中国冬季大范围极端冷、暖日的变化特征及其可能成因

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冬季温度的极端变化经常对人民生产生活带来巨大的影响,也会对国民经济造成损失。本文利用国家气象信息中心的逐日平均温度资料及日本气象厅的JRA-55再分析资料,分析了1961-2017年冬季中国全区一致型极端冷、暖日和南北反位相型极端冷、暖日的变化特征,并进一步讨论了可能对其造成影响的因子。结果表明,在1961-2017年冬季期间,全区一致型极端冷、暖日和南北反位相型极端冷、暖日的发生次数都表现出明显的年代际变化趋势。随着中国平均温度增加,一致型极端冷日的发生天数在减少,且发生时间有向12月下旬到1月上旬集中的特征,而全区一致型极端暖日在1月和2月有显著的增加。南北反位相型极端冷、暖日的变化基本呈现相反的趋势,极端南暖北冷型的发生天数在20世纪80年代至90年代中期较少,2000年后发生次数增多,而发生极端南冷北暖型的天数在20世纪80年代后显著增加,在2000年后减少。通过进一步的研究分析,初步认为是全球变暖的作用造成了一致型极端暖日的增多和一致型极端冷日的减少,但其对一致型极端冷、暖日的总发生天数以及南北反位相型的极端冷、暖日的影响较少。西伯利亚高压强度或是一致型极端冷、暖日总发生天数的主要影响因子,20世纪90年代之前(后)西伯利亚高压强度的减弱(增强)对应着一致型极端冷、暖日总天数减少(增多)。而对于南北反位相型的极端冷、暖日来说,极端南冷北暖日与极端南暖北冷日基本呈现反位相变化特征,其可能与西伯利亚高压的南北分布有关。当西伯利亚高压中心偏中高纬地区时,极端南暖(冷)北冷(暖)日偏多(少),而当西伯利亚高压强度南北差异较小时,极端南冷(暖)北暖(冷)日偏多(少)。此外,在1961-2017年冬季期间南北反位相型极端冷、暖日总发生天数的变化较小,北大西洋经向翻转流(AMOC,Atlantic Meridional Overturning Circulation)可能是中国冬季大范围两类极端冷、暖日的总发生天数变化的驱动因子。
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