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北半球冬季极端低温事件变化及其与秋季海冰的联系

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高原气象 2020年第1期39卷 102-109页

作者：杨冬东张录军周舒王华曌周玮佳李媛南京大学大气科学学院/中国气象局-南京大学气候预测研究联合实验室/江苏省气候变化协同创新中心

利用欧洲中期天气预报中心逐日的地面气温数据以及美国国家冰雪数据中心逐月的海冰密集度数据,并通过气候百分位法统计了逐月的极端低温事件日数,分析了1979-2016年冬季(12月至次年2月)北半球的极端低温事件与秋季(9-11月)北极海冰变化... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心逐日的地面气温数据以及美国国家冰雪数据中心逐月的海冰密集度数据,并通过气候百分位法统计了逐月的极端低温事件日数,分析了1979-2016年冬季(12月至次年2月)北半球的极端低温事件与秋季(9-11月)北极海冰变化之间的关系,并挑选了典型年份探讨了秋季北极海冰对极端低温事件可能存在的影响机理。结果表明,北半球冬季极端低温事件与秋季关键海区(波弗特海、楚科奇海、巴伦支海和喀拉海)的海冰面积变化密切相关,其中亚洲北部区域冬季的极端低温事件与秋季关键海区的海冰面积有显著负相关关系,而青藏高原区域、非洲北部区域和北美东北部区域冬季的极端低温事件与秋季关键海区的海冰面积有显著正相关关系。通过对典型年份冬季北半球极端低温事件极度异常时的大气环流进行分析后发现,当秋季关键海区海冰异常偏少时,冬季西伯利亚高压偏强,其东部偏北风加强,使得欧亚大陆北部的气温偏低,极端低温事件偏多;冬季冰岛低压偏强,其南部的西南风加强,将低纬度温暖的空气带到了非洲北部区域,使其冬季气温偏高,极端低温事件偏少;高层异常反气旋主要位于格陵兰岛附近,其下沉气流不利于形成极端低温天气而导致北美东北部区域极端低温事件偏少。

关键词：北半球北极海冰极端低温事件

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冬季中国东北极端低温事件环流背景特征分析

大气科学 2018年第5期42卷 963-976页

作者：李尚锋姜大膀廉毅尹路婷中国科学院大气物理研究所北京100029 吉林省气象科学研究所长白山气象与气候变化吉林省重点实验室/中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室长春130062 中国科学院大学北京100049 吉林省气象服务中心长春130062

利用1961~2014年CN05.2逐日温度数据,对冬季东北极端低温事件进行了定义,并按其发生时冷空气对中国东部(105°E以东)的影响范围,将其分为第一类和第二类极端低温事件,其中前者局限在东北,而后者则扩展至中国东部大部分地区。分析表明,... 详细信息

利用1961~2014年CN05.2逐日温度数据,对冬季东北极端低温事件进行了定义,并按其发生时冷空气对中国东部(105°E以东)的影响范围,将其分为第一类和第二类极端低温事件,其中前者局限在东北,而后者则扩展至中国东部大部分地区。分析表明,在年代际时间尺度上,第一类极端低温事件强度减弱,而第二类的则增加;对持续天数而言,第二类极端低温事件的在减少,而第一类在1990年代以前也持续减少,但是1990年代之后急剧增加;2月份总的极端低温事件发生天数最多,其在1990年代以前要远大于12月和1月份,且在1990年代以前总体在减少,以后则增加;850 hPa风场分析显示,第二类极端低温事件中来自贝加尔湖的西北路径冷空气比第一类的要强,而来自鄂霍次克海的东北路径冷空气则相反;在300 hPa的E-P通量散度场上,这两类极端低温事件中东北都处于波动能量辐散中心,第二类极端低温事件发生时罗斯贝波波动能量传播比第一类时的要弱,第一类发生时则纬向传播比较明显,而且波动中心值都比较大;在位势高度距平场的谐波分析中,长波槽同位相扰动叠加在超长波槽上更易导致极端低温事件的发生。

关键词：极端低温事件中国东北冬季罗斯贝波谐波分析

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中巴经济走廊极端低温事件风险评估

气候变化研究进展 2022年第3期18卷 343-354页

作者：李涛陶辉陈金雨中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

危险性、暴露度、脆弱性是极端低温事件风险评估的关键因素。基于1961—2015年中巴经济走廊地区逐日最低气温、人口和耕地等数据,选取极端低温事件强度、频次、持续时间,人口密度,耕地面积占比,植被覆盖度,数字高程模型(DEM),脆弱人口... 详细信息

