中國(guó)夏季東北冷渦強(qiáng)度的定量化分析

楊涵洧 封國(guó)林 沈柏竹，3 支蓉

1 蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，蘭州 730000

2 國(guó)家氣候中心氣候研究開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，北京 100081

3 吉林省氣象科學(xué)研究所，長(zhǎng)春 130062

中國(guó)夏季東北冷渦強(qiáng)度的定量化分析

楊涵洧1封國(guó)林2沈柏竹1，3支蓉2

1 蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，蘭州 730000

2 國(guó)家氣候中心氣候研究開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，北京 100081

3 吉林省氣象科學(xué)研究所，長(zhǎng)春 130062

本文利用NCEP／NCAR發(fā)布的1981～2010年全球日平均再分析位勢(shì)高度場(chǎng)資料對(duì)東北冷渦進(jìn)行檢索并提取其平均態(tài)，在此基礎(chǔ)上定義東北冷渦的偏離指數(shù)，并探討其對(duì)東北冷渦強(qiáng)度特征的描述。結(jié)果表明：（1）東北冷渦500hPa閉合中心位勢(shì)高度的概率分布近似為高斯分布，以其期望值提取的東北冷渦平均態(tài)具有東北冷渦的共性，表現(xiàn)出明顯的大氣斜壓性及有利于系統(tǒng)維持和發(fā)展的溫壓配置關(guān)系特征；（2）基于東北冷渦平均態(tài)定義的東北冷渦偏離指數(shù)不僅能夠表征東北冷渦偏離平均態(tài)的程度，還包含了低壓面積的信息，即能夠直觀地顯示東北冷渦的強(qiáng)弱特征。

東北冷渦 平均態(tài) 強(qiáng)度 東北冷渦偏離指數(shù)

1 引言

東北冷渦是東亞中高緯度大氣環(huán)流中的重要組成部分，也是我國(guó)東北地區(qū)所特有的重要天氣系統(tǒng)（劉宗秀等，2002），它一年四季均可出現(xiàn)，其中夏季是其頻發(fā)的時(shí)段 （孫力，1997）。東北冷渦出現(xiàn)后具有一定的靜止性并可以持續(xù)發(fā)展，一般可維持四五天，最多可達(dá)十余天。研究表明 （Li and Wang，2003；Wu et al.，2006），中高緯天氣系統(tǒng)對(duì)華南前汛期旱澇有著重要的影響，東北冷渦作為東亞地區(qū)中高緯度大氣環(huán)流的重要組成部分，不僅對(duì)東北地區(qū)產(chǎn)生較大影響 （陳力強(qiáng)等，2008；張立祥，2008），還能通過(guò)一定機(jī)制影響我國(guó)其它地方 （白人海和孫永罡，1997；孫力等，2000；苗春生等，2006；張立祥和李澤椿，2009）。有研究表明 （孫力等，2000；何金海等，2006a；苗春生等，2006；王麗娟等，2010），華南、江南以及長(zhǎng)江流域等地區(qū)的洪澇和干旱天氣與之相關(guān)。胡開(kāi)喜等 （2011）指出，東北局地在持續(xù)性冷渦控制下，四季氣溫均明顯偏低，并在春季和夏季能造成局部降水偏多。在東北冷渦活躍的夏季，長(zhǎng)江流域往往降水顯著偏多；而在冬季東北冷渦頻繁活動(dòng)時(shí)，我國(guó)大部分地區(qū)往往低溫少雨，這與強(qiáng)盛的東亞冬季風(fēng)密切相關(guān)。

