1961—2021年黑龙江省春播期东北冷涡气候影响特征

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2024.02.005

摘要/Abstract

摘要：

选用1961—2021年黑龙江省62站逐日地面降水、气温资料及NCEP/NCAR再分析资料，统计分析黑龙江省春播期间持续时间3 d及以上的东北冷涡活动特征及其对春播期气候要素的影响。结果表明：61 a春播期发生东北冷涡过程233次，共958 d，发生频次及日数均为增大趋势，发生频次与单次冷涡持续时间为显著负相关。东北冷涡的降水贡献率约为43.29%，冷涡过程中出现大雨及暴雨日的频率较大，分别为48.66%和59.46%；东北冷涡对春播期气温影响不显著。500 hPa位势高度场，东北冷涡与贝加尔湖至鄂霍茨克海阻塞高压存在较好的正相关，超30%的冷涡活动与鄂霍茨克海阻塞高压相伴发生。鄂霍茨克海阻塞高压对冷涡降水有显著的增强作用，而对冷涡过程低温的影响不显著。

关键词: 东北冷涡, 阻塞高压, 春播期, 环流特征

Abstract:

Using daily surface precipitation and temperature data from 62 stations in Heilongjiang province from 1961 to 2021 and the National Centers for Environmental Prediction/the National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) reanalysis data, we statistically analyzed the characteristics of Northeast China Cold Vortex (NCCV) that lasted 3 days or more during the spring sowing period and its impact on climatic factors. The results show that a total of 233 NCCV events occurred on a total of 958 days during the spring sowing periods of 61 years. The occurrence frequency and day numbers of NCCV exhibited an increasing trend, and the occurrence frequency of NCCV had a significantly negative correlation with the duration of a single cold vortex. The precipitation contribution of NCCV was about 43.29%, and the frequency of heavy precipitation days and rainstorm days during NCCV processes was relatively high, being 48.66% and 59.46%, respectively. The NCCV had no significant impact on air temperature during the spring sowing period. At 500 hPa geopotential height field, there was a good positive correlation between the NCCV and the blocking high area from Lake Baikal to Okhotsk Sea. More than 30% of the NCCV activities were accompanied by the Okhotsk blocking high. The Okhotsk blocking high enhanced the cold vortex precipitation, but had no significant effect on the low temperature during the NCCV process.

Key words: Northeast China Cold Vortex (NCCV), Blocking high pressure, Spring sowing period, Circulation characteristics

中图分类号:

P468

马舒扬,李永生,班晋,赵佳莹,王营. 1961—2021年黑龙江省春播期东北冷涡气候影响特征[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(2): 34-40.

Shuyang MA,Yongsheng LI,Jin BAN,Jiaying ZHAO,Ying WANG. Characteristics of climate impact of Northeast China Cold Vortex during spring sowing period in Heilongjiang province from 1961 to 2021[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2024, 40(2): 34-40.

图/表 11

图1

图2

图3

表1

图4

表2

图5

图6

图7

图8

表3

参考文献 26

1	Palmén E , Newton C W . Atmospheric circulation systems: their structure and physical interpretation[M]. New York: Academic Press, 1969.
2	Fang Y H , Chen H S , Lin Y , et al. Classification of Northeast China Cold Vortex activity paths in early summer based on K-means clustering and their climate impact[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2021, 38 (3): 400- 412. doi: 10.1007/s00376-020-0118-3
3	Nieto R , Gimeno L , de la Torrle L , et al. Climatological features of cut-off low systems in the northern hemisphere[J]. Journal of Climate, 2005, 18 (16): 3085- 3103. doi: 10.1175/JCLI3386.1
4	朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文. 天气学原理和方法(4版)[M]. 北京: 气象出版社, 2007.
5	孙力, 郑秀雅, 王琪. 东北冷涡的时空分布特征及其与东亚大型环流系统之间的关系[J]. 应用气象学报, 1994, 5 (3): 297- 303.
6	Hu K X , Lu R Y , Wang D H . Seasonal climatology of cut-off lows and associated precipitation patterns over Northeast China[J]. Meteorology and Atmospheric Physics, 2010, 106, 37- 48. doi: 10.1007/s00703-009-0049-0
7	梁红, 王元, 郭正强. 夏季东北冷涡与副高、鄂海阻高的遥相关关系[J]. 气象科学, 2009, 29 (6): 793- 796.
8	阎琦, 李爽, 陆井龙, 等. 1979—2019年持续性东北冷涡过程特征分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38 (2): 40- 45. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2022.02.005
9	刘宗秀, 廉毅, 高枞亭, 等. 东北冷涡持续活动时期的北半球500 hPa环流特征分析[J]. 大气科学, 2002, 26 (3): 361- 372.
10	房一禾, 龚志强, 陈海山. 东北冷涡降水集中期的客观识别研究[J]. 气象, 2016, 42 (1): 80- 88.
11	胡鹏宇, 陈传雷, 林海峰, 等. 东北冷涡强度定义及特征分析[J]. 气象与环境学报, 2021, 37 (6): 100- 105.
12	刘刚, 廉毅, 颜鹏程, 等. 5—8月东北冷涡客观识别分类及北半球大气环流特征分析[J]. 地理科学, 2015, 35 (8): 1042- 1050.
13	布和朝鲁, 谢作威. 东北冷涡环流及其动力学特征[J]. 气象科技进展, 2013, 3 (3): 34- 39.
14	刘慧斌, 温敏, 何金海, 等. 东北冷涡活动的季节内振荡特征及其影响[J]. 大气科学, 2012, 36 (5): 959- 973.
15	Ting D , Hui G . A feasible approach to improve forecast skill of summer precipitation in northeast China by statistical regression of the Northeast China Cold Vortex in the multimodel ensemble[J]. International Journal of Climatology, 2021, 41 (14): 6397- 6414. doi: 10.1002/joc.7202
16	焦敏, 李辑, 于亚鑫, 等. BCC_CSM1.1(m)模式对初夏东北冷涡的模拟及应用[J]. 气象与环境学报, 2019, 35 (4): 55- 62. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.04.008
17	陈力强, 张立祥, 杨森. 东北冷涡诱发的一次连续强风暴环境条件分析[J]. 气象与环境学报, 2006, 22 (6): 1- 5.
18	Liu G , Qu M H , Feng G L , et al. Application study of monthly precipitation forecast in Northeast China based on the Cold Vortex persistence activity index[J]. Theoretical and Applied Climatology, 2019, 135, 1079- 1090. doi: 10.1007/s00704-018-2399-3
19	刘刚, 封国林, 秦玉琳, 等. 初夏东北地区冷涡降水"累积效应"[J]. 大气科学, 2017, 41 (1): 202- 212.
20	姜学恭, 孙永刚, 沈建国. 一次东北冷涡暴雨过程的数值模拟试验[J]. 气象, 2001, 27 (1): 25- 30.
21	赵玲, 钟幼军, 李树岭, 等. 东亚中高纬环流对黑龙江省春播期降水异常的影响[J]. 自然灾害学报, 2015, 24 (3): 225- 234.
22	金磊, 马国忠, 王秋京. 黑龙江省春播期较大降水天气气候特征分析[J]. 黑龙江气象, 2014, (1): 12- 13.
23	崔景琳, 白爱娟. 5—8月东北冷涡降水过程统计特征及其降水特征对比研究[J]. 气象科技进展, 2018, 8 (1): 12- 21.
24	胡开喜, 陆日宇, 王东海. 东北冷涡及其气候影响[J]. 大气科学, 2011, 35 (1): 179- 191.
25	张立祥, 李泽椿. 东北冷涡研究概述[J]. 气候与环境研究, 2009, 14 (2): 218- 228.
26	房一禾, 赵春雨, 李杨, 等. 东北冷涡气候研究进展及展望[J]. 气象与环境学报, 2022, 38 (1): 92- 99.

