论文部分内容阅读
极端降温事件是我国冬季常见的极端天气气候事件,常对我国经济活动和人民生活造成重大影响。研究我国极端降温事件的时空变化特征并揭示其成因对于深刻认识极端天气的变化规律并提高预测能力有重要意义。利用中国站点日平均气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA提供的逐日北极涛动指数(AOI)资料,定义了冬半年(10-3月)极端降温事件,研究了中国东部(110°E以东)这类事件近53年中的时空变化特征和成因及与北极涛动(AO)的关系。得到如下结果:极端降温事件总频次和平均强度尽管存在显著空间差异,但长期趋势较弱,几十年中均无较大改变。东北南部、华北大部分地区和华中北部的发生次数最多,华中南部最少。其多年平均强度从北到南呈现出强-弱-较强的分布特征。极端降温事件发生频次还存在显著的年际变化,1965年和2009年为频发年,1983年为少发年。不同区域极端降温过程发生前后环流异常有着明显差别。极端降温事件发生前,中高纬度欧亚大陆上空中层位势高度异常和低层温度异常自西北至东南均呈现出“+”、“-”、“+”的波列结构。但极端降温事件发生时,40°N以北的极端降温区域上空的环流有着相当正压结构,而在40°N以南极端降温区域上空环流有明显的斜压特征,此时各降温区域上空皆存在显著的北风异常。波作用通量显示的波能传播在极端降温事件发生前环流异常的产生及后续东传中起到重要作用。不同区域极端降温过程发生的最关键因素都是冷平流过程产生的动力冷却作用,但垂直运动导致的动力加热和非绝热加热对局地温度变化的贡献则存在较大的空间差异。冬半年AOI具有显著的年际和年代际变化。AOI与中国东部极端降温事件发生频次和强度有显著负相关关系。近几十年来极端降温事件发生频次较弱的减少趋势可能与AOI的增大有关。AO位相的变化调节着北半球中高纬的大气环流,AOI正(负)异常时,乌拉尔山高压脊、东亚大槽和西伯利亚高压偏弱(强),环流经向度减小(加大),不利于(有利于)冷空气南侵,从而可造成极端降温事件减少(增加)。