1964年～2015年河源市寒露风日数特征分析

甘 海，巫燕辉，贺发胜

（河源市气象局，广东河源517000）

1964年～2015年河源市寒露风日数特征分析

甘 海，巫燕辉，贺发胜

（河源市气象局，广东河源517000）

利用1964年~2015年河源市寒露风观测资料，采用线性倾向估计分析、小波分析、Mann-Kendall检验和合成分析方法，研究了河源市寒露风天气的气候变化特征。结果表明：1964年~2015年河源寒露风日数减少趋势较为明显，1994年寒露风日数发生突变；河源寒露风日数存在明显的年际及年代际变化特征，在1973年~1983年、20世纪80年代后期有显著的2~4年周期变化；寒露风活动强弱与同期500hPa和850hPa大气环流密切相关，在寒露风强年，500hPa东亚大槽加深，西太平洋副热带高压偏弱，位置偏南；850hPa偏北气流偏强，南海偏南气流偏弱。

寒露风；小波分析；副热带高压

寒露风是指“寒露”节气前后因北方冷空气入侵引起急剧降温、大风的天气现象[1]。寒露风是南方晚稻生育期的主要气象灾害之一。每年秋季“寒露”节气前后，是华南晚稻抽穗扬花的关键时期，这时如遇低温危害，就会造成空壳、瘪粒，导致减产。寒露风出现的早晚、影响范围的大小与东亚槽的强弱及副热带高压的位置等有着密切的关系[2]。江西、湖南、广西、广东地区均有不少专家学者对寒露风的时空分布特征、气候变化情况及对晚稻的影响与预防措施都进行了相关的研究[3-11]。2004年10月，持续半个月以上的寒露风天气给河源市晚稻造成了严重影响。认识河源寒露风的特点，提前做好防御，对减少寒露风带来的灾害具有重要意义。因此有必要对河源市寒露风天气气候特征进行研究，为做好农业气象服务提供技术支撑。

1 资料和方法

寒露风标准为9月21日～10月20日间，日平均气温≤23℃，且连续3天或以上。利用河源市东源县、紫金县、龙川县、连平县、和平县5个国家观测站1964年~2015年完整的观测资料，利用线性倾向估计分析方法、小波分析方法、Mann-Kendall检验方法分析河源市1964年~2015年寒露风日数变化趋势、周期变化特征和突变年份[12]；采用合成分析对寒露风强弱年同期高度场、风场进行分析，讨论与寒露风天气关联的大气环流特征。

2 寒露风日数的变化特征

2.1 寒露风异常年份的划分

对1964年~2015年河源市5个气象站的逐年寒露风日数求和，作为该年寒露风频数。本研究用以下两种方法对寒露风强年进行选取：对1964年~2015年河源市5个气象站的寒露风日数做EOF分析，第一时间序列标准化后，选取标准化值>1.0的年份定义为寒露风强年；对1964年~2015年河源市5个气象站的寒露风日数进行距平运算，选取6个站点都是正距平年份为寒露风强年。以上两种方法选取结果非常一致，综合得到寒露风强年分别为：1966年、1967年、1969年、1976年、1979年、1988年、1993年（共7年）。同样的方法，得到寒露风弱年分别为：1964、1983、2005、2006年、2007年、2008年、2009年（共7年）。

图1 河源市1964年~2015年寒露风日数第一时间系数标准化序列

2.2 寒露风日数的气候特征

图1河源市1964年~2015年寒露风日数变化趋势。从图1可以看出，寒露风极强年出现在1979年，系数达到1.86，对应的寒露风频数为113日；而寒露风极弱年出现在1983年和2009年，系数为-1.70和-1.72，对应寒露风频数都是3日。另外，1993年前寒露风日数偏多，1993年后，寒露风日数明显偏少。从整个时段来看，河源市寒露风日数的减少趋势较为明显，标准化后的倾向系数为-0.025，通过0.01的显著性检验，这种减少趋势与近年来全球大气变暖有关。

2.3 寒露风日数的周期性

图2 河源市寒露风日数的Morlet小波变换功率谱（阴影部分为通过90%的置信水平检验）

为了进一步研究52年来河源地区寒露风日数的年际及年代际变化特征，对寒露风频数进行Morlet小波分析（图2）。可以看出，寒露风日数在1973年~1983年、80年代后期存在显著的2~4年周期变化，其中1973年~1983年以3年左右的周期振荡最显著，2005年~2010年存在5年左右的周期变化。整个52年来还存在9~12年左右的周期，但不显著。

2.4 寒露风日数的突变检验

对河源市1964年~2015年寒露风日数用M-K法进行突变分析，结果见图3。从图中UF曲线的变化趋势可以看到，河源寒露风日数有明显的下降趋势，两个明显下降的时段是在1969年～1975年、1994年～2010年。从UF曲线与UB曲线交点来看，1994年寒露风日数发生减少性突变，突变年后年平均比突变年前平均减少4.7天。2010年后，UF持续维持较低的数值，都在下边界线以下，表明变化趋势显著，近年内寒露风日数有明显减少趋势。

图3 河源市寒露风日数M-K突变检验

3 寒露风强弱年同期高度场和风场异常特征分析

寒露风日数存在年际及年代际变化特征，为了更好地建立与大气环流之间的关系，用合成分析方法对其进行研究。合成分析是分析高值年对应的平均气象要素场与一般年对应的平均气象要素场的差值场，合成分析的优点在于放大了高值年对应的气象要素场的差异。

图4 河源9~10月寒露风日数强、弱年500hPa位势高度距平合成场（单位：gmm）和850hPa风场差值（单位：m/s）

由寒露风活动强年500hPa位势高度距平合成场（图4a）可见，在寒露风活动强年，我国为负值区，在日本有一个负中心，贝加尔湖也有一个弱的负中心，表示在寒露风强年我国500hPa位势高度偏低，冷空气活动频繁。在寒露风活动弱年（图4b），为正值区，在黄海有一个正值中心。综合得出，在寒露风强年，东亚大槽加深，西太平洋副热带高压偏弱，位置偏南，冷空气活动频繁。从850hPa风场气候平均分布（图略）来看，我国大部在9~10月受中心位于河南的反气旋环流控制，广东主要受反气旋东南部的东北风场影响。从寒露风强弱年850hPa风场差值分布（图4c）可以看出，在强年反气旋中心东侧的偏北气流比弱年要强得多，有利于北方的冷空气南下影响华南。反气旋中心西侧也是弱的偏北气流，表明寒露风强年南海向大陆输送暖湿气流的偏南气流偏弱。

4 结论

1964年~2015年河源寒露风日数减少趋势较为明显，1994年寒露风日数发生减少性突变，突变年后平均比突变前年平均减少4.7天；河源寒露风日数存在明显的年际及年代际变化特征，在1973年~1983年、80年代后期有显著的2~4年周期变化；寒露风活动强弱与同期500hPa和850hPa大气环流密切相关，在寒露风强年，500hPa东亚大槽加深，西太平洋副热带高压偏弱，位置偏南，冷空气活动频繁；850hPa偏北气流偏强，南海偏南气流偏弱，有利于冷空气南下造成南方寒露风天气。

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S16

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.22.055

甘海，本科学历，助理工程师，研究方向：天气预报。