中國夏季東北冷渦強度的定量化分析

楊涵洧 封國林 沈柏竹，3 支蓉

1 蘭州大學大氣科學學院，蘭州 730000

2 國家氣候中心氣候研究開放實驗室，北京 100081

3 吉林省氣象科學研究所，長春 130062

中國夏季東北冷渦強度的定量化分析

楊涵洧1封國林2沈柏竹1，3支蓉2

1 蘭州大學大氣科學學院，蘭州 730000

2 國家氣候中心氣候研究開放實驗室，北京 100081

3 吉林省氣象科學研究所，長春 130062

本文利用NCEP／NCAR發布的1981～2010年全球日平均再分析位勢高度場資料對東北冷渦進行檢索并提取其平均態，在此基礎上定義東北冷渦的偏離指數，并探討其對東北冷渦強度特征的描述。結果表明：（1）東北冷渦500hPa閉合中心位勢高度的概率分布近似為高斯分布，以其期望值提取的東北冷渦平均態具有東北冷渦的共性，表現出明顯的大氣斜壓性及有利于系統維持和發展的溫壓配置關系特征；（2）基于東北冷渦平均態定義的東北冷渦偏離指數不僅能夠表征東北冷渦偏離平均態的程度，還包含了低壓面積的信息，即能夠直觀地顯示東北冷渦的強弱特征。

東北冷渦 平均態 強度 東北冷渦偏離指數

1 引言

東北冷渦是東亞中高緯度大氣環流中的重要組成部分，也是我國東北地區所特有的重要天氣系統（劉宗秀等，2002），它一年四季均可出現，其中夏季是其頻發的時段 （孫力，1997）。東北冷渦出現后具有一定的靜止性并可以持續發展，一般可維持四五天，最多可達十余天。研究表明 （Li and Wang，2003；Wu et al.，2006），中高緯天氣系統對華南前汛期旱澇有著重要的影響，東北冷渦作為東亞地區中高緯度大氣環流的重要組成部分，不僅對東北地區產生較大影響 （陳力強等，2008；張立祥，2008），還能通過一定機制影響我國其它地方 （白人海和孫永罡，1997；孫力等，2000；苗春生等，2006；張立祥和李澤椿，2009）。有研究表明 （孫力等，2000；何金海等，2006a；苗春生等，2006；王麗娟等，2010），華南、江南以及長江流域等地區的洪澇和干旱天氣與之相關。胡開喜等 （2011）指出，東北局地在持續性冷渦控制下，四季氣溫均明顯偏低，并在春季和夏季能造成局部降水偏多。在東北冷渦活躍的夏季，長江流域往往降水顯著偏多；而在冬季東北冷渦頻繁活動時，我國大部分地區往往低溫少雨，這與強盛的東亞冬季風密切相關。

環流異?？赡軐е绿鞖猱惓?，而天氣異常也常由環流異常導致。施能等 （1994）提出，夏季大氣環流異常對我國旱澇分布、季風及梅雨強度有非常重要的影響。作為一個對中國有著巨大影響的天氣系統，東北冷渦異常往往能夠引起我國部分地區的天氣異常，甚至能夠引發極端事件。在以往對東北冷渦異常的研究 （何金海等，2006b；廉毅等，2010；苗春生等，2006）中，將定義東北冷渦的區域進行多年平均，再通過距平的方式挑選異常進行合成，進而研究東北冷渦在平均狀態和異常狀態下的大氣環流等特征。然而，這種方法卻有以下幾方面的缺陷：（1）所得到的平均標準場是東北冷渦發生區域的平均狀態而不是東北冷渦的平均狀態，由于在空間上氣壓的分布不均勻，在區域平均過程中必然會抵消掉很多信號；（2）東北冷渦異常的提取帶有很強的主觀性，這主要表現在臨界值的選取上；（3）由此方法提取的異常其偏離程度也有一定的缺陷，可能會導致對某些異常描述不準確。此外，對東北冷渦異常來說，達到何種水平其異常程度強，達到何種水平可能引發災害性天氣，這種種問題都還有待研究。

