近51年福建寒潮气候特征分析

江晓南 陈玉吉 刘锦绣

近51年福建寒潮气候特征分析

江晓南1陈玉吉2刘锦绣1

1.福建省气象台 2.福建省气象服务中心

利用福建1961～2011年日最低气温资料，采用统计学方法对近51年来福建寒潮发生次数的气候特征进行分析。结果表明：福建寒潮活动各地差异显著，呈西北向东南递减形式。寒潮主要出现在10～5月，冬季最多；春季次之，秋季再次。年寒潮及秋、冬季寒潮呈减少趋势，而春季寒潮呈增加趋势。寒潮次数具有明显变化周期，未来2～3年秋季寒潮存在偏少可能，年寒潮及冬、春季寒潮次数偏多可能性较大。

寒潮 气候特征 周期

0 引言

寒潮是全国共有的灾害天气[1]。福建地处中国大陆东南端，属于典型的亚热带季风气候，由于纬度的原因，福建的寒潮很难出现冰封雪飘的情况，但大幅度的降温幅度并不亚于北方[2]，常给亚热带农业项目、畜牧业、水产养殖业等带来巨大损失，给人们的生活带来明显影响。

多年以来，有关我国寒潮源地、路径等方面的研究已有很多[3-4]。各省也根据各自情况对寒潮特征进行分析[5-11]，福建寒潮的研究多针对个例进行分析，对其气候特征的研究较少，由于目前福建寒潮标准做了修订，新标准下关于福建寒潮气候特征方面的研究还是空白。

本文根据当前福建气象局业务规定定义了福建寒潮过程，对福建近51年来寒潮活动的气候特征进行分析，以期能对预报预测提供帮助。

1 资料和处理方法

1.1 资料

选取1961～2011年共51年福建省66个站逐日最低气温资料。

1.2 寒潮指标与分析方法

根据福建气象局业务规定，寒潮定义：24h的日最低气温下降≥8.0℃或48h的日最低气温下降≥10.0℃或过程降温幅度（72h～120h的日最低气温最大降温幅度）≥12.0℃，且日最低气温内陆地区在5℃以下，沿海地区在6℃以下的冷空气过程（沿海地区的县市为：福鼎、霞浦、宁德、长乐、福清、平潭、闽侯、罗源、连江、福州、莆田、仙游、安溪、南安、惠安、晋江、厦门、同安、长泰、南靖、平和、漳州、龙海、漳浦、云霄、诏安、东山；其余为内陆县市）。66个站中有1站或1站以上出现寒潮，定为1次寒潮过程。因同一个过程造成的福建各地不同影响日的寒潮，作为1个过程处理。

主要运用小波分析、线性倾向估计等分析方法。

2 寒潮的气候特征

2.1 空间分布

分析近51年来福建寒潮出现的日期发现，福建出现寒潮最早的站点是寿宁,出现日期为1981年10月10日，屏南最迟出现寒潮，终日为5月5日（出现在1961年）。可见,福建寒潮主要发生在10月到次年5月。

为了解不同季节寒潮过程次数的空间分布特征，将福建寒潮发生次数分为年均次数、秋季多年平均次数（10～11月）、冬季多年平均次数（12月～2月）、春季多年平均次数（3月～5月）分别进行分析。

分析福建寒潮的年均发生次数及秋、冬、春季的多年平均发生次数，结果显示，地区差异十分显著，均呈西北向东南方向递减形势。年均发生次数出现最多的为闽西北的明溪（51年来发生了225次,年均发生过程次数为4.4次），最少的是闽南沿海的东山（51年来只发生过2次,年均发生过程次数为0.04次），相差超过100倍。秋季多年平均发生次数的分布图显示，在闽东的屏南、寿宁及闽西北的明溪、光泽分别都有大于1次的大值中心，其中光泽出现次数最多（51年来发生了54次，年均发生过程次数为1.058次）；闽中南部为小值区，次数均在0.1次以下，其中平潭、崇武、厦门、东山次数为最少（51年来从未发生过秋季寒潮）。冬季多年平均发生次数在2.645(闽西北的明溪)～0.04（闽南沿海的东山）之间，相差超过50倍。春季多年平均发生次数在1.06(闽东的周宁)～0（闽东南部沿海的福州、平潭、福清、崇武、南安、同安、东山）之间，相差超过100倍。

2.2 月际分布

统计结果表明，近51年来福建寒潮过程共发生484次,平均每年9.5次。总次数在各月的分布（图1）显示：发生最多的月份是12月，51年来发生过106次，占总次数的21.9%；其次为1月，51年来发生过90次，占总次数的18.6%；2月、11月、3月依次次之，51年来发生次数在75～85次之间，分别占总次数的16.9%、16.1%、15.5%；4月、10月、5月发生较少，51年来分别只发生过27次、21次、5次； 6～9月未出现过寒潮。可见福建寒潮主要发生在冬季，占总次数的57.4%；其次是春季，占总次数的22.1%；再次为秋季，占总次数的20.5%。

