中国冬季气温不同年代际的季节内变化特征及成因分析

利用1951～2020年中国观测站气温资料、NCEP/NCAR再分析资料和统计方法,分析了不同年代际时间尺度背景下我国冬季气温的季节内变化特征及相联系的大气环流异常。结果表明,1986年前、后为两个年代际时间尺度阶段,各阶段内前冬（12月）与后冬（1～2月）气温异常反位相年的比例均高于同位相年。1986年之前,季节内的优势空间模态为前冬全国冷（暖）转为后冬南方暖（冷）的可能性大,即南方地区季节内变率大;而1986年之后的优势空间模态为前冬北方冷（暖）转为后冬全国明显暖（冷）的可能性大,即北方地区季节内变率大。冬季气温的季节内变化显著受到冬季风系统关键环流季节内变化的影响。对应优势模态的正异常年份,1986年之前,欧亚中高纬地区对流层环流异常信号从前冬到后冬显著性减弱,其中西北太平洋地区对流层中高层的环流调整更明显,副热带高度场增强,热带东风急流北扩,前冬到后冬的环流调整有利于前冬全国大范围偏冷而后冬我国南方地区气温升高,造成南方地区季节内反位相变率增大。1986年之后,欧亚高中低纬地区的环流异常从前冬到后冬显著性增强,欧亚中高纬度环流发生较大调整,而低纬度的环流变化不大,北方地区前冬冷到后冬全国明显转暖,造成北方地区季节内反位相变率大。即副热带环流和中高纬度环流分别在两个年代际尺度阶段南方和北方的冬季气温季节内变率中起到主导作用。     

去冬今春我国的天气气候和大气环流的特点

去冬今春我国天气气候变化很大,入冬后从去年11月份到今年3月上旬,我国大范围地区气温比常年偏高,其中2月上旬至3月上旬气温偏高尤为显著。冬季(12—2月)我国绝大部分地区季平均气温偏高2℃左右,北方地区偏高2—4℃。为少见的典型暖冬年。入春后北方冷空气活动频繁,3月中旬初,受北方较强冷空气的影响,南方大部地区气温下降到12℃以下,并出现较长时间低温阴雨天气,4月份江南气温有所回升,而华北地区自3月中旬以来气温长期明显偏低,为建国以来所少见的“倒春寒”天气。俗称冬春“十年九旱”的华北地区,去冬今春两季雨雪反而很多,春季雨水之多仅次于1964年。本文就去冬今春我国天气特点和环流特征进行初步的分析。     

北疆低温多雨 农事活动推迟 南疆常温少雨 造成部分春旱

从1986年以来，新疆已经持续了8个暖冬，1993年入冬以来，新疆开始出现了冬季气温较常年偏低的现象，至12月底北疆气温明显较常年偏低，南疆虽然仍维持偏高，但气温距平值出现了减少的趋势，后备北疆气温仍旧偏低，但偏低幅度没有前冬强。另外，整个冬季的降水量也较常年偏多，积雪偏厚，入春以来（3－4月），北疆大部分气温地区偏低，南疆气温偏低，降水量北疆正常略偏多，其中3月份北疆大部分地区偏少或正常略偏少，而4月份大部分地区偏多。五月平均气温和月总降水量3月份平均气温，北疆北部除阿拉山o偏低2．5℃，富蕴偏高2．4℃，阿勒泰…     

冬季（1993．12—1994．2）气候影响评价

冬季（１９９３．１２—１９９４．２）气候影响评价哈斯（气候中心）我区冬季气候特点是：前冬降水偏多，气温偏低，后冬降水少，气温偏高。初冬末我区中东部出现了大范围降雪天气，锡盟以东地区降了中到大雪，没有出现严重灾害。季内大风日数较常年偏少。１气温冬季全区...     

