1961—2010年山西省寒潮的氣候特征與可能成因

褚紅瑞++王詠梅++范艷琴++魏海茹++楊臘富

摘要：利用山西71個(gè)臺(tái)站逐日氣溫資料和NCEP 500 hPa高度場(chǎng)、海平面氣壓場(chǎng)、海溫格點(diǎn)場(chǎng)再分析資料，采用Kendall-tau非參數(shù)方法、Mann-Kendall突變檢驗(yàn)和相關(guān)分析法，研究山西1961—2010年寒潮的變化特征。結(jié)果表明，1961年以來(lái)，山西寒潮日數(shù)呈減少趨勢(shì)，但存在區(qū)域差異，北部寒潮減少，中部寒潮增加，南部變化不明顯。近50年來(lái)，山西寒潮強(qiáng)度變化趨勢(shì)不明顯，但年代際差異顯著。20世紀(jì)90年代以來(lái)，山西寒潮初次出現(xiàn)的日期在推遲，而寒潮結(jié)束的日期卻在提前，這種特征在進(jìn)入21世紀(jì)以后表現(xiàn)更為突出。氣候變暖導(dǎo)致山西寒潮頻次減少，寒潮開(kāi)始遲、結(jié)束早，全省范圍寒潮的極端天氣在增加。環(huán)流形勢(shì)相關(guān)分析表明，500 hPa高緯度的高度正異常配合烏拉爾山、貝加爾湖附近等的高度負(fù)異常與山西寒潮頻次密切相關(guān)。冬季來(lái)自北冰洋、西西伯利亞和東西伯利亞的冷空氣是寒潮的主要來(lái)源。北大西洋海溫場(chǎng)北負(fù)南正的偶極子模態(tài)與山西寒潮頻次有較密切的聯(lián)系，可作為寒潮預(yù)測(cè)的信號(hào)場(chǎng)。

關(guān)鍵詞：寒潮；氣候變暖；環(huán)流形勢(shì)；北大西洋海溫

中圖分類(lèi)號(hào)：P458.1+22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）08-0136-04

寒潮是山西省冬半年經(jīng)常出現(xiàn)的主要災(zāi)害性天氣之一，大規(guī)模的寒潮會(huì)使氣溫驟降，出現(xiàn)大風(fēng)、大雪和霜凍等惡劣天氣，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)和生活。20世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)對(duì)寒潮的研究主要可分為以下幾個(gè)方面：研究寒潮的冷空氣源地、路徑和環(huán)流形勢(shì)；總結(jié)我國(guó)寒潮的典型過(guò)程；分析寒潮天氣的物理過(guò)程，得出一些寒潮的短、中期預(yù)報(bào)方法。進(jìn)入21世紀(jì)后，對(duì)寒潮的氣候特征和地方性寒潮的研究較多。林愛(ài)蘭（1998）分析了廣東省近 44年寒潮活動(dòng)的氣候特征，研究表明，自1960年以后，廣東寒潮的總次數(shù)和中等強(qiáng)度以上寒潮的次數(shù)均有逐年代遞減的趨勢(shì)。山義昌（2005）分析了濰坊地區(qū)寒潮天氣的氣候特征，結(jié)果表明，近40年寒潮天氣在逐年減少，20世紀(jì)60年代和90年代的寒潮過(guò)程較強(qiáng)，20世紀(jì)70年代和80年代的寒潮過(guò)程較弱。近年來(lái)，中國(guó)氣溫明顯升高，尤其是在冬季。一些研究發(fā)現(xiàn)，在這種氣候變暖的背景下，中國(guó)寒潮的發(fā)生頻率和強(qiáng)度也出現(xiàn)了明顯變化。魏鳳英（2008）研究指出，氣候變暖后，華北地區(qū)寒潮的頻次減少和強(qiáng)度減弱。另外，一些氣象學(xué)者對(duì)我國(guó)寒潮的成因也作了一些研究，得到了有意義的結(jié)論。例如，王遵婭（2006）對(duì)中國(guó)寒潮頻次的氣候特征及其變化進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)可能導(dǎo)致中國(guó)寒潮頻次減少的原因進(jìn)行了討論，并指出，西伯利亞高壓和冬季風(fēng)強(qiáng)度的減弱、西伯利亞上空低層冷堆溫度和中國(guó)地表溫度的顯著升高是中國(guó)寒潮及其伴隨的大風(fēng)頻次減少的原因。錢(qián)維宏（2007）分析了我國(guó)寒潮時(shí)空變化與冬季增暖的聯(lián)系指出，AO指數(shù)升高表明了西風(fēng)帶上天氣尺度斜壓波動(dòng)的減少和減弱，從而導(dǎo)致我國(guó)中高緯度寒潮事件減少。

