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%。     

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。     

新疆阿勒泰地区冬季严寒天气的气候变化特征分析

基于1961-2017年阿勒泰地区7个气象站的逐日最低气温资料,分析了阿勒泰地区冬季（11-3月）严寒天气的气候变化特征。结果表明：阿勒泰地区冬季整体呈增暖趋势,平均最低气温的增加幅度可达0.7℃/10a,尤以富蕴站和青河站最为突出,分别为1.2℃/10a和0.9℃/10a,均可通过95%的信度检验。阿勒泰地区冬季年最低气温的增暖幅度为0.6℃/10a,富蕴增暖最快,增暖幅度为1.1℃/10a,可通过95%信度检验。富蕴站和青河站冬季严寒天气发生频数最多,最高接近70次,各站严寒天气日数均在在20世纪90年代处于低值期。从持续性严寒天气（最低气温低于-30℃）发生频数来看,各站冬季持续2天,3天和5天的发生频数均为减少趋势。各站冬季持续性严寒天气的（最低气温低于-30℃）最长日数均表现出减少趋势,以富蕴站和青河站最为显著,减少日数均为-1.2d/10a,可通过95%信度检验。     

近56 a伊犁河谷冷空气过程气候变化特征

利用1961—2016年伊犁河谷10个气象站逐日观测资料,依据冷空气过程监测标准,采用线性趋势、Morlet小波和相关分析等方法,对河谷各站9月至次年5月期间不同等级冷空气过程的频数与强度气候变化特征进行分析。结果表明:(1)近56 a来,伊犁河谷年平均冷空气过程频数为18. 5次,河谷中、西部的冷空气过程频数较多,向东、西两侧明显减少。其中,寒潮和中等强度冷空气过程频数在河谷中部较多,向东、西两侧逐渐减少;强冷空气过程频数自西向东逐渐减少。(2)伊犁河谷冷空气过程频数1月最多,5月最少。其中,寒潮和强冷空气过程高发期在冬季,中等强度冷空气过程高发期在秋季9—10月。(3)各级冷空气过程平均最低气温均1月最低、5月最高,且寒潮和强冷空气过程降温幅度均以12月最强,而中等强度冷空气过程降温幅度最强在10月。(4) 1961—2016年,伊犁河谷寒潮过程频数、累积日数均呈显著减少趋势,而冷空气累积降温幅度整体呈显著减小趋势;寒潮频数于2004年发生由多到少的突变,且寒潮与强冷空气过程频数分别存在26 a和31 a的年代际变化周期。(5)伊犁河谷各级冷空气过程频数与同期平均最低气温呈反相关关系,其中寒潮频数与最低气温的相关程度最高,而与降水、平均风速相关程度较弱。     

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。     

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。     

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。     

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。     

中亚阿拉木图与乌鲁木齐寒潮气候特征对比分析

利用1951—2016年阿拉木图与乌鲁木齐的逐日气象观测资料,对比分析中亚区域两个主要城市的寒潮气候变化特征。结果表明:(1)阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数分别为6.1次和4.2次,阿拉木图的寒潮过程较频繁;阿拉木图的寒潮过程年内分布呈单峰型,峰值在11月和12月,而乌鲁木齐的过程频数年内分布呈双峰型,分别出现在4月和11月;阿拉木图的冬半年寒潮过程初日和终日均比乌鲁木齐偏早9 d。(2)1951—2006年,阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数均呈线性减少趋势,阿拉木图的减少趋势更加显著;阿拉木图与乌鲁木齐的寒潮过程异常偏多年主要出现在1980年之前;阿拉木图的年寒潮过程频数存在21 a显著周期,乌鲁木齐存在39 a显著周期。(3)乌鲁木齐的寒潮过程最低气温低于阿拉木图,但是阿拉木图的寒潮过程降温幅度强于乌鲁木齐;56 a来,阿拉木图和乌鲁木齐的寒潮过程降温幅度的年累计值的变化率分别为-8.1℃/10 a和-5.9℃/10 a,相比而言,阿拉木图的寒潮过程强度的减弱趋势更加显著。     

中亚阿拉木图与乌鲁木齐寒潮气候变化特征对比分析

利用1951—2016年阿拉木图与乌鲁木齐的逐日气象观测资料,对比分析中亚区域两个主要城市的寒潮气候变化特征。结果表明:(1)阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数分别为6.1次和4.2次,阿拉木图的寒潮过程较频繁;阿拉木图的寒潮过程年内分布呈单峰型,峰值在11月和12月,而乌鲁木齐的过程频数年内分布呈双峰型,分别出现在4月和11月;阿拉木图的冬半年寒潮过程初日和终日均比乌鲁木齐偏早9 d。(2)1951—2006年,阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数均呈线性减少趋势,阿拉木图的减少趋势更加显著;阿拉木图与乌鲁木齐的寒潮过程异常偏多年主要出现在1980年之前;阿拉木图的年寒潮过程频数存在21 a显著周期,乌鲁木齐存在39 a显著周期。(3)乌鲁木齐的寒潮过程最低气温低于阿拉木图,但是阿拉木图的寒潮过程降温幅度强于乌鲁木齐;56 a来,阿拉木图和乌鲁木齐的寒潮过程降温幅度的年累计值的变化率分别为-8.1℃/10 a和-5.9℃/10 a,相比而言,阿拉木图的寒潮过程强度的减弱趋势更加显著。     

