中国大范围极端低温事件的特征分析
发布时间：2021-11-20 23:38
利用NCEP/NCAR的逐日再分析资料和国家气象信息中心的观测站温度资料,分析了中国大范围极端低温事件的特征。基于强度、范围和时间3个条件定义了全国性极端低温事件,得到38个大范围极端低温事件（LECES）,根据影响地域分为全国型、东部型、华南华北型、西北华南型、华北东北型5类,对比分析各类型事件的环流形势特征。结果表明:全国型LECES在发生前15 d左右存在前兆信号,乌拉尔山出现明显的阻塞形势,300 h Pa高空急流呈正负纬向带状分布,急流增加,东亚季风强,西伯利亚高压增强,冷空气在亚洲北部堆积。在850 hPa上,西伯利亚地区为异常强大的反气旋,中国大部分地区受北风控制,这种高低空环流系统的配置和演变影响着我国,使中国发生极端低温天气。此外,与全国型LECES相比,其他型LECES在发生前5 d左右出现前兆信号,事件持续时间短,强度弱,且500 h Pa高度场、海平面气压场的异常区域决定了LECES的类型。
【文章来源】：气象与环境学报. 2020,36(06)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
中国全国型(a)、东部型(b)、西北华南型(c)、华南华北型(d)和华北东北型(e)典型LECES事件个例的峰值日气温距平空间分布
中高纬度环流异常与冷空气入侵中国的强度异常有较强的相关，导致中国冬季气温异常[24-25]。图2是将15个中国全国型LECES事件合成的500 h Pa位势高度及其距平场，其中点区表示通过95%信度的t检验。在前15 d，欧亚大陆的北极附近出现了高压脊，并且出现正的高度场距平，这将有利于此区域形成阻塞高压。在东亚北部地区出现浅槽，在日本海及西太平洋地区为负距平出现。在前10 d至前5 d，高压脊不断的加深，槽的范围也不断的扩大。在前5 d，极涡存在两个异常中心，一个位于北美北部，一个位于欧亚大陆北部，在贝加尔湖和鄂霍次克海附近出现负距平中心，正距平中心东移。乌拉尔山的高压脊和贝加尔湖的低压槽基本形成，寒潮前期欧亚大陆的典型波列结构形成[26]。在0 d，强大的正距平中心位于乌拉尔山地区，中国大部分地区被负距平控制，东亚大槽强且深，其与乌拉尔山地区构成了西高东低的环流形势，冷空气南下，不断侵入中国，中国发生大范围极端低温事件。在后5 d，乌拉尔山地区的脊和东亚大槽依然很深厚，正、负距平范围不断扩大，强度加强。进而，中国的极端低温天气仍在继续。这种形式有利于西伯利亚地区的冷空气东移，沿着东亚大槽不断入侵中国[27]。由中国其他型LECES事件500 h Pa位势高度及其距平的合成场可知(图略)，相比于全国型其乌拉尔山的脊比较弱，正、负距平异常中心在事件发生当天达到最强，在后5 d，脊和槽没有继续发展。其中东部型的正、负距平异常中心位置相比于全国型偏东，华北东北型负距平中心位置位于日本海附近地区，较东部型更偏东，负距平强度更强。通过比较这几种类型中国LECES事件的500 h Pa高度场及其距平场的差异，表明正、负距平中心的强度及范围与LECES事件发生的区域相关，其中全国型LECES事件发生前后，中国上空出现强度异常的高度场负距平，这有利于东亚大槽的发展和维持。
刘毅等[28]指出欧亚大陆冬季大气环流形势在一定时间内是稳定状态，通常在青藏高原西南侧孟加拉湾附近为南支槽，西伯利亚地区为高压脊。图3为15个全国型LECES事件合成的海平面气压及其距平的合成场，在前5 d时，西伯利亚的大部分地区为正距平，其中心位于乌拉尔山以东地区，蒙古和中国为负距平，负距平中心位于中国华北和西北地区。此时西伯利亚高压中心偏西，其中心最大值达到1034 h Pa。在0 d时，正距平中心范围不断扩大且向东移动，西伯利亚地区及中国大部分地区为强大的正距平中心，其中心最大值为1040 h Pa，在日本及其海域为负距平，在中国青藏高原南部为负距平，其有利于南支槽的发展，从而给中国南方带来暖湿空气。此外阿留申低压也异常的强大，其最大负距平中心为996 h Pa。在后5 d，西伯利亚高压中心值为1044 h Pa，强大的正距平中心仍然维持，中国为正距平区域，阿留申低压强度加强，且向西南延伸。峰值日当天西伯利亚高压中心强度为1044 h Pa，中国为正距平，阿留申低压强大。这表明在中国发生极端低温事件时，西伯利亚高压和阿留申低压均异常强大。从其他型的海平面气压及其距平场图中可以看到(图略)，在0 d西伯利亚高压达到最强，在后5 d，西伯利亚高压范围减小，正、负距平中心强度减弱。