相關(guān)的研究文獻(xiàn)表明，對(duì)寒潮氣候特征的研究大多是針對(duì)國(guó)內(nèi)不同地區(qū)進(jìn)行的，其結(jié)論具有明顯的區(qū)域性，對(duì)山西省的寒潮分析比較少見(jiàn)。周一鶴等曾在20世紀(jì)80年代對(duì)山西省的寒潮天氣過(guò)程、氣候概況和寒潮發(fā)生時(shí)的環(huán)流形勢(shì)作過(guò)分析，但資料僅限于1971—1984年，資料樣本較少，不能說(shuō)明近些年在氣候變暖背景下山西寒潮的活動(dòng)情況。我們知道，寒潮不僅與氣溫有關(guān)，而且與氣溫的變化有關(guān)。在氣候變暖的背景下，山西寒潮活動(dòng)是否有顯著的變化？山西寒潮活動(dòng)與大氣環(huán)流異常之間有怎樣的聯(lián)系？針對(duì)這些問(wèn)題，本文將對(duì)50年來(lái)山西省寒潮氣候特征和變化進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上討論造成寒潮的影響因子，為山西省寒潮的診斷分析和預(yù)測(cè)提供氣候背景和環(huán)流背景。

1資料和方法

本文所用臺(tái)站資料取自山西省氣象信息中心整理的全省1961—2010年逐日平均氣溫、最低氣溫資料?？紤]到建站年代不同、時(shí)間序列長(zhǎng)度不一致和資料連續(xù)性等因素，最后選取71個(gè)站進(jìn)行寒潮時(shí)空特征和變化趨勢(shì)的分析。寒潮成因分析資料使用NCEP再分析資料，其中包括500 hPa高度場(chǎng)、海平面氣壓場(chǎng)和全球海溫格點(diǎn)場(chǎng)資料。

本文使用Kendall-tau非參數(shù)方法進(jìn)行寒潮頻次趨勢(shì)變化分析和顯著性檢驗(yàn)；利用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法對(duì)山西省寒潮頻次進(jìn)行突變檢測(cè)；用相關(guān)分析尋找與寒潮有密切聯(lián)系的大氣

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3結(jié)束語(yǔ)

正確的使用和良好的維護(hù)是保證計(jì)算機(jī)正常工作的基本條件，是延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)使用壽命的重要措施。使用者只需要花上一點(diǎn)時(shí)間就能完成計(jì)算機(jī)的維護(hù)、管理工作，保證計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]劉春強(qiáng).計(jì)算機(jī)在日常使用中的維護(hù)與保養(yǎng)[J].學(xué)周刊C版，2011（3）：169.

[2]李龍有.淺談?dòng)?jì)算機(jī)使用過(guò)程中存在的問(wèn)題及維護(hù)[J].網(wǎng)友世界?；云教育，2012（10）：3-6.

〔編輯：白潔〕

Daily Use and Maintenance of Computer

Huang Weixing

Abstract： As an important basic material resources， computers have been widely applied to peoples production and life， and people do not regulate the use and resulting in a high scrap rate of the computer. From everyday use and the hardware and software aspects of a few points on the use and maintenance of the computer to the popularity of computer use， maintenance-related knowledge.

Key words： computer； maintenance； software； hardware

環(huán)流和海溫的影響因子。

寒潮標(biāo)準(zhǔn)：按照2006-11-01實(shí)施的《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中《冷空氣等級(jí)》的規(guī)定，日最低氣溫24 h下降8 ℃以上，或48 h下降10 ℃以上，且日最低氣溫≤4 ℃的冷空氣活動(dòng)確定為寒潮。寒潮強(qiáng)度用24 h、48 h降溫表示。

本文選取大同、太原和運(yùn)城站分別代表山西省的北部、中部和南部。

2氣候特征分析

1961—2010年50年間，山西省共出現(xiàn)1 253次寒潮，其中，全省性寒潮（規(guī)定超過(guò)2/3以上站點(diǎn)出現(xiàn)，即為全省性寒潮過(guò)程）12次，具體情況如表1所示；區(qū)域性寒潮（規(guī)定超過(guò)1/4以上站點(diǎn)出現(xiàn)，即為區(qū)域性寒潮過(guò)程）出現(xiàn)130次，單站寒潮出現(xiàn)435次。

表11961—2010年全省性寒潮過(guò)程

年 月 日 站數(shù) 年 月 日 站數(shù)