目前，在對東北冷渦強度定量化方面的研究也取得一定進展。何金海等 （2006a）從溫度資料入手，計算全國與東北地區地面氣溫變率最大的測站——烏蘭浩特的氣溫空間相關圖，將通過95%信度檢驗站點的夏季平均氣溫的相反數定義為夏季東北冷渦強度指數；何金海等 （2006b）對東亞地區1000hPa梅雨期平均氣溫進行旋轉EOF分解定義了一個梅雨期東北冷渦強度指數；苗春生等（2006）利用站點溫度資料定義一個前汛期東北冷渦強度指數。然而，上述各種對東北冷渦強度的描述方法都是從季節尺度入手，呈現的是東北冷渦在前汛期、梅雨期或夏季的平均強度。對于天氣尺度東北冷渦而言，無法具體描述一次東北冷渦過程甚至每一天的強弱特征。

本文擬通過一種新的方式來描述東北冷渦的平均狀態，并在此基礎上定義一種具有明確物理意義的指標來定量、定性描述東北冷渦的異常狀態，即直觀地體現東北冷渦的強度。

2 資料和方法

本文使用NCEP／NCAR發布的1981～2010年全球日平均再分析格點資料 （Kalnay et al.，1996），分辨率為2.5°×2.5°，選取的要素場包括1000～100hPa共12層的位勢高度場、緯向風場、經向風場以及溫度場資料等。

在對東北冷渦的檢索上，本文采用孫力等（1994）對于東北冷渦的定義：（1）東北冷渦出現在（35°N～60°N，115°E～145°E）范 圍 內；（2）在500hPa天氣圖上至少能分析出一條閉合等高線，并有冷中心或明顯冷槽配合的低壓環流系統；（3）冷渦在上述區域內的生命史至少為三天或三天以上。由于我國氣候在1970年代末1980年代初存在一次轉變 （林學椿等，1995；于淑秋等，2003），為保證所研究的東北冷渦不包含氣候轉變的信息，因此采用20世紀80年代以后的資料對東北冷渦進行研究，本文最終選取1981～2010年夏季 （6～8月）的NCEP／NCAR資料對其進行分析。

使用的方法主要有基于傅里葉變換的功率譜分析、高斯擬合以及本文定義的東北冷渦偏離指數。

3 東北冷渦統計特征

1981～2010年夏季發生東北冷渦的次數為134次，共614天，占夏季天數的22.22% （614／2760）；年均發生東北冷渦4.47次，年均發生天數為20.47天，每次冷渦過程平均持續時間為4.58天 （表1）。

表1 東北冷渦1981～2010年夏季在年、月尺度上的統計特征Table 1 Statistic characteristics of the cold vortex over Northeast China（CVONC）during 30years and different months in summer from 1981to 2010

由于時間段及使用資料的不同，本文與孫力等（1994）統計的東北冷渦在發生次數上有較大的差異。鑒于此，我們對比了兩者的檢索結果，發現主要的差別在于日平均資料與實時資料 ［08時、20時 （協調世界時，下同）］的差異。如1983年的第一次冷渦過程，兩種資料的檢索結果分別為6月5日～6月9日和6月5日～6月10日。在實時資料中我們發現，6月9日08時～6月10日20時共四個時次的資料上冷渦狀態分別為：有—無—有—無，實時資料在6月9日20時東北冷渦定義范圍內不存在閉合中心，即中間存在不連續現象。在日平均資料上，6月9日為冷渦日，6月10日為非冷渦日。按照東北冷渦的定義，在500hPa位勢高度上存在的閉合中心必須維持在3天或3天以上，而且每次冷渦過程平均持續天數較短，為4.58天，僅僅稍大于定義的時間閾值，因而不同時次及資料對檢索的影響較大。

從月尺度（表1）上看，1981～2010年夏季6～8月累計的東北冷渦發生次數分別為52次、46次和36次，所占百分比分別為38.8%、34.3%和26.9%，即6月為夏季東北冷渦的多發階段，而且6月恰恰是長江中下游地區入梅的時節，研究 （何金海等，2006a；王麗娟等，2010）已表明，東北冷渦與江淮流域梅雨存在顯著的相關關系：東北冷渦強年，東北冷渦引導北方 “干冷”空氣南侵，與低層強盛西南暖濕氣流在梅雨區北緣交匯，形成 “上干下濕”的不穩定層結，在上升運動的觸發下，最終導致梅雨量偏多，東北冷渦弱年情況正好相反。