其中华北东北型在后5 d，在西太平洋地区有切断低压形成。图4为15个中国全国型LECES事件合成的850 h Pa风场图，其中点区表示通过95%信度的t检验，在前5 d时，整个西伯利亚地区为强大的反气旋中心，在中国长江流域至华北一带存在高空切变线，在中国东北和日本区域有一气旋中心，中国东北地区盛行偏北风，长江流域、华北为偏南风。在0 d时，乌拉尔山和贝加尔湖之间存在强大的反气旋，在日本附近地区为气旋中心，偏北气流经中国东北和蒙古西部侵入中国内陆，与来自孟加拉湾的暖湿气流在中国长江流域及西北地区交绥。在后5 d时，位于西伯利亚地区的反气旋中心向东移动，同时日本附近地区的气旋中心范围扩大，使冷空气不断的侵入中国，中国的低温天气仍然持续。其他型的850 h Pa风场相比全国型而言(图略)，在前5 d时在西伯利亚地区没有明显的反气旋中心存在，在0 d，西伯利亚地区的反气旋中心加强，在后5 d，反气旋减弱甚至消散。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国东北冬季相邻两天降温特征及其年代际变化[J]. 李尚锋,高枞亭,杨旭,尹路婷. 气象与环境学报. 2019(06)
[2]1961—2015年东北区域最高与最低气温演变的气候特征[J]. 侯依玲,刘鸣彦,张海娜,赵春雨. 气象与环境学报. 2018(05)
[3]冬季大范围持续性极端低温事件与欧亚大陆大型斜脊斜槽系统研究进展[J]. 布和朝鲁,彭京备,谢作威,纪立人. 大气科学. 2018(03)
[4]北半球中高纬度低频振荡对2012/2013年冬季中国东北极端低温事件的影响[J]. 苗青,巩远发,邓锐捷,魏挪巍. 大气科学. 2016(04)
[5]1961—2012年黑龙江省寒潮气候特征[J]. 王莹,陈莉,李永生,李帅. 气象与环境学报. 2014(05)
[6]亚欧中纬度关键区正位势高度距平场配置与中国冬季区域性极端低温事件的联系[J]. 龚志强,王晓娟,任福民,封国林. 大气科学. 2013(06)
[7]中国冬季区域性极端低温事件分类及其与气候指数极端性的联系[J]. 王晓娟,沈柏竹,龚志强,封国林. 物理学报. 2013(22)
[8]1961—2010年环渤海地区寒潮时空分布及变化特征[J]. 段丽瑶,刘爱霞,于莉莉. 气象与环境学报. 2013(04)
[9]亚洲东部冬季地面温度变化与平流层弱极涡的关系[J]. 易明建,陈月娟,周任君,毕云,邓淑梅. 大气科学. 2013(03)
[10]1960—2009年中国冬季区域性极端低温事件的时空特征[J]. 王晓娟,龚志强,任福民,封国林. 气候变化研究进展. 2012(01)
本文编号：3508312
【文章来源】：气象与环境学报. 2020,36(06)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
中国全国型(a)、东部型(b)、西北华南型(c)、华南华北型(d)和华北东北型(e)典型LECES事件个例的峰值日气温距平空间分布
中高纬度环流异常与冷空气入侵中国的强度异常有较强的相关，导致中国冬季气温异常[24-25]。图2是将15个中国全国型LECES事件合成的500 h Pa位势高度及其距平场，其中点区表示通过95%信度的t检验。在前15 d，欧亚大陆的北极附近出现了高压脊，并且出现正的高度场距平，这将有利于此区域形成阻塞高压。在东亚北部地区出现浅槽，在日本海及西太平洋地区为负距平出现。在前10 d至前5 d，高压脊不断的加深，槽的范围也不断的扩大。在前5 d，极涡存在两个异常中心，一个位于北美北部，一个位于欧亚大陆北部，在贝加尔湖和鄂霍次克海附近出现负距平中心，正距平中心东移。乌拉尔山的高压脊和贝加尔湖的低压槽基本形成，寒潮前期欧亚大陆的典型波列结构形成[26]。在0 d，强大的正距平中心位于乌拉尔山地区，中国大部分地区被负距平控制，东亚大槽强且深，其与乌拉尔山地区构成了西高东低的环流形势，冷空气南下，不断侵入中国，中国发生大范围极端低温事件。在后5 d，乌拉尔山地区的脊和东亚大槽依然很深厚，正、负距平范围不断扩大，强度加强。进而，中国的极端低温天气仍在继续。这种形式有利于西伯利亚地区的冷空气东移，沿着东亚大槽不断入侵中国[27]。由中国其他型LECES事件500 h Pa位势高度及其距平的合成场可知(图略)，相比于全国型其乌拉尔山的脊比较弱，正、负距平异常中心在事件发生当天达到最强，在后5 d，脊和槽没有继续发展。其中东部型的正、负距平异常中心位置相比于全国型偏东，华北东北型负距平中心位置位于日本海附近地区，较东部型更偏东，负距平强度更强。通过比较这几种类型中国LECES事件的500 h Pa高度场及其距平场的差异，表明正、负距平中心的强度及范围与LECES事件发生的区域相关，其中全国型LECES事件发生前后，中国上空出现强度异常的高度场负距平，这有利于东亚大槽的发展和维持。