環(huán)流異常可能導(dǎo)致天氣異常，而天氣異常也常由環(huán)流異常導(dǎo)致。施能等 （1994）提出，夏季大氣環(huán)流異常對(duì)我國(guó)旱澇分布、季風(fēng)及梅雨強(qiáng)度有非常重要的影響。作為一個(gè)對(duì)中國(guó)有著巨大影響的天氣系統(tǒng)，東北冷渦異常往往能夠引起我國(guó)部分地區(qū)的天氣異常，甚至能夠引發(fā)極端事件。在以往對(duì)東北冷渦異常的研究 （何金海等，2006b；廉毅等，2010；苗春生等，2006）中，將定義東北冷渦的區(qū)域進(jìn)行多年平均，再通過(guò)距平的方式挑選異常進(jìn)行合成，進(jìn)而研究東北冷渦在平均狀態(tài)和異常狀態(tài)下的大氣環(huán)流等特征。然而，這種方法卻有以下幾方面的缺陷：（1）所得到的平均標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)是東北冷渦發(fā)生區(qū)域的平均狀態(tài)而不是東北冷渦的平均狀態(tài)，由于在空間上氣壓的分布不均勻，在區(qū)域平均過(guò)程中必然會(huì)抵消掉很多信號(hào)；（2）東北冷渦異常的提取帶有很強(qiáng)的主觀性，這主要表現(xiàn)在臨界值的選取上；（3）由此方法提取的異常其偏離程度也有一定的缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)某些異常描述不準(zhǔn)確。此外，對(duì)東北冷渦異常來(lái)說(shuō)，達(dá)到何種水平其異常程度強(qiáng)，達(dá)到何種水平可能引發(fā)災(zāi)害性天氣，這種種問(wèn)題都還有待研究。

目前，在對(duì)東北冷渦強(qiáng)度定量化方面的研究也取得一定進(jìn)展。何金海等 （2006a）從溫度資料入手，計(jì)算全國(guó)與東北地區(qū)地面氣溫變率最大的測(cè)站——烏蘭浩特的氣溫空間相關(guān)圖，將通過(guò)95%信度檢驗(yàn)站點(diǎn)的夏季平均氣溫的相反數(shù)定義為夏季東北冷渦強(qiáng)度指數(shù)；何金海等 （2006b）對(duì)東亞地區(qū)1000hPa梅雨期平均氣溫進(jìn)行旋轉(zhuǎn)EOF分解定義了一個(gè)梅雨期東北冷渦強(qiáng)度指數(shù)；苗春生等（2006）利用站點(diǎn)溫度資料定義一個(gè)前汛期東北冷渦強(qiáng)度指數(shù)。然而，上述各種對(duì)東北冷渦強(qiáng)度的描述方法都是從季節(jié)尺度入手，呈現(xiàn)的是東北冷渦在前汛期、梅雨期或夏季的平均強(qiáng)度。對(duì)于天氣尺度東北冷渦而言，無(wú)法具體描述一次東北冷渦過(guò)程甚至每一天的強(qiáng)弱特征。

本文擬通過(guò)一種新的方式來(lái)描述東北冷渦的平均狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上定義一種具有明確物理意義的指標(biāo)來(lái)定量、定性描述東北冷渦的異常狀態(tài)，即直觀地體現(xiàn)東北冷渦的強(qiáng)度。

2 資料和方法

本文使用NCEP／NCAR發(fā)布的1981～2010年全球日平均再分析格點(diǎn)資料 （Kalnay et al.，1996），分辨率為2.5°×2.5°，選取的要素場(chǎng)包括1000～100hPa共12層的位勢(shì)高度場(chǎng)、緯向風(fēng)場(chǎng)、經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)以及溫度場(chǎng)資料等。

在對(duì)東北冷渦的檢索上，本文采用孫力等（1994）對(duì)于東北冷渦的定義：（1）東北冷渦出現(xiàn)在（35°N～60°N，115°E～145°E）范 圍 內(nèi)；（2）在500hPa天氣圖上至少能分析出一條閉合等高線，并有冷中心或明顯冷槽配合的低壓環(huán)流系統(tǒng)；（3）冷渦在上述區(qū)域內(nèi)的生命史至少為三天或三天以上。由于我國(guó)氣候在1970年代末1980年代初存在一次轉(zhuǎn)變 （林學(xué)椿等，1995；于淑秋等，2003），為保證所研究的東北冷渦不包含氣候轉(zhuǎn)變的信息，因此采用20世紀(jì)80年代以后的資料對(duì)東北冷渦進(jìn)行研究，本文最終選取1981～2010年夏季 （6～8月）的NCEP／NCAR資料對(duì)其進(jìn)行分析。

