利用1979-2013年我國(guó)192個(gè)臺(tái)站逐日最低溫度觀測(cè)資料和NCEP/NCAR、NCEP/DOE、JRA-55、ERA-Interim四套再分析資料及1979-2004年同站點(diǎn)均一化資料,從低溫閾值的氣候態(tài)、年際和年代際變化、長(zhǎng)期趨勢(shì)等方面評(píng)估各資料集在極端低溫研究中的適用性。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)我國(guó)南方冬季持續(xù)性低溫事件,討論了偏東路徑南下冷空氣造成的低溫事件中準(zhǔn)雙周振蕩特征及低頻環(huán)流特征,并進(jìn)行熱力學(xué)診斷。結(jié)論如下:(1)均一化資料的低溫閾值與觀測(cè)結(jié)果相比,在東北、內(nèi)蒙古西部和兩廣地區(qū)偏低,在青藏高原東部、新疆北部和黃河中下游偏高,線性趨勢(shì)與之呈反相分布。(2)與觀測(cè)結(jié)果相比,再分析資料的低溫閾值在南方偏低東北偏高,在東部適用性好于西部,且都能表現(xiàn)出內(nèi)蒙西部到新疆北部的降溫趨勢(shì)和青藏高原及云南的升溫趨勢(shì),但在數(shù)值和范圍上存在差異,無(wú)法表現(xiàn)出華北地區(qū)的顯著升溫趨勢(shì)。再分析資料都能體現(xiàn)觀測(cè)閾值EOF分解前兩模態(tài)全國(guó)一致和東北與其他地區(qū)反相的空間特征及其年際變化特征,僅JRA和ERA能再現(xiàn)觀測(cè)資料的年代際變化特征。(3)我國(guó)南方地區(qū)最低溫度存在顯著的10-20d振蕩周期,34個(gè)冬季中共發(fā)生22次持續(xù)性低溫事件,且伴隨低頻振蕩的加強(qiáng)而發(fā)生。北半球冬季低層大氣10-20d振蕩動(dòng)能主要集中在高緯的北太平洋和大西洋,高層動(dòng)能大值區(qū)在中高緯地區(qū)呈帶狀分布。(4)1996年2月低溫過(guò)程的低頻環(huán)流演變表明,歐洲上空系統(tǒng)沿西北東南向低頻波列移動(dòng)后影響下游地區(qū),東移特征在中緯帶最明顯。異常偏北風(fēng)引導(dǎo)高緯冷空氣向南傳播是低溫事件爆發(fā)的根本原因。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)北美上空低頻系統(tǒng)有向西移的現(xiàn)象。垂直結(jié)構(gòu)上,內(nèi)陸中高緯地區(qū)以正壓型為主,東亞沿岸表現(xiàn)出斜壓性。熱力學(xué)診斷發(fā)現(xiàn)降溫主要受冷平流和非絕熱冷卻作用,而冷平流是維持低溫過(guò)程的關(guān)鍵。1983年1月低溫過(guò)程與前者不同的是,僅我國(guó)南方溫度大大低于常年同期,而北方溫度偏高。歐洲上空的低頻系統(tǒng)除了從高緯向東南移動(dòng)外,還有從中緯度平直東移的路徑。熱力學(xué)診斷表明該降溫過(guò)程主要由強(qiáng)冷平流引起的,而非絕熱項(xiàng)起到加熱作用。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P423
【部分圖文】：

