冬季极端低温日数预测方法研究

随着全球变暖极端事件越来越频繁,开展极端事件预测变得非常重要。基于我国700多个地面台站的逐日最低温度观测资料和国家气候中心第一代海气耦合模式的动力预测结果数据,采用逐步回归的统计降尺度方法,建立了一个针对我国冬季极端低温日数的动力-统计降尺度预测方法。结果表明,该预测方法所预测的1983-2010年历史回报结果与实况资料的相关在我国大部均超过了95%的显著性水平。用该预测方法还对2011/2012年冬季极端低温日数进行了实时预测,事实证明该预测方法对2011/2012年冬季极端低温日数的预测趋势基本正确,可以推广到预测业务中应用。

新疆阿勒泰地区冬季极端低温事件特征分析

利用阿勒泰地区7个测站1961～2011年冬季(11月到翌年3月)逐日最低温度资料,采用百分位定义法给出各站发生冬季极端低温事件的阈值。采用气候趋势系数和气候倾向率、Gumbel分布函数及R/S分析等多种统计方法分析阿勒泰地区各站冬季极端低温事件的气候特征。结果表明:阿勒泰地区各站冬季极端低温事件发生阈值为-26～-36℃。阿勒泰地区冬季极端低温事件频次倾向率均呈减少趋势,强度倾向率均呈减弱趋势。50 a一遇冬季极端低温事件极值东部较低,西部较高。阿勒泰地区西部地区冬季极端低温强度<-50℃的概率较小,东部地区冬季极端低温事件强度<-50℃概率较大。根据R/S分析,阿勒泰地区冬季极端低温事件未来发生频次可能会有所增多,冬季极端低温事件未来发生强度可能会有所增强。

湖南慈利马尾松树轮宽度对气候的响应及1854年以来冬季极端低温重建

利用采自湖南慈利的马尾松树轮样本,建立研究区的标准树轮宽度年表。树轮气候响应分析发现:马尾松径向生长与月最大日降水量在生长季之前部分月份显著负相关(p<0.05),在生长季之内部分月份显著正相关(p<0.05),与月平均温度、月平均最低温度、月极端最低温度在生长季之前和之内大多月份均显著正相关(p<0.05),其中与上一年11月到当年2月(冬季)的平均极端最低温度相关最好(r=0.62,p<0.01)。重建了湖南慈利地区1854年以来冬季极端最低温度,重建气温在十年尺度上表现出明显的反“S”型,1854—1916年和1981—2015年处于暖冬时期,1917—1980年处于寒冬时期。此外,共发现29个寒冬年,其中包括3个寒冬时段,分别为1922—1925年、1927—1930年和1953—1960年,其中1953—1960年是自1854年以来最冷的时段。空间相关性分析表明重建序列可以指示我国中东部的冬季低温变化,而冬季低温可能与热带印度洋、西太平洋海温变化异常有关。

1978-2017年秋季北极海冰对中国大陆地区冬季极端低温事件的影响

利用1978-2017年英国Hadley中心的海冰密集度资料、中国地面站点观测资料及欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析资料,结合天气系统定量化表征指数,分析北极放大效应背景下前期秋季海冰变化对冬季中国大陆地区极端低温发生的影响及可能的机制.结果表明,在极地放大效应的背景下,当前期秋季巴伦支海-喀拉海和拉普捷夫海北部-东西伯利亚海东部-楚科奇海海域的海冰偏少时,中国大陆地区极端低温形势加剧,华南地区极端低温频次显著增多,北方地区低温强度明显增强.相对于海冰高值年,海冰低值年西伯利亚冷高压控制范围扩张且强度增强,西伯利亚高压指数由-0.48增至0.50;850 hPa风场上中国以北区域的偏北风增强,东亚冬季风综合指数由-0.56增至0.72;乌拉尔山地区阻塞形势更明显,瞬时阻塞比高值年高6 d.动力诊断分析显示, 500 hPa等压面上乌拉尔山阻塞关键区和北大西洋区存在相对涡度的显著负异常、中高纬度经向温度梯度异常高值中心和Rossby波作用通量扰动异常,能够解释在极地放大效应背景下,北极海冰减少时,有利于乌拉尔山阻塞高压的建立、发展以及与极地高压的合并,使得入侵中国大陆地区的极地冷空气增强,极端低温事件增多、增强.