本溪市冬季低于—20 ℃温度预报研究

王焕毅++张翘++秦瑜++吴荷++蒋林杉

摘要 利用本溪市观象台1981—2014年逐日气温资料，统计分析了近35年本溪市冬季最低气温≤-20 ℃的气候特征，结合天气学方法将最低气温≤-20 ℃的地面形势进行了总结，并给出了影响因子的参考指标。结果表明，1981—2014年本溪市区冬季低于-20 ℃气温年际变化较大，20世纪80年代出现次数最多，总体呈现波浪式下降趋势；低温出现在12月、1月、2月，其中1月最低气温最低，出现频次最高，占总数的60.5%；地面影响系统主要分为冷高压、冷锋过境和长白山冷高。

关键词 最低气温；≤-20 ℃；相关因子；辽宁本溪

中图分类号 P457.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0176-02

在遼宁省冬季预报业务中，最低气温≤-20 ℃的预报属于灾害性天气预报，遵照《辽宁省气象部门集约化天气预报预警业务布局调整实施方案》，以达到冬季≤-20 ℃的温度预报准确率超75%的要求。目前，国内对气温的研究多为常规预报，赵晓川等[1]利用NCEP/NCAR 850 hPa 和925 hPa的温度资料与营口市的日最高和最低气温分季建立预报回归方程；高 峰等[2]、房一禾等[3]、刘 实等[4]、范 可等[5]通过气候特征或环流特征对特定地区进行划分和总结，而对于具体某一地区进行实际预报应用的研究并不多见。因此，对本溪市冬季低于-20 ℃温度的研究是十分必要的，可为今后预报服务提供一定参考。

1 资料与方法

选取1981—2014年本溪市观象台20：00至次日20：00（24 h）日最低气温≤-20 ℃（以下简称最低气温）的气温资料，通过对最低气温以及2005—2012年高空850、925 hPa温度资料和对应夜间的地面气压、风向、风速、低云量、降水量、前日最高气温资料进行统计，分析本溪市区最低气温的气候特征。

2 本溪市-20 ℃以下气温的气候特征

2.1 年际变化

由图1可以看出，1981—2014年本溪市区冬季出现最低气温≤-20 ℃共521 d，平均每年15.3 d。最低气温年际变化较大，出现频次最多的是2001年，为34 d，最少年份1次也没有出现过（1992年）。从年代分布情况看，1981—1990年共出现193 d，占总数的37%；1991—2000年共出现121 d，占总数的23.2%；2001—2010年共出现149 d，占总数的28.6%；除2001年出现1次明显波峰以外，总体上最低气温 ≤-20 ℃发生次数呈现波浪式下降趋势，这可能与全球变暖有关。

2.2 月分布

本溪市区冬季最低气温≤-20 ℃出现在12月、1月和2月。其中，1月出现频次最高，占总数1/2以上，达60.5%；其次是12月，占总数的23.2%；2月最少，占总数的16.3%。12月最低气温≤-20 ℃的平均值为-21.1 ℃、2月最低气温≤-20 ℃的平均值为-21.8 ℃、1月最低气温≤-20 ℃的平均值为-23.2 ℃；极端最低气温-34.5 ℃（2001年1月）。

3 地面形势场

通过对2005—2012年本溪市最低气温≤-20 ℃的天气进行统计，分析了地面影响系统，主要分为以下3种类型：冷高压、冷锋过境、长白山冷高。长白山冷高中心位于吉林南部、本溪东部地区，在日常预报中经常出现且不易被年轻预报员重视。

4 相关因子分析

影响因子主要选取前日20：00 T925和T850实况值、前日最高气温值、夜间主导风向、夜间平均风力、夜间低云量、夜间降水量、夜间相对湿度、夜间平均气压，影响因子的主要参考指标见表1。

4.1 最低气温与高空温度、前日最高气温的关系

本溪市最低气温与前日20：00 925、850 hPa温度相关性研究中发现，本溪市最低气温与低空温度呈非线性关系，建立回归方程对温度的预报并不理想。本研究通过箱线图（图2）找出分布特征：925 hPa温度主要分布在-21.0～ -13.5 ℃，中位值为-17.5 ℃；850 hPa温度主要分布在-24.0～ -15.5 ℃，中位值为-20.0 ℃；T925-T850平均值为2.7 ℃。前日白天最高气温主要集中在-13.0～-7.0 ℃之间，日温差（前日最高气温与最低气温差值）90%集中在9.0～15.5 ℃，出现频数最多的为11.6 ℃。

4.2 最低气温与夜间（20：00至次日8：00）地面气象要素的关系

4.2.1 低云量、降水、相对湿度。统计2005—2012年期间100例天气发现，当夜间气温≤-20 ℃时，绝大多数是晴朗少云天气，低云量几乎为0，这与影响系统有关（多为高压影响）。相对湿度主要在60%～80%之间。

4.2.2 风向、风速。将风向划为16个方向，即NNE、NE、ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、WSW、W、WNW、NW、NNW、N。统计发现，夜间风向存在明显规律，主要风向为E，其次是ESE（图3）。90%风速集中为1.2～2.3 m/s，平均风力2级。

4.2.3 地面气压。影响系统以高压为主，经统计得出地面气压主要为1 001.4～1 014.6 hPa。

5 结论与讨论

1981—2014年本溪市区冬季低于-20 ℃气温年际变化较大，20世纪80年代出现最多，总体呈现波浪式下降趋势；低温出现在12月、1月、2月，其中1月最低气温最低，出现频次最高，占总数的60.5%，极端最低气温-34.5 ℃（2001年1月）；低温主要为-24～-20 ℃，-27 ℃以下低温仅在1月中出现。

根据地面形势，本溪市出现低于-20 ℃气温主要分3种，分别为冷高压、冷锋过境、长白山冷高。结合影响因子分析给出相应阈值及指标，为预报员在日后的预报工作中提供一定的参考，但是影响地面-20 ℃低温的气象要素很多，影响机制复杂，而且很多非气象因子对地面气温也有一定的影响，因而仅依靠气象因子预报仍存在一定偏差。

6 参考文献

[1] 赵晓川，宋卿，何晓东，等.营口市气温温度方法研究[J].科技技术与工程，2013，13（31）：1671-1851.

[2] 高峰，隋波，孙洪雁，等.1951—2008年东北地区冬季气温变化及环流场特征[J].气象与环境学报，2011，27（4）：12-16.

[3] 房一禾，周放，张运福，等.东北冬季气温年际、年代际影响因子的比较[J].地理科学，2013，33（7）：844-850.

[4] 刘实，隋波，李辑，等.东亚冬季风对中国东北冬季气温变化的影响[J].地理科学，2015，35（4）：507-514.

[5] 范可，刘辉.近百年东亚冬季气温及其大气环流变化型态[J].大气科学，2013，37（2）：383-394.