我国北方寒潮活动频次与北半球极涡异常的关系

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本文采用NCEP/NCAR提供的1979年9月-2013年5月再分析位势高度、温度、纬向风资料,以及ECMWF提供的地面2m温度资料,使用国家气候中心提供的74项环流指数,研究1979-2012年我国北方寒潮频次的时空分布。通过计算北极涡面积指数和强度指数,以及亚洲区极涡面积指数和强度指数,分析讨论极涡因子与我国北方寒潮频次之间的关系,主要得出以下结论:(1)我国北方寒潮活动开始于9月,第二年的5月份结束,其中11月和3月份寒潮活动最活跃。34年来内蒙古地区、东北地区、新疆北部地区寒潮活动最活跃。(2)34年春、冬季内蒙古中部和西部寒潮频次呈上升趋势,春季这一现象比秋季更显著;东三省地区、河北、山西北部和山东地区在春、秋季寒潮频次呈显著下降趋势;在秋季新疆北部和甘肃寒潮频次呈显著下降趋势,而冬季呈显著上升趋势。(3)34年冬半年北极涡面积呈现减小趋势,北极涡强度也呈现减弱趋势,并且强度减弱的趋势比面积更显著。3个季节极涡面积指数在时间序列上均呈现减少趋势,其中秋季减少最显著。3个季节极涡强度指数在时间序列上呈现减弱趋势,其中冬季减少最显著。(4)亚洲区极涡面积34年来呈现减少趋势,3个季节亚洲区极涡面积在近几年有上升的趋势,从2000开始冬季亚洲区极涡面积呈现显著上升趋势;亚洲区极涡强度34年来呈现减弱趋势,2004年以后冬季亚洲区极涡强度呈现增加趋势。(5)我国北方寒潮频次与亚洲区极涡指数的关系比北极涡指数的关系更好。秋季亚洲区极涡面积指数与我国北方寒潮频次相关关系更密切,整体上是较为一致的正相关关系。冬季亚洲区极涡强度指数与我国北方寒潮频次相关关系更密切,整体上是较为一致的正相关关系。春季亚洲区极涡强度指数与我国北方寒潮频次的相关关系更密切,相关系数的分布有显著地域性差异。(6)秋季亚洲区极涡面积正(负)异常年时,贝加尔湖和巴尔克什湖上空850hPa等压面上温度偏低(高)。冬季亚洲区极涡强度正(负)异常年时高纬度地区850hPa等压面上温度偏低(高),低纬度地区温度偏高(低)。(7)850hPa温度场与我国北方寒潮频次SVD分析结果表明,秋季贝加尔湖和巴尔克什湖附近温度与我国北方寒潮频次之间呈负相关关系。冬季,高纬度地区温度与我国北方寒潮频次呈负相关关系,低纬度地区温度与我国北方寒潮频次呈正相关关系。
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