該資料經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使用中對(duì)出現(xiàn)斷點(diǎn)數(shù)據(jù)的臺(tái)站進(jìn)行了剔除，得??到１９７９－２０１３年共１９２站逐日最低溫度觀測(cè)資料；數(shù)據(jù)完整可信的同站點(diǎn)均一化資料，??時(shí)間為１９７９－２００４年。站點(diǎn)的空間分布如圖２．１所示。觀測(cè)資料中的個(gè)別缺測(cè)值由前一??天和后一天的平均值填補(bǔ)。??本文選取如下再分析資料：ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ?（?ＮＣＥＰ－１）、ＮＣＥＰ／ＤＯＥ?（ＮＣＥＰ－２）、ＪＲＡ－５５??（ＪＲＡ）、ＥＲＡ－ｌｎｔｅｒｉｍ?（ＥＲＡ）逐日最低溫度再分析資料；ＥＲＡ－Ｉｎｔｅｒｉｍ逐日高度場(chǎng)、??風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、垂直速度場(chǎng)，垂直方向共２３層，及近地面２ｍ平均溫度場(chǎng)，海平面氣壓??場(chǎng)再分析資料；時(shí)間長(zhǎng)度為１９７９－２０１３年。??由于五種資料的分辨率各有不同，ＮＣＥＰ再分析產(chǎn)品為高斯網(wǎng)格點(diǎn)，ＪＲＡ和ＥＲＡ??為２．５°的均勻格點(diǎn)。為方便比較，本文用Ｃｒｅｓｓｍａｎ和雙線性插值法分別將站點(diǎn)資料和??ＮＣＥＰ再分析資料插值到２．５°ｘ２．５°的均勻網(wǎng)格點(diǎn)。??騰??７？Ｅ?８５°Ｅ?９５°Ｅ?１〇ｆｅ°Ｅ?１１?＾°Ｅ?１２ｆｅ°Ｅ?Ｕ５°Ｅ??圖２．１觀測(cè)站點(diǎn)的空間分布??２．２定義和方法??１、閾值和低溫事件的定義??極端低溫閾值定義為［３７｜：將１９７９－２０１３年各站點(diǎn)的逐年口最低氣溫按升序排列，得??到該站該年第５％位的最低溫度，取其３５年平均作為該站的極端低溫閾值（簡(jiǎn)稱閾值）。??若某站某日最低氣溫低于該站閾值

圖３．２?１９７９－２００４年（ａ）觀測(cè)資料與（ｂ）均一化資料低溫閾值的線性趨勢(shì)（單位：°Ｃ／１０ａ）??３．２再分析資料與觀測(cè)資料的比較??３．２．１再分析資料和觀測(cè)資料的低溫閾值及離差??觀測(cè)資料（圖３．３）和再分析資料的閾值從南向北減小，南暖北冷，０°Ｃ等值線大致??沿長(zhǎng)江分布。低值區(qū)位于東北和唐古拉山脈，而東北是我國(guó)最冷的地方，低溫閾值在??－２０°Ｃ以下，體現(xiàn)了祎度效應(yīng)和地形影響。再分析資料閾值的分布形態(tài)與觀測(cè)結(jié)果類似。??

ｍｌ氣］丨??圖３．３?１９７９－２０１３年觀測(cè)資料低溫閾值的空間分布（單位：°Ｃ）??全國(guó)大部分地區(qū)，再分析資料的閾值比觀測(cè)結(jié)果偏低（圖３．４）。ＮＣＥＰ－１在秦嶺到??太行山一帶比觀測(cè)值偏低４？８°Ｃ；沿海和塔里木盆地偏低２？４°Ｃ；東北地區(qū)偏低０？２°Ｃ，??部分區(qū)域差值為正。ＮＣＥＰ－２和ＮＣＥＰ－１具有相似的空間分布，但與觀測(cè)值的差明顯減??小。在我國(guó)東部，北方地區(qū)ＪＲＡ和ＥＲＡ的閾值略高于觀測(cè)資料，且ＪＲＡ越往北偏高越??明顯；南方地區(qū)二者均低于觀測(cè)資料約２°Ｃ。青藏高原上，再分析資料與觀測(cè)資料差異??都很大，相比之下ＪＲＡ和ＥＲＡ表現(xiàn)較好。??？?（Ｃ）?⑷??７５°Ｅ?８５°Ｅ?９５°Ｅ?１０５°Ｅ?１１５°Ｅ?１２５？Ｅ?１３５＊Ｅ７５？Ｅ?８５°Ｅ?９５＂Ｅ?１０Ｓ＾Ｅ?１?１５°Ｅ?１２５＾?１３５°Ｅ??圖?３．４?１９７９－２０１３?年再分析資料（ａ）?ＮＣＥＰ－１，?（ｂ）?ＮＣＥＰ－２，?（ｃ）?ＪＲＡ，?（ｄ）?ＥＲＡ?與??觀
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2882108