使用的方法主要有基于傅里葉變換的功率譜分析、高斯擬合以及本文定義的東北冷渦偏離指數(shù)。

3 東北冷渦統(tǒng)計(jì)特征

1981～2010年夏季發(fā)生東北冷渦的次數(shù)為134次，共614天，占夏季天數(shù)的22.22% （614／2760）；年均發(fā)生東北冷渦4.47次，年均發(fā)生天數(shù)為20.47天，每次冷渦過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間為4.58天 （表1）。

表1 東北冷渦1981～2010年夏季在年、月尺度上的統(tǒng)計(jì)特征Table 1 Statistic characteristics of the cold vortex over Northeast China（CVONC）during 30years and different months in summer from 1981to 2010

由于時(shí)間段及使用資料的不同，本文與孫力等（1994）統(tǒng)計(jì)的東北冷渦在發(fā)生次數(shù)上有較大的差異。鑒于此，我們對(duì)比了兩者的檢索結(jié)果，發(fā)現(xiàn)主要的差別在于日平均資料與實(shí)時(shí)資料 ［08時(shí)、20時(shí) （協(xié)調(diào)世界時(shí)，下同）］的差異。如1983年的第一次冷渦過(guò)程，兩種資料的檢索結(jié)果分別為6月5日～6月9日和6月5日～6月10日。在實(shí)時(shí)資料中我們發(fā)現(xiàn)，6月9日08時(shí)～6月10日20時(shí)共四個(gè)時(shí)次的資料上冷渦狀態(tài)分別為：有—無(wú)—有—無(wú)，實(shí)時(shí)資料在6月9日20時(shí)東北冷渦定義范圍內(nèi)不存在閉合中心，即中間存在不連續(xù)現(xiàn)象。在日平均資料上，6月9日為冷渦日，6月10日為非冷渦日。按照東北冷渦的定義，在500hPa位勢(shì)高度上存在的閉合中心必須維持在3天或3天以上，而且每次冷渦過(guò)程平均持續(xù)天數(shù)較短，為4.58天，僅僅稍大于定義的時(shí)間閾值，因而不同時(shí)次及資料對(duì)檢索的影響較大。

從月尺度（表1）上看，1981～2010年夏季6～8月累計(jì)的東北冷渦發(fā)生次數(shù)分別為52次、46次和36次，所占百分比分別為38.8%、34.3%和26.9%，即6月為夏季東北冷渦的多發(fā)階段，而且6月恰恰是長(zhǎng)江中下游地區(qū)入梅的時(shí)節(jié)，研究 （何金海等，2006a；王麗娟等，2010）已表明，東北冷渦與江淮流域梅雨存在顯著的相關(guān)關(guān)系：東北冷渦強(qiáng)年，東北冷渦引導(dǎo)北方 “干冷”空氣南侵，與低層強(qiáng)盛西南暖濕氣流在梅雨區(qū)北緣交匯，形成 “上干下濕”的不穩(wěn)定層結(jié)，在上升運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)下，最終導(dǎo)致梅雨量偏多，東北冷渦弱年情況正好相反。

4 東北冷渦的平均態(tài)特征

本文將東北冷渦平均態(tài)定義為：在三維空間尺度上，具有東北冷渦空間結(jié)構(gòu)的普遍特征，且為隨機(jī)事件中發(fā)生概率最大的事件，因此，為了研究東北冷渦的平均態(tài)，應(yīng)先了解其概率分布特征。將每次東北冷渦過(guò)程500hPa出現(xiàn)的閉合中心等高線位勢(shì)高度視為相互獨(dú)立的隨機(jī)變量，利用基于高斯分布模型的概率方法來(lái)研究其平均態(tài)特征。