1966 2 21 62 1997 1 1 52

1968 11 8 50 1998 3 19 71

1977 3 23 59 2005 3 11 48

1987 11 27 65 2008 12 21 61

1990 11 30 67 2009 1 23 50

1991 3 7 61 2010 11 2 61

2.1寒潮頻次分析

2.1.1寒潮年均頻次空間分布

山西寒潮年均頻次為3次/年，各站年均頻次分布如圖1所示。出現(xiàn)寒潮次數(shù)最多的地方是五臺(tái)山，平均每年出現(xiàn)將近12次，其次出現(xiàn)寒潮頻次較高的期房是西北部的五寨、神池、右玉、平魯、朔州和岢嵐，平均每年寒潮次數(shù)為6～8次。北部和中部的部分地區(qū)年均寒潮頻次在2次以上，南部大部和中部部分地區(qū)年均寒潮頻次為1～2次。山西寒潮頻次分布呈由北向南遞減的趨勢(shì)。

2.1.2寒潮頻次歷年變化

圖2為山西全省平均和代表站的寒潮頻次逐年變化圖，從圖中可看到，全省平均寒潮次數(shù)（圖2a）呈減少趨勢(shì)，減少速率為0.1次/10年，趨勢(shì)很弱；北部大同寒潮頻次（圖2b）也呈較弱的遞減趨勢(shì)，減少速率為0.2次/10年； 20世紀(jì)60年代至70年代初，北部寒潮次數(shù)較多，之后減少，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，寒潮次數(shù)明顯減少；中部地區(qū)太原的寒潮次數(shù)（圖2c）卻在增加，增加速率為0.1次/10年，變化不顯著。多項(xiàng)式顯示，中部寒潮頻次年代際變化較明顯，20世紀(jì)60年代中后期至70年代初、20世紀(jì)80年代后期至90年代中期和2006年以來(lái)寒潮頻次偏多，其余時(shí)期寒潮偏少。南部運(yùn)城地區(qū)寒潮頻次（圖2d）變化趨勢(shì)不明顯，但年代際變化明顯；20世紀(jì)60年代中期、80年代后期至90年代中期，寒潮次數(shù)較多，而20世紀(jì)70年代、90年代后期出現(xiàn)寒潮的次數(shù)偏少。以上寒潮變化趨勢(shì)均未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。雖然山西寒潮頻次總體減少，但這種減少不是全省范圍內(nèi)的，存在區(qū)域差異。20世紀(jì)90年代以來(lái)，北部寒潮頻次在減少，中部卻在增加，南部則變化不明顯。

a. 全省 b. 大同

c. 太原d. 運(yùn)城

圖2寒潮頻次歷年變化圖

2.1.3寒潮頻次各月分布

山西省寒潮主要出現(xiàn)在10月至次年4月這段時(shí)間內(nèi)（圖3），5月份會(huì)有為數(shù)不多的寒潮出現(xiàn)，主要在北部，北部個(gè)別地區(qū)9月份也會(huì)偶發(fā)寒潮。五臺(tái)山由于海拔較高，除了寒潮季節(jié)（10月至次年5月），有時(shí)6月和9月也有寒潮發(fā)生，這是由于海拔高、最低氣溫較低、氣溫下降容易達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)的緣故。1961—2010年山西省平均各月寒潮頻次分布如圖3a所示，多發(fā)月份是11月、12月和3月，分別為25次、22次和22次；其余月份均在20次以下；5月寒潮最少，平均僅有1次。大同11月和12月寒潮頻次較多，將近50次；10月和1月較少，大約為20次；9月出現(xiàn)1次寒潮，在1982-09-26出現(xiàn)。太原發(fā)生寒潮較多的時(shí)間是3月和11月，分別出現(xiàn)15次和14次；其余月份在10次以下；10月和2月寒潮較少，分別出現(xiàn)2次和5次。運(yùn)城寒潮主要出現(xiàn)在11月和2月、3月，分別為9次、6次和9次；其余月份在3次以下；10月和4月最少，各出現(xiàn)1次寒潮。

a. 全省b. 大同

c. 太原 d. 運(yùn)城

圖3寒潮頻次月際分布圖

2.1.4寒潮頻次變化趨勢(shì)空間分布

從這50年寒潮頻次變化趨勢(shì)空間分布圖可知（圖4），山西寒潮頻次變化趨勢(shì)有明顯的區(qū)域差異，中、南部大部分地區(qū)寒潮頻次在增加，其中，部分地區(qū)增加趨勢(shì)在0.1次/10年以上，但未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，其余大部分地區(qū)增加趨勢(shì)很弱，在0.1次/10年以下。北部的朔州和忻州交界地區(qū)寒潮次數(shù)也有增加的趨勢(shì)，但范圍較小。忻州、陽(yáng)泉及其以北大部地區(qū)、呂梁南部、臨汾西部及其晉城和運(yùn)城南部寒潮次數(shù)呈減少趨勢(shì)，其中大部分地區(qū)減少趨勢(shì)較明顯，在0.1次/10年以上，部分地區(qū)甚至在0.3次/10年以上。因此，山西寒潮頻次總體雖然有減少的趨勢(shì)，但并非全省都在減少，寒潮頻次減少和增多的地區(qū)范圍都比較大。