寒潮爆发东北遭遇暴风雪北方雨雪多西南持续干旱——2007年3月——

2007年3月,全国大部地区月平均气温比常年同期偏高;全国平均气温为4.5℃,比常年同期偏高1.3℃;月内气温起伏变化大,上中旬全国大部地区气温接近常年同期或偏低;下旬,全国大部地区气温异常偏高。全国平均降水量为31.5mm,较常年同期略偏多;北方大部地区较常年同期明显偏多,南方大部接近常年同期或偏少。月内,东北遭遇罕见暴风雪灾害;西南部分地区发生春旱;我国北方地区出现了5次沙尘天气过程;上旬,强冷空气影响我国大部地区,安徽、江苏等地局部遭受低温冷冻害;贵州、山东、江苏等地出现雷雨大风和冰雹等局地强对流天气;我国中东部地区大雾天气…     

平流层极涡变化与我国冬季气温、降水的关系

利用国家气候中心提供的1951-2010年逐月环流指数资料,分析了北半球极涡强度指数、面积指数和中心强度指数的相关关系,并通过极涡强度指数的变化讨论了冬季北半球极涡强度的时间变化特征。结果表明,冬季极涡强度指数与面积指数和中心强度指数有较好的相关性,能够更好地反映冬季极涡强度的变化特征;冬季极涡存在准13年的年代际振荡周期,准5年的年际振荡周期在20世纪90年代后期较为明显。结合气温、降水观测资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,探讨了极涡强、弱不同年份我国冬季气温、降水和大气环流形势的变化。相对极涡弱值年而言,极涡强值年我国北方地区、东部地区特别是东北地区的气温偏高,西南大部分地区的气温偏低,长江流域和华南地区的气温变化不明显;我国南方地区降水偏多,长江中下游和华南地区的降水偏多最为明显,北方地区的降水略有减少;500hPa高度场上高纬度地区的位势高度降低,中高纬度的位势高度升高,冷空气向极地聚集,东亚大槽减弱,我国东北和东部地区的气温偏高;同时东亚冬季风减弱,湿空气向我国内陆输送,长江流域和我国南方地区的降水偏多。     

秋季喀拉海海冰对2020和2021年12月京津冀冷暖反相的影响

2020/2021和2021/2022年冬季京津冀气温呈明显相反的季节内变化特征,前者前冬气温异常偏低后冬偏高,而后者前冬气温极端偏高后冬转冷。这两年前冬冷暖反相的直接原因是亚洲冬季风环流异常。2020年12月欧亚地区为典型的经向环流,西伯利亚高压偏强,乌拉尔山高压脊亦偏强,造成京津冀上空对流层中低层气温一致性偏低,而2021年12月环流形势相反。这两年冬季均处在拉尼娜背景下,但夏秋季喀拉海海冰异常有明显差异,可能是京津冀这两年前冬气温异常相反潜在的外强迫信号。统计和个例分析结果均表明,喀拉海海冰偏多易导致前冬西伯利亚高压偏弱,青藏高原地区海平面气压和亚洲大陆中纬度地区500 hPa位势高度均为正距平,不利于冷空气活动,造成2021/2022年前冬京津冀气温偏高,反之海冰偏少造成2020/2021年前冬偏冷。     

温暖少雨的三月

1977年8月份,我国天气的主要特点是,全国大部分地区气温偏高,南方和北方大部分地区降水偏少,降水区主要集中在淮河流域和长江中、下游地区。就月平均气温而言,我国东部地区较常年同期偏高2—4℃,仅新疆、甘肃、青海、四川的大部地区,云南东部及海南岛地区比常年同期偏低1—2℃,其中新疆北部偏低3—4℃(见图1)。气温偏高,对北方地区小麦返青生长和南方地区的早稻播种有利,但对北方旱     

Reversal of monthly East Asian winter air temperature in 2020/21 and its predictability

在全球变暖的背景下,近年来东亚冬季气温存在复杂的季节内变化.本文研究了2020/21年东亚冬季气温的月际转折及可预测性.结果 表明,2020/21年东亚冬季气温前冬(2020年12月-2021年1月中旬)偏冷,后冬(2021年1月中旬-2月)偏暖.西伯利亚高压强度在前冬和后冬也出现转折变化.在前冬,由于2020年9月巴...     