由于利用期望μ和標(biāo)準(zhǔn)方差σ這兩個(gè)參數(shù)就可以確定高斯分布，并且這兩個(gè)參數(shù)只是確定高斯分布的位置與形狀，因此，將統(tǒng)計(jì)出來(lái)的134次東北冷渦過(guò)程的500hPa閉合中心等高線位勢(shì)高度視為樣本量，并將其計(jì)算得到的期望和方差作為高斯分布的期望和方差，然后將其與原始樣本的頻數(shù)進(jìn)行比較 （圖1）。

由圖1發(fā)現(xiàn)，134次東北冷渦過(guò)程的500hPa閉合中心等高線位勢(shì)高度的頻數(shù)與該樣本所得的高斯分布擬合的非常好，只有5400、5520、5560gpm三個(gè)點(diǎn)與高斯分布略有偏差。因此，將東北冷渦在500hPa閉合中心等高線位勢(shì)高度視為隨機(jī)變量的高斯分布，其發(fā)生概率最大事件即為高斯分布的期望。

因此，對(duì)1981～2010年30年夏季134次共614天東北冷渦過(guò)程提取每天500hPa閉合中心等高線位勢(shì)高度的經(jīng)緯度，并向東西南北各個(gè)方向擴(kuò)展15個(gè)經(jīng)、緯度，形成30°×30°的網(wǎng)格；再對(duì)30°×30°網(wǎng)格的各個(gè)格點(diǎn)分別求樣本量為614的算術(shù)平均，得到夏季東北冷渦在500hPa位勢(shì)高度的平均態(tài)。為了研究其三維的結(jié)構(gòu)特征，沿垂直方向向下擴(kuò)展至1000hPa，向上擴(kuò)展至100hPa形成由1000hPa至100hPa共12層的平均態(tài)。同時(shí)，為了研究其溫、壓、風(fēng)的配置關(guān)系，利用500hPa位勢(shì)高度提取的網(wǎng)格，對(duì)NCEP／NCAR提供的溫度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)資料進(jìn)行累加求算術(shù)平均，得到一個(gè)由溫度、風(fēng)和氣壓相互配置的從低空1000hPa至高空100hPa共12層的平均態(tài)。由于篇幅限制，本文只給出了平均態(tài)在1000hPa、850hPa、500hPa和200hPa的特征圖 （圖2）。

與傳統(tǒng)的區(qū)域平均相比較，這一方法將每次東北冷渦過(guò)程的三維結(jié)構(gòu)提取出來(lái)，避免了由東北冷渦發(fā)生的地域差別引起的偏差，因而能夠更準(zhǔn)確地表現(xiàn)出東北冷渦的平均態(tài)特征。

圖1 1981～2010夏季共134次東北冷渦過(guò)程500hPa閉合中心等高線位勢(shì)高度的頻數(shù)與該樣本所得高斯分布的比較Fig.1 Comparison between frequency distribution and Gaussian normal distribution of CVONC's geopotential height of occlusive center at 500hPa for 134CVONCs from 1981to 2010

圖2 1981～2010年?yáng)|北冷渦的平均態(tài)：（a）1000hPa；（b）850hPa；（c）500hPa；（d）200hPa。陰影：高度場(chǎng) （單位：gpm）；實(shí)、虛線：溫度場(chǎng) （單位：℃）；箭頭：風(fēng)場(chǎng) （單位：m／s）Fig.2 Average state of CVONC from 1981to 2010：（a）1000hPa；（b）850hPa；（c）500hPa；（d）200hPa.Shadings：geopotential height field；solid lines（dashed lines）：temperature field（units：℃）；arrows：wind field（units：m／s）