4 東北冷渦的平均態特征

本文將東北冷渦平均態定義為：在三維空間尺度上，具有東北冷渦空間結構的普遍特征，且為隨機事件中發生概率最大的事件，因此，為了研究東北冷渦的平均態，應先了解其概率分布特征。將每次東北冷渦過程500hPa出現的閉合中心等高線位勢高度視為相互獨立的隨機變量，利用基于高斯分布模型的概率方法來研究其平均態特征。

由于利用期望μ和標準方差σ這兩個參數就可以確定高斯分布，并且這兩個參數只是確定高斯分布的位置與形狀，因此，將統計出來的134次東北冷渦過程的500hPa閉合中心等高線位勢高度視為樣本量，并將其計算得到的期望和方差作為高斯分布的期望和方差，然后將其與原始樣本的頻數進行比較 （圖1）。

由圖1發現，134次東北冷渦過程的500hPa閉合中心等高線位勢高度的頻數與該樣本所得的高斯分布擬合的非常好，只有5400、5520、5560gpm三個點與高斯分布略有偏差。因此，將東北冷渦在500hPa閉合中心等高線位勢高度視為隨機變量的高斯分布，其發生概率最大事件即為高斯分布的期望。

因此，對1981～2010年30年夏季134次共614天東北冷渦過程提取每天500hPa閉合中心等高線位勢高度的經緯度，并向東西南北各個方向擴展15個經、緯度，形成30°×30°的網格；再對30°×30°網格的各個格點分別求樣本量為614的算術平均，得到夏季東北冷渦在500hPa位勢高度的平均態。為了研究其三維的結構特征，沿垂直方向向下擴展至1000hPa，向上擴展至100hPa形成由1000hPa至100hPa共12層的平均態。同時，為了研究其溫、壓、風的配置關系，利用500hPa位勢高度提取的網格，對NCEP／NCAR提供的溫度場和風場資料進行累加求算術平均，得到一個由溫度、風和氣壓相互配置的從低空1000hPa至高空100hPa共12層的平均態。由于篇幅限制，本文只給出了平均態在1000hPa、850hPa、500hPa和200hPa的特征圖 （圖2）。

與傳統的區域平均相比較，這一方法將每次東北冷渦過程的三維結構提取出來，避免了由東北冷渦發生的地域差別引起的偏差，因而能夠更準確地表現出東北冷渦的平均態特征。

圖1 1981～2010夏季共134次東北冷渦過程500hPa閉合中心等高線位勢高度的頻數與該樣本所得高斯分布的比較Fig.1 Comparison between frequency distribution and Gaussian normal distribution of CVONC's geopotential height of occlusive center at 500hPa for 134CVONCs from 1981to 2010

圖2 1981～2010年東北冷渦的平均態：（a）1000hPa；（b）850hPa；（c）500hPa；（d）200hPa。陰影：高度場 （單位：gpm）；實、虛線：溫度場 （單位：℃）；箭頭：風場 （單位：m／s）Fig.2 Average state of CVONC from 1981to 2010：（a）1000hPa；（b）850hPa；（c）500hPa；（d）200hPa.Shadings：geopotential height field；solid lines（dashed lines）：temperature field（units：℃）；arrows：wind field（units：m／s）

