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本文利用1966-2005年威海市及其所辖的文登市和荣成市等三个站的观测资料以及1966—2005年NCEP/NCAR提供的全球再分析2.5°×2.5°的500hPa、700hPa和850hPa的高度场和温度场的逐月格点值、逐日格点值以及逐月平均格点值,采用小波分析、相似离度计算、相关分析检验等统计诊断方法,揭示了近40年来威海市降雪的时空分布特征、威海市冬季降雪的量级分布情况、威海市降雪的初终日分布情况以及周期特征等情况。对威海市降雪偏多与偏少年进行了合成分析,比较分析了历史上威海市降雪偏多年与偏少年在500hPa高度距平场、850hPa温度距平场以及地面流场等方面的不同,初步探讨了威海市2005年12月份的历史罕见的连续性大暴雪产生的气候背景。
威海市冬季多雪,在威海的降雪中以冷流降雪为主,其他降雪类型还有槽前暖湿气流降雪,但前者占总降雪日数的比例高达86%,而槽前暖湿气流降雪仅占据了14%。威海市区的降雪主要集中在1月和12月,这两个月的降雪量占全年总降雪量的62.6%。其中1月份是降雪日数最多的一个月,而12月份是降雪量最大的一个月。威海市的降雪存在很明显的地域差别,以昆嵛山为界,北部的文登和威海市区的降雪量和降雪日数都远远大于南部的乳山,即威海的冷流降雪受地形影响十分明显。威海市的降雪以小雪最多,其中微量降雪日数占了总降雪日数的一半以上,而暴雪所占的比例还不到1%。1-3月的降雪日比11-12月的降雪日明显偏多,但强降雪出现在11-12月的比例却比出现在1-3月的比例高,即11-12月份比1-3月份更容易出现较强的降雪。威海市的降雪存在20年、4年和6—8年周期。但不同年代,主周期有所不同。分析威海市的初、终雪日的分布情况,发现威海市的初雪日存在5—6年的周期,终雪日存在6—7年和16年的周期。威海市的初雪日与当年的年降雪量、终雪日与当年的年降雪量、初雪日与终雪日都有比较好的正相关。对根据40年间威海市12月份降雪量情况确定的降雪偏多年与偏少年的500hPa的高度距平场分布进行对比分析后发现,降雪偏多年,威海及其以东地区的500hPa的高度距平为负值中心,而其西北地区为正距平区:降雪偏少年却正相反,威海及其以东地区的500hPa的高度距平为正值中心,而其西北地区为负距平区。2005年12月份的500hPa的高度距平场分布与降雪偏多年的相似,但正负中心值都远远大于降雪偏多年的中心平均值。降雪偏多年与偏少年的850hPa的温度距平场分布进行对比分析后发现,降雪偏多年,威海及其以东地区的850hPa的温度距平为负值中心,而其西北地区为正距平区;降雪偏少年却相反,威海及其以东地区的850hPa的温度距平为正值中心,而其西北地区为负距平区。2005年12月份的850hPa的温度距平场分布与降雪偏多年的相似,但正负中心值都远远大于降雪偏多年的中心平均值。根据温度场距平分布和高度场距平分布的差异对威海市的冬季降雪量的多少的敏感性分析,确定“100°E—180°E,30°N-50°N”和“60°E—140°E,50°N-90°N”为影响威海市12月份降雪量多少的关键区。研究发现,12月份关键区内的850hPa温度对当年12月份的降雪量有比较明显的影响,当12月份关键区内半岛附近的850hPa温度偏低时,当年12月份威海市的降雪量偏多,反之,则相反。而12月份关键区的500hPa区域平均高度距平与降雪量距平也有较好的相关性。2005年威海12月份的降雪量与前期低层的气温偏高也有较大的关系,前期气温偏高,易使得海温也偏高,当有强冷空气影响时,海气温差加大,海气感热交换量也变大,低层大气层结不稳定加剧,导致冷流降雪量增加。地面不同流场对冷流降雪也有比较明显的影响。经对降雪偏多年与降雪偏少年份1000hPa距平流场分析后发现,降雪偏多年1000hPa距平流场为气旋式弯曲,此时低层气流辐合,对形成冷流降雪比较有利:而降雪偏少年则为反气旋式弯曲,此时低层气流辐散,对形成冷流降雪不利。
通过对历史上12月份降雪量超过25毫米的降雪超多年(1980年、1984年、1985年和2005年)的850hPa温度场的距平分析,发现四年中威海市850hPa温度场的距平都为负值,其中1980年、1985年和2005威海还处于负距平中心,在降雪量超多的4年中,以2005年的温度距平的绝对值最大。分析每一年850hPa10月份与当年12月温差的距平发现,四年都位于正距平区,并且距平值都大于2℃,又以1985年和2005年的距平值最大。对四年12月份的高度场距平进行比较分析发现,几年的高度场距平也位于正距平区内。分别对四年的地面平均流场进行分析,地面平均流场的分布特点不明显。