2020年12月呼和浩特市气温偏低成因分析

牛永梅

(呼和浩特市气象局，内蒙古 呼和浩特 010020)

在全球气候变暖的大背景下，有研究表明华北地区作为我国现代响应最为明显的地区之一，尤以冬春季增温较为突出[1-3]。在冬季呈现出增温的大趋势下仍会有异常低温的出现，杨晶等[4]发现近年内蒙古冬季极端低温出现的频率有所增大。异常低温对日常生产生活会产生各种不利影响。2020年12月呼和浩特市气温较常年异常偏低，笔者从地面至对流层中层环流配置、中东太平洋海温、西伯利亚高压及AO指数对其造成的可能影响等方面探讨异常低温的形成原因，为日后的短期气候预测工作积累一定的经验。

1 2020年12月影响呼和浩特市的冷空气势力强劲

图1 呼和浩特站12月逐日日均温距平

2020年12月影响呼和浩特市地区的强冷空气过程有两次，集中在12日-14日的寒潮天气过程中，各站48h最低气温降幅在8.1℃～14.8℃之间；月末28日-30日的寒潮天气，全市48h降温幅度在11.1℃～16.2℃之间，针对此次强寒潮天气，呼和浩特市气象局启动了寒潮III级应急响应命令。在强劲冷空气影响下，全市12月平均气温较常年值显著偏低3.1℃；将呼和浩特测站12月逐日平均气温与常年同期值比较发现，如图1所示，整个月中仅有两日平均气温高于常年值，1日-25日，连续25日日均温低于常年值，29日日均温较常年值偏低达10.5℃。

2 2020年12月呼和浩特市气温偏低成因分析

2.1 地面至对流层中层环流配置

图2 2020年12月北半球500hPa位势高度

2020年12月北半球海平面气压场显示，12月份的西伯利亚高压异常强大，位于50°N，90°E～100°E位置附近的中心值超过1 040hPa(气候平均值为1 030hPa)，呼和浩特市位于正变压控制范围内；850hPa位势高度图(图略)，呼和浩特市处于西北气流中；500hPa位势高度图上，如图2所示，北半球极涡呈偶极型分布，共有两个极涡中心，一个极涡中心位于鄂霍次克海北部；另一个极涡中心位于加拿大北部，亚洲中高纬环流呈“-+-”的三波型，乌拉尔山阻塞高压和美洲西部高压异常强盛，在极区打通，形成极地高压，导致极涡分裂南压。北半球极涡分裂南下，加之大的环流经向度，偏北气流不断引导冷空气南下，与分裂南下的极涡共同影响呼和浩特地区。从地面至对流层中层环流配置上来看呼和浩特地区整层均为冷平流控制，冷空气入侵势力强。

2.2 12月西伯利亚高压指数的影响

西伯利亚高压是冬季影响亚洲地区的重要环流因子之一[5]，利用1961年～2019年共59年12月的NCEP再分析海平面气压场格点资料，取40°N～60°N，80°E～100°E区域的海平面气压值为西伯利亚高压指数，并将其距平值与呼和浩特市境内各测站当年12月平均气温做相关性，结果表明两者存在明显的负相关关系，各测站均通过0.01信度检验，这与龚道溢等人[5]对西伯利亚高压强度与欧亚绝大部分地区的关系研究结果相一致。而2020年12月西伯利亚高压较常年平均值为正距平，对应的12月气温为负距平。

2.3 AO指数与气温变化

北极涛动(AO)表征北极上空气压的变化状态，通常冷空气处于北极附近，对应的北极上空为强低压，而当北极地区转为高压时，极地冷空气受挤压而向南运动，此时AO指数下降，冷空气为所过之地带来寒潮或强降温天气[6]。1961年～2019年逐年的12月AO指数距平值与呼和浩特市境内各测站当年12月平均气温相关性结果表明两者存在正相关关系，各测站均通过0.05信度检验。2020年12月AO为负位相，对应的12月气温为负距平。此结果与前人结论一致[7，8]:冬季AO指数负位相时，内蒙古冬季气温偏低，反之。

AO指数的正(负)位相与12月气温的暖(冷)有很好的对应关系，如图3所示。12月初AO指数由正位相转为负位相会导致大量冷空气南下，是12月气温偏低的原因之一[9]。

图3 2020年11月1日-2021年2月28日AO指数和日平均气温

2.4 赤道中东太平洋海温的影响

国家气候中心监测表明，自2020年8月开始，赤道中东太平洋经历了一次中等强度的拉尼娜事件，于2021年4月结束。历史上于当年夏季赤道中东太平洋进入拉尼娜状态的相似年份有1970年、1973年、1998年、2007年、2010年和2011年，其12月呼和浩特市境内7个测站的气温距平统计，见表1，表中结果显示，当赤道中东太平洋海温偏冷时，当年12月份呼和浩特气温为正距平或负距平的概率相当，因此不能将海温冷暖作为预测12月气温的唯一指标。

表1 相似年份当年12月气温距平统计

3 结论

2020年12月从地面至对流层中层环流配置上来看呼和浩特地区整层均为冷平流控制，冷空气入侵势力强、西伯利亚高压指数较常年平均值为正距平、AO为负位相和赤道中东太平洋海温偏冷等共同影响，导致2020年12月呼和浩特地区出现异常低温。