Page 49 - 《高原气象》2022年第6期
P. 49
高 原 气 象 41 卷
1412
2009（2）。可见，事件的持续时间最长为 34 天，平
均每次 13. 4 天，峰值日站点百分比大多在 20% 以
上（19/21）。由 1980-2016 年冬季大范围持续性低
温事件频次序列（图 2）可知，事件频次具有明显年
际、年代际异常特征，1984年和 2009年冬季事件频
次最多，均为 2 次。20 世纪 80~90 年代初期事件偏
多（10次），20世纪 90年代中期到 21世纪 00年代中
期偏少（4次），21世纪 00年代后期以来事件频次又
有增多趋势（7次）。
3. 2 大范围持续性低温事件的分类
参考张伟和江静（2015）的分类方法，分三步对
事件进行分类。
第一步：根据选取的 21 个事件的站点数峰值
日，判断每个站点在每次事件峰值日及前后一天是
图1 全国654个站点位置分布
否发生单站持续性低温事件，若三天中有一天发生
Fig. 1 Location distribution of 654 stations in China
事件，则该站点在此次事件中记为 1，否则记为 0，
多年（1980-2016年）的平均温度连起来并做升序排 从而得到一个由1和0构成的二维数组A（654，21）。
列，取第 10 个百分位值作为该站当日的低温阈值。 第二步：对 A（654，21）数组进行时间维度的标
当某日平均温度小于等于此阈值，且小于当日的气 准化处理后进行 EOF分析，得到前两个特征向量和
候平均值，则认为该站当日发生了低温事件。若低 相应时间序列（图 3），方差贡献率分别为 24. 3%、
温事件持续 5 天（中间可中断 1 天）及以上，则定义 13. 8%，均通过 North 准则检验。当特征向量和时
该站发生1次单站持续性低温事件。 间序列的乘积为正时，则表示该区域发生了持续性
（2）在一段时间内，若每天有超过 10% 的成片 低温事件。
的站点发生持续性低温事件，且时间持续 8 天及以 第三步：对时间序列做标准化处理［图 3（c），
上，则定义为一次大范围持续性低温事件。把发生 （d）］，取±0. 8作为选取事件的标准。
单站持续性低温事件的站数百分比首次超过（低 因第二模态中［图 3（b）］负值区域数值较小且
于）10% 的日期定为此事件的开始（结束）日。若两 藏北高原地区站点较少，所以舍弃该模态的负值区
次大范围持续性低温事件间隔为 1天，仍视为 1次。 域。由此将事件分为三类：第一类为全国类，包括
本文主要研究的是大范围持续性低温事件，为方 除东北和青藏高原局部地区的全国大部分区域，对
便，下文将大范围持续性低温事件简称为事件。 应图 3（a）中正值区域；选取第一时间系数≥0. 8 的
另外，本文还采用了经验正交函数分解（EOF）、 年份共 5 次事件，即 1984（1）年、1991 年、1995 年、
功率谱分析、Butterworth 带通滤波、合成分析等方 2007 年和 2010 年，事件平均持续时间每次为 18. 2
法；对 EOF 分析所得特征向量进行 North 准则检 天。第二类为东北类，包括东北和华北部分区域，
验，对功率谱分析结果进行红噪音检验，对合成分 对应图 3（a）中负值区域；选取第一时间系数≤-0. 8
析结果进行Student-t检验（吴洪宝和吴蕾，2005；魏 的年份共 5 次事件，即 1982 年、1989 年、2000 年、
凤英，2007；王盘兴等，2019）。 2009（1）年和 2011 年，平均持续时间为 12 天/次。
3 大范围持续性低温事件的分类和 第三类为东部类，包括东北大部分区域、内蒙古自
低频周期 治区、华北、黄淮、江淮、江南、华南中部和东部区
域，对应图 3（b）中正值区域；选取第二时间系数
3. 1 大范围持续性低温事件的选取 ≥0. 8 的年份共 4 次事件，即 1983 年、1984（2）年、
根据 2. 2节中关于大范围持续性低温事件的定 1985和 1992年，平均持续时间每次为 14. 75天。需
义，选取了符合条件的事件共 21 次，事件的开始 要说明的是，根据第一、二时间系数序列，1992 年
日、结束日、持续时间等具体信息见表 1，因 1984 和 1995 年均满足全国类和东部类的标准，但根据
年和 2009年各发生两次事件，为了区分，第一次事 站点数峰值日平均温度距平的分布与第一、二特征
件记为 1984（1）、2009（1），第二次记为 1984（2）、 向量的相似程度，分别把 1992 年和 1995 年的事件
