近45年呼倫貝爾市極寒災害天氣特征分析

烏尼爾 伊德爾呼

1.內蒙古自治區呼倫貝爾市氣象局；2.內蒙古自治區海拉爾區氣象局

近45年呼倫貝爾市極寒災害天氣特征分析

烏尼爾 伊德爾呼

1.內蒙古自治區呼倫貝爾市氣象局；2.內蒙古自治區海拉爾區氣象局

基于呼倫貝爾市1971～2015年16個國家氣象觀測站日最低氣溫觀測資料，對呼倫貝爾市極寒天氣的時空分布特征及主要環流形勢進行了統計分析。結果表明：呼倫貝爾市的極寒天氣出現在11月中旬至翌年的3月中旬，近45年中，發生極寒頻次最高的是1月（占57.5%)，其次是2月（占22.6%）；該地區的極寒天氣空間分布在日平均氣溫低于1℃的區域，并在時間序列上存在3個變化時期：20世紀70年代極寒多時期（平均65.8站次/年），20世紀80年代和21世紀00年代為極寒較多時期（平均39站次/年），20世紀90年代為極寒較少時期（平均26.8站次/年）；該地區的極寒強度是從2000年以后的15年中呈明顯加強趨勢。

極寒 時空變化 主要環流形勢 呼倫貝爾

一、引言

呼倫貝爾市是我國緯度最高、位置最北的地區之一，以興安嶺為分界線，主要氣候特點為，冬季嚴寒漫長、夏季溫良短促。極寒災害每年都有發生，其中有些年份維持了半個月或以上的極寒天氣，引起全國的關注。例如2012年1月22日至2月1日連續11天的日最低氣溫低于-40℃的極寒天氣造成呼倫貝爾市陳巴爾虎旗境內1000多人受災，凍傷凍死50多頭牛，500多只羊。

通過對極寒天氣的時空分布特征分析，總結出發生的主要時間段、重點區域，這對于提高極寒天氣預報業務質量，促進極寒災害防御工作（對該地區制定供暖計劃、重大室外活動安排等）有很積極的意義。極寒天氣不比別的災害天氣，在全國來講影響范圍較小，對其研究不多。本文為研究呼倫貝爾市極寒天氣特征，主要利用呼倫貝爾市近45年的日最低氣溫觀測資料，分析了時間變化、空間分布、極值的分布特征以及主要環流形勢，并總結出具體溫度預報的參考指數。為呼倫貝爾市極寒天氣的預報工作提供一定的參考指標，為極寒天氣的落區預報提供宏觀上的氣候背景。

二、資料來源及統計

使用資料：應用呼倫貝爾市16個氣象觀測站45年（1971～2015）的歷史觀測資料、呼倫貝爾市災情專報和相關文獻提供的物理量指標。

極寒日統計：日最低氣溫≤-40℃時記為單站極寒日（其中≤-45℃時進行了單獨統計），統計了呼倫貝爾市16個氣象站45年的極寒日數。

極寒天氣過程：選取了影響范圍大，成片出現極寒天氣的16次典型過程進行了分析。近45年中，共計發生過1902站次的極寒天氣（包括低于-45℃的極寒天氣98站次）。

三、極寒的基本規律

1.極寒的地域分布

（1）日最低氣溫極值分布特征。日最低氣溫極值分布來看（圖1a），呼倫貝爾市除了農區的扎蘭屯市、那吉屯鎮和林區的博克圖鎮以外的地區日最低氣溫極值均低于-40℃，林區大部和牧區北部地區的日最低氣溫極值均低于-45℃。從出現極值的時間上來看，牧區多出現在00年代，林區和農區是80年代較多。值得注意的是，從2000之后的15年發生了708站次，占總數的37.2%，不難看出，在全球氣候變暖背景下，呼倫貝爾市的極寒極值在近15年中不斷被刷新，強度在逐漸加強。從出現日極值的時間上來看，牧區和農區多為1月上旬，林區則是2月上旬較多。

日最低氣溫極值和日平均氣溫的分布（圖1b）來看，日平均氣溫低于1℃的區域，日最低氣溫極值均低于-40℃。

（2）全市極寒天氣的的頻率特征。從極寒天氣的頻率來講（圖2a、b），頻率最高的是林區的圖里河鎮，45年中有652天，平均每年15天左右，持續時間最長的一次是在1990年的1月（13日～30日）連續18天的日最低氣溫低于-40℃。其次是根河市共482天，平均每年11天左右。牙克石市、拉布大林鎮、巴彥庫仁鎮、巴彥托海鎮等地是平均每年2～5天。農區南部和林區南部的博克圖近45年沒有出現低于-40℃的極寒天氣。

2.極寒的年際變化

圖1 呼倫貝爾市日最低氣溫極值（a）、日平均氣溫（b）分布圖（1971～2015年）（單位℃）

圖2 呼倫貝爾市極寒天氣站次分布圖（a）、年平均分站次布圖（b）（1971～2015)(單位：次）

圖3 呼倫貝爾市低于-40℃極寒天氣的站次年際變化圖

根據16個觀測站的極寒站次統計，1971～2015年45年呼倫貝爾市低于-40℃極寒站次年際變化圖（圖3）可見，發生極寒的年際變化很大，有的年份都沒有產生極寒（1995年），但多的年份接近200站次，是平均值的5倍之多（45年平均值為42站次/年）。最多的是70年代，達到658站次，其中，僅1977年就發生了198站次，是近44年中的極值。其次是80年代和00年代，390站次左右，最少的是90年代，只有268站次，整體上呈減少趨勢，平均每年減少3站次左右。