由圖2平均態(tài)的三維特征發(fā)現(xiàn)：（1）東北冷渦為典型的深厚西風(fēng)帶冷渦，從1000hPa至200hPa高空都有閉合中心，氣壓中心從下往上向西北傾斜，從底層偏東、偏南各2.5個(gè)經(jīng)緯度至高層偏西、偏北各2.5個(gè)經(jīng)緯度，表現(xiàn)出中高緯地區(qū)的斜壓性特征。而在200hPa（12km）以上，則沒(méi)有閉合中心存在，主要由于高度達(dá)到了中高緯度地區(qū)對(duì)流層層頂。（2）相比于位勢(shì)高度場(chǎng)，溫度場(chǎng)從850 hPa至400hPa出現(xiàn)低值閉合中心，與同層位勢(shì)高度相比，溫度場(chǎng)處于氣壓中心的西北部，相對(duì)滯后，因而在溫、壓、風(fēng)的配置關(guān)系上，在槽區(qū)有冷平流，在槽前為正渦度平流，有助于東北冷渦加深發(fā)展 （朱乾根等，2000）。（3）在250hPa及其以上的高空，溫度場(chǎng)則逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷丶鼓酥粮邷刂行?，并且位于氣壓中心的東南側(cè)，至100hPa，甚至形成了向南凸出的溫度 “倒脊”。此種低壓與高溫的配置方式，不利于冷渦發(fā)展，從高空的抑制作用方面解釋了東北冷渦只能發(fā)展到200hPa的原因。（4）從底層到高層的風(fēng)場(chǎng)上看，氣壓中心南側(cè)的風(fēng)大于北側(cè)，東側(cè)大于西側(cè)。

為了檢驗(yàn)東北冷渦的平均態(tài)確實(shí)具有東北冷渦的共性，而不是多個(gè)低概率分布相互疊加形成的平均狀態(tài)，對(duì)東北冷渦的平均態(tài)進(jìn)行了月際分析，即分別對(duì)6月、7月和8月按照以上的方法求得東北冷渦的月際平均態(tài)的變化特征 （圖略）。分析發(fā)現(xiàn)：月際平均態(tài)的冷渦中心位勢(shì)高度以及中心溫度都圍繞著東北冷渦的平均態(tài)振蕩，其中6月東北冷渦中心的位勢(shì)高度 （中心氣壓值）比7、8月稍低，同時(shí)其冷渦中心溫度也是三者中最低的。而除此之外，無(wú)論從大氣的斜壓性特征、溫、壓配置關(guān)系還是整個(gè)12層?xùn)|北冷渦的發(fā)展特征上，月際平均態(tài)與東北冷渦的平均態(tài)都表現(xiàn)出很相似的分布特征，而且在更短的時(shí)間尺度分析上，東北冷渦的平均態(tài)仍然具備上述特征，即所得的平均態(tài)具有共性，不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間尺度的變化而有較大的差異，可以用來(lái)研究東北冷渦的異常特征。

5 東北冷渦偏離指數(shù)

5.1 東北冷渦偏離指數(shù)的定義

為了定性、定量描述東北冷渦的異常程度，即偏離其平均態(tài)的程度，本文定義了東北冷渦的偏離指數(shù)δ。具體做法如下：以東北冷渦過(guò)程的每一天的500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)中心所在的經(jīng)緯度，分別向東、西、南、北四個(gè)方向擴(kuò)展15°，提取30°×30°的網(wǎng)格，并將其網(wǎng)格 （j）內(nèi)數(shù)據(jù)與冷渦天數(shù) （i）排列成二維序列Xij，對(duì)格點(diǎn)j，有