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。     

气象上寒潮天气两种不同统计方法的探讨

文章使用多伦县2001—2010年寒潮天气统计资料,分析了当地寒潮变化特征,通过对寒潮统计两种不同方法从降温特征、大气环流特征及地表覆盖几个方面进行分析,得出如下结论:按日最低气温降温幅度统计寒潮天气出现次数明显多于按日平均气温降温幅度统计寒潮天气出现的次数,尤其在初冬和冬末季节日最低气温变化比日平均气温变化幅度更加剧烈。     

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。     

河西走廊东部寒潮时空变化特征及典型个例分析

利用1986—2015年河西走廊东部5个气象站逐日气温、大气环流特征量和2016年5月常规天气图和物理量场,分析了河西走廊东部寒潮时空分布及其与大气环流特征量的关系和2016年5月3次寒潮天气过程天气成因。研究表明：河西走廊东部寒潮频次由北向南减少,中部最少;寒潮频次年际差异较大,总体呈下降趋势;寒潮主要出现在1—5月和10—12月,频次站次4月最多,6月最少,春季寒潮频次最多;寒潮最早出现在9月1日（永昌）、最晚出现在6月7日（乌鞘岭）。月寒潮频次与月亚洲、北半球的极涡面积和强度、北极涛动、亚洲经向环流和冷空气指数呈显著正相关,与北半球极涡中心纬向位置和强度、东亚大槽强度、西藏高原1和2指数呈负显著相关,前一月亚洲、北半球极涡面积和强度、北半球极涡中心强度、北极涛动指数对月寒潮预报预测具有良好的指示意义。使用多元回归建立寒潮月频次预报方程,通过了=0.1显著性水平检验。2016年5月3次寒潮天气均与极涡中心偏强有关,前期升温明显、高空强盛冷平流强盛、地面冷高压强烈是造成三次寒潮天气的主要原因,500 hPa横槽转向南压造成的降温幅度比小槽东移更大、影响范围更广。     

中国黄土高原地区春寒时空演变

利用1961～2000年春季日均气温资料,采用EOFs、小波分析和分维分析等方法,研究了该区域春季春寒变化.结果表明,黄土高原地区春寒强度大致由北向南递减,又存在东西梯度.春寒强度线性递减率高原中部大于周边,3月、4月变化的线性趋势显著,分别以0.3 ℃/10 a、1.7 ℃/10 a速度减少.春寒强度变化呈现较高的全区一致,高原大部分春寒强度明显减弱,高原腹地易出现强春寒.春寒强度变化存在周期振荡,3月以2～4 a周期为主,4月以3～4 a为主,5月存在2～4 a和6 a左右周期;1990s春寒强度最弱,最强时段在3、4、5各月分布不同;4月春寒强度演变在1980年附近发生了转折,下降明显.分数维D由3月到5月逐渐增大,春寒强度变化复杂程度提高.春寒空间演变中大振幅区在高原腹地,振幅向四周衰减;变化信息,在西部存在东流的趋势,在高原东部存在回流趋势.     

1961-2012年黑龙江省寒潮气候特征

利用1961-2012年黑龙江省62个气象站逐日平均气温及日最低气温,定义黑龙江省单站寒潮,并着重分析了黑龙江省寒潮发生频次的时空变化特征。结果表明：近52 a黑龙江省寒潮频次明显减少,寒潮频次的多少与地形的分布特点一致,山区半山区等高寒地带发生寒潮的频次明显多于平原地区。寒潮在11月和12月发生的最多,9月最少,冬季的寒潮频次明显比春季和秋季多。近52 a春季、秋季和冬季寒潮频次基本为减少趋势,而大兴安岭地区秋季寒潮频次呈增加趋势。     

2—5月我国低温连阴雨和南方冷害时空特征

利用1951-2007年25月我国546个站逐日平均气温和24h降水量观测资料以及南方早稻区代表站日照时数观测资料,定义了全国统一的低温连阴雨标准和早稻区低温冷害标准,并采用统计分析方法,给出了1951—2007年2—5月我国低温连阴雨和低温冷害的时空变化特征。57年中,2—5月低温连阴雨平均日数以四川盆地、贵州、江南西部和华南最多。2—5月,低温连阴雨日数呈现由长江以南向黄河流域逐渐增加且范围扩大的特征。各月低温连阴雨日数20世纪50年代较少,1997年后呈现显著减少的趋势。1963-1996年,各月低温连阴雨日数的EOF第1特征向量呈现出月际反相变化,并有年代际振荡特征。对于各地区的早稻播种而言,1951年以来,四川盆地和长江中下游地区低温冷害较华南地区偏多、偏重,但2000年以来各早稻区的低温冷害都在减少,早稻区低温冷害存在显著的年际和年代际周期振荡特征。     

2021年春季海洋天气评述

2021年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡为偶极型分布,极涡较常年平均值偏强,中高纬度西风带呈现4波型。3月,南下冷空气活动偏弱,月内海雾过程频发。4月,北部海域受高压影响,低层形势场稳定,冷空气活动减弱。5月,我国近海受温带气旋影响出现大风天气。春季我国近海出现了5次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程2次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次,温带气旋影响的大风过程2次。春季共有8次海雾过程,3月3次,4月2次,5月3次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有8次,大浪日数偏少。西北太平洋和南海共生成2个台风。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,东部和南部海域升温明显,南部和北部海域海面温度梯度増加。     

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。