青藏高原冬春季积雪异常与我国夏季低温的关系

利用改进后的大气环流谱模式,进行长时间积分,模拟青藏高原积雪的年际变化。分别对模拟结果的多雪年和少雪年夏季温度场进行分析,结果表明：青藏高原冬春多雪年,我国北方大部分地区夏季气温比常年低,而南方地区夏季气温比常年偏高,少雪年则结论相反。同时结合历史实况资料的分析,可以看出东北夏季低温易发生在青藏高原多雪年,而长江中下游及南方地区夏季低温与青藏高原积雪异常的关系不明显。     

近57年巴彦淖尔市平均最高最低气温及日较差变化

利用1954年-2010年内蒙古巴彦淖尔市9个台站的月平均最高、最低气温观测资料,对巴彦淖尔市年、季平均最高、最低气温变化趋势的空间分布状况和时间变化特征进行了分析。结果表明,近57年来,巴彦淖尔市年平均最高气温的变化特征呈现北部增暖幅度明显大于南部,且近十年呈弱降温趋势;年平均最低气温与全国各地基本一致,呈明显的变暖趋势;无论是年还是季,平均最低气温的增暖幅度明显大于平均最高气温的增幅;年平均日较差多呈下降趋势,并在北部地区尤为明显,各季平均日较差亦均呈下降趋势,并以冬季的下降幅度为最大;年平均最高气温和最低气温的变化在年代际变化上基本呈现较为一致的变化,即57年来主要的变暖均是从20世纪80年代中期开始,均在90年代后期达到了近57年来的历史新高,最高气温近十年来又略有回落。     

1951～2002年中国平均最高、最低气温及日较差变化

利用1951～2002年全国733个台站的月平均最高、最低气温资料,对我国年、季平均最高、最低气温变化趋势的空间分布状况和时间变化特征进行了分析.结果表明:近52年来,我国平均最高气温的变化特征呈现北方增暖明显、南方变化不明显或呈弱降温趋势;年平均最低气温全国各地基本一致,呈明显的变暖趋势;无论是年还是季,平均最低气温的增暖幅度明显大于平均最高气温的增幅;我国年平均日较差多呈下降趋势,并在我国北方地区尤为明显,各季平均日较差亦均呈下降趋势,并以冬季的下降幅度为最大;年平均最高气温和最低气温的变化在年代际变化上基本呈现较为一致的步伐,即52年来主要的变暖均是从20世纪80年代中期开始,均在90年代后期达到了近52年来的历史新高,近年来又略有回落.     

西南地区不同地形台阶气温时空变化特征

利用西南地区135个站1961—2005年的年、月气温资料,按海拔高差及地形气候特征划分成不同的三级地形台阶及4个分区,分析了不同分区的气温时空变化特征。结果表明：西南地区大部年平均气温表现出明显的增温趋势,上升趋势最显著的地区在西藏高原等高海拔地区,而在四川的东北部及云南北部存在降温中心。各分区四季的增温速率排序与全国平均情况有所不同,依次为冬季、秋季、夏季或春季,且均表现出冬季增温趋势明显大于其他季节的特性。各分区年平均气温20世纪60年代至80年代中期基本表现为明显的下降趋势或无明显的增减趋势,但自1997年以来,均表现出显著的增温趋势。突变检测的结果也表明,各分区年平均气温突变的区域或突变点大部分发生在90年代后期以后,且高海拔地区增温突变启动时间早于其他低海拔地区。     

喜马拉雅山区1951—2010年气候变化事实分析

选择喜马拉雅山南北两侧有代表性的13个气象站1951—2010年的气温、降水资料,分析这些台站气候变化总体趋势、年代际变化及突变特征,结果表明：1961—2010年整个喜马拉雅山区的气温总体呈显著上升趋势,平均升温速率为0.38℃/10a。1970—1990年代升温在加速,2000年代升温速率则有所放缓。中段地区各站在2000年左右发生一次显著的升温突变,而西段和东段虽都出现升温突变,但出现的时间差异较大。1971—2010年喜马拉雅山区的降水在西段呈减少趋势,中段、东段大致呈现出微弱增加趋势,但总体变化趋势不明显。降水的年代际变化也表现为1970—1990年代略有增加,2000年代则有所减少。降水突变在西段以减少为主,在中段和东段以增加为主,但各站发生突变的年代很不一致。     

Characteristics and Changes of Cold Surge Events over China during 1960-2007

This paper demonstrates regional characteristics, a long-term decreasing trend, and decadal variations in the frequency of cold surge events based on daily mean temperature and daily minimum temperature data in mainland China from 1960 to 2008. During these 48 years, four high frequency centers of cold surge events were located in Xinjiang, central North China, northeast China, and southeast China. A main frequency peak of cold surge events occurs in autumn for the four regions and another peak is detected in spring over northeast China and southeast China. The regional pattern of cold surge frequencies is in accordance with the perturbation kinetic energy distribution in October-December, January, and February-April. The long-term decreasing trend （-0.2 times/decade） of cold surge frequencies in northeast China and decadal variations in China are related to the variations of the temperature difference between southern and northern China in the winter monsoon season; these variations are due to the significant rising of winter temperatures in high latitudes.     

