1961-2023年新疆区域冷空气过程强度特征研究

利用1961—2023年新疆105站日平均气温和日最低气温,24 h、48 h、72 h日最低气温降温幅度以及NCEP/NCAR再分析日资料,总结分析新疆区域不同强度冷空气过程的变化特征,探究影响新疆区域冷空气过程的关键环流因子。结果表明,1961—2023年新疆区域共计发生冷空气过程746次,其中中等强度冷空气过程149次,强冷空气过程136次,寒潮过程461次。新疆区域冷空气过程整体呈减少趋势,21世纪后寒潮过程在冷空气过程中所占比率逐渐增加,但新疆区域寒潮过程年平均强度波动不显著。新疆区域发生强寒潮过程的关键因子是乌拉尔山阻塞高压和欧亚冷高压,乌拉尔山阻塞高压和欧亚冷高压强盛时,有利于高纬度冷空气南下,新疆区域易爆发寒潮。     

近64a阿勒泰市春季不同等级寒潮过程气候特征

本文整理出阿勒泰市64年各级别强度寒潮过程数据库，分析阿勒泰市近64a来各级别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）1954～2017年春季阿勒泰市共发生一般寒潮过程109.5次，强寒潮过程75.5次，特强寒潮过程37.5次；平均每年春季分别发生1.7次、1.2次和0.6次；3种级别寒潮过程发生频次占寒潮过程发生总频次的48.2%、33.3%和16.5%，阿勒泰市春季主要以一般寒潮和强寒潮为主。（2）春季一般寒潮、强寒潮和特强寒潮过程频数年际变化均在递减，且不显著，其中4月一般寒潮和特强寒潮过程递增，特强寒潮过程频数递增明显；一般寒潮过程频数的年代际变化在1950年代最多，强寒潮过程1970年代最多，特强寒潮过程1960年代和2000-2009年代最多。（3）一般、强和特强寒潮过程持续时间分别在1～7d、1～6d和1～5d，均以持续1～3d为主，分别占各自寒潮过程总次数的94.5%、90.8%和90.0%，其中又都以持续2d最多。（4）一般寒潮、强寒潮和特强寒潮过程降温幅度平均值分别为-10.8℃、-13.0℃和-17.3℃，一般寒潮和强寒潮降温幅度均在5月最强，特强寒潮降温幅度在3月最强。（5）一般寒潮、强寒潮和特强寒潮降温过程最低气温平均值分别为-7.8℃、-12.8℃和-20.3℃，随时间的推移呈明显的抬升趋势。（6）1954～2017年阿勒泰市春季一般寒潮、强寒潮和特强寒潮中降温过程最低气温距平平均值分别为-5.7℃、-7.9℃和-10.5℃；三种级别寒潮过程最低气温距平为负值占该级别寒潮过程频数的比例分别为80.0%、97.4%和97.5%。     

近30a牡丹江市寒潮的时空分布特征及其变化分析

本文利用牡丹江市7个观测站1981-2010年的逐日平均气温和最低气温资料,根据牡丹江市地方寒潮标准,统计各个测站的历年寒潮发生次数;在GIS技术支持下,选取7个测站分析寒潮发生次数的时空变化规律.研究结果表明:牡丹江市30 a共发生寒潮149次,年代际间呈减少趋势;综合三季看,冬季最多,秋季次之,春季最少.绥芬河是寒潮高发区,东宁最少;全年、春季和冬季寒潮频次的区域分布自东向西递减,秋季寒潮呈现中心多四周少的空间分布.     

广西寒潮天气统计特征及环流形势分析

根据修订后的寒潮标准,对广西近46a的寒潮天气进行统计,并对典型寒潮年进行环流形势分析。结果表明:广西近46a出现了61次寒潮天气过程,其中全区性21次,桂北区域29次,桂南区域22次;广西寒潮最早出现在11月份,最迟出现在3月份,1月是寒潮出现的高峰月;出现寒潮频率的地域分布为东高西低;历年出现寒潮的总站数略呈下降趋势,并具有2年及11年左右的明显周期振荡特征。典型寒潮年环流分析表明当极涡南掉,东亚大槽加深,乌拉尔山脊维持,冬季风的加强及中纬度西风气流是导致冷空气堆积并爆发寒潮的主要环流形势。     