由圖2平均態的三維特征發現：（1）東北冷渦為典型的深厚西風帶冷渦，從1000hPa至200hPa高空都有閉合中心，氣壓中心從下往上向西北傾斜，從底層偏東、偏南各2.5個經緯度至高層偏西、偏北各2.5個經緯度，表現出中高緯地區的斜壓性特征。而在200hPa（12km）以上，則沒有閉合中心存在，主要由于高度達到了中高緯度地區對流層層頂。（2）相比于位勢高度場，溫度場從850 hPa至400hPa出現低值閉合中心，與同層位勢高度相比，溫度場處于氣壓中心的西北部，相對滯后，因而在溫、壓、風的配置關系上，在槽區有冷平流，在槽前為正渦度平流，有助于東北冷渦加深發展 （朱乾根等，2000）。（3）在250hPa及其以上的高空，溫度場則逐漸轉變為高溫脊乃至高溫中心，并且位于氣壓中心的東南側，至100hPa，甚至形成了向南凸出的溫度 “倒脊”。此種低壓與高溫的配置方式，不利于冷渦發展，從高空的抑制作用方面解釋了東北冷渦只能發展到200hPa的原因。（4）從底層到高層的風場上看，氣壓中心南側的風大于北側，東側大于西側。

為了檢驗東北冷渦的平均態確實具有東北冷渦的共性，而不是多個低概率分布相互疊加形成的平均狀態，對東北冷渦的平均態進行了月際分析，即分別對6月、7月和8月按照以上的方法求得東北冷渦的月際平均態的變化特征 （圖略）。分析發現：月際平均態的冷渦中心位勢高度以及中心溫度都圍繞著東北冷渦的平均態振蕩，其中6月東北冷渦中心的位勢高度 （中心氣壓值）比7、8月稍低，同時其冷渦中心溫度也是三者中最低的。而除此之外，無論從大氣的斜壓性特征、溫、壓配置關系還是整個12層東北冷渦的發展特征上，月際平均態與東北冷渦的平均態都表現出很相似的分布特征，而且在更短的時間尺度分析上，東北冷渦的平均態仍然具備上述特征，即所得的平均態具有共性，不會因為時間尺度的變化而有較大的差異，可以用來研究東北冷渦的異常特征。

5 東北冷渦偏離指數

5.1 東北冷渦偏離指數的定義

為了定性、定量描述東北冷渦的異常程度，即偏離其平均態的程度，本文定義了東北冷渦的偏離指數δ。具體做法如下：以東北冷渦過程的每一天的500hPa位勢高度場中心所在的經緯度，分別向東、西、南、北四個方向擴展15°，提取30°×30°的網格，并將其網格 （j）內數據與冷渦天數 （i）排列成二維序列Xij，對格點j，有

第i天的東北冷渦偏離指數為：

5.2 東北冷渦偏離指數與東北冷渦強度

環流強度的大小主要通過控制范圍的大小及其自身的特征量來表示，這兩個特征量在東北冷渦的研究中就體現為低壓面積和中心位勢高度。為此，我們提取出1981～2010年共614天冷渦日在500hPa高度上的中心最低位勢高度，同時，按照上述東北冷渦偏離指數的定義，計算其相應的δ，并進行對比分析 （圖3a）。發現兩者存在非常好的對應關系，且兩者的相關系數達到了0.83，通過了99.9%的信度檢驗 （0.138）。這表明東北冷渦偏離指數能夠很好地表現出東北冷渦在500hPa高度上氣壓的信息。

由于不同冷渦過程在500hPa的中心位置是不同的，即平均態中同一個格點在不同冷渦過程的經緯度是不同的，因而利用能夠反映面積特征的格點數從側面進行研究。為此，分別統計了614天東北冷渦過程在500hPa高度上以中心位勢高度為中心的30°×30°網格內低于5600gpm（東北冷渦平均態在500hPa高度上最小閉合等高線線）的格點數，同樣將其與相對應的δ進行對比 （圖3b）。結果發現兩者有很好的負相關關系，其相關系數達到了－0.89，通過了99.9%的信度檢驗 （0.138），即東北冷渦偏離指數能夠很好的體現東北冷渦低壓面積這一特征。

圖3 614個冷渦日的偏離指數與中心最低位勢高度 （a）和低于5600gpm的格點數 （b）對比Fig.3 Comparison between the deviation index and（a）the lowest geopotential height，（b）the number of grid points below 5600gpm in total 614CVONC days

