我国东北地区夏季低温的研究综述

2015-04-12周骁曾新民易翔王明

科技创新导报 2015年32期

周骁　曾新民　易翔　王明

摘要：东北夏季低温是一个大范围且持续时间较长的天气气候灾害，会造成农作物的严重减产，对农业生产的危害较大。该文以东北夏季低温为重点，对造成我国东北地区夏季低温的主要影响因子进行回顾，了解各个因子影响东北地区夏季低温的规律和作用机制。同时，也对现阶段研究成果的不足和将来的研究方向和重点进行总结，以期能够更加准确地建立对东北夏季低温的预测系统，从而尽可能的减小灾害所带来的损失。

关键词：东北夏季低温灾害影响因子预测

中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0153-02

东北地区自南向北跨中温带与寒温带，属温带季风性气候，纬度较高，气候相对脆弱。同时，又是我国重要的商品粮主产区之一，占我国粮食产量的15%左右。但由于地处高寒地区，气候比较寒冷、无霜期较短、温度的年际变率大，在作物的生长季热量条件不足[1，2]，因此，如果夏季出现持续的低温天气，会造成农作物的严重减产，给农业生产带来很大的危害，即东北地区的夏季低温冷害。

20世纪50～70年代[3]，我国气温显著下降，东北地区的低温冷害频发。很多科学工作者，对我国东北地区的夏季低温进行了大量卓有成效的研究[1，4，5]。20世纪80年代开始，在全球气候变暖的大背景下，作为全球气候变暖显著响应区之一，低温冷害出现的机率明显下降[6]，东北地区的夏季低温冷害问题也逐渐被人们淡忘。而在2009年夏季，东北地区发生了近10年来最严重的一次低温事件，再次引起了科学家们的重视[7]。

因此，充分了解我国东北地区夏季低温的时空变化规律，以及造成这种灾害性天气的主要影响系统，对于做好我国东北地区夏季低温的预报以及各级政府和农业生产部门制定对抗低温冷害的有效措施，都具有重大意义。

1 东北夏季低温的影响因子

东北地区夏季低温并不是一种局地的现象，而是一种空间尺度很大的现象。平均来讲，其水平尺度南北可达约40个纬度，东西可达约40个经度[2，8]。同时，东北夏季低温是一种时间尺度较长并具有群发性的灾害性天气现象[9]。下面对这些影响东北地区夏季低温的气象因子进行总结。

1.1 副热带高压

副热带高压对东北地区夏季低温有一定的影响，主要表现在其强度和位置上。当副热带高压强度较弱，并且位置偏南、偏东，则东北地区较容易出现温度偏低的情况；相反，当副热带高压偏强并且位置偏北、偏西时，东北地区易出现高温情况，而在西副热带高压长周期振动的极弱阶段，东北地区易出现较为严重低温冷害[2，4，10]。

1.2 极涡

在100 hPa上对东北夏季低温产生影响的主要因子就是极涡。前人在对极涡分象限研究中得出，在半球范围内极涡面积扩大时，东北地区气温偏低，相反则偏高；同时，极涡中心的深浅与东北地区的气温呈现相反的关系，当极涡中心高度值越深，东北地区温度越高，反之则越浅[11]。同时，极涡与南亚高压的相互作用也会对东北地区气温产生重要影响。当极涡持续偏心在极圈时，此时无论南亚高压是强是弱，东北地区气温均偏高；而当极涡持续偏心东半球太平洋一侧，无论南亚高压强弱，来自极地的低层冷空气极易向南扩散，从而造成东北地区气温偏低；而当极涡的最大频数中心出现2个时，南亚高压的强弱就决定了东北地区的气温高低，南亚高压弱则气温偏低，相反气温则偏高[12]。

