Page 48 - 《高原气象》2022年第6期
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6 期             谭  赢等：中国冬季大范围持续性低温事件低频特征及其与大气低频振荡的联系                                       1411
               高层极涡的增强和北移，有利于后期蒙古高压的增                            等（2018）表示通过追踪低频信号，辅以相应的数值
               强和南移，造成低温事件甚至持续降雪的发生（马                            预报产品，可为极端低温过程的延伸期预报提供
               丽云等，2021）。Li et al（2021）研究指出，北半球中                 参考。
               纬度海温异常能激发大气遥相关波列，进而影响华                                已有学者利用不同的分类方法将持续性低温
               北寒潮的发生。北极涛动（Arctic Oscillation，AO）                事件分为多种类型（Peng and Bueh，2011；张伟和
               是北半球中高纬度重要的大气遥相关型，以准定常                            江静，2015；陈官军等，2017；Yuan and Li，2019）。
               行星波的垂直传播为桥梁，AO 可通过影响平流层                           Peng and Bueh（2012）研究发现，不同斜脊、横槽的
               的西风强弱，使得对流层低层的行星波振幅发生变                            强度和位置都会导致不同类型的持续性低温事件
               化，从而影响西伯利亚高压（Siberian high，SH）和                   发生，亚洲极涡和乌拉尔山斜脊是事件发生的重要
               阿留申低压（Aleutian low，AL）的强弱，最终影响                    前兆信号。张伟和江静（2015）在研究热带大气季
               东亚地区的温度，当 AO 处于负位相时，有利于东                          内振荡对中国冬季持续低温事件的影响时发现，当
               亚冷异常的出现。                                          MJO 位于不同位相时，中国各区域发生持续低温
                   中国冬季温度除具年际、年代际异常特征，还                          事件的概率也不同。
               存在明显的 10~20 天、10~30 天或 30~60 天低频周                     综上，针对低温事件年际、年代际的特征及成
               期（朱 毓 颖 和 江 静 ，2013；谭 桂 容 和 张 文 正 ，               因研究已有不少，也有部分工作研究大气季节内振
               2018），李文慧等（2020）发现，中国冬季温度的次                       荡对持续性低温事件的影响，但大气低频振荡对不
               季节振荡存在地域差异，其南部和东部地区 10~20                         同类型大范围持续性低温事件的影响有何差异？
               天的振荡特征比西部更为显著。研究表明，在温度                            值得进一步研究。因此本文拟从低频角度出发，系
               10~30 天低频变化的典型年份，10~30 天低频分量                      统对比不同类型大范围持续性低温事件的低频特
               占冬季温度方差可达 30% 以上（谭桂容和张文正，                         征及可能影响因子，寻找其延伸期的预测信号，为
               2018）。在一些强降温过程中，温度也具有显著10~                        延伸期预报提供有意义的参考信息。
               30 天低频振荡（苗青等，2016a，2016b）。大气低频                    2   资料来源与方法介绍
               振荡在天气、气候演变中扮演重要角色，对持续性
               极端事件的发生具有重要作用（丁一汇和梁萍，                             2. 1  资料及预处理
               2010）。研究发现，全球大气都存在不同时间尺度                              本文主要使用如下资料：（1）国家气象信息中
               的低频周期，以热带和中高纬最为显著，其主要包                            心提供的 2481 站逐日平均气温；（2）NCEP/NCAR
               括 10~20 天和 30~60 天的季节内变率（Madden and               逐日的再分析资料，包括海平面气压场、位势高度
               Julian，1971；李崇银，1990；李崇银和张勤，1991；                 场、风场和气温场，水平分辨率为 2. 5×2. 5，共 17
               丁一汇和梁萍，2010）。热带大气 30~60 天低频振                      层。时段为 1980 年 1 月 1 日至 2017 年 12 月 31 日，
               荡（Madden-Julian Oscillation，MJO）除直接影响热            定义当年12月至次年2月为当年的冬季。
               带大气活动外，还可通过激发Rossby波影响热带外                             为保持数据的连续性，剔除 1980-2016年冬季
               的大气，从而影响冷空气的活动路径和范围，进而                            平均温度有缺测、水平迁移距离大于 20 km 的站
               对中国冬季温度产生影响（Matthews et al，2004；                  点。为兼顾空间均一性，将站点经纬度的小数部位
               Jeong et al，2005；朱 毓 颖 和 江 静 ，2013；张 伟 ，          四舍五入，当有多个站点经纬度计算结果均相同
               2013；张伟和江静，2015）。中低纬大气低频振荡                        时，取其一作为代表站，最终选定分布较为均匀的
               的共同作用也是导致中国大范围持续性低温事件                             654 个站点，如图 1 所示。文中所用地图是基于国
               爆发的重要原因（马晓青等，2008；朱毓颖和江静，                         家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图
               2013）。在中高纬度，影响中国冬季温度的乌拉尔                          号为GS（2020）4619的中国地图制作，底图无修改。
               山环流存在显著 10~30 天低频周期，当环流异常超                        2. 2  方法介绍
               前低频温度 15天左右时两者相关性最好（谭桂容和                              参 考 Peng and Bueh（2011）及 朱 毓 颖 和 江 静
               张文正，2018）。此外，影响中国冬季温度的东亚                         （2013）关于大范围持续性低温事件的定义，本文在
               冬季风月内尺度振荡能很好指示同期西南地区的                             单站持续性低温事件定义基础上，定义了大范围持
               强低温过程（齐冬梅等，2016）。在 10~20 天准双周                     续性低温事件。具体如下：
               尺度上，对流层低层的异常北风在水平方向上主要                               （1）首先采用百分位法定义单站持续性低温事
               表现为从高纬向低纬传播（李华凝等，2018）。李艳                         件。即对每个站点，将该站某日前后 2 天（共 5 天）
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