第i天的東北冷渦偏離指數(shù)為：

5.2 東北冷渦偏離指數(shù)與東北冷渦強(qiáng)度

環(huán)流強(qiáng)度的大小主要通過(guò)控制范圍的大小及其自身的特征量來(lái)表示，這兩個(gè)特征量在東北冷渦的研究中就體現(xiàn)為低壓面積和中心位勢(shì)高度。為此，我們提取出1981～2010年共614天冷渦日在500hPa高度上的中心最低位勢(shì)高度，同時(shí)，按照上述東北冷渦偏離指數(shù)的定義，計(jì)算其相應(yīng)的δ，并進(jìn)行對(duì)比分析 （圖3a）。發(fā)現(xiàn)兩者存在非常好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且兩者的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.83，通過(guò)了99.9%的信度檢驗(yàn) （0.138）。這表明東北冷渦偏離指數(shù)能夠很好地表現(xiàn)出東北冷渦在500hPa高度上氣壓的信息。

由于不同冷渦過(guò)程在500hPa的中心位置是不同的，即平均態(tài)中同一個(gè)格點(diǎn)在不同冷渦過(guò)程的經(jīng)緯度是不同的，因而利用能夠反映面積特征的格點(diǎn)數(shù)從側(cè)面進(jìn)行研究。為此，分別統(tǒng)計(jì)了614天東北冷渦過(guò)程在500hPa高度上以中心位勢(shì)高度為中心的30°×30°網(wǎng)格內(nèi)低于5600gpm（東北冷渦平均態(tài)在500hPa高度上最小閉合等高線線）的格點(diǎn)數(shù)，同樣將其與相對(duì)應(yīng)的δ進(jìn)行對(duì)比 （圖3b）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者有很好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到了－0.89，通過(guò)了99.9%的信度檢驗(yàn) （0.138），即東北冷渦偏離指數(shù)能夠很好的體現(xiàn)東北冷渦低壓面積這一特征。

圖3 614個(gè)冷渦日的偏離指數(shù)與中心最低位勢(shì)高度 （a）和低于5600gpm的格點(diǎn)數(shù) （b）對(duì)比Fig.3 Comparison between the deviation index and（a）the lowest geopotential height，（b）the number of grid points below 5600gpm in total 614CVONC days

圖4 東北冷渦偏離指數(shù)最小值 （a）和最大值 （b）所對(duì)應(yīng)的500hPa距平場(chǎng) （陰影）和高度場(chǎng) （等值線，單位：gpm）。矩形方框?yàn)闁|北冷渦定義范圍Fig.4 500－h(huán)Pa geopotential height（contours，units：gpm）and its anomaly（shadings）corresponding to（a）the minimum and（b）the maximum of deviation index.The rectangle stands for the defined extent of CVONC

為了更加直觀地研究東北冷渦偏離指數(shù)對(duì)其強(qiáng)度的描述，我們提取614天東北冷渦偏離指數(shù)中的最大值和最小值，分別為：1982年7月27日 （δ＝0.023）和1999年6月1日 （δ＝－0.039），并以1971～2000年的氣候平均態(tài)作為基準(zhǔn)場(chǎng)，對(duì)這兩日在500hPa高度上的距平場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析（圖4）。

對(duì)比圖4a和圖4b，我們可以看出，最強(qiáng)冷渦日，冷渦中心的最低閉合中心為5360gpm，其負(fù)距平值超過(guò)300gpm，并且距平值小于－100gpm的低壓面積范圍較大，囊括了整個(gè)冷渦中心，并向南延伸，影響范圍覆蓋了我國(guó)整個(gè)東北地區(qū)，該日為雙阻型，冷渦位于兩個(gè)阻塞高壓中間；而在最弱冷渦日，冷渦中心及其控制的范圍的負(fù)距平值均小于100gpm，其最低閉合中心等高線位勢(shì)高度較高，并且控制范圍較小，冷渦位于一個(gè)較強(qiáng)阻塞高壓內(nèi)側(cè)。

此外，最強(qiáng)冷渦日和最弱冷渦日在距平場(chǎng)上表現(xiàn)出相反的分布型。以40°N為界，以北地區(qū)前者主要為負(fù)距平控制區(qū)，而后者為正距平控制區(qū)。在40°N以南地區(qū)，兩者都沒(méi)有表現(xiàn)出很強(qiáng)的異常區(qū)域，只有在以5580gpm為標(biāo)準(zhǔn)的西太平洋副高控制面積上，前者比后者更大。

