我国北方地区冬季气温异常的空间分布差异及其主要影响因子研究

Although it's still under the background of global warming, winter air temperature in most part of northern China has been below normal for 5 years in recent 10 years. The temperature is far below normal over northwestern China and the west of the North China in the winter of 2007/2008. The colder winter reoccurred over Northeast China and the east of North China in 2009/2010, accompanying persistent strong snowfall. Those brought much inconvenience to people and are widely concerned. But the analysis on winter air temperature anomaly in northern China (WTANC) was seldom referred to in previous papers. Therefore, it is selected as an object in our study. The diagnosis analysis and numerical simulation are used to study regional difference of WTANC and its major impact factors. Main research contents contain the analysis of regional difference of WTANC and the impacts of winter Siberian High and detouring flow around the north side of Tibetan Plateau (DFNTP) on the regional difference of WTANC. In this study, regional climate model is also used to carry out numerical simulation to analyze how the changes of DFSTP exert influence on the WTANC. This study not only contributes to grasping the regional difference of WTANC, but also further understanding the relationship between the regional difference of WTANC and winter Siberian High and DFNTP.

本项目选取我国北方地区冬季气温异常作为研究对象。项目拟采取诊断分析和数值模拟相结合的方法，对我国北方地区冬季气温异常的区域差异及其主要影响因子进行研究。具体的研究内容包括我国北方地区冬季气温异常的空间分布差异特征分析、西伯利亚高压和青藏高原北支绕流等因子对冬季气温异常的空间分布差异的影响。本研究还将利用区域气候模式开展数值模拟探讨青藏高原北支绕流的变化对冬季气温异常的影响。这一研究不仅可以认识我国北方地区冬季气温异常的区域差异，还可以深入地了解西伯利亚高压和青藏高原北支绕流等因子与它的联系。

利用我国台站气象资料和NCEP/NCAR再分析资料等，使用滑动t检验、相关分析、EOF分解等方法对我国北方地区冬季气温异常的区域差异特征进行了分析，并对其主要影响因子进行了研究，得到以下结论：（1）1961-2012年我国北方地区冬季气温以0.44℃/10年的速率上升，绝大部分台站冬季气温呈明显增加的趋势。气温距平呈现出“负-正-负”的年代际变化特征。乌鲁木齐、榆中、济南、沈阳4个代表站冬季气温经历了不同的突变情况，有不同的周期。（2）新疆北部、青海西北部及南部、内蒙古中西部及东部偏北、东北大部冬季寒潮频次超过3次，其中吉林南部超过8次。乌鲁木齐和济南寒潮频次微弱下降，榆中和沈阳寒潮频次微弱增加。（3）趋向性差异分析表明，北方前冬、1月、后冬气温均呈上升趋势，与前冬气温线性趋势相比，后冬气温的升温速率在新疆大部和青海偏小，在其它地区更高。北方前冬和后冬气温的变化存在明显的年代际趋向性差异。与前冬相比，1961-1986年后冬气温除在内蒙古中部、京津冀、山东、东北大部升温速率更大外，在其它大部分地区偏小；1987-2012年后冬气温除在黑龙江、内蒙古东部偏北地区升温速率偏低外，在其它大部分地区升温速率更高。（4）EOF分析表明，北方地区冬季气温主要有三种分布型，分别是区域一致型、东西反相型和东北、新疆与西北东部、华北反相型。与气温区域一致型相联系的大气环流表现出北极涛动的模态，与气温东西反相型以及西北东部、华北反相型相联系的大气环流表现为海平面气压、东亚大槽、200hPa东亚高空急流的变化。（5）我国北方冬季气温异常的区域差异是北极涛动、西伯利亚高压、东亚冬季风、东亚大槽等共同作用的结果。它们与冬季气温EOF第一模态关系均密切。西伯利亚高压与冬季气温最显著的地方在除了青海和东北北部的大部分地区，与西伯利亚高压相比，东亚冬季风与冬季气温在大部分地区的相关性更强。北极涛动与冬季气温在华北东部和东北相关显著。东亚槽强度指数与冬季气温在东北地区和新疆较高。冬季青藏高原北支绕流偏强时，北方大部分地区冬季气温偏高。（6）与我国北方地区冬季气温一致变化型相联系的SST分布场表现为赤道中东太平洋正异常的信号、印度洋偶极子信号、大西洋三极子信号；与我国北方地区冬季气温东西反相型相联系的SST分布场表现为我国东部沿海、南部沿海以及日本南部、黑潮的SST异常高及大西洋三极子分布。