本溪市冬季低于—20 ℃溫度預(yù)報(bào)研究

王煥毅++張翹++秦瑜++吳荷++蔣林杉

摘要 利用本溪市觀象臺(tái)1981—2014年逐日氣溫資料，統(tǒng)計(jì)分析了近35年本溪市冬季最低氣溫≤-20 ℃的氣候特征，結(jié)合天氣學(xué)方法將最低氣溫≤-20 ℃的地面形勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)，并給出了影響因子的參考指標(biāo)。結(jié)果表明，1981—2014年本溪市區(qū)冬季低于-20 ℃氣溫年際變化較大，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)次數(shù)最多，總體呈現(xiàn)波浪式下降趨勢(shì)；低溫出現(xiàn)在12月、1月、2月，其中1月最低氣溫最低，出現(xiàn)頻次最高，占總數(shù)的60.5%；地面影響系統(tǒng)主要分為冷高壓、冷鋒過境和長(zhǎng)白山冷高。

關(guān)鍵詞 最低氣溫；≤-20 ℃；相關(guān)因子；遼寧本溪

中圖分類號(hào) P457.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）22-0176-02

在遼寧省冬季預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中，最低氣溫≤-20 ℃的預(yù)報(bào)屬于災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)，遵照《遼寧省氣象部門集約化天氣預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)布局調(diào)整實(shí)施方案》，以達(dá)到冬季≤-20 ℃的溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率超75%的要求。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)氣溫的研究多為常規(guī)預(yù)報(bào)，趙曉川等[1]利用NCEP/NCAR 850 hPa 和925 hPa的溫度資料與營(yíng)口市的日最高和最低氣溫分季建立預(yù)報(bào)回歸方程；高 峰等[2]、房一禾等[3]、劉 實(shí)等[4]、范 可等[5]通過氣候特征或環(huán)流特征對(duì)特定地區(qū)進(jìn)行劃分和總結(jié)，而對(duì)于具體某一地區(qū)進(jìn)行實(shí)際預(yù)報(bào)應(yīng)用的研究并不多見。因此，對(duì)本溪市冬季低于-20 ℃溫度的研究是十分必要的，可為今后預(yù)報(bào)服務(wù)提供一定參考。

1 資料與方法

選取1981—2014年本溪市觀象臺(tái)20：00至次日20：00（24 h）日最低氣溫≤-20 ℃（以下簡(jiǎn)稱最低氣溫）的氣溫資料，通過對(duì)最低氣溫以及2005—2012年高空850、925 hPa溫度資料和對(duì)應(yīng)夜間的地面氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、低云量、降水量、前日最高氣溫資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析本溪市區(qū)最低氣溫的氣候特征。

2 本溪市-20 ℃以下氣溫的氣候特征

2.1 年際變化

由圖1可以看出，1981—2014年本溪市區(qū)冬季出現(xiàn)最低氣溫≤-20 ℃共521 d，平均每年15.3 d。最低氣溫年際變化較大，出現(xiàn)頻次最多的是2001年，為34 d，最少年份1次也沒有出現(xiàn)過（1992年）。從年代分布情況看，1981—1990年共出現(xiàn)193 d，占總數(shù)的37%；1991—2000年共出現(xiàn)121 d，占總數(shù)的23.2%；2001—2010年共出現(xiàn)149 d，占總數(shù)的28.6%；除2001年出現(xiàn)1次明顯波峰以外，總體上最低氣溫 ≤-20 ℃發(fā)生次數(shù)呈現(xiàn)波浪式下降趨勢(shì)，這可能與全球變暖有關(guān)。

2.2 月分布

本溪市區(qū)冬季最低氣溫≤-20 ℃出現(xiàn)在12月、1月和2月。其中，1月出現(xiàn)頻次最高，占總數(shù)1/2以上，達(dá)60.5%；其次是12月，占總數(shù)的23.2%；2月最少，占總數(shù)的16.3%。12月最低氣溫≤-20 ℃的平均值為-21.1 ℃、2月最低氣溫≤-20 ℃的平均值為-21.8 ℃、1月最低氣溫≤-20 ℃的平均值為-23.2 ℃；極端最低氣溫-34.5 ℃（2001年1月）。