2.1.5寒潮頻次的年代際變化

根據(jù)寒潮影響范圍可知，寒潮可分為全省性寒潮、區(qū)域性寒潮和單站點(diǎn)寒潮。1961—2010年50年間，山西省出現(xiàn)全省性寒潮12次，其中，1961—1970年2次、1971—1980年1次、1981—1990年2次、1991—2000年3次、2001—2010年4次。從中可以看出，20世紀(jì)90年代以來(lái)全省性寒潮頻次在增加，21世紀(jì)以來(lái)，是近50年間發(fā)生全省性寒潮最多的時(shí)期；區(qū)域性寒潮130次，其中1961—1970年31次、1971—1980年32次、1981—1990年25次、1991—2000年25次、2001—2010年17次，區(qū)域性寒潮次數(shù)逐年遞減；單站寒潮435次，其中，1961—1970年89次、1971—1980年100次、1981—1990年110次、1991—2000年82次、2001—2010年54次，20世紀(jì)70—80年代較多，2000年以來(lái)明顯減少。

表2為全省平均和南、北、中部各年代平均寒潮頻次表。從表2中可以看到，全省平均寒潮年均頻次為3.1次，20世紀(jì)60年代和80年代寒潮較多，20世紀(jì)70年代、90年代和21世紀(jì)以來(lái)寒潮較少，即進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)寒潮出現(xiàn)的次數(shù)較少。北部寒潮較多，年均頻次為4.7次，20世紀(jì)60—80年代寒潮次數(shù)偏多，20世紀(jì)90年代以來(lái)出現(xiàn)寒潮的次數(shù)偏少。中部地區(qū)寒潮次數(shù)比北部明顯要少，年均頻次為1.2次，與北部相反。20世紀(jì)60—80年代，寒潮次數(shù)接近平均值或略微偏少，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)寒潮出現(xiàn)次數(shù)偏多。南部地區(qū)寒潮次數(shù)更少，平均每年不到1次，20世紀(jì)60—80年代，寒潮次數(shù)接近平均值，90年代寒潮偏多，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，寒潮次數(shù)較少。因此，無(wú)論是全省區(qū)域還是分片分析都表明，寒潮頻次均存在年代際不同，并且不同地區(qū)寒潮頻次的年代際變化也是不一致的。

表2各年代的年均寒潮頻次

年代 全省平均 北部 中部 南部

1961—1970年 3.3（+） 5.3（+） 1.2（0） 0.6（0）

1971—1980年 3.1（0） 5.2（+） 1.0（-） 0.6（0）

1981—1990年 3.4（+） 4.8（+） 1.2（0） 0.6（0）

1991—2000年 2.8（-） 4.2（-） 1.5（+） 0.8（+）

2001—2010年 3.0（-） 4.2（-） 1.3（+） 0.5（-）

1961—2010年 3.1 4.7 1.2 0.6

2.2寒潮強(qiáng)度變化

將歷次寒潮強(qiáng)度做年平均，為寒潮年平均強(qiáng)度，歷年最強(qiáng)強(qiáng)度代表寒潮極端強(qiáng)度。寒潮強(qiáng)度歷年變化曲線（圖略） 表明，北部寒潮平均強(qiáng)度和極端強(qiáng)度的線性趨勢(shì)與年代際變化基本一致。平均強(qiáng)度和極端強(qiáng)度均呈微弱的下降趨勢(shì)，即近50年來(lái)山西北部寒潮平均強(qiáng)度和極端強(qiáng)度在變?nèi)?，但這種趨勢(shì)不明顯。多項(xiàng)式表明，平均強(qiáng)度和極端強(qiáng)度年代際變化較明顯，20世紀(jì)60年代后期至70年代后期、2005年以來(lái)寒潮強(qiáng)度較強(qiáng)，其余年份寒潮強(qiáng)度較弱。中部寒潮極端強(qiáng)度和平均強(qiáng)度變化特征很接近，這是由于每年寒潮次數(shù)少的緣故。寒潮強(qiáng)度線性趨勢(shì)不明顯，年代際差異較大，20世紀(jì)60年代中后期、80年代末至90年代前期和最近幾年寒潮強(qiáng)度較強(qiáng)，2000—2007年寒潮強(qiáng)度最弱。南部寒潮極端強(qiáng)度和平均強(qiáng)度變化特征更是接近，強(qiáng)度有很微弱的增強(qiáng)趨勢(shì)。20世紀(jì)80年代至90年代前期，寒潮強(qiáng)度較強(qiáng)，20世紀(jì)60年代、70年代和90年代后期的寒潮強(qiáng)度較弱，這主要是由于寒潮頻次少的緣故。總的來(lái)說(shuō)，近50年來(lái)，山西寒潮強(qiáng)度變化趨勢(shì)不明顯，但年代際差異顯著。

