乌鲁木齐市寒潮过程的强度进行了评估,并分析了乌鲁木齐市寒潮降温过程强度的变化特征。结果表明:以过程降温幅度或过程最低气温指数为评估指标,乌鲁木齐市冬季寒潮过程强度最大;以过程最大24 h降温幅度指数为评估指标,春季寒潮过程强度最大;以过程最大48 h降温幅度或过程最强气温距平偏低幅度指数为评估指标,秋季寒潮过程强度最大。基于综合强度指数IZ,1951—2015年乌鲁木齐市最强的寒潮过程出现在1952年11月25日至12月1日,春季最强的寒潮过程出现在2003年4月15—16日。近65 a乌鲁木齐市冬季寒潮降温过程强度最大,秋季次之,春季寒潮强度较弱。乌鲁木齐市秋季和冬季最强的10次寒潮过程中,有6次寒潮过程均出现在20世纪50年代;但春季最强的10次寒潮过程中,有5次出现在2000年之后。1951—2015年乌鲁木齐市年寒潮过程发生频数呈显著减少的趋势,寒潮过程强度也呈显著减弱的趋势,秋季寒潮过程发生频数的减少幅度最大;春季寒潮过程强度自20世纪80年代后略增大,在7个时间段中,2011—2015年春季寒潮过程的平均强度最大。     

1961—2008年华南区域寒潮变化的气候特征

利用华南三省(广东、广西、海南)192个台站1961年1月1日至2008年12月31日的逐日平均气温、日最低气温资料,分析了华南寒潮频次的气候特征及其变化;定义了一个表征华南寒潮强度的指数,由此分析了华南寒潮活动的强度变化。气候分析结果表明:华南在近48年中出现了221次寒潮过程,主要分布在10月至次年4月,以12月、1月、2月、3月为主,占88.7%;华南区域单站寒潮的年均发生频次和平均降温持续天数从内陆向沿海递减,平均最低气温从内陆到沿海逐渐增加,单站寒潮过程平均最大降温幅度在11.5～16.0℃。近48年来,华南寒潮活动在减少的趋势上还具有频数和强度上的月际、年际和年代际变化。发生特强寒潮和中等寒潮的比率从20世纪80年代以来逐渐减少,而发生弱寒潮比率显著增加,但2008年出现了近48年华南最强的寒潮。     

1971-2016年塔里木盆地冷空气过程频数变化特征

利用南疆塔里木盆地周边50个气象站1971年1月1日-2016年12月31日的最低气温资料,依据《冷空气等级标准》（GB/T20484-2006）,整理出塔里木盆地近46a来冷空气过程数据,采用合成、线性倾向估计、Morlet小波、Mann-kendall、滑动平均和累积距平检验等方法分析了单站及整个塔里木盆地冷空气频数的空间、时间变化特征。结果发现:（1）中等及以上等级冷空气高发地多分布于盆地西部的高原、北部的山区和东部的风口地带,单站各等级冷空气总体上呈线性减少趋势,整个塔里木盆地冷空气、寒潮减少趋势明显,递减率均为0.19次/10a,其余等级变化趋势不明显;（2）塔里木盆地冷空气年均103.2次,弱冷空气86.3次占总次数的83.6%,中等强度冷空气10.4次占10.1%,较强、强、寒潮分别为2.5、2.3、2.2次,合计占冷空气总次数的6.8%;（3）各等级冷空气持续1～3d的频率高达87.4～95.4%,弱冷空气持续1d的频率最高,其余等级持续2d的频率最高,3d及以上的频率随着持续时间的增加明显下降;（4）各等级冷空气的年代际频次变化不大,1970年代较强、强及寒潮频次最多,分别为2.8、2.4、2.9次,1980年代弱冷空气最多,达86.6次,近6a(2011-2016年)中等强度冷空气最多,达10.8次;（5）不同等级冷空气的出现具有较强的季节性,中等、较强冷空气夏季频率最高,分别占30.1%和57.9%,强冷空气春季最高,占到40.1%,寒潮冬季最高,占38.9%;（6）各等级冷空气均有8～10a的年际尺度周期,年代际周期却不一致,寒潮在1979年发生显著的减少突变。     