危险性、暴露度、脆弱性是极端低温事件风险评估的关键因素。基于1961—2015年中巴经济走廊地区逐日最低气温、人口和耕地等数据,选取极端低温事件强度、频次、持续时间,人口密度,耕地面积占比,植被覆盖度,数字高程模型(DEM),脆弱人口比重和性别比重9个指标,采用层次分析法和熵权法确定各指标组合权重,对中巴经济走廊地区极端低温事件进行风险评估,实现了中巴经济走廊极端低温事件不同风险等级(低、较低、中、较高、高风险)的区划。研究表明,中巴经济走廊内极端低温事件风险分布具有显著的空间差异,极端低温事件风险受极端低温事件强度、人口密度和地形影响较大。区域内绝大部分地区属于低风险地区,高风险地区有巴基斯坦的阿扎德克什米尔地区、吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区、开普省地区、联邦直辖部落地区和中国的喀什地区。其中,阿扎德克什米尔高风险面积占比最高(约35%),联邦直辖部落地区较高风险面积占比最高(约7.7%),吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区中风险地区面积占比最高(约24.6%);中风险地区占比超过10%的还有开普省(12.5%)、阿扎德克什米尔(20%)、联邦直辖部落地区(10.2%)、中国喀什地区(14.3%)。评估结果与历史灾情吻合,可为区域气象灾害风险评估和防灾减灾提供参考。

关键词：中巴经济走廊极端低温事件组合权重风险评估

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中国极端低温事件特征及其耕地暴露度研究

资源科学 2017年第5期39卷 954-963页

作者：王安乾苏布达王艳君王国杰黄金龙赵成义中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同中心/地理与遥感学院南京210044 中国气象局国家气候中心北京100081

基于中国543个气象站1960-2014年逐日最低气温数据,采用强度-面积-持续时间(Intensity-AreaDuration,IAD)方法,根据极端低温事件在时间上的发展和空间上的连续性特点,分析中国不同持续时间的区域性极端低温事件的强度和影响面积特点,评... 详细信息

基于中国543个气象站1960-2014年逐日最低气温数据,采用强度-面积-持续时间(Intensity-AreaDuration,IAD)方法,根据极端低温事件在时间上的发展和空间上的连续性特点,分析中国不同持续时间的区域性极端低温事件的强度和影响面积特点,评估极端低温事件对耕地面积的影响。结果表明:(1)气象站极端低温事件发生次数较多的地区主要位于华北及东北地区,以短期(持续时间1~2日)事件为主,西北及东南等地的极端低温事件次数较少,但多为中期(持续时间3~5日)、长期(持续时间6日以上)事件;(2)21世纪之前,区域性极端低温事件持续时间相对较短、但强度和影响面积较大;进入21世纪,极端低温事件的影响面积和强度有所减小,但持续时间增加;(3)极端低温事件影响的耕地面积在1969年之前为上升趋势,随后下降,进入21世纪,极端低温事件影响的耕地面积无明显变化。

关键词：极端低温事件强度-面积-持续时间耕地暴露度中国

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云南冬半年极端低温事件与大气环流的关系

高原气象 2022年第5期41卷 1302-1314页

作者：金燕晏红明张茂松马思源况雪源云南省气候中心云南昆明650032 南京大学大气科学学院江苏南京210093

利用一种简化的识别方法,对1961-2019年云南冬半年区域性极端低温事件进行了判别和分析,结果表明:近59年来,云南区域性极端低温事件发生频次、累积强度和累积影响站次均呈现下降趋势,但近10年中,极端低温事件的发生频次、累积影响的站... 详细信息

利用一种简化的识别方法,对1961-2019年云南冬半年区域性极端低温事件进行了判别和分析,结果表明:近59年来,云南区域性极端低温事件发生频次、累积强度和累积影响站次均呈现下降趋势,但近10年中,极端低温事件的发生频次、累积影响的站点数有所增长.云南区域性极端低温事件持续天数集中在1~4 d之间,冬半年的11月和3月发生概率较高;云南东部地区发生频率高,怒江以西的狭窄区域发生频率较低;进入20世纪80年代中以后,云南无三个季节均发生极端低温事件的年份;深秋时段极端低温事件出现的频率减少较快,近10年中没有发生.从环流特征分析来看,不同季节影响云南极端低温事件的大气环流有所不同:深秋高层300 hPa在北美大陆有Rossby波东传,500 hPa东亚地区气压场"西高东低",850 hPa东北风引导冷平流南下引起云南深秋极端低温事件活跃;冬季的极端低温事件是由300 hPa北大西洋亚速尔群岛上空Rossby波东传,500 hPa东亚地区气压场"北高南低",850 hPa中纬度东风引导冷平流东进影响;初春,300 hPa东北太平洋Rossby波东传经由斯堪的纳维亚半岛上空至东亚,500 hPa东亚地区气压场"北高南低",850 hPa东风与北风共同引导冷平流南下与南支槽在云南相遇,造成春季极寒天气.