低于-45℃的極寒天氣是在70年代和00年代最多，平均每十年30余站次，其中僅2001年就有19站次，最少的是90年代只有7站次，最低值出現在圖里河（2001年的2月5日）-49.6℃。自2000年以后的15年中發生過48站次低于-45℃的極端天氣，占總數的48%，不難看出雖然總體上出現遞減趨勢，但強度是明顯加強的。

3.極寒月際變化

呼倫貝爾市的低于-40℃的極寒主要出現在11月中旬至翌年的3月上旬。統計表明，45年中1月產生的極寒最多，達到1093站次，占總數的57.5%，其中下旬略多一些。其次是2月份，達到430站次，占總數的22.6%，其中上旬最多。排在第三的是12月，達到359站次，占總數的18.9%，主要集中在下旬。而3月上旬和11月中下旬發生的極寒站次較少，主要集中在林區北部的根河市和圖里河鎮。

呼倫貝爾市低于-45℃以下天氣的月際（旬）變化

低于-45℃的極寒天氣主要出現在12月中旬至翌年2月下旬，近44年中只有巴彥庫仁鎮、拉布大林鎮、根河市、圖里河鎮等四個站出現過100站次，平均每年出現2站次，出現頻率最高的是1月中旬。

4.極寒天氣環流形勢特征

降溫前24～48小時，在高緯度地區烏拉爾山阻塞高壓建立并維持，整個歐亞大陸形成西高東低的環流形勢，阻高前部的偏北氣流使極地的冷空氣不斷南下堆積。①在貝加爾湖地區形成強大的冷空氣堆，隨著系統的東移，整個蒙古地區基本都處在低值系統中，而且低值系統一直延伸到200hPa，在東移南下過程中影響呼倫貝爾市；②在130～140°E、50～60°N之間形成冷渦，而西北氣流不斷引導極地冷空氣南下，使得低渦不斷加深，維持少動，全市受極地冷空氣不斷補充南下的影響，持續長時間的低溫天氣；③極地冷空氣在偏北氣流引導下直接南下在110～140°E、50～60°N之間形成寬廣的低槽（冷渦），在南下過程中影響全市大部地區出現低溫天氣。

四、呼倫貝爾市極寒預報指標

1.從極寒天氣發生的頻率來講，林區北部的根河市和圖里河鎮為平均11～15天/年，牧區北部地區次之，平均2～5天/年，而農區南部和林區南部近45年中沒有出現過低于-40℃的天氣；

2.從極值的分布來看，牧區多出現在00年代，林區和農區為80年代。分析數據顯示，37.2%的極值出現在2000年以后，在全球氣候變暖的背景下，該市最近15年極值紀錄不斷被刷新，尤其是近幾年受超強厄爾尼諾事件的影響，極寒強度明顯加強。

3.從年代分布變化來看，低于-40℃的極寒天氣最多的是70年代，平均每年65.8站次，而90年代是最少的，平均每年26.8站次，但從2011年開始有明顯上升趨勢。低于-45℃的極寒天氣是在70年代和00年代最多。

4.從月際分布變化來看，呼倫貝爾市的低于-40℃的極寒主要出現在11月中旬至翌年的3月上旬。57.5%的低溫天氣是在1月，其中下旬略多（受影響最為嚴重的牧區來講，90%的低溫天氣均在1月上旬）；其次是2月，主要集中在上旬。低于-45℃的極寒天氣主要出現在12月中旬至翌年2月下旬，近44年中巴彥庫仁鎮、拉布大林鎮、根河市、圖里河鎮等四個站出現過100站次，平均每年出現2站次，出現頻率最高的是1月中旬。

5.16 次極寒天氣過程總結得出的高度場和溫度場的參考指標

低溫天氣強度預報因子 -4 5℃＜T≤-4 0℃ T≤-4 5℃5 0 0 h P a低值中心等值線（單位: 1 0 g p m） 5 1 6 ± 4 4 9 2～4 9 6 5 0 0 h P a冷中心等值線（單位:℃） -4 4 ± 2 ≤ -4 8 7 0 0 h P a低值中心等值線線（單位: 1 0 g p m） 2 7 6 ± 4 2 6 0～2 6 4 7 0 0 h P a冷中心等值線（單位:℃） -3 0 ± 2 ≤ -3 6 8 5 0 h P a低值中心等值線（單位: 1 0 g p m） 1 4 0 ± 4 1 2 4～1 2 8 8 5 0 h P a冷中心等值線（單位:℃） -2 8 ± 2 ≤ -3 2

6.影響極寒天氣的因素中不容忽視的的是對觀測站點的地形，在工作中發現，在鄰近地區，地形低的區域最低氣溫值會更低。

[1]顧潤源.內蒙古預報員手冊[M].北京：氣象出版社, 2012:460-475.

[2]趙慧穎.內蒙古呼倫貝爾市林木農業氣候資源與區劃[M].北京：氣象出版社，2006:2-6.

[3]常昱.近40a呼倫貝爾市暴雨特征分析[J].暴雨災害，2012，31（4）：380-383.