乌鲁木齐市寒潮气候特征分析

摘要：利用1961-2014年乌鲁木齐市4个气象站资料,分析了近53a乌鲁木齐市的寒潮气候特征。结果表明：乌鲁木齐市单站寒潮特征地域差异较大,寒潮频次由南部山区向北部平原逐渐减少;平均初寒潮日由南向北逐渐推迟,终寒潮日则相反;城区春季寒潮最多,山区为秋季、谷地和平原则冬季最多;强寒潮及特强寒潮出现比例城区最大。乌鲁木齐市区域寒潮平均每年4.0次,出现在当年9月至次年5月,其中4月最多,区域强寒潮和特强寒潮春季发生频次最多。近53a来区域寒潮以0.3次/10a的速率递减,并在1976年发生了由多向少的突变,寒潮变化与气温、风速之间具有较好的相关性。     

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。     

近44年无锡寒潮天气变化特征分析

利用无锡市1959～2002年共44a的逐日最低气温资料,分析了无锡寒潮发生的特点.分析结果表明:无锡寒潮的年发生次数有线性减少趋势;寒潮减少主要发生在10月、12月、4月.分年代看,从20世纪60年代到80年代逐年代减少,但90年代又增多.寒潮减少与降温幅度减小、最低气温升高有关,其中最低气温升高是其主要影响因素.特征区域的500 hPa高度场偏高是寒潮发生次数减少的直接原因.最后,针对多寒潮年和少寒潮年的环流特点,给出了500 hPa典型距平场特征.     

1971—2010年中亚低涡活动特征

利用1971—2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料,对中亚低涡的活动规律及不同移动路径对新疆天气的影响进行分析。结果表明:40年共出现305次中亚低涡过程,低涡成熟期维持日数共1166 d;中亚低涡随纬度分布有两个高频活动区域:47.5°~55°N (北涡) 和35°~47.5°N (南涡),北涡表现出明显的季节变化,夏季所占比例最大为52%,而南涡活动四季差别不明显。中亚低涡的成熟期生命史2~3 d占56%,4~5 d占27.5%,5 d以上占16.5%。低涡活动具有明显的月、季节、年际和年代际变化,且呈显著的年代际增加趋势。南、北涡均出现东北、偏东和东南向移动路径,并影响新疆不同区域的天气。中亚低涡可造成新疆出现低温大风天气 (干涡) 和强降水天气 (湿涡),干涡占60%,且季节分布比较均匀;湿涡占40%,季节分布差异大,其中,夏季最多占57%,秋、春季次之。     

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℃。     

广西寒潮天气统计特征及环流形势分析

根据修订后的寒潮标准，对广西近46a的寒潮天气进行统计，并对典型寒潮年进行环流形势分析。结果表明：广西近46a出现了61次寒潮天气过程，其中全区性21次，桂北区域29次，桂南区域22次；广西寒潮最早出现在11月份，最迟出现在3月份，1月是寒潮出现的高峰月；出现寒潮频率的地域分布为东高西低；历年出现寒潮的总站数略呈下降趋势，并具有2年及11年左右的明显周期振荡特征。典型寒潮年环流分析表明当极涡南掉，东亚大槽加深，乌拉尔山脊维持，冬季风的加强及中纬度西风气流是导致冷空气堆积并爆发寒潮的主要环流形势。     

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。     

1991～1996年大连地区寒潮天气分析及预报

在实际预报工作中,我们对寒潮天气过程的趋势能够做出预报,但往往对其强度估计不足,对降温开始时间把握不准。本文通过对1991～1996年大连地区5次寒潮过程和2次准寒潮过程进行分析,对冷空气源地、路径,降温开始时间、持续时间,降温幅度等找出特点和规律,以便为预报提供可信的依据。11991～1996年寒潮天气概况按中央气象台的规定,由于冷空气的入侵,使日平均气温24h内下降10℃或以上,同时最低气温在5℃以下,称为一次寒潮过程;降温幅度8～9℃为一次准寒潮过程。经统计,大连地区1991～1996年共发生5次寒潮过程,其中4次在11月20日…     

2019年11月大气环流和天气分析

2019年11月大气环流主要特征为:北半球极涡呈偶极型分布,环流呈四波型,东亚槽略偏弱。全国平均降水量13.6 mm,较常年同期偏少27.7%,出现一次较强降水过程。全国平均气温4.0℃,较常年同期偏高1.2℃,共出现5次冷空气过程,其中1次为寒潮。22—24日,华北中南部、黄淮西部、汾渭平原等地发生1次霾过程。     