圖4 東北冷渦偏離指數最小值 （a）和最大值 （b）所對應的500hPa距平場 （陰影）和高度場 （等值線，單位：gpm）。矩形方框為東北冷渦定義范圍Fig.4 500－hPa geopotential height（contours，units：gpm）and its anomaly（shadings）corresponding to（a）the minimum and（b）the maximum of deviation index.The rectangle stands for the defined extent of CVONC

為了更加直觀地研究東北冷渦偏離指數對其強度的描述，我們提取614天東北冷渦偏離指數中的最大值和最小值，分別為：1982年7月27日 （δ＝0.023）和1999年6月1日 （δ＝－0.039），并以1971～2000年的氣候平均態作為基準場，對這兩日在500hPa高度上的距平場進行對比分析（圖4）。

對比圖4a和圖4b，我們可以看出，最強冷渦日，冷渦中心的最低閉合中心為5360gpm，其負距平值超過300gpm，并且距平值小于－100gpm的低壓面積范圍較大，囊括了整個冷渦中心，并向南延伸，影響范圍覆蓋了我國整個東北地區，該日為雙阻型，冷渦位于兩個阻塞高壓中間；而在最弱冷渦日，冷渦中心及其控制的范圍的負距平值均小于100gpm，其最低閉合中心等高線位勢高度較高，并且控制范圍較小，冷渦位于一個較強阻塞高壓內側。

此外，最強冷渦日和最弱冷渦日在距平場上表現出相反的分布型。以40°N為界，以北地區前者主要為負距平控制區，而后者為正距平控制區。在40°N以南地區，兩者都沒有表現出很強的異常區域，只有在以5580gpm為標準的西太平洋副高控制面積上，前者比后者更大。

綜上，東北冷渦偏離指數可以很好地表征偏離程度和低壓面積這兩方面的特征，即可以很好地體現東北冷渦的強度，因而利用東北冷渦的偏離指數可以定性、定量地描述東北冷渦的強度，即：東北冷渦偏離指數的值越小，其對應的東北冷渦強度越強，反之亦然。

6 結論

本文檢索了1981～2010年夏季的東北冷渦過程，以基于高斯分布模型的概率方法提取東北冷渦的平均態，在此基礎上，定義了能夠表征東北冷渦強度的東北冷渦偏離指數，并探討了該指數對東北冷渦強度的描述程度，研究結果如下：

（1）東北冷渦500hPa閉合中心等高線位勢高度的分布可以近似視為高斯分布。以其期望值提取的東北冷渦平均態，具有該系統的共性，不因時間尺度的變化而有較大的差異，表現出很好的大氣斜壓性特征，其溫壓配置關系有利于系統的維持和發展。

（2）東北冷渦偏離指數與東北冷渦在500hPa高度上的最低位勢高度及低壓面積相關性都非常高，通過了99%的信度檢驗，可以很好地表征偏離程度和低壓面積兩方面的特征，因而利用東北冷渦偏離指數可以定性、定量地描述東北冷渦強度。

（References）

白人海，孫永罡.1997.東北冷渦中尺度天氣的背景分析 ［J］.黑龍江氣象，（3）：6－12. Bai Renhai，Sun Yonggang.1997.The background analysis study of meso－scale weather of the cold vortex in Northeast China ［J］.Heilongjiang Meteorology （in Chinese），（3）：6－12.

陳力強，張立祥，周小珊.2008.東北冷渦不穩定能量分布特征及其與降水落區的關系 ［J］.高原氣象，27（2）：339－348. Chen Liqiang，Zhang Lixiang，Zhou Xiaoshan.2008.Characteristic of Instable energy distribution in cold vortex over northeastern China and its relation to precipitation area［J］.Plateau Meteorology（in Chinese），27（2）：339－348.

何金海，吳志偉，江志紅，等.2006a.東北冷渦的“氣候效應”及其對梅雨的影響 ［J］.科學通報，51（23）：2803－2809. He Jinhai，Wu Zhiwei，Jiang Zhihong，et al.2007.“Climate effect”of the northeast cold vortex and its influences on Meiyu ［J］.Chinese Science Bulletin（in Chinese），52（5）：671－679.