2.3寒潮初、終期變化

將山西省1961—2010年間所有的寒潮次數(shù)，包括全省性、區(qū)域性和單站點(diǎn)寒潮共1 253次按照出現(xiàn)月份逐年代列于表3中。由于山西省南北跨度較大，并且有些臺(tái)站位于山區(qū)，海拔較高，因此，全年除了7，8月份以外，各月份都有寒潮出現(xiàn)，只是6月和9月份僅有個(gè)別臺(tái)站出現(xiàn)為數(shù)很少的寒潮過(guò)程，不具有代表性，因此，分析寒潮初、終期時(shí)不考慮6月和9月。由表2可見(jiàn)，寒潮出現(xiàn)初期10月份的寒潮頻次在90年代以后明顯減少，進(jìn)入21世紀(jì)進(jìn)一步減少。同時(shí)，在寒潮出現(xiàn)終期，5月份的寒潮頻次在20世紀(jì)70年代明顯偏多，20世紀(jì)80年代以后逐年代減少，尤其是21世紀(jì)以來(lái)，5月份出現(xiàn)的寒潮更少。這在一定程度上體現(xiàn)出，20世紀(jì)90年代以來(lái)，山西寒潮初次出現(xiàn)的日期在推遲，而寒潮結(jié)束的日期卻在提前，即寒潮開(kāi)始遲，結(jié)束早，這種特征在進(jìn)入21世紀(jì)以后表現(xiàn)得更突出。

表3各年代寒潮頻次逐月分布表

年代 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月

1961—1970年 5 21 39 49 47 38 35 35 6 4

1971—1980年 5 25 30 51 45 38 35 19 17 2

1981—1990年 3 24 37 51 45 36 32 25 9 4

1991—2000年 4 19 46 38 40 34 28 22 7 2

2001—2010年 1 11 28 42 28 26 33 28 3 0

3成因分析

3.1氣候變暖對(duì)寒潮的影響

圖5寒潮期（10月—次年5月）氣溫距平與寒潮次數(shù)演變曲線

很多研究表明，20世紀(jì)90年來(lái)以來(lái)，山西氣候明顯變暖，尤其是暖冬頻頻出現(xiàn)，這種氣候變化有日益加劇的趨勢(shì)。寒潮初、終期分析表明，20世紀(jì)90年代以后山西寒潮開(kāi)始遲，結(jié)束早，21世紀(jì)以后尤其如此，這是氣候變暖造成的結(jié)果。

為了進(jìn)一步分析氣候變暖與寒潮的關(guān)系，制出山西寒潮出現(xiàn)期10月—次年5月氣溫距平和寒潮頻次歷年變化曲線圖（如圖5）。從圖5中可以看出，線性趨勢(shì)和多項(xiàng)式都表明二者有很好的反位相對(duì)應(yīng)關(guān)系，兩者間的相關(guān)系數(shù)為-0.3，即氣溫偏低時(shí)寒潮出現(xiàn)次數(shù)較多，這說(shuō)明寒潮的出現(xiàn)與同期氣溫有密切的聯(lián)系。利用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法對(duì)山西省寒潮頻次和同期氣溫距平的50年序列進(jìn)行突變檢測(cè)（圖略）表明，山西寒潮頻次在2006年發(fā)生了突變，與此同時(shí)，氣溫也在2006年發(fā)生了突變。2006年以后，隨著氣溫的升高，寒潮頻次也在減少，這再次表明，氣候變暖導(dǎo)致寒潮頻次的減少。

文中分析表明，20世紀(jì)90年代以來(lái)，山西全省性寒潮頻次在增加，21世紀(jì)以來(lái)為近50年全省性寒潮最多的時(shí)期。研究表明，隨著氣候變暖，不少地區(qū)的極端天氣氣候事件在增加，這在山西寒潮活動(dòng)中也有體現(xiàn)，即氣候變暖會(huì)導(dǎo)致大范圍寒潮這種極端天氣事件頻繁發(fā)生，雖然寒潮頻次總體在減少。