刘毅等[28]指出欧亚大陆冬季大气环流形势在一定时间内是稳定状态，通常在青藏高原西南侧孟加拉湾附近为南支槽，西伯利亚地区为高压脊。图3为15个全国型LECES事件合成的海平面气压及其距平的合成场，在前5 d时，西伯利亚的大部分地区为正距平，其中心位于乌拉尔山以东地区，蒙古和中国为负距平，负距平中心位于中国华北和西北地区。此时西伯利亚高压中心偏西，其中心最大值达到1034 h Pa。在0 d时，正距平中心范围不断扩大且向东移动，西伯利亚地区及中国大部分地区为强大的正距平中心，其中心最大值为1040 h Pa，在日本及其海域为负距平，在中国青藏高原南部为负距平，其有利于南支槽的发展，从而给中国南方带来暖湿空气。此外阿留申低压也异常的强大，其最大负距平中心为996 h Pa。在后5 d，西伯利亚高压中心值为1044 h Pa，强大的正距平中心仍然维持，中国为正距平区域，阿留申低压强度加强，且向西南延伸。峰值日当天西伯利亚高压中心强度为1044 h Pa，中国为正距平，阿留申低压强大。这表明在中国发生极端低温事件时，西伯利亚高压和阿留申低压均异常强大。从其他型的海平面气压及其距平场图中可以看到(图略)，在0 d西伯利亚高压达到最强，在后5 d，西伯利亚高压范围减小，正、负距平中心强度减弱。其中华北东北型在后5 d，在西太平洋地区有切断低压形成。图4为15个中国全国型LECES事件合成的850 h Pa风场图，其中点区表示通过95%信度的t检验，在前5 d时，整个西伯利亚地区为强大的反气旋中心，在中国长江流域至华北一带存在高空切变线，在中国东北和日本区域有一气旋中心，中国东北地区盛行偏北风，长江流域、华北为偏南风。在0 d时，乌拉尔山和贝加尔湖之间存在强大的反气旋，在日本附近地区为气旋中心，偏北气流经中国东北和蒙古西部侵入中国内陆，与来自孟加拉湾的暖湿气流在中国长江流域及西北地区交绥。在后5 d时，位于西伯利亚地区的反气旋中心向东移动，同时日本附近地区的气旋中心范围扩大，使冷空气不断的侵入中国，中国的低温天气仍然持续。其他型的850 h Pa风场相比全国型而言(图略)，在前5 d时在西伯利亚地区没有明显的反气旋中心存在，在0 d，西伯利亚地区的反气旋中心加强，在后5 d，反气旋减弱甚至消散。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国东北冬季相邻两天降温特征及其年代际变化[J]. 李尚锋,高枞亭,杨旭,尹路婷. 气象与环境学报. 2019(06)
[2]1961—2015年东北区域最高与最低气温演变的气候特征[J]. 侯依玲,刘鸣彦,张海娜,赵春雨. 气象与环境学报. 2018(05)
[3]冬季大范围持续性极端低温事件与欧亚大陆大型斜脊斜槽系统研究进展[J]. 布和朝鲁,彭京备,谢作威,纪立人. 大气科学. 2018(03)
[4]北半球中高纬度低频振荡对2012/2013年冬季中国东北极端低温事件的影响[J]. 苗青,巩远发,邓锐捷,魏挪巍. 大气科学. 2016(04)
[5]1961—2012年黑龙江省寒潮气候特征[J]. 王莹,陈莉,李永生,李帅. 气象与环境学报. 2014(05)
[6]亚欧中纬度关键区正位势高度距平场配置与中国冬季区域性极端低温事件的联系[J]. 龚志强,王晓娟,任福民,封国林. 大气科学. 2013(06)
[7]中国冬季区域性极端低温事件分类及其与气候指数极端性的联系[J]. 王晓娟,沈柏竹,龚志强,封国林. 物理学报. 2013(22)
[8]1961—2010年环渤海地区寒潮时空分布及变化特征[J]. 段丽瑶,刘爱霞,于莉莉. 气象与环境学报. 2013(04)
[9]亚洲东部冬季地面温度变化与平流层弱极涡的关系[J]. 易明建,陈月娟,周任君,毕云,邓淑梅. 大气科学. 2013(03)
[10]1960—2009年中国冬季区域性极端低温事件的时空特征[J]. 王晓娟,龚志强,任福民,封国林. 气候变化研究进展. 2012(01)
本文编号：3508312
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