遵义市近10 a来降温频次及强度分析

选取遵义市13个国家站2010—2019年逐日日最低气温资料,将降温过程分为弱降温、较强降温、强降温、寒潮4个等级,分析了各级降温过程的频次、持续日数、降温幅度、过程最低气温、空间分布等特征。分析表明:(1) 10 a来遵义市共发生降温过程11 915站次,平均每站每年91.7次,以降温幅度在6℃以下的弱降温为主。(2)近10 a遵义市平均过程降温幅度为3℃,平均过程最低日低温11.9℃,持续时间在1～10 d之间,寒潮、强降温、较强降温持续天数以2～3 d为主,弱降温过程大多持续1 d。(3)不同等级降温频次空间分布与地形相关,较强降温以上的降温过程主要集中出现在遵义市娄山以南地区,弱降温主要出现在娄山山区及其西北部。(4)寒潮、强降温、较强降温主要出现在春秋季,寒潮主要出现在3月份,而弱降温在夏季发生频次较高,4月份是遵义市降温最剧烈的时候。     

安庆市寒潮过程的气候特征分析

利用1960—2016年安庆市8个气象站的逐日最低气温资料,对安庆市寒潮活动的气候特征进行了统计分析。结果表明:安庆市近56 a寒潮发生频次从西北部的山区向东南方向的沿江地区逐渐减少,其中山区明显多于其它地区;寒潮发生频次年际波动大,并且年代际、年际寒潮和强寒潮发生次数均呈现出线性减少的趋势;全市各站寒潮的初日山区早于其它地区,山区终日较其它地区推迟;单站寒潮以2月、3月和11月发生频次最高,其月分布特点是岳西2月、11月出现次数最多,其余市县3月份出现次数最多,次数最少的出现在1月或10月;冬季寒潮发生次数要多于春季和秋季;特强寒潮主要出现在山区及地理位置最北部的桐城,一次特强寒潮过程中有3个站或以上达到特强寒潮标准的过程仅有4次;气候变暖是安庆市寒潮发生变化的可能原因。     

1961-2010年环渤海地区寒潮时空分布及变化特征

利用1961-2010年环渤海地区58个站的逐日平均气温、日最低气温资料,按照寒潮国家标准统计寒潮次数和寒潮强度,分析环渤海地区单站寒潮和区域寒潮的气候变化特征。结果表明：环渤海地区单站寒潮出现频次的地域差异很大,大体上呈现自北至南递减态势,年平均次数最多的为张北21次,最少的京津地区不足2次。近50 a来环渤海地区共有233次区域性寒潮,出现在当年9月至次年4月,其中11月最多。区域寒潮呈显著减少趋势。20世纪60-70年代区域性寒潮事件频发,80年代开始明显减少并在1983年出现了突变。区域特强寒潮不多,20世纪60年代出现了2次,自70年开始特强寒潮平均每个年代出现1次。在气候变暖背景下,环渤海地区区域寒潮次数明显减少,但特强寒潮亦极端寒潮事件并未减少。     

1976—2016年河北邯郸寒潮活动特征

利用1976-2016年河北邯郸16个气象观测站逐日最低气温资料,根据国家寒潮等级标准,采用线性趋势、M-K检验等方法,对邯郸各站24、48、72 h寒潮发生频次和降温持续日数及降温幅度等特征以及寒潮频次变化趋势进行统计分析。结果表明:邯郸寒潮活动出现在9月到翌年5月,深秋和初春发生最多。东部和北部为寒潮多发区,而中部发生频次最低。寒潮过程降温持续日数为1~6 d,降温持续日数与发生频次呈反相关,而与降温幅度呈正相关。24、48、72 h寒潮过程月平均最大降温幅度分别出现在5、9、11月,过程最低气温平均分别为-4.20、-4.99、-6.96℃,过程月平均最低气温1月最低,12月次低。邯郸寒潮过程的冷空气路径以西北和偏西路径为主,环流形势主要为一脊一槽型和横槽型。近41 a邯郸24、48、72 h寒潮过程整体均呈显著减少趋势,且具有明显的"先增后减"的年代际变化,突变时间为2009、2009、2012年。     