中国夏季极端酷暑的气候统计和趋势分析

Based on the daily maximum air temperature data from 300 stations in China from 1958 to 2008, the climatological distribution of the number of days with high temperature extremes （HTEs, maximum temperatures higher than 35℃） are studied with a focus on the long-term trends. Although the number of HTE days display well-defined sandwich spatial structures with significant decreasing trends in central China and increasing trends in northern China and southern China, the authors show that the decrease of HTE days in central China occurs mainly in the early period before the 1980s, and a significant increase of HTE days dominates most of the stations after the 1980s. The authors also reveal that there is a jump-like acceleration in the number of HTE days at most stations across China since the mid 1990s, especially in South China, East China, North China, and northwest China.     

1980～2014年中国生态脆弱区气候变化特征分析

为了全面把握20世纪80年代以来中国生态脆弱区气候变化的特征,利用基于全国2000多个站点的格点化逐月资料,对中国典型生态脆弱区1980～2014年的日平均气温、日最高和最低气温、降水、相对湿度、风速和蒸发皿蒸发量的变化特征进行了分析。结果表明:（1）中国生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温几乎都呈上升趋势;日平均气温增幅北方大于南方;北方生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温、南方生态脆弱区日最低气温的季节增幅多为春季最大,秋季或冬季最小。（2）全区平均降水变化趋势不明显;生态脆弱区降水距平百分率春季多为增长趋势,夏季多为减少趋势,秋、冬季和年北方多为增长趋势,南方多为减少趋势。（3）相对湿度以减少趋势为主,只有黄土高原南部脆弱区秋、冬季和干旱半干旱区脆弱区冬季相对湿度距平百分率的趋势为正,这几个正值区同时也是降水增长大值区。（4）风速基本为减少趋势,春季减少趋势最大。（5）全区平均蒸发皿蒸发量春、夏季和年为减少趋势,冬季为增长趋势;北方生态脆弱区蒸发皿蒸发量四季和年多呈减少趋势;南方生态脆弱区蒸发皿蒸发量春、夏季以减少趋势为主,秋、冬季和年呈增长趋势。     

近50年我国探空温度序列均一化及变化趋势

利用1958—2005年我国116个站探空温度序列研究了我国高空温度变化趋势。首先通过静力学质量控制和两相回归法对原始序列进行了均一化处理。我国探空温度序列存在明显的间断点, 间断点的订正对于序列的趋势影响较为显著。缺测率是影响我国探空温度序列应用性的重要因子, 也是区域平均趋势统计中台站取舍的指标, 减少台站总数会削弱我国对流层升温和平流层降温的变化趋势。分析表明: 70%作为最小资料有效率标准最为合理。为满足最小资料有效率, 选取92个站统计我国高空温度变化趋势的区域平均值。结果表明: 1958-2005年, 平流层下层和对流层上层降温, 对流层中、低层升温; 高空温度变化趋势与研究时段明显相关, 1958-1978年我国高空大气整层均为降温; 1979—2005年, 对流层中低层升温最为明显, 增暖的幅度随高度增加而减小, 400 hPa以上各层转为降温。对流层的升温始于20世纪80年代, 升温幅度与全球尺度的平均值有所不同。     

20世纪80～90年代我国气候增暖进程的统计事实

运用统计诊断方法分析了近50年来我国年平均及四季的气温变化特征，重点研究了20世纪90年代和80年代气温变化的主要差异及其增暖进程。结果表明，我国年平均气温是呈上升趋势的，但80年代以前年代际变化并不明显, 升温幅度不大。我国气候增暖始于20世纪80年代后期，90年代增暖加速，急剧增暖的主要原因是长江流域以南地区经历了由偏冷向偏暖的趋势转变。我国四季气温变化趋势在80～90年代增暖的进程中存在明显差异:其中冬季增暖开始时间最早、幅度最大、持续时间最长；90年代我国气候增暖急剧加速，其原因除了冬季气温持续攀升作用外，春、夏、秋季气温上升, 特别是春、夏季增暖幅度的加大增暖区域的显著扩展也起到很重要的作用。