关键词：云南冬半年极端低温事件冷平流 Rossby波

中国冬季两类极端低温事件特征及其大气环流成因分析

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高原气象 2021年第3期40卷 603-620页

作者：刘明歆李艳吕春艳兰州大学大气科学学院/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730000

近年来,中国冬季极端低温事件逐渐增多,其天气表征和成因存在很大差异。本文将极端低温事件分成大范围持续性低温事件(EPECE)和普通寒潮事件(CWE)两类,对其特征和大气环流成因进行了分析。结果表明:CWE平均维持3~5天,过程期间降温迅速... 详细信息

近年来,中国冬季极端低温事件逐渐增多,其天气表征和成因存在很大差异。本文将极端低温事件分成大范围持续性低温事件(EPECE)和普通寒潮事件(CWE)两类,对其特征和大气环流成因进行了分析。结果表明:CWE平均维持3~5天,过程期间降温迅速并很快升温、降水出现在过程前期;而EPECE平均维持超过15天,降温幅度更大、降温范围更广、降水主要在过程后期。进一步分析环流成因发现,在EPECE中,事件开始前11(-11)天时对流层波动出现异常信号并上传,平流层极涡中心偏东,-9天时出现异常向东扩展的反气旋式Rossby波破碎(AWB)又将能量下传至对流层,阻塞高压异常向东扩展至90°E,阻塞强度最大超过24,阻塞频率最大超出气候态50%,西伯利亚高压的强度增强到1053 hPa。上述异常维持至过程发生后7(+7)天,从而使得冷空气爆发时降温剧烈、持续时间长。而CWE中前兆信号出现相对较晚,-3天时平流层极涡中心位于极点附近,伴随第0天出现AWB,乌拉尔山地区阻高异常局限在60°E附近,阻塞强度最大超过20,阻塞频率最大超出气候态45%,西伯利亚高压强度达到1050 hPa。+3天后,各环流系统的异常几乎消失,因而降温虽然剧烈但维持时间较短。

关键词：极端低温事件极涡阻塞高压西伯利亚高压 Rossby波破碎

宁夏冬季极端低温事件特征及其与秋季北极海冰异常的联系

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高原气象 2021年第4期40卷 887-897页

作者：王璠李清泉孙银川王岱郑广芬朱晓炜宁夏回族自治区气候中心宁夏银川750002 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用1961-2018年我国宁夏全区平均逐日观测最高和最低气温数据,英国哈德莱(Hadley)中心的逐月海冰密集度资料,美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的逐月大气再分析资料以及中国气象局国家气候中心的逐月东亚冬季风指数... 详细信息

利用1961-2018年我国宁夏全区平均逐日观测最高和最低气温数据,英国哈德莱(Hadley)中心的逐月海冰密集度资料,美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的逐月大气再分析资料以及中国气象局国家气候中心的逐月东亚冬季风指数和西伯利亚高压指数系统地研究了宁夏冬季极端低温事件的特征及其与北极关键影响区域海冰异常的联系。结果表明:20世纪60年代以来,宁夏冬季冷日与冷夜频次呈现明显的减少趋势,极端低温事件强度总体趋于减弱,日极端低温升高趋势较为明显。秋季北极海冰异常与之后冬季海冰异常显著相关,前秋海冰异常通过季节持续性实现对后期冬季大气环流的影响,进而影响冬季气温。前期秋季拉普捷夫海-东西伯利亚海海冰密集度偏小、格陵兰海海冰密度偏大时,冬季西伯利亚高压指数和冬季风指数偏强,有利于宁夏日极端低温事件频次偏多;500 hPa高度场上,极地-欧亚大陆-阿留申地区有一个显著的“L”型的位相波列形态,使得北极与欧亚大陆中高纬地区的位势高度差减弱,中高纬地区西风气流偏弱,减弱的西风使得经向活动加强,利于北极的冷空气向低纬地区侵袭;在海平面气压场上,西伯利亚地区气压偏高,冷空气由极地挤压至中高纬度地区,造成冷空气南下,有利于宁夏冬季发生极端低温事件。