何金海，吳志偉，祁莉，等.2006b.北半球環狀模和東北冷渦與我國東北夏季降水關系分析 ［J］.氣象與環境學報，22（1）：1－5.He Jinhai，Wu Zhiwei，Qi Li，et al.2006b.Relationships among the Northern Hemisphere annual mode，the northeast cold vortex and the summer rainfall in Northeast China［J］.Journal of Meteorology and Environment（in Chinese），22（1）：1－5.

胡開喜，陸日宇，王東海.2011.東北冷渦及其氣候影響 ［J］.大氣科學，35（1）：179－191. Hu Kaixi，Lu Riyu，Wang Donghai.2011.Cold vortex over Northeast China and its climate effect［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（in Chinese），35 （1）：179－191.

Kalnay E，Kanamitsu M，Kistler R，et al.1996.The NCEP／NCAR 40－year reanalysis project［J］.Bull.Amer.Meteor.Soc.，77：437－471.

Li J P，Wang J X L.2003.A modified zonal index and its physical sense［J］.Geophys.Res.Lett.，30（12）：1632.

廉毅，布和朝魯，謝作威，等.2010.初夏東北冷渦活動異常與北半球環流低頻變化 ［J］.大氣科學，34 （2）：429－439. Lian Yi，Bueh C，Xie Zuowei，et al.2010.The anomalous cold vortex activity in Northeast China during the early summer and the low－frequency variability of the northern hemispheric atmosphere circulation［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（in Chinese），34（2）：429－439.

林學椿，于淑秋，唐國利.1995.中國近百年溫度序列 ［J］.大氣科學，19（5）：525－532. Lin Xuechun，Yu Shuqiu，Tang Guoli.1995.Series of average air temperature over China for the last 100－year period ［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（Scientia Atmospherica Sinica）（in Chinese），19（5）：525－532.

劉宗秀，廉毅，高樅亭，等.2002.東北冷渦持續活動時期的北半球500hPa環流特征分析 ［J］.大氣科學，26（3）：361－372. Liu Zongxiu，Lian Yi，Gao Zongting，et al.2002.Analyses of the Northern Hemisphere circulation characters during northeast cold vortex persistence［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（in Chinese），26（3）：361－372.

苗春生，吳志偉，何金海，等.2006.近50年東北冷渦異常特征及其與前汛期華南降水的關系分析 ［J］.大氣科學，30（6）：1249－1256. Miao Chunsheng，Wu Zhiwei，He Jinhai，et al.2006.The anomalous features of the northeast cold vortex during the first flood period in the last 50years and its correlation with rainfall in South China［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（in Chinese），30（6）：1249－1256.

施能，朱乾根，古文保，等.1994.夏季北半球500hPa月平均場遙相關型及其與我國季風降水異常的關系［J］.南京氣象學院學報，17（1）：1－10. Shi Neng，Zhu Qiangen，Gu Wenbao，et al.1994.Northern summer 500hPa monthly mean field teleconnection patterns and its relation to monsoon rainfall anomaly in China［J］.Journal of Nanjing Institute of Meteorology（in Chinese），17（1）：1－10.

孫力.1997.東北冷渦持續活動的分析研究 ［J］.大氣科學，21（3）：297－307.Sun Li.1997.A study of the persistence activity of northeast cold vortex in China［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（Scientia Atmospherica Sinica）（in Chinese），21（3）：297－307.

孫力，安剛，廉毅，等.2000.夏季東北冷渦持續性活動及其大氣環流異常特征的分析 ［J］.氣象學報，58（6）：704－714.Sun Li，An Gang，Lian Yi，et al.2000.A study of the persistent activity of northeast cold vortex in summer and its general circulation anomaly characteristics ［J］.Acta Meteorologica Sinica （in Chinese），58（6）：704－714.

孫力，鄭秀雅，王琪.1994.東北冷渦的時空分布特征及其與東亞大型環流系統之間的關系 ［J］.應用氣象學報，5（3）：297－303.Sun Li，Zheng Xiuya，Wang Qi.1994.The climatological characteristics of northeast cold vortex in China［J］.Quarterly Journal of Applied Meteorology（in Chinese），5（3）：297－303.