1961-2017年京津冀地区寒潮活动特征

基于1961—2017年京津冀地区126个气象观测站逐日最低气温和降水资料,分析该区域寒潮发生频次时空变化特征,在此基础上通过定义的干湿判别指标分析区域性寒潮的干湿特征。结果表明:(1)京津冀地区单站寒潮年平均发生频次空间分布呈西北多东南少,86%的站点寒潮年发生频次呈减少趋势。(2)1961—2017年寒潮累计发生站次呈显著减少趋势(P<0.001),气候倾向率为-5.7站次·a^(-1),且在1983年发生突变。1961—1971年寒潮累计发生站次出现峰值,从1972年开始锐减,2007—2017年寒潮平均发生站次为历史最少。(3)1961—2017年区域性寒潮发生频次年际变化总体呈递减趋势,气候倾向率为-0.282次·(10 a)^(-1),1960年代冬季区域性寒潮发生频次最多,1970年代秋季和春季最多,2000年代冬季和春季为次高峰期,2011—2017年3个季节最少。区域性寒潮发生频次季节分布中以秋季出现最多、其次是冬季、春季最少;10月、11月寒潮最为活跃。(4)京津冀地区区域性寒潮过程干过程发生频次最多,2011—2017年区域性寒潮过程干湿特征趋向于干过程和湿过程两极化分布。     

阿勒泰地区春季寒潮暴风雪气特征分析

通过春季寒潮暴风雪天气的历史天气图和GMS－5卫星云图资料的分析，揭示了阿勒泰地区春季寒潮暴风雪天气的环流特点及云图特征，从中得出春季寒潮暴风雪天气的预报指标。     

1971-2015年北疆地区不同等级冷空气时空统计特征分析

选取北疆50个测站1971-2015年的逐日平均气温和最低气温资料,运用小波分析、M-K突变检验等统计方法分析了北疆地区不同等级冷空气活动过程的时空变化特征。分析表明：近45年北疆地区冷空气活动持续日数在1～15d,平均持续日数为1.79 d。其中弱冷空气过程持续日数以1～2 d为主;中等强度冷空气、较强冷空气和寒潮过程以1～3 d为主;而强冷空气过程以2～4 d为主。近45年北疆单站冷空气发生频次为95.3次/a,且具有盆地多、山地少的特点;其中中等强度冷空气为11.8次/a,自东向西逐渐减少;弱冷空气、较强冷空气发生频次为70.9次/a、1.8次/a,呈自西南向东北逐渐减少的趋势;强冷空气和寒潮发生频次为4.2次/a 、7.3次/a,呈现由西南向东北增加趋势。近45年北疆地区冷空气活动频次总体呈减少趋势,年代际表现为先减少后增加的特点, 70年代最多,90年代最少,减少速率为0.33/10a;弱冷空气和较强冷空气呈增加趋势,增加速率为0.17/10a和0.03/10a;中等强度冷空气、强冷空气和寒潮活动频次呈下降趋势,其中寒潮的下降速率达-0.37/10a;不同等级冷空气活动频次均存在一个15-20a的显著周期,突变点出现在1980、2003年左右。     

冬季气温急剧升、降日期与东北夏季低温的联系

利用通化市所属5个气象站1954—2006年日平均温度组成的区域平均时间序列资料、季平均温度资料,分析了短期气温的剧烈变化(本文称之为寒潮和气温骤升)与后期季温度异常的关系,结果发现,冬季短期气温的剧烈变化与后期春、夏季气温距平存在联系,表现在一些特定的寒潮(或气温骤升)爆发日期段总是与后期季的高或低温相对应。在一定的年代背景下,一些日期段还与极端季温度距平存在明显的联系。与后期气温异常联系明显的寒潮爆发、气温骤升日期段存在着周期性,与春季低温对应明显的寒潮爆发日期有5 d的时间间隔;与春季低温对应明显的气温骤升的日期存在着9~11 d的周期,且随着日期的变化,爆发日期之间的间隔有规律的延长和缩短。一些寒潮爆发和气温骤升日期与东北夏季低温冷害存在明显的联系。     