关键词：极端低温事件北极海冰冬季风西伯利亚高压

全球升温1.5℃与2.0℃情景下中国极端低温事件变化与耕地暴露度研究

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气象学报 2017年第3期75卷 415-428页

作者：王安乾苏布达王艳君黄金龙温姗姗姜彤中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同中心/地理与遥感学院南京210044 中国气象局国家气候中心北京100081

基于区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟的1960—2100年逐日最低气温数据及2000年中国土地利用数据,采用强度-面积-持续时间(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,以全球升温1.5℃(RCP 2.6情景)和2.0℃(RCP 4.5情景)为目标,研究不同持续时... 详细信息

基于区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟的1960—2100年逐日最低气温数据及2000年中国土地利用数据,采用强度-面积-持续时间(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,以全球升温1.5℃(RCP 2.6情景)和2.0℃(RCP 4.5情景)为目标,研究不同持续时间中国极端低温事件变化特征、最强极端低温事件强度与面积关系和最强中心空间分布,分析极端低温事件下耕地面积暴露度的变化规律。研究发现:(1)全球升温1.5℃情景下,持续1至9 d的极端低温事件频次相对于基准期(1986—2005年)下降30%—54%,强度变化-1%—8.8%,影响面积下降7%—21%;升温2.0℃,频次下降48%—80%,强度上升6%—11.5%,影响面积则在-14%—19%变化。(2)全球不同升温情景有可能发生强度和面积超过基准期最强事件的极端低温。全球升温1.5—2.0℃时,同等面积上的最强极端低温事件强度明显下降,但最强极端低温事件中心由西北和西南转移到华中和华南等地。(3)不同升温情景下,暴露于极端低温事件的中国耕地面积明显少于基准期,且升温幅度越高下降程度越大。最强极端低温事件的耕地暴露度则随温度的升高而增大。升温1.5℃时,华东、华北与华中等地暴露在最强极端低温事件的耕地面积相对于基准期有所增大,升温2.0℃时,华东与华北等地有大幅度上升。全球不同升温情景下,极端低温事件频次与影响面积持续下降,但强度上升;随着升温幅度的增大,这种差异变化特征越来越明显;特别应注意的是,随着温度上升,发生强度和面积超过当前记录到的最强极端低温事件的可能性增大;应加强极端事件的预警、预报和监测,减缓经济社会的损失。

关键词：全球升温1.5℃和2.0℃ 极端低温事件耕地暴露度强度-面积-持续时间 CCLM模式

安徽省近50年极端低温事件的变化特征和季节性差异

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安徽农业大学学报 2014年第5期41卷 895-904页

作者：付伟许信旺刘蕾司红君王菲路漫其芜湖市气象局芜湖241000 安徽师范大学国土资源与旅游学院芜湖241000 池州学院资源环境与可持续发展研究中心池州247000 池州职业技术学院池州247000

基于安徽省17个观测站1962-2011年的逐日最低温度资料,利用百分位阈值法计算了各站极端低温事件,在此基础上使用线性趋势、Mann-Kendall和EOF方法对安徽省极端低温事件的变化特征进行了分析。结果表明安徽省极端低温事件的变化特征具有... 详细信息

基于安徽省17个观测站1962-2011年的逐日最低温度资料,利用百分位阈值法计算了各站极端低温事件,在此基础上使用线性趋势、Mann-Kendall和EOF方法对安徽省极端低温事件的变化特征进行了分析。结果表明安徽省极端低温事件的变化特征具有明显的季节性差异。总体上,年极端低温事件空间分布呈西多东少,北多南少,季节尺度上则表现为春、秋季南北多、中部少,夏、冬季西多东少。各站极端低温事件均表现为冬季最多、春秋次之、夏季最少的季节特征。年和四季极端低温事件均是皖东北减少最快,但减少最慢的区域各不相同,其中夏、秋季部分区域没有显著的变化趋势,其变化在空间上都具有一致性,均中部大、南北小。年及春、秋、冬季极端低温事件在20世纪60至70年代初总体以偏多为主,70至80年代偏多偏少相间,而夏季则变化幅度较大。90年代中期之后,年及四季极端低温事件均以偏少为主。年及春、秋、冬季极端低温事件在70年代之后均总体呈减少趋势,90年代左右开始显著减少,而夏季则在90年代中期之后才开始显著减少。另外春、秋季极端低温事件在80年代末出现了突变特征,而年及夏、冬季则表现出渐变的特征。

关键词：极端低温事件时空特征变化趋势突变季节性差异