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引言

寒潮天氣過程是一種大范圍的強冷空氣活動過程［1］。寒潮天氣的主要特點是劇烈降溫和大風，有時還伴有雨、雪、雨淞或霜凍。寒潮是河北省乃至全國最主要的災害性天氣之一，寒潮帶來的劇烈降溫可使人、畜、農作物等受到凍害;暴雪、凍雨、冰凍可導致道路結冰、河流封凍，影響交通和航空;雨淞可使電線結冰造成電力和通訊中斷。有文獻對全國或地方性寒潮做了統計分析［2－5］，錢維宏［6］、王遵婭［7］等對中國寒潮時空變化特征及可能的原因做了分析研究，還有不少學者對我國錯綜復雜的寒潮天氣過程進行了天氣動力學診斷和數值模擬研究［8－10］，得到了不少有益的成果。河北省氣象臺［11］在1980年代初選取京津冀地區20個代表站，對1962～1980年河北省寒潮進行了統計，得出了河北省寒潮的時空分布特征。本文統計分析了河北省142個氣象站點近47a寒潮的氣候特征，從寒潮出現的時間、空間分布來看與1960、1970年代相比有些變化，但總體分布特征基本一致，寒潮出現頻次總的趨勢是減少的，和冬季增暖的趨勢有明顯相關性。通過寒潮的氣候特征分析，為做好寒潮天氣的趨勢和預報提供參考依據。

1寒潮標準的確定

河北省寒潮天氣等級的劃分，主要以降溫幅度為依據，參考中國氣象局下發的有關寒潮預報及檢驗的文件和規定，同時結合河北省天氣氣候特點及以往劃分標準［11］，將寒潮天氣劃分為寒潮和強寒潮2個等級。

1．1單站寒潮標準寒潮:某站①日最低氣溫≤4℃;②該日日平均氣溫24h下降≥6℃;48h下降≥8℃;日最低氣溫24h下降≥8℃;48h下降≥10℃。滿足①且滿足②中的任一種情況，定義該站該日為寒潮。強寒潮:某站①日最低氣溫≤4℃;②該日日平均氣溫24h下降≥8℃;48h下降≥10℃;日最低氣溫24h下降≥12℃;48h下降≥16℃。滿足①且滿足②中4種情況中的任一種情況，定義該站該日為強寒潮。

1．2全省性寒潮標準全省有1/3站同時或順序出現寒潮天氣，定為全省性寒潮。

1．3寒潮過程日期一次寒潮天氣過程，以全省氣象站中天氣過程最早出現寒潮日定為寒潮爆發當日，最后出現寒潮日定為結束日。2資料考慮到資料的完整性，所用資料為河北省142個氣象站1962～2008年逐日最低氣溫、平均氣溫，分析了寒潮的時空分布特征，年、月際變化規律，最低氣溫極值分布、降溫幅度以及其他相關氣溫分布狀況等方面。

3結果與分析

3．1寒潮的年際分布特征1962～2008年河北省共出現全省性寒潮(寒潮與強寒潮總和，下同)424次(平均每年9次)。由全省性寒潮歷年總次數變化曲線(圖1)可以看出，1960年代(1962年到1970年)平均每年為9．2次，1970年代最多達到11次，1980年代和1990年代都為8．9次，2001年到2008年平均每年最少只有6．6次。即從1960年代中期開始，寒潮出現次數總的趨勢是下降的，這與全國寒潮變化趨勢也是相一致的。由圖1還可以看出，寒潮的年際變化比較大，最多的年份1987年和1971年，分別為17次和15次，最少年份1989年和2005年，分別只有2次和3次。年際變化最大的是從1987年到1989年，由近40a中的最多年份迅速變到了最少年份，這與大氣環流的調整有明顯關系。

3．2寒潮的季節分布特征從河北省1962～2008年歷年各月寒潮出現百分率(圖略)可以看出，寒潮活動有明顯的季節性變化，主要出現在1～4月和10～12月，11月最多達18．3%，9月最少只有0．7%。從季節來看，秋季寒潮出現最多，11月和10月百分率分別為18．3%和12．5%;春季次之，3月和4月百分率分別為12．3%和8．9%;冬季(12月～2月)最少，在7．3%～8．1%之間。這是因為春秋季大氣環流處于調整期間，冷暖空氣勢均力敵，相互更替頻繁，氣溫變化幅度大容易形成寒潮。而冬季天氣形勢穩定，冷空氣處于絕對優勢，氣溫變化小，雖然是一年中最冷的季節，但是能達到寒潮的幾率卻較小。從逐旬分布情況來看(圖2)，10月下旬到11月上中旬(秋末)出現寒潮的可能性最大，在20．1%～22．7%之間;其次是3月中下旬到4月上旬(初春)，在11．6%～15．9%之間。

3．3寒潮的地理分布特征從河北省歷年各站各月寒潮平均次數(圖略)、歷年各站年平均次數(圖3)、歷年各站寒潮最多次數(圖略)可以看出，河北省寒潮出現次數由西北高原山地向東南平原遞減。張家口壩上高原寒潮最多，張北歷年年平均次數達到39次，康保為37次。高原與丘陵地區略少于壩上，唐山、廊坊和保定以南平原地區明顯偏少，且各站相差不多(滄州中部、衡水東部、邢臺東部和邯鄲東部比周圍略偏多，與當地的沙質地貌、低洼地勢有關)。