新疆阿勒泰地区一次强寒潮天气过程分析

利用Micaps常规实况图、EC客观分析场及T213 00时的物理量场,从寒潮冷空气的酝酿、堆积、爆发3个阶段分析了2009年2月11～13日新疆阿勒泰地区的一次强寒潮天气过程,重点分析强降温及降水原因。分析表明:此次强寒潮冷空气来自新地岛和泰米尔半岛的超极地强冷空气,强冷空气沿乌拉尔山脊前东北风带和北风带南下堆积到西西伯利亚上空。由于乌拉尔山脊西北部冷空气的侵袭,使该脊向东南跨,推动西西伯利亚强冷空气大举南下,从而造成这次强寒潮天气。形成强降水的原因是北方冷空气与南支槽东移北上的暖湿气流在该地区汇合,并配合动力条件和水汽条件共同造成的。     

近60a阿勒泰地区不同等级降温日气候特征

利用阿勒泰地区7个气象站自建站至2014年12月31日的逐日气温资料,以日最低气温及其降温幅度为指标,整理出阿勒泰地区近60 a降温日数据库,按降温幅度将降温日分为寒潮、强降温、较强降温、中等强度降温和弱降温5个等级,分析了全地区各站不同等级降温日数的气候特征。结果表明:(1)阿勒泰地区寒潮日数和强降温日数在地区偏东、偏北多,向偏西偏南逐步递减,其它等级降温日数在河谷平原多,向西、向东逐步递减。寒潮、强降温和中等强度降温日数的EOF分解第一模态方差贡献率较大,全地区呈较好的一致性,较强降温和弱降温日数的EOF分解主要模态分别有3个和5个。(2)阿勒泰地区寒潮日数在冬季12月最多,强降温日数在秋季9月最多,较强降温日数主要集中在夏季6—8月,中等强度和弱降温日数在各季分布较平均。(3)近60 a来,阿勒泰地区各站的年寒潮和强降温日数呈明显减少趋势,年较强降温日数呈明显增多趋势,年中等强度降温日数没有明显的线性变化趋势,年弱降温日数呈地区西部减少、中、东部增多的趋势,且东部增多趋势较显著。     

近53年中国寒潮的变化特征及其可能原因

利用1951～2004年中国740站逐日温度资料, 对中国寒潮频次的气候特征及其变化进行了分析, 并在此基础上对中国寒潮频次减少的可能原因进行了讨论: 冬季西伯利亚高压和东亚冬季风强度与中国寒潮频次呈显著的正相关.秋冬季节西伯利亚上空低层冷堆温度和中国寒潮频次呈显著的负相关.在气候变暖的大背景下, 西伯利亚高压和冬季风强度的减弱使得冬季中国地表温度持续升高, 而温度的这种变化与中国寒潮频次及其相伴随大风频次的减少均有密切的联系.西伯利亚高压和冬季风强度的减弱, 西伯利亚上空低层冷堆温度和中国地表温度的显著升高是中国寒潮及其相伴随大风频次减少的可能原因.     

冷空气引起的飞船主着陆场区偏北大风的特征分析及预报

分析了飞船主着陆场区1981—1999年1—4月和9—12月因冷空气而产生的偏北大风的过程中气候概况及其天气特征。通过分析发现:主着陆场区因冷空气引起的偏北大风以春季最频繁,秋、冬季最稀少;一天当中偏北大风以午后出现频率最大,午夜出现频率最少;对于不同季节的气压和温度,春、秋两季变化剧烈,冬季相对较小;在大风出现前24小时,主着陆场区的欧亚中高纬度大气环流以两槽一脊型、一槽一脊型、贝湖低压型为主;冷空气入侵前24小时,欧亚天气图上主着陆场区上游低层850hPa中高纬度有明显的冷中心,地面图场区上游冷高压中心的分布主要有3个区域:贝加尔湖西南至新疆、贝加尔湖到内蒙中北部、贝加尔湖西北部。大风前24小时在35～45°N、100～115°E等压线密集,等压线一般都在4根以上。