东北地区降雪特征分析

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本文应用1961-2005年东北地区冬季的台站降雪资料,利用多种统计方法对东北地区降雪特征进行分析,得到如下结果:  1.利用REOF法(旋转经验正交函数)对东北地区冬季降雪进行区划分析,结果表明,东北地区主要分为4个空间模态:辽宁-吉林东部、吉林北部、辽宁西南部、黑龙江北部地区。  2.本文对东北地区降雪集中度和降雪集中期进行了计算和分析,结果表明:东北地区降雪集中度呈逐年上升趋势,但上升趋势并不明显,集中期呈逐年下降的趋势,并且下降趋势明显(通过0.05的信度水平检验),为0.6侯/10a。从年代际变化上来看,东北地区降雪集中期的变化存在着明显的12年的长周期,另外在1970年代中期之后存在着8年左右的短周期。突变检验的结果表明,东北地区集中度存在着上升趋势,但上升趋势并不显著,有突变点出现在1997年左右。而集中期是明显的下降趋势,有明显的突变点出现在1986年前后,与东北地区气温变暖的时间几乎一致。从空间变化的情况来看,东北地区冬季降雪集中度由东向西依次增加,在吉林的东部地区出现集中度的最低值为0.4,而在辽宁的西部地区出现集中度的最大值为0.7。对于东北不同区域,东北东部和中部变化趋势一只,集中度呈上升趋势,集中期呈下降趋势。辽宁西南部和黑龙江北部降雪集中度均呈微弱的上升趋势,其中辽宁西南部地区降雪的集中度上升趋势最弱。黑龙江北部东北降雪集中期的下降趋势最弱。在辽宁中部、吉林中部存在着集中期的高值中心。  3.在影响东北降雪的集中度偏高时,东北地区高空500hPa均处于东亚大槽控制,在东北的西北部地区有负30位势米的低值中心,在辽宁东南部和朝鲜半岛附近有10位势米的高值中心。因此,东亚大槽有可能在东北西部加深,而在东北东部有高压易于形成并加强,导致东亚大槽东移缓慢,同时有暖湿空气沿高压边缘向东北地区输送,与西北干冷空气交汇,导致降雪的产生。在东北地区集中度偏高时,东北东部低层700hPa有很强的低空急流出现,高层有高空急流并且东北东部有明显的强急流中心,中心值可达60米/秒,东北大部分地区位于急流中心的左侧,与低空急流相比,高空急流更强,位置偏西南。  4.从物理量场上发现,北太平洋上水汽输送的增强并西传为内蒙古东部极端降雪事件发生提供了主要水汽来源。海温场上,太平洋北部为海温正距平区域,正距平中心位于北太平洋东部,上述配置有利于暖湿空气不断地从太平洋东北部抬升,并向西部输送。北太平洋东部不仅是水汽源地,也是波动通量异常中心,波动通量沿白令海不断向西传播,并在鄂霍次克海附近南下,在该地区有波通量的加强,有利于该地区阻塞高压的加强,易于形成导致东北地区强降雪的环流形势。  5.对GEV(广义极值分布)和GPD(广义帕雷托分布)的拟合情况进行研究,结果表明:东北地区日极端降雪量基本符合GEV分布。从代表台站拟合的效果来看,双辽和绥中GEV拟合的效果最好,伊春其次,而对丹东拟合的效果是相对最差的。GPD分布的拟合效果表明,东北地区冬季日极端降雪也很好的符合GPD分布。重现期水平和科斯检验均反映出对于东北地区降雪GPD分布好于GEV分布。50和100年GEV和GPD重现期值预估结果表明,GPD和GEV具有相同的空间分布特征,有两个低值区分别出现在吉林的中部和西部,而重现期值的最大值主要出现在辽宁地区,其中在辽宁西南部重现期值最大,GPD百年一遇值为30mm左右。
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