1966-2018年河西走廊寒潮频次变化及影响因子分析

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寒潮作为一种极端气象灾害,是发生在冬半年的主要灾害性天气之一,对所经地区能够造成大范围降温、暴雪、雨凇、霜冻等灾害性天气,给农牧业生产、交通通讯、国民经济和生态环境带来严重危害和巨大损失。河西走廊位于亚欧大陆腹地,地处我国西北干旱半干旱区,是我国商品粮生产基地之一和重要生态屏障,同时也是寒潮冷气团南下的主要路径之一,受寒潮影响大,在气候变化过程中,其对气候变化产生的影响尤为复杂,对其响应也较为敏感。目前,国内外对寒潮的研究主要集中在季风区寒潮过程、寒潮发生机制及寒潮预报方法等方面,对河西走廊寒潮发生频率及影响因素的研究较少。因此本文利用河西走廊15个国家基准基本站点1966-2018年逐日最低气温和平均气温数据资料,研究分析河西走廊1966-2018年来寒潮活动频次变化特征与空间分布,并利用大气环流指数、年平均气温数据及地理参数等资料,对河西走廊寒潮活动变化的影响因素进行分析。得出以下结论:(1)1966-2018年近53a间河西走廊单站寒潮频次整体呈现为下降趋势,下降速率达-0.085次/10a,并在近53a间经历了多次突变,寒潮突变特征明显;区域寒潮在近53a间整体呈现为下降趋势,下降速率为-0.021次/10a,未通过显著性检验,突变特征不明显,寒潮活动频次下降存在持续性。(2)河西走廊寒潮活动主要集中在每年9月至次年5月,其中每年10月、2月和4月为寒潮活动最为活跃的3个月份。各季节中秋季和春季寒潮频次呈下降趋势,下降速率分别为-0.036次/10a、-0.088次/10a,冬季寒潮频次整体呈略微上升的趋势,为0.035次/10a。(3)空间上,大致以北大河和黑河干流为界,两河中间区域寒潮频次较低,而北大河以北和黑河干流以东区域则为寒潮高值区,主要集中在河西走廊北部及东南部,高值中心位于马鬃山地区和民勤一带。寒潮频次具有明显的地域分异特征。(4)相关分析表明,河西走廊寒潮频次与亚洲极涡强度指数、冷空气指数的相关性最好,并与二者均表现为显著正相关,且通过了=0.05的显著性检验,表明亚洲极涡强度指数和冷空气指数对走廊寒潮频次的影响较大,与亚洲纬向环流指数和鄂霍次克海高压指数分别呈正相关和负相关关系;此外,亚洲极涡中心与500h Pa环流场也会对走廊寒潮频次产生影响。(5)从年均温与寒潮活动频次的相关系数来看,寒潮活动频次与年均温的相关性较高,相关系数为0.304,且走廊年均温近53a来呈现出增加的趋势,升温率为0.442℃/10a,二者存在明显反位相对应关系;近53年来,走廊寒潮频次会随纬度的变化而变化,具体表现为,纬度每增加一度,河西走廊年际寒潮频次减少1.108次、秋季寒潮频次减少1.012次、冬季寒潮频次减少1.212次、春季寒潮频次减少0.827次,在高台县形成低值区,随着纬度的继续升高,年际寒潮频次增加1.275次、秋季寒潮频次增加1.187次、冬季寒潮频次增加1.003次、春季寒潮频次增加0.931次。(6)从下垫面参数及寒潮敏感性指标权重来看,土地利用类型对寒潮活动的敏感性最高,经度对寒潮活动的敏感性最低;同时寒潮频次还会受到地形的制约,使得其空间分布和变化趋势存在差异。
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