綜上所述，氣候變暖導(dǎo)致山西寒潮頻次減少，寒潮開(kāi)始遲，結(jié)束早，大范圍寒潮的極端天氣在增加。

3.2與大氣環(huán)流、海溫的相關(guān)分析

為了分析山西寒潮變化的成因，做好寒潮診斷和預(yù)測(cè)技術(shù)研究，尋找影響寒潮的關(guān)鍵區(qū)、關(guān)鍵時(shí)段， 將1961—2010年山西寒潮頻次序列與同期、前期500 hPa，海平面氣壓場(chǎng)和海溫場(chǎng)逐月計(jì)算相關(guān)等信息進(jìn)行研究。由此可發(fā)現(xiàn)，在500 hPa相關(guān)圖上，從前一年的6月至當(dāng)年的12月期間不少月份都存在顯著相關(guān)區(qū)。比如，前期7月份（圖6a），俄羅斯中部為正顯著相關(guān)區(qū)，中心相關(guān)系數(shù)為0.4以上，烏拉爾山、俄羅斯東部和朝鮮半島以北則為負(fù)顯著相關(guān)區(qū)，最大相關(guān)系數(shù)在-0.4以上，這種相關(guān)區(qū)的配置會(huì)在下一年引發(fā)異常的寒潮天氣。前期12月份（圖6b），呈現(xiàn)出范圍最大、相關(guān)最顯著的區(qū)域，北冰洋和北太平洋大范圍為顯著正相關(guān)區(qū)，中心在東西伯利亞，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.5以上，而貝加爾湖東南向延伸至副熱帶太平洋則為顯著負(fù)相關(guān)區(qū)，中心相關(guān)系數(shù)在-0.4以上，這表明來(lái)自北冰洋，尤其是來(lái)自東西伯利亞的冷空氣，配合貝加爾湖及其以東南的高度負(fù)異常會(huì)使后期寒潮頻繁發(fā)生，即來(lái)自東西伯利亞的冷空氣是山西寒潮的主要源地之一。由此可知，500 hPa相關(guān)場(chǎng)特征更多的表現(xiàn)為，高緯度的高度正異常配合低緯度的高度負(fù)異常往往會(huì)導(dǎo)致下一年寒潮出現(xiàn)次數(shù)較多，這樣的環(huán)流形勢(shì)有利于來(lái)自高緯度的冷空氣南下帶來(lái)寒潮天氣，而不同路徑的冷空氣從正負(fù)中心的配置則可以表明相關(guān)情況。

在海平面氣壓相關(guān)圖上（圖略），相關(guān)顯著區(qū)主要出現(xiàn)在前一年的7月、12月，當(dāng)年的1月、2月、6月、7月、8月、9月、12月。前一年的12月（圖6c）、當(dāng)年的1月和2月顯著相關(guān)區(qū)范圍很大，相關(guān)性較強(qiáng)，且各月的分布具有相似性，即在高緯度大約70°N以北為正相關(guān)，而在中緯度40°～50°N附近分布不同的負(fù)相關(guān)中心，中心位置隨各月的變化而不同。值得一提的是，2月份的負(fù)顯著相關(guān)區(qū)域較大，范圍包括赤道中東太平洋—大西洋—北非。由此可見(jiàn)，冬季來(lái)自北冰洋和西西伯利亞的冷空氣是寒潮的主要來(lái)源。

海溫相關(guān)場(chǎng)（圖略），無(wú)論從顯著相關(guān)區(qū)的范圍還是相關(guān)系數(shù)值看，都比500 hPa和海平面氣壓相關(guān)場(chǎng)要弱，這說(shuō)明，寒潮與海溫的關(guān)系不如與大氣環(huán)流的關(guān)系密切。我們知道，大氣環(huán)流對(duì)天氣氣候的影響是直接的，而海溫對(duì)天氣氣候的影響是間接的，海溫異常通過(guò)遙相關(guān)影響大氣環(huán)流異常，導(dǎo)致寒潮天氣發(fā)生。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，寒潮次數(shù)與海溫的相關(guān)性主要體現(xiàn)在兩個(gè)海區(qū)，分別為北太平洋的中部和北大西洋的美國(guó)波士頓至亞速爾群島附近，這兩個(gè)海區(qū)為負(fù)相關(guān)中心，即海表面溫度偏低說(shuō)明山西寒潮出現(xiàn)頻繁。要引起關(guān)注的是，在春季3，4，5月的相關(guān)圖上，在北大西洋維持著北負(fù)南正的偶極子模態(tài)，這在3月份尤其明顯（圖6d），不少研究發(fā)現(xiàn)大西洋海溫的三極子模態(tài)會(huì)對(duì)東亞氣候帶來(lái)影響，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，山西寒潮的出現(xiàn)與北大西洋的北負(fù)南正的偶極子模態(tài)有著較密切的聯(lián)系，這為寒潮預(yù)測(cè)提供了一個(gè)著眼點(diǎn)。

a. 前一年7月500 hPab. 前一年12月500 hPa

c. 前一年12月海平面氣壓場(chǎng) d. 3月份海溫

說(shuō)明：圖中陰影區(qū)為相關(guān)系數(shù)超過(guò)|0.3|，通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn)的區(qū)域。