时段	冷涡过程降水日数/d	冷涡过程降水频率/(%)	春播期冷涡降水频率/(%)
1961—2021年	780	81.42	30.44
年平均值	12.79	82.56	30.45

不同时段气温	4月	5月	春播期
冷涡过程平均气温	4.41	13.14	12.13
非冷涡过程平均气温	9.10	14.19	12.64
平均气温	8.76	13.75	12.43
冷涡前后平均温差	4.69	1.05	0.51

环流形势	平均气温/℃
东北冷涡伴随鄂海阻高	12.41
东北冷涡过程	12.13
春播期	12.43

[1]	高清源,金巍,高清泉,徐庆喆,田璐,刘冬霞,韩国敬. 2021年11月7—9日辽宁省极端雨雪天气分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(2): 1-8.
[2]	赵婷婷,孟鑫,高凌峰,周泽文,刘海龙,高晶. 2021年11月6—9日辽宁省极端暴雪过程诊断分析[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(6): 10-17.
[3]	胡鹏宇,徐爽,耿世波,陈传雷,苏畅,陈晟源. 一次冷涡背景下沈阳地区雷暴大风过程的特征分析[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(5): 9-18.
[4]	曹世腾, 杨磊, 陈宇, 孙丽, 冷雨轩, 蒋超, 杨雪. 2017—2021年辽宁省冷涡型雷暴大风时空分布及环境参数特征[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(4): 65-73.
[5]	陈宇, 曹世腾, 陈传雷, 王瀛, 杨磊, 袁潮, 杨雪, 蒋超, 张启霖, 吴曼丽. 2019年7月3日辽宁开原超强龙卷形成及演变特征分析[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(2): 11-19.
[6]	任丽, 栾晨, 王晓雪, 张月. 持续性冷涡暖锋暴雨成因及特征分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(3): 37-44.
[7]	阎琦, 李爽, 陆井龙, 滕方达. 1979—2019年持续性东北冷涡过程特征分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(2): 40-45.
[8]	房一禾,赵春雨,李杨,郭婷婷,李经纬,林益同,秦美欧,于怡秋. 东北冷涡气候研究进展及展望[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(1): 92-99.
[9]	张晋广, 赵姝慧, 刘旸, 孙丽, 单楠, 张铁凝, 张梦佳. 一次东北冷涡云降水垂直结构特征分析[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(4): 1-8.
[10]	张旭,孙宝利,白佳宁,张丹梅,孙可,杨晓彤,赵振宇,宁喜龙. 阜新地区东北冷涡多模式降水预报检验[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 19-24.
[11]	孙秀博,张婉莹,张建强,罗聪. 辽宁电线覆冰日数气候特征与大气环流异常的关系[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 125-131.
[12]	何光碧, 师锐, 曾波. 2018年7月四川盆地降水异常特征及成因分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(6): 21-30.
[13]	张婉莹,孙秀博,李岚,张建强,孙丽,齐昕. 辽宁沿海高速公路浓雾气候特征及气象影响因子[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(1): 67-73.
[14]	徐璐璐, 李倩, 李慧琳, 韩梅, 罗箭宇, 孟鑫. 2018年9月丹东连续两次风雹天气的多尺度对比分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(6): 1-7.
[15]	焦敏, 李辑, 于亚鑫, 胡春丽, 王莹, 周斌. BCC_CSM1.1(m)模式对初夏东北冷涡的模拟及应用[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(4): 55-62.