綜上，東北冷渦偏離指數(shù)可以很好地表征偏離程度和低壓面積這兩方面的特征，即可以很好地體現(xiàn)東北冷渦的強(qiáng)度，因而利用東北冷渦的偏離指數(shù)可以定性、定量地描述東北冷渦的強(qiáng)度，即：東北冷渦偏離指數(shù)的值越小，其對(duì)應(yīng)的東北冷渦強(qiáng)度越強(qiáng)，反之亦然。

6 結(jié)論

本文檢索了1981～2010年夏季的東北冷渦過(guò)程，以基于高斯分布模型的概率方法提取東北冷渦的平均態(tài)，在此基礎(chǔ)上，定義了能夠表征東北冷渦強(qiáng)度的東北冷渦偏離指數(shù)，并探討了該指數(shù)對(duì)東北冷渦強(qiáng)度的描述程度，研究結(jié)果如下：

（1）東北冷渦500hPa閉合中心等高線位勢(shì)高度的分布可以近似視為高斯分布。以其期望值提取的東北冷渦平均態(tài)，具有該系統(tǒng)的共性，不因時(shí)間尺度的變化而有較大的差異，表現(xiàn)出很好的大氣斜壓性特征，其溫壓配置關(guān)系有利于系統(tǒng)的維持和發(fā)展。

（2）東北冷渦偏離指數(shù)與東北冷渦在500hPa高度上的最低位勢(shì)高度及低壓面積相關(guān)性都非常高，通過(guò)了99%的信度檢驗(yàn)，可以很好地表征偏離程度和低壓面積兩方面的特征，因而利用東北冷渦偏離指數(shù)可以定性、定量地描述東北冷渦強(qiáng)度。

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The Quantitative Research on Cold Vortex in Summer over Northeast China

YANG Hanwei1，F(xiàn)ENG Guolin2，SHEN Baizhu1，3，and ZHI Rong2

1CollegeofAtmosphericSciences，LanzhouUniversity，Lanzhou730000
2LaboratoryforClimateStudies，NationalClimateCenter，ChinaMeteorologicalAdministration，Beijing100081
3InsitituteofMeteorologicalScienceofJilinProvince，Changchun130062

Using daily reanalysis data，released by NCEP／NCAR，about geopotential height from 1981to 2010（30 years in total）to retrieve and analyze the cold vortex over Northeast China（CVONC），to extract and analyze the average state of CVONC，the authors define a deviation index on CVONC and discuss its rationality to depict the intensity of CVONC.It shows that：（1）the probability distribution of CVONC's geopotential height of occlusive center at 500hPa is similar to the Gaussian normal distribution，and the average state of CVONC extracted by the expected value of Gaussian normal distribution hold general characters of CVONC；（2）the definition of deviation index on CVONC based on its average state could represent not only the deflected degree from the average state of CVONC，but also some information about the areas of low pressure，which means that it could indicate the intensity characteristics of CVONC directly.

cold vortex，average state，intensity，deviation index

1006－9895（2012）03－0487－08

P445

A

10.3878／j.issn.1006－9895.2011.11071

楊涵洧，封國(guó)林，沈柏竹，等.2012.中國(guó)夏季東北冷渦強(qiáng)度的定量化分析 ［J］.大氣科學(xué)，36（3）：487－494，

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2011－04－10，2012－02－06收修定稿

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目40930952、41105055，公益性行業(yè)科研專項(xiàng)GYHY201106016、GYHY201106015，國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目2007BAC29B01、2009BAC51B04

楊涵洧，男，1988年出生，碩士研究生，主要從事氣候變化研究。E－mail：yanghanw＠m(xù)ail3.sysu.edu.cn

封國(guó)林，E－mail：fenggl＠cma.gov.cn