圖6寒潮頻次與500 hPa、海平面氣壓場(chǎng)、海溫場(chǎng)相關(guān)分布圖

4小結(jié)

1961年以來(lái)，山西寒潮日數(shù)呈減少趨勢(shì)，但存在區(qū)域差異，北部寒潮減少，中部寒潮增加，南部變化不明顯。近50年來(lái)，山西寒潮強(qiáng)度變化趨勢(shì)不明顯，但年代際差異顯著。20世紀(jì)90年代以來(lái)，山西寒潮初次出現(xiàn)的日期在推遲，而寒潮結(jié)束的日期卻在提前，這種特征在進(jìn)入21世紀(jì)以后表現(xiàn)得更突出。

山西寒潮頻次與同期氣溫變化關(guān)系較密切，氣溫偏高對(duì)應(yīng)寒潮次數(shù)偏少，二者同時(shí)在2006年出現(xiàn)突變。氣候變暖導(dǎo)致寒潮頻次減少；寒潮開(kāi)始遲，結(jié)束早；全省范圍寒潮的極端天氣在增加。

寒潮頻次與前期、同期的大氣環(huán)流場(chǎng)、海溫場(chǎng)有顯著相關(guān)區(qū)。500 hPa高緯度的高度正異常配合烏拉爾山、貝加爾湖附近等的高度負(fù)異常與山西寒潮頻次有顯著相關(guān)，冬季來(lái)自北冰洋、西西伯利亞和東西伯利亞的冷空氣是寒潮的主要來(lái)源。寒潮次數(shù)與海溫的顯著相關(guān)區(qū)為北太平洋的中部和北大西洋的美國(guó)波士頓至亞速爾群島附近，當(dāng)這兩個(gè)海區(qū)溫度偏低時(shí)，往往對(duì)應(yīng)的山西寒潮頻次較多。北大西洋海溫場(chǎng)的北負(fù)南正的偶極子模態(tài)對(duì)山西寒潮有明顯影響，其影響機(jī)制為海溫異常通過(guò)遙相關(guān)影響大氣環(huán)流異常，從而引發(fā)寒潮。

參考文獻(xiàn)

[1]張培忠，陳光明.影響中國(guó)寒潮冷高壓的統(tǒng)計(jì)研究[J].氣象學(xué)報(bào)，1999，57（4）：493-500.

[2]劉麗.低緯高原冬季寒潮天氣個(gè)例分析[J].氣象，2001，27（8）：53-55.

[3]樊明，馮軍，尚學(xué)軍.“2001-04-09”寒潮天氣形成過(guò)程分析[J].氣象，2002，28（3）：54-55.

[4]陳豫英，陳楠，馬金仁.近48 a寧夏寒潮的變化特征及可能影響的成因初步分析[J].自然資源學(xué)報(bào)，2010，25（6）：939-948.

[5]姚永明，姚雷，鄧偉濤.長(zhǎng)江中下游地區(qū)類(lèi)寒潮發(fā)生頻次的變化特征分析[J].氣象，2011，37（3）：339-344.

[6]趙銘，樊清華，詹立剛.秦皇島寒潮過(guò)程的時(shí)空特征及成因分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（19）：11771-11774.

[7]林愛(ài)蘭，吳尚森.近40多年廣東省的寒潮活動(dòng)[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，1998，14（4）：337-342.

[8]山義昌，崔建云，宋愛(ài)紅.濰坊近40年寒潮特征與變化趨勢(shì)[J].山東氣象，2005，25（1）：12-13.

[9]魏鳳英.氣候變暖背景下我國(guó)寒潮災(zāi)害的變化特征[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2008，18（3）：289-295.

[10]王遵婭，丁一匯.近53年中國(guó)寒潮的變化特征及其可能原因[J].大氣科學(xué)，2006，30（6）：1068-1075.

[11]錢(qián)維宏，張瑋瑋.我國(guó)近46年來(lái)的寒潮時(shí)空變化與冬季增暖[J].大氣科學(xué)，2007，31（6）：1266-1277.