图1 1961年～2011年福建寒潮过程总次数的月际分布（单位：次）

2.3 年(代)际变化及趋势

IPCC的第四次评估报告[12]明确指出，近50年全球气温线性增温速率为0.13℃/10a（a表示为年，下同），近十几年来，中国气温表现为明显升高趋势，尤其是冬季[13]，在这种背景下，福建寒潮活动的变化趋势如何表现？是否具有地域特点？带着这些疑问，本文分析了福建寒潮过程次数的年（代）际变化及趋势。

从图2A可以明显看出，福建年寒潮次数各年之间差异巨大，最多达15次，最少为6次；福建各季寒潮次数各年之间同样有明显差异，秋季（10～11月）（图2B）、春季（3～5月）（图2C）寒潮最多均达5次，最少为0次，而冬季（12～2月）（图2D）寒潮最多达11次，最少为2次。

图2 1961年～2011年福建寒潮次数的年际变化（单位：次）

以寒潮次数超出平均值加1倍标准差或低于平均值减1倍标准差来定义异常偏多和异常偏少年（见表1），可以发现20世纪80年代后期以后，年寒潮异常偏少年增多；秋季寒潮异常偏多年大部分集中于80年代以后，异常偏少年多在70年代；冬季寒潮异常偏多年集中在70～80年代，异常偏少年主要在80年代后期以后；春季寒潮异常偏多年多在2000年以后，异常偏少年集中在80年代中期以前。

表1 福建寒潮次数异常年份

分析福建近51年来寒潮次数的趋势变化，可以发现年寒潮（图2A）次数呈弱减少趋势，线形趋势系数为-0.29次/10a；秋季（图2B）与冬季寒潮（图2C）次数均呈弱减少趋势，线形趋势系数分别为-0.058次/10a和-0.305次/10a，而春季寒潮（图2D）次数与年寒潮次数及秋冬季寒潮次数的变化趋势相反，呈弱增加趋势，线形趋势系数为0.03次/10a。可见在全球变暖的大背景下，福建气候在对大区域气候变化响应的同时，具有自己的区域气候特点。

2.4 周期特征

为更清楚了解福建寒潮次数时间序列中隐含的主要周期信号，用Moelet小波方法分析1961～2011年的福建年寒潮次数及各季节寒潮次数（见图3），图中阴影部分为正值，表示寒潮次数偏多，负值表示偏少。

福建年寒潮次数的变化（图3A）具有明显的准2a、5～6a、7～8a和11～12a的周期，其中准2a周期主要存在于1970年代中～2000年代中，5～6a周期主要存在于1970年代中～1980年代初，7～8a周期存在于1980年代初以后，11～12a的周期存在于1990年代中以前。从延续到当前时段的7～8a周期来看，到2011年小波系数正值等值线未闭合，可见未来2～3年福建寒潮年次数存在偏多可能。

A:年寒潮B:秋季寒潮C:冬季寒潮D:春季寒潮（单位：a）

具体分析各季情况：秋季寒潮次数的变化（图3B）主要存在准2a（主要存在于1960年代初～1970年代中）、4～6a（主要存在于1970年代初至今）和10～12a的周期（存在于整个时段）；冬季寒潮次数变化（图3C）主要存在准3a（主要存在于1960年代初～1990年代中）、准6a（存在于整个时段）；福建春季寒潮变化（图3D）存在准2a（主要存在于1980年代初～1990年代中、2000年代初～2000年代中）、4～6a（1970年代初以前）、7～9a（1990年代中期以后）和13～15a周期（1970年代中期以后）。由适用当前时段的各季寒潮变化周期来看，2011年秋季小波系数负值等值线未闭合，未来2～3年福建秋季寒潮次数存在偏少可能；而2011年冬、春季的小波系数正值等值线未闭合，未来2～3年福建冬、春季寒潮可能偏多。

3 结论

3.1 福建寒潮频次的空间分布呈西北向东南方向递减形势。

3.2 福建寒潮主要发生在冬季，占总寒潮次数的57.4%；其次是春季，占总寒潮次数的22.1%；再次为秋季，占总寒潮次数的20.5%。

3.3 福建年寒潮及秋、冬季寒潮均呈减少趋势，而春季寒潮呈增加趋势。

3.4 福建年寒潮次数的变化具有明显的准2a、5～6a、7～8a和11～12a的周期；福建秋季寒潮次数的变化主要存在准2a、4～6a和10～12a的周期；福建冬季寒潮次数变化主要存在准3a、准6a左右的周期；福建春季寒潮变化存在准2a、4～6a、7～9a和13～15a周期。

3.5 未来2～3年福建秋季寒潮存在偏少可能，福建年寒潮及冬、春季寒潮偏多可能性较大。

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