1961-2016年北疆冷空气过程变化特征及其环流指数分析

摘要：根据《冷空气过程监测指标》（QX/393-2017）分析1961—2016年北疆单站和区域不同等级冷空气时空变化特征以及环流指数与其相关性。结果表明：北疆单站冷空气频次中等强度冷空气最多，寒潮次多，强冷空气最少；各级冷空气在北疆北部高发，空间差异明显，一半以上站点寒潮减少趋势显著；区域冷空气寒潮最多，中等强度冷空气、强冷空气频次相当，其中寒潮减少速率为0.58次/10a，强冷空气变化不明显，中等强度冷空气增加速率为0.1次/10a；单站和区域寒潮在冬季高发，强冷空气和中等强度冷空气春秋季多发；冷空气初日无明显变化，终日呈推后趋势；不同等级冷空气过程均存在三个长短不一的变化周期，中等强度冷空气、强冷空气存在明显突变，寒潮未出现突变；88个大气环流指数中有27个与北疆不同时期冷空气发生频次显著相关，其中斯堪的纳维亚遥相关型指数偏高北疆地区气温偏低，亚洲区、北半球极涡指数偏大，新疆冬季气温偏低，冷空气发生概率增大，南极涛动指数强年北疆地区冷空气出现频次可能会减少。     

新疆区域面雨量分布特征及其变化规律

将自然正交分解 (EOF) 和数字高程模型 (DEM) 相结合, 利用新疆区域144个气象站和水文站的1961—2005年降水量资料, 计算得到新疆区域面雨量年、季分布特征和变化规律。分析结果表明:新疆区域年平均面雨量约为2724.6×108t, 年平均降水量为165.5 mm。从空间分布来看, 天山山区面雨量最大, 约占全疆面雨量的40.4%, 该区域年平均降水量为409.1 mm; 北疆地区次之占34.3%, 年降水量为277.3 mm; 南疆地区最少约为25.3%, 年平均降水量仅有66.2 mm。从季节分布来看:夏季面雨量最大, 约占全年面雨量的54.4%;春季次之为23.6%;秋季为16.5 %; 冬季最少, 约为5.5%。新疆区域面雨量年际变化呈现出增多的趋势, 1987年存在突变, 在此之后降水量明显增多。     

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。     

塔里木盆地区域寒潮的气候变化特征及大气环流异常分析

利用1961—2016年新疆塔里木盆地43个气象站逐日平均气温及最低气温,建立其近56 a的寒潮过程序列,并结合NCEP/NCAR高度场的逐日再分析资料,对塔里木盆地区域寒潮过程气候变化特征及环流异常进行分析。结果表明:塔里木盆地单站寒潮频次北部多于南部,山区多于平原的分布特点与地形特征有直接关系,全区寒潮频次有一致变化的特征且在1980年左右经历由多到少的转变,共有13站存在显著减少趋势。塔里木盆地区域性寒潮过程易在4月、2月和10月发生,寒潮频次减少趋势不显著,有14～16、7～9、4 a左右的明显振荡;区域性寒潮过程持续日数一般在2～5 d,寒潮范围在13～42站,其中1月寒潮过程持续时间最长、3月与9月最短,5月寒潮范围最大、2月最小,在塔里木盆地最易发生持续日数为2 d、寒潮范围达半数以上站点的寒潮过程。500 hPa新疆东部高度负异常配合乌拉尔山高度正异常与塔里木盆地寒潮频次有密切联系,乌拉尔山正变高中心接近平均正变高中心或偏南时,利于区域性寒潮爆发,且正变高中心强度与寒潮范围有良好的一致性。     

黑龙江省区域寒潮气候特征及延伸期预测评估

利用1961-2013年黑龙江省62个气象站逐日日最低气温资料,在单站寒潮的基础上定义了黑龙江省区域寒潮标准,统计分析了黑龙江省区域寒潮的气候特征和环流特征,在此基础上,基于国家气候中心月动力延伸预测模式业务系统(DERF2.0)1983-2013年对黑龙江地区的回报试验结果,对黑龙江省区域寒潮的11-30 d的延伸期预测进行了检验评估。结果表明:黑龙江省区域寒潮大都发生在冬半年,频次总体呈减少趋势;冬季各月寒潮频次与亚洲纬向环流呈正相关关系,与鄂霍次克海高压呈反相关关系;DERF2.0在11-30 d的延伸期预报上对黑龙江省的区域寒潮有一定的预测技巧,预测准确率可达到40%左右,但仍有较大的改进空间。     

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。     

新疆寒潮中期过程综合预报方法应用实例

前言 1985年5月13-15日新疆出现了一次少见的晚春寒潮天气.北疆各地下了小到中量的雨转雪,个别地区为大量;并普遍刮了6-8级西北风,风口风力10-12级.上述地区普遍降温8-10℃,南疆降温3-5℃(图1).过程降温剧烈,其中乌鲁木齐最低温