王麗娟，何金海，司東，等.2010.東北冷渦過程對江淮梅雨期降水的影響機制 ［J］.大氣科學學報，33（1）：89－97. Wang Lijuan，He Jinhai，Si Dong，et al.2010.Analysis of impacts of northeast cold vortex processes on Meiyu rainfall period over Yangtze－Huaihe River basin ［J］.Transactions of Atmospheric Sciences （in Chinese），33（1）：89－97.

Wu Z W，Li J P，He J H，et al.2006.Occurrence of droughts and floods during the normal summer monsoons in the mid－and lower reaches of the Yangtze River ［J］.Geophys.Res.Lett.，33：L05813.

于淑秋，林學椿，徐祥德.2003.我國西北地區近50年降水和溫度的變化 ［J］.氣候與環境研究，8（1）：9－18. Yu Shuqiu，Lin Xuechun，Xu Xiangde.2003.The climatic change in Northwest China in recent 50years ［J］.Climatic and Environmental Research（in Chinese），8（1）：9－18.

張立祥.2008.東北冷渦中尺度對流系統研究 ［D］.南京信息工程大學大氣科學學院博士學位論文.Zhang Lixiang.2008.A study on MCS in cold vortex over Northeast China［D］.Ph.D.dissertation（in Chinese），Nanjing University of Information Science ＆ Technology.

張立祥，李澤椿.2009.東北冷渦研究概述 ［J］.氣候與環境研究，14（2）：218－228.Zhang Lixiang，Li Zechun.2009.A summary of research on cold vortex over Northeast China［J］.Climatic and Environmental Research（in Chinese），14（2）：218－228.

朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.2000.天氣學原理和方法 （第四版）［M］.北京：氣象出版社，123－126. Zhu Qian'gen，Lin Jinrui，Shou Shaowen，et al.2000.The Theories and Methods of Synoptic Meteorology（4th ed.）（in Chinese）［M］.Beijing：China Meteorological Press，123－126.

The Quantitative Research on Cold Vortex in Summer over Northeast China

YANG Hanwei1，FENG Guolin2，SHEN Baizhu1，3，and ZHI Rong2

1CollegeofAtmosphericSciences，LanzhouUniversity，Lanzhou730000
2LaboratoryforClimateStudies，NationalClimateCenter，ChinaMeteorologicalAdministration，Beijing100081
3InsitituteofMeteorologicalScienceofJilinProvince，Changchun130062

Using daily reanalysis data，released by NCEP／NCAR，about geopotential height from 1981to 2010（30 years in total）to retrieve and analyze the cold vortex over Northeast China（CVONC），to extract and analyze the average state of CVONC，the authors define a deviation index on CVONC and discuss its rationality to depict the intensity of CVONC.It shows that：（1）the probability distribution of CVONC's geopotential height of occlusive center at 500hPa is similar to the Gaussian normal distribution，and the average state of CVONC extracted by the expected value of Gaussian normal distribution hold general characters of CVONC；（2）the definition of deviation index on CVONC based on its average state could represent not only the deflected degree from the average state of CVONC，but also some information about the areas of low pressure，which means that it could indicate the intensity characteristics of CVONC directly.

cold vortex，average state，intensity，deviation index

1006－9895（2012）03－0487－08

P445

A

10.3878／j.issn.1006－9895.2011.11071

楊涵洧，封國林，沈柏竹，等.2012.中國夏季東北冷渦強度的定量化分析 ［J］.大氣科學，36（3）：487－494，

10.3878／j.issn.1006－9895.2012.11071. Yang Hanwei，Feng Guolin，Shen Baizhu，et al.2012.The quantitative research on cold vortex in summer over Northeast China［J］.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（in Chinese），36（3）：487－494.

2011－04－10，2012－02－06收修定稿

國家自然科學基金資助項目40930952、41105055，公益性行業科研專項GYHY201106016、GYHY201106015，國家科技支撐計劃項目2007BAC29B01、2009BAC51B04

楊涵洧，男，1988年出生，碩士研究生，主要從事氣候變化研究。E－mail：yanghanw＠mail3.sysu.edu.cn

封國林，E－mail：fenggl＠cma.gov.cn