1.3 ENSO

ENSO在年际尺度上是低纬度地区气候变率的强信号[13]，对大范围气候的变化影响很大，在影响低纬度的热带地区的同时，对中纬度的气候状况也会产生一定的影响。研究表明，东北夏季低温与el Nino有密切的联系，并且在20世纪50年代之后的30多年里，东北地区夏季低温与东太平洋海温的变化是相反位相的，这可能是因为当el Nino现象发生时，低层海温的异常导致了大尺度环流的异常，并将这种异常传递到了中纬度地区，从而使得处在中纬度地区的我国东北部气温明显偏低[14，15]。而随着全球气候的逐渐趋暖，我国东北地区夏季低温出现的频率也逐渐降低，在一些出现了强el Nino现象的年份，东北地区反倒出现了气温偏高的情况，所以，对于el Nino现象与东北地区夏季低温的关系已不能用简单的反位相的线性关系来解释。而20世纪90年代的研究指出，ENSO现象导致的我国东北地区的气温偏低的现象并不是发生在夏季，而是在ENSO发生那一年的秋季至次年的春季这段时间，从而可以看出，ENSO对东北地区气温的这种影响更为显著[16]。但是由于ENSO的复杂性，我们尚不能明确ENSO影响我国东北地区低温的规律和机制，这也有待于我们的进一步研究。

1.4 东北冷涡

影响我国东北地区夏季气温的一个重要因子就是东北冷涡的持续性活动，而冷涡与东北夏季气温呈反相关分布。此外，当东北冷涡在夏季较为活跃，并且在500 hPa高度场上出现以东北地区为中心的南北向和东西向分布的正—负—正距平波列时，这样的环流形势易出现东北地区夏季的气温偏低[17-19]。同时许多研究分析了东北冷涡与东北大气环流的关系，冷涡的活动异常也会对东亚大气环流甚至整个北半球环流都有重要影响，从而间接导致了东北夏季气温异常[20，21]。

2 结语

通过对前人研究的总结，得到影响东北地区夏季低温的主要因子，包括：副热带高压，100 hPa上的极涡和南亚高压，东北冷涡，ENSO，太平洋年代际振荡等。但是我们对其影响因子的认识还并不是十分全面和深入，ENSO，东亚夏季风，印度洋海温，北大西洋海温等影响因子对东北地区夏季低温的作用机制和规律还有待进一步研究。同时，大部分研究注重于对统计特征以及观测事实进行总结而忽略了通过这些影响因子建立能够预测这种灾害的系统。因此，在我们更全面而深入的认识其影响因子的前提下，能够逐步完善并建立东北地区夏季低温的预测系统，并对这种灾害性天气进行预测，是我们下一步工作中值得注意的问题。

参考文献

[1] 王敬方，吴国雄.持续性东北冷夏的变化规律及相关特征[J].大气科学，1997，21（5）：523-532.

[2] 崔锦，李辑，张爱忠，等.东北夏季低温的研究进展[J].气象，2007，33（4）：3-9.

[3] 章名立.我国东北冷、暖夏年全球温度场分布[J].大气科学[J]，1983，7（1）：23-32.

[4] 东北低温协作组.东北地区冷夏季热夏季长期预报的初步研究[J].气象学报，1979，37（3）：44-58.

[5] 刘育生，智景和，周珍华.东北夏季气温的周期变化规律及低温的群发性[M]//东北夏季低温长期预报文集.北京：气象出版社，1983：17-21.

[6] 廉毅，安刚.东亚季风厄尔尼诺与中国松辽平原夏季低温关系初探[J].气象学报，1998，56（6）：724-735.

[7] 沈柏竹，刘实，廉毅，等.2009年中国东北夏季低温及其与前期海气系统变化的联系[J].气象学报，2011，69（2）：320-333.

[8] 章名立，符淙斌，曾昭美，等.我国夏季东北地区低温与全球气温的特征[J].科学通报，1980，25（19）：893-895.

[9] 刘育生，智景和，周珍华.东北夏季气温的周期变化规律及低温的群发性[M]//东北夏季低温长期预报文集.北京：气象出版社，1983：17-21.

[10] 徐瑞珍，张先恭.我国东部地区夏季气温场与500毫巴高度场的关系[M].东北夏季低温长期预报文集.北京：气象出版社，1983：127-134.

[11] 章少卿，于通江，李方友，等.北半球极涡面积、强度的季节变化及其与中国东北地区气温的关系[J].大气科学，1985，9（2）：178-185.