〔編輯：白潔〕

Climatology of the Cold Wave Events of Shanxi Province in 1961-2010 and the Possible Reasons

Chu Hongrui， Wang Yongmei， Fan Yanqin， Wei Hairu， Yang Lafu

Abstract： In this paper，the cold wave events in Shanxi Province were analyzed using Kendall-tau analysis、Mann-Kendall test and correlation analysis based on the daily temperature data observed by 71 meteorological stations and NCEP reanalysis data.The results show that the days of cold wave were decreased in recent 50 years，but the change display regional differences： reduced in Northern， increased in central region and southern did not change significantly. The intensity of cold wave did not change significantly in Shanxi Province . The date of first appeared of cold wave was postpone，meanwhile，the date of final was postpone，and the feature is more prominent in the 21st century. Warming leads to decrease of the frequency of cold wave， and cold wave start late， end early. Moreover， the frequency of province-wide cold wave， such extreme weather was increased. There was significant correlation between the frequency of cold wave in Shanxi Province and the positive anomaly of height at high latitudes coordinate the negative anomalies of height at Ural Mountains， Lake Baikal etc. in 500hPa height field. The cold air come from the Arctic Ocean， West Siberia and the East Siberian in winter is major source of cold wave. The dipole mode in North Atlantic sea surface temperature field contact closely with the cold wave in Shanxi Province， it may act as predicted signal field.

Key words： cold wave； climate warming； atmospheric circulation； SSTV in North Atlantic Ocean

[11]錢(qián)維宏，張瑋瑋.我國(guó)近46年來(lái)的寒潮時(shí)空變化與冬季增暖[J].大氣科學(xué)，2007，31（6）：1266-1277.

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Climatology of the Cold Wave Events of Shanxi Province in 1961-2010 and the Possible Reasons

Chu Hongrui， Wang Yongmei， Fan Yanqin， Wei Hairu， Yang Lafu

Abstract： In this paper，the cold wave events in Shanxi Province were analyzed using Kendall-tau analysis、Mann-Kendall test and correlation analysis based on the daily temperature data observed by 71 meteorological stations and NCEP reanalysis data.The results show that the days of cold wave were decreased in recent 50 years，but the change display regional differences： reduced in Northern， increased in central region and southern did not change significantly. The intensity of cold wave did not change significantly in Shanxi Province . The date of first appeared of cold wave was postpone，meanwhile，the date of final was postpone，and the feature is more prominent in the 21st century. Warming leads to decrease of the frequency of cold wave， and cold wave start late， end early. Moreover， the frequency of province-wide cold wave， such extreme weather was increased. There was significant correlation between the frequency of cold wave in Shanxi Province and the positive anomaly of height at high latitudes coordinate the negative anomalies of height at Ural Mountains， Lake Baikal etc. in 500hPa height field. The cold air come from the Arctic Ocean， West Siberia and the East Siberian in winter is major source of cold wave. The dipole mode in North Atlantic sea surface temperature field contact closely with the cold wave in Shanxi Province， it may act as predicted signal field.

Key words： cold wave； climate warming； atmospheric circulation； SSTV in North Atlantic Ocean

[11]錢(qián)維宏，張瑋瑋.我國(guó)近46年來(lái)的寒潮時(shí)空變化與冬季增暖[J].大氣科學(xué)，2007，31（6）：1266-1277.

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Climatology of the Cold Wave Events of Shanxi Province in 1961-2010 and the Possible Reasons

Chu Hongrui， Wang Yongmei， Fan Yanqin， Wei Hairu， Yang Lafu

Abstract： In this paper，the cold wave events in Shanxi Province were analyzed using Kendall-tau analysis、Mann-Kendall test and correlation analysis based on the daily temperature data observed by 71 meteorological stations and NCEP reanalysis data.The results show that the days of cold wave were decreased in recent 50 years，but the change display regional differences： reduced in Northern， increased in central region and southern did not change significantly. The intensity of cold wave did not change significantly in Shanxi Province . The date of first appeared of cold wave was postpone，meanwhile，the date of final was postpone，and the feature is more prominent in the 21st century. Warming leads to decrease of the frequency of cold wave， and cold wave start late， end early. Moreover， the frequency of province-wide cold wave， such extreme weather was increased. There was significant correlation between the frequency of cold wave in Shanxi Province and the positive anomaly of height at high latitudes coordinate the negative anomalies of height at Ural Mountains， Lake Baikal etc. in 500hPa height field. The cold air come from the Arctic Ocean， West Siberia and the East Siberian in winter is major source of cold wave. The dipole mode in North Atlantic sea surface temperature field contact closely with the cold wave in Shanxi Province， it may act as predicted signal field.

Key words： cold wave； climate warming； atmospheric circulation； SSTV in North Atlantic Ocean