3 地面形勢(shì)場(chǎng)

通過對(duì)2005—2012年本溪市最低氣溫≤-20 ℃的天氣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析了地面影響系統(tǒng)，主要分為以下3種類型：冷高壓、冷鋒過境、長(zhǎng)白山冷高。長(zhǎng)白山冷高中心位于吉林南部、本溪東部地區(qū)，在日常預(yù)報(bào)中經(jīng)常出現(xiàn)且不易被年輕預(yù)報(bào)員重視。

4 相關(guān)因子分析

影響因子主要選取前日20：00 T925和T850實(shí)況值、前日最高氣溫值、夜間主導(dǎo)風(fēng)向、夜間平均風(fēng)力、夜間低云量、夜間降水量、夜間相對(duì)濕度、夜間平均氣壓，影響因子的主要參考指標(biāo)見表1。

4.1 最低氣溫與高空溫度、前日最高氣溫的關(guān)系

本溪市最低氣溫與前日20：00 925、850 hPa溫度相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，本溪市最低氣溫與低空溫度呈非線性關(guān)系，建立回歸方程對(duì)溫度的預(yù)報(bào)并不理想。本研究通過箱線圖（圖2）找出分布特征：925 hPa溫度主要分布在-21.0～ -13.5 ℃，中位值為-17.5 ℃；850 hPa溫度主要分布在-24.0～ -15.5 ℃，中位值為-20.0 ℃；T925-T850平均值為2.7 ℃。前日白天最高氣溫主要集中在-13.0～-7.0 ℃之間，日溫差（前日最高氣溫與最低氣溫差值）90%集中在9.0～15.5 ℃，出現(xiàn)頻數(shù)最多的為11.6 ℃。

4.2 最低氣溫與夜間（20：00至次日8：00）地面氣象要素的關(guān)系

4.2.1 低云量、降水、相對(duì)濕度。統(tǒng)計(jì)2005—2012年期間100例天氣發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夜間氣溫≤-20 ℃時(shí)，絕大多數(shù)是晴朗少云天氣，低云量幾乎為0，這與影響系統(tǒng)有關(guān)（多為高壓影響）。相對(duì)濕度主要在60%～80%之間。

4.2.2 風(fēng)向、風(fēng)速。將風(fēng)向劃為16個(gè)方向，即NNE、NE、ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、WSW、W、WNW、NW、NNW、N。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，夜間風(fēng)向存在明顯規(guī)律，主要風(fēng)向?yàn)镋，其次是ESE（圖3）。90%風(fēng)速集中為1.2～2.3 m/s，平均風(fēng)力2級(jí)。

4.2.3 地面氣壓。影響系統(tǒng)以高壓為主，經(jīng)統(tǒng)計(jì)得出地面氣壓主要為1 001.4～1 014.6 hPa。

5 結(jié)論與討論

1981—2014年本溪市區(qū)冬季低于-20 ℃氣溫年際變化較大，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)最多，總體呈現(xiàn)波浪式下降趨勢(shì)；低溫出現(xiàn)在12月、1月、2月，其中1月最低氣溫最低，出現(xiàn)頻次最高，占總數(shù)的60.5%，極端最低氣溫-34.5 ℃（2001年1月）；低溫主要為-24～-20 ℃，-27 ℃以下低溫僅在1月中出現(xiàn)。

根據(jù)地面形勢(shì)，本溪市出現(xiàn)低于-20 ℃氣溫主要分3種，分別為冷高壓、冷鋒過境、長(zhǎng)白山冷高。結(jié)合影響因子分析給出相應(yīng)閾值及指標(biāo)，為預(yù)報(bào)員在日后的預(yù)報(bào)工作中提供一定的參考，但是影響地面-20 ℃低溫的氣象要素很多，影響機(jī)制復(fù)雜，而且很多非氣象因子對(duì)地面氣溫也有一定的影響，因而僅依靠氣象因子預(yù)報(bào)仍存在一定偏差。

6 參考文獻(xiàn)

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