1960-2016年中国绿洲寒潮活动频次变化特征与风险区划

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寒潮是冬半年影响我国的主要灾害性天气之一,其爆发所带来的一系列恶劣天气会对人们的生产生活造成很大的影响,给国民经济的造成巨大的损失。绿洲是荒漠地区人类生存的主要依托,荒漠地区人类的生存和繁衍、文化风俗的形成和发展以及区际之间的交流都与绿洲息息相关。中国绿洲地处欧亚大陆腹地,距离西伯利亚中部的寒潮关键区近,受寒潮的影响大,其对气候变化的响应比其他区域更为敏感,受气候变化的影响更加复杂。因此,寒潮对中国绿洲的不利影响程度更加严重,所造成的损失也会更加巨大。目前,国内外对寒潮的研究主要集中在寒潮过程、寒潮发生机理和寒潮预报的方法等三个方面,但对于寒潮灾害风险区划的研究甚少,对于大范围地区的寒潮灾害风险区划的研究更是尚未见到。故本文利用中国绿洲74个地面气象站1960-2016年逐日平均气温和最低气温资料,对中国绿洲近57年来寒潮活动频次变化趋势及空间分布进行分析;利用大气环流指数、地理参数以及逐年平均气温等资料,对中国绿洲寒潮变化的影响因素进行分析;最后利用逐日平均气温和最低气温资料,结合社会经济统计数据和土地利用数据,对中国绿洲寒潮灾害进行风险评估区划分析。本文主要结论如下所示:(1)中国绿洲寒潮频次总体呈减少的变化趋势,约为-0.13次/10a,且存在显著地域性差异,除阿拉善绿洲寒潮频次呈现出増加的趋势(约0.19次/10a)外,其他绿洲区的寒潮频次均呈现出减少的趋势,但各绿洲区的减少趋势也不尽相同,其中,北疆绿洲减少的趋势最为显著,达到-0.2次/10a。(2)中国绿洲寒潮活动主要集中于每年9月至第二年的5月份,且以每年11月和次年3月最多。各季节中秋季寒潮频次呈现下降趋势,约为-0.13次/10a,冬季和春季寒潮频次呈现微上升趋势,分别约为0.04次/10a和0.05次/10a。(3)通过与北半球极涡面积指数与强度指数、亚洲极涡面积指数与强度指数、东亚大槽强度指数、北极涛动指数、西伯利亚高压指数、冷空气指数和青藏高原指数等九个大气环流指数进行相关分析,发现中国绿洲各站点寒潮频次在年际和各季节上与冷空气指数均呈显著正相关,相关系数分别为0.479、0.308、0.416和0.367(p≤0.05);与亚洲极涡面积指数均呈显著负相关,相关系数分别为-0.359、-0.309、-0.341和-0.276(p≤0.05);中国绿洲各站点寒潮频次与西伯利亚高压指数仅在冬季呈显著正相关关系。近57年来,纬度每向北增加一度,中国绿洲各站点寒潮频次增加9.47次、秋季寒潮增加3.69次、冬季寒潮增加1.87次、春季寒潮增加3.91次。此外,中国绿洲年平均气温57年来呈现出增加的趋势,速率为0.225℃/10a;寒潮频次与年平均气温的相关性较高,相关系数为0.700(p≤0.01)。(4)风险区划表明,近57年来,中国绿洲寒潮高风险区和次高风险区绝大部分位于北疆绿洲、河西走廊绿洲和河套平原绿洲,寒潮低风险区主要位于南疆绿洲和阿拉善绿洲西部地区。
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