3．4寒潮降溫幅度特征從河北省歷年各站最低氣溫24h(圖4)和48h(圖略)降溫幅度極值分布情況來看，北部地區降溫幅度比南部地區大，這與北部地區為高原、山地和丘陵，地勢高有關，同時也與冷空氣來自北方有關。而南部的低洼地區及沙地等地區降溫幅度也比較大，與當地的地質環境有關。全省24h最大降溫幅度達到了20℃，于1990年12月10日出現在張家口的張北縣，48h最大降溫幅度達到了27℃，于1966年2月22日出現在張家口的蔚縣。

3．5寒潮天氣氣溫分布概況(1)極端最低氣溫分布概況河北省各月(1～5月、9～12月)極端最低氣溫分布和歷年極端最低氣溫分布(圖略)表明，無論是歷年極端最低氣溫，還是歷年各月極端最低氣溫，全省分布情況基本一致，內陸低、沿海高;高緯低、低緯高;南北差別大。河北省歷年極端最低氣溫極值達到－39．9℃，于2000年2月1日出現在張家口壩上地區的沽源。南端邯鄲地區的峰峰，歷年極端最低氣溫為－15．7℃(1958年1月16日)，比沽源高24．2℃。歷年1月～5月，9月～12月，河北省南部地區與北部地區月極端最低氣溫差值，在初春(3月)最大，晚秋及冬季(11月～2月)次之。年極端最低氣溫有90%的站出現在隆冬季節(1月、2月)。1月份有90%的站，月極端最低氣溫出現在中、下旬。2月份有65%的站，月極端最低氣溫出現在上、中旬。(2)日最低氣溫≤4℃的初終日為了便于掌握各站寒潮可能出現的最早和最晚時間概況，統計了全省各站日最低氣溫≤4℃的初日及終日。日最低氣溫≤4℃初日(以下簡稱初日):河北省各站初日的歷年平均日期、歷年最早日期和歷年最晚日期分布狀況基本一致，北部早、南部晚;內陸早、沿海晚。就多年平均而言，北部的康保出現最早(8月21日)，南部的峰峰最晚(10月30日)，相差70d。平原地區多出現在10月中下旬。日最低氣溫≤4℃終日(以下簡稱終日):河北省各站終日的歷年平均日期、歷年最早日期和歷年最晚日期分布狀況與初日相反，北部晚，南部早，內陸晚，沿海早。平均終日最晚為康保(6月13日)，最早為峰峰(4月3日)，相差71d。平原地區多出現在4月上中旬。另外，各站平均終日與康保的時間差均大于初日，說明河北省秋季自北向南的變冷快于春季自南向北的回暖。

4寒潮變化與冬季增暖

錢維宏［6］等的研究結果表明，冬季AO指數在1960～2002年期間呈現上升的趨勢，AO指數的上升表征西風帶上天氣尺度斜壓波動(氣旋)的減弱和減少，可以解釋我國北方以及華東寒潮頻次減少的趨勢。隨著全球增暖，特別是北半球高緯地區較高的冬季增溫，導致冬季南北溫差減小，結果使大氣的斜壓性減小，大風頻次和冬季寒潮頻次減少。王遵婭［7］等指出，在氣候變暖的大背景下，西伯利亞高壓和冬季風強度的減弱使得冬季中國地表溫度持續升高，而溫度的這種變化與中國寒潮頻次及其相伴隨大風頻次的減少均有密切的聯系。西伯利亞高壓和冬季風強度的減弱，西伯利亞上空低層冷堆溫度和中國地表溫度的顯著升高是中國寒潮及其相伴隨大風頻次減少的可能原因。河北省寒潮主要分布在10月下旬到次年4月上旬期間，因此把10月15日到次年4月15日寒潮頻繁活動的時段確定為冬半年時期，統計該時期平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫的變化情況及其與寒潮變化的聯系。近47a來，河北省冬半年無論是平均最高氣溫、平均最低氣溫還是平均氣溫，總的趨勢是呈波動性逐漸上升的。從年代際變化來看，從1960年代(1962年到1970年)到本世紀，均處于明顯上升趨勢中(表1)。但從升溫幅度上看，平均最低氣溫由1960年代的－5．03℃升到了最近的－2．16℃，升溫幅度達到2．87℃;而平均最高氣溫則由1960年代的7．39℃，升到了最近的9．01℃，升溫幅度為1．62℃;可見平均最低氣溫上升最為明顯。因此可見，寒潮減少與冬季增暖的趨勢有明顯的相關性，這與王遵婭等的研究結論也是一致的［7］，寒潮減少趨勢也是對全球變暖的一種響應。

5結論

(1)河北省近47a共出現全省性寒潮424次，平均每年9次。秋末(10月下旬到11月上中旬)和春初(3月中下旬到4月上旬)是寒潮的多發期，寒潮出現最集中的11月、10月和3月，分別占總次數的18．3%、12．5%和12．3%。

(2)寒潮區域分布呈現出由西北高原山地向東南平原遞減的規律;降溫幅度與地理特征關系明顯，北部地區降溫幅度比南部地區大，而南部的低洼地區及沙地等地區降溫幅度也比較大。

(3)河北省冬季極端最低氣溫分布為內陸低、沿海高，高緯低、低緯高，南北差別大。

(4)河北省各站日最低氣溫≤4℃初日的分布為北部早、南部晚，內陸早、沿海晚，而終日相反，北部晚，南部早，內陸晚，沿海早;全省秋季自北向南的變冷快于春季自南向北的回暖。

(5)近47a來，在氣候變暖的大背景下，河北省寒潮天氣出現次數整體呈減少趨勢;寒潮減少與冬季增暖的趨勢有明顯相關性，河北省冬半年平均氣溫呈波動性上升趨勢，從年代際變化來看處于明顯上升趨勢中，而平均最低氣溫上升最為明顯。