東北夏季氣溫年代際變化特征與其成因分析

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1、1．1研究目的和意義第一章緒論東北地區(qū)地處中高緯歐亞大陸的東岸，屬東亞季風(fēng)氣候區(qū)，是中國的老工業(yè)基地和最大的商品糧基地n1。東北地區(qū)緯度較高，氣候變率較大，氣候?yàn)?zāi)害頻發(fā)，特別是大范圍的夏季氣溫異常嚴(yán)重制約東北經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，東北夏季氣溫歷來是氣象工作者研究的重點(diǎn)。夏季低溫冷害是造成東北地區(qū)糧食大幅減產(chǎn)的重要原因之一，低溫冷害一般是指在作物整個(gè)生育期或某個(gè)生育期氣溫低于作物所需的臨界溫度，而造成嚴(yán)重減產(chǎn)口1。在上世紀(jì)60和70年代發(fā)生的幾次夏季低溫冷害對(duì)東北地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量造成了非常嚴(yán)重的影響，這引起了人們對(duì)東北地區(qū)夏季低溫冷害的足夠重視。早在70年代后半期N80年代初，我國先后組建“東北夏季

2、低溫預(yù)報(bào)科研協(xié)作組”等一系列協(xié)作組，對(duì)東北地區(qū)夏季低溫冷害的發(fā)生規(guī)律、長期預(yù)報(bào)等作了廣泛深入的研究，并取得了一系列研究成果㈨1。影響東北夏季溫度的因素有很多，既受到中高緯度大氣環(huán)流的影響，又與海溫強(qiáng)迫存在一定的關(guān)系。近年來一些研究表明，東北地區(qū)夏季氣溫存在年代際變化，影響東北地區(qū)夏季氣溫年代際變化的物理因子很多，既有全球變化的原因，也有氣候自然振蕩的原因在這些因子的共同作用下，使得東北夏季氣溫異常事件頻發(fā)，對(duì)東北夏季氣溫的預(yù)測(cè)存在一定的困難。因此，為了充分認(rèn)識(shí)東北夏季氣溫的年代際變化特征和成因，既要從中高緯大氣環(huán)流影響著手，也要考慮大氣環(huán)流和海溫強(qiáng)迫等多方面的因素。年代際及以上尺度的氣候變率

3、為年際氣候變化提供了一個(gè)背景，在不同年代際背景下東北夏季氣溫及其影響因子的變化規(guī)律成為預(yù)測(cè)東北夏季氣溫新的手段和方向，因此對(duì)東北夏季氣溫年代際變化的發(fā)生規(guī)律及形成原因進(jìn)行研究，從而對(duì)東北夏季氣溫做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，對(duì)服務(wù)于東北地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)有著極其重要的意義。1．2國內(nèi)外研究進(jìn)展1．2．1東北夏季氣溫的變率特征全球氣候變暖是國內(nèi)外氣候?qū)W研究的熱點(diǎn)。由于近百年來全球平均氣溫上升0．5。C，尤其近20年升溫更加明顯，引起了科學(xué)界、國際社會(huì)、各國政府及全球公眾的廣泛關(guān)注。東北地區(qū)夏季氣溫異常的出現(xiàn)與全球氣候異常有關(guān)啪，研究全球氣溫的變化和異常出現(xiàn)的規(guī)律，對(duì)東北夏季氣溫異常的出現(xiàn)具有一定的指示

4、意義。章名立等哺1指出東北地區(qū)的夏季低溫冷害是全球氣候異常的組成部分，而且東北夏季低(高)溫比全球低(高)溫的出現(xiàn)至少要落后一至兩個(gè)季節(jié)。進(jìn)入二十世紀(jì)以來，全球的氣溫經(jīng)歷了幾次重大的變化。東北地區(qū)氣溫既受到全球氣候的影響，又有其自身的變化特點(diǎn)。我國氣象學(xué)家張先恭等陽1、趙漢光n們、林學(xué)椿等n¨及陳隆勛等nal3’的研究發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)以來，我國30---40年代最暖，50年代急劇變冷，80年代氣溫回升，到90年代前5年達(dá)到20世紀(jì)第三個(gè)暖期，但程度未達(dá)到或只是接近40年代的水平。楊素英等n釘指出東北地區(qū)夏季氣溫20世紀(jì)50年代中期之前略偏高，50年代中期以后至70年代最低，80年代開始緩慢回升

5、，90年代增暖程度加大，上世紀(jì)80年代以前東北夏季低溫現(xiàn)象頻發(fā)，80年代以來，夏季低溫出現(xiàn)頻率減少，反而高溫現(xiàn)象頻發(fā)。丁士晟n5’研究指出在夏季，東北地區(qū)嚴(yán)重的低溫冷害年，在時(shí)間和空間尺度上都是一種很大尺度的現(xiàn)象，低溫范圍可達(dá)40個(gè)緯距，100個(gè)經(jīng)距，時(shí)間一般可持續(xù)幾個(gè)月，長則十幾甚至二十幾個(gè)月。另外，東北夏季低溫具有群發(fā)性n61的特點(diǎn)，即在個(gè)別時(shí)期內(nèi)低溫易成群發(fā)生，3次顯著的低溫群分別發(fā)生在1881----1913年、1934"--1940年和1957～1979年，第一次低溫冷害群共有8次低溫發(fā)生，間隔一二年就有1次低溫發(fā)生，是近百年來最大一次低溫冷害群。第二次低溫群僅出現(xiàn)了2次低溫，是近

6、百年來較小的一次低溫冷害群。第三次低溫群出現(xiàn)了5次低溫。東北夏季氣溫變率有增大趨勢(shì)n71，即氣溫年際變化的不穩(wěn)定性有增大趨勢(shì)。其中，主要分3個(gè)階段：1973年前的低變率期；1974～1985年的平均變率期；1986年后的變率明顯增大期。氣候變暖趨勢(shì)下，東北地區(qū)夏季氣溫不僅僅表現(xiàn)在平均氣溫的升高，氣候變率也在增2大，特別是80年代中后期以來的變率顯著增大更應(yīng)引起關(guān)注。1．2．2太平洋海溫對(duì)東北夏季氣溫的影響早期許多學(xué)者認(rèn)為赤道東太平洋海溫與東北地區(qū)夏季氣溫有很好的反相關(guān)關(guān)系，ElNino年的當(dāng)年東北地區(qū)夏季氣溫偏低“8側(cè)。許多研究者也對(duì)不同的關(guān)鍵區(qū)海溫與東北夏季氣溫的關(guān)系做出分析。文獻(xiàn)噸婦指出

7、東北亞夏季氣溫與全球海溫場(chǎng)有密切關(guān)系，分析了不同關(guān)鍵區(qū)海溫與東北亞夏季氣溫的關(guān)系及其時(shí)滯相關(guān)關(guān)系。鄭維忠口21和王敬方∞1指出影響東北夏季氣溫的關(guān)鍵海域是熱帶西太平洋暖池和中緯度西太平洋。孫建奇和王會(huì)軍心鍆將東北地區(qū)分成南北兩部分進(jìn)行分析，分別討論了兩部分突變特征以及突變前后影響南北兩地區(qū)的海溫關(guān)鍵區(qū)的變化情況。近年來許多研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，隨著全球氣候變暖，盡管E1Nino事件頻繁發(fā)生，東北