Page 162 - 《高原气象》2022年第6期
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6 期                       林  纾等:冬季全国性寒潮识别标准及其气候变化特征                                        1525
                   在表 2 中也看到,标准 1 和标准 3 各筛选了 106                 4   全国性寒潮的时空分布特征
               次和 102次寒潮过程,其中有 72次过程相同。对比
                                                                 4. 1  全国性寒潮的特征
               逐次过程发现(表 3),标准 1无而标准 3有的寒潮过
                                                                     在上述标准下,全国性寒潮在 1961-2016年的
               程共 30 次,按式(1)的算法,I 为 2. 029,符合寒潮
                                                                 56 个冬季共发生了 106 次。总体来说,20 世纪 60
               级别;3 种级别冷空气平均站数合计为 518 个站
                                                                 年代是我国冬季寒潮频发期,随后逐渐减少(图 1)。
               点,占总站数的 26. 0%。类似,标准 1 有而标准 3
                                                                 寒潮频次最多的是 1965 年和 1969 年,均出现 5 次
               无的寒潮过程共 34 次,I 为 1. 867,是强冷空气级
               别;3 种级别冷空气平均站数之和为 1123 个站点,                       过程;发生 3 次的有 4 年,分别是 1978,1987,1991
                                                                 和2008年,其余年份都维持在1~2次。56个冬季中
               占总站数的 56. 3%。两者比较,标准 3 判别的非寒
                                                                 没有出现寒潮过程的有 12 年,主要集中在 20 世纪
               潮过程中寒潮的平均站数反而比寒潮过程中的站
                                                                 70 年代后期到 80 年代,分别为 1964,1966,1977,
               数多 1. 6 倍,究其原因冷空气的强弱不在于寒潮绝
                                                                 1980,1981,1983,1986,1988,1997,2003,2007
               对站数的多少,而是由三级冷空气站数的数学统计
                                                                 和 2013 年。通过以上分析可以看出,未出现寒潮
               决定,无形中增加了区域性寒潮识别的难度和复杂
                                                                 过程在 20世纪 80年代最多,有 4年,2000年以来有
               性,存在较大的不确定性。有约 3 成寒潮过程的强
                                                                 3 年。去除 20 世纪 60 年代高发期资料后,20 世纪
               度指数在冷空气影响范围偏小的情况下,会夸大区
                                                                 70 年代到资料截止的 2016 年,冬季寒潮频次趋势
               域冷空气的强度;反之,在冷空气影响范围较大的
                                                                 变化几乎为一直线(图 1 中虚线),并未随气候变暖
               情况下,其识别会削弱区域冷空气的强度。而标准
                                                                 而减少。
               1 首先是统计每天达到寒潮标准的站数,其次给出
               发生的站数阈值界定其区域性,这样的统计直指达
               到寒潮标准的站,简单明了,概念清晰,便于掌握
               与应用,从另一方面再次证明了标准1的优势。

                      表 3  标准 1和标准3筛选寒潮过程对比
               Table 3  Comparison between standard 1 and standard 3
                           screening cold wave process

                                        标准1无而      标准1有而
                         项 目
                                         标准3有       标准3无
                    寒潮过程频次/次               30         34             图1  1961-2016年逐年冬季全国性寒潮频次分布
                    寒潮平均站数/个              217         346            Fig. 1  Distribution of national cold wave frequency
                   强冷空气平均站数/个              99         282                     in winter from 1961 to 2016
                中等强度冷空气平均站数/个             202         495            从冬季寒潮的月分布来看(表 4),前冬 12 月寒
                  三级冷空气合计站数/个             518        1123        潮发生的频次最高,达 45次,后冬 1-2月寒潮发生
                       强度指数I              2. 029     1. 867      频次基本相同,为30~31次。12月寒潮频次在20世
                  强度指数识别寒潮过程               是          否
                                                                      表4   全国性寒潮的年代际及季节内频次分布
                  寒潮站数占总站数比/%             10. 9      17. 3          Table 4  Interdecadal and intra-seasonal frequency
                三级冷空气站数占总站数比/%            26. 0      56. 3                distribution of nationwide cold waves

                                                                                            频次/次
                   综上所述,在充分考虑全国性寒潮站点阈值和                               年代
                                                                                  冬季     12月      1月      2月
               是否持续降温等特点后,上述 3 个标准中的标准 1
                                                                   20世纪60年代       24      10       8       6
               是比较全面客观的识别方法,即单站寒潮符合“某
                                                                   20世纪70年代       21      10       5       6
               地日最低气温 24 h 内降温幅度≥8 ℃,或 48 h 内降
                                                                   20世纪80年代       16       7       4       5
               温幅度≥10 ℃,或 72 h 内降温幅度≥12 ℃,且使该
               地日最低气温≤4 ℃的冷空气活动”,且区域性寒潮                            20世纪90年代       16       6       6       4
                                                                   21世纪00年代       19       7       5       7
               条件满足“全国范围内寒潮站数至少连续 2 天均≥
               170 个站点,或连续 2 天寒潮总站数≥350 个,且至                       2011-2016年     10       5       2       3
               少有1天≥170个”,定义为全国性寒潮。                                 寒潮总频次         106     45      30      31
   157   158   159   160   161   162   163   164   165   166   167