中國(guó)近30年冬季日最低溫度分布特征

劉騰嬌，譚桂容

（金昌市氣象局，甘肅 金昌 737100）

氣候的變化不僅會(huì)影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，以及自然生態(tài)的發(fā)展，而且也間接影響著公眾的日常生活。而氣候變暖是當(dāng)今氣候變化的主要趨勢(shì)，也是人類面臨的最主要的氣候變化問(wèn)題，人們?cè)缫寻褮夂蜃兣鳛橐粋€(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行研究。作為氣候變化的關(guān)鍵性因子-氣溫，當(dāng)然也受到了中外氣候?qū)W者的高度重視。近年來(lái)氣候?qū)W家對(duì)于氣溫的研究非常多，利用氣溫和降水量張先恭等[1],研究了1980年之前我國(guó)氣溫和降水等級(jí)的變化。M.Unkasˇevic˙,I.Tosˇic˙[2]用廣義極值分布和廣義帕累托分布研究貝爾格萊德冬季絕對(duì)最低氣溫和夏季絕對(duì)最高氣溫的分布規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種分布都是合理的。譚桂容等發(fā)現(xiàn)影響我國(guó)2008年1月低溫的主要環(huán)流因子有向東急劇擴(kuò)張的北大西洋急流，偏高的貝加爾湖南測(cè)高壓，強(qiáng)冷空氣活動(dòng)，異?；顒?dòng)的平流層以及異常的北大西洋濤動(dòng)指數(shù)[3]。

而日常氣溫的變化不僅影響氣候系統(tǒng)，也直接影響人類日常生活以及自然環(huán)境。是以對(duì)日最低氣溫尤其是冬季日最低氣溫的分布及其影響因子進(jìn)行研究，是非常有必要的。例如，判斷寒潮、暴雪、霜凍、冷害等自然災(zāi)害事件，為防災(zāi)減災(zāi)提供，降低極端事件的影響提供依據(jù)，趨利避害，減少損失；同時(shí)，可以進(jìn)一步探討氣溫異常的影響因子和物理機(jī)制，不僅可以理解氣候的變化規(guī)律，深入研究氣候變化的原因，為氣候預(yù)測(cè)提供一定的思路；再者對(duì)全球和地區(qū)性的氣候變化，能量轉(zhuǎn)化、大氣組成、濃度變化等方面的變化特征及影響因子的研究都有著及其重要的指示作用。

IPCC（2001）報(bào)告指出，20世紀(jì)以來(lái)，全地球的地面氣溫平均以0.4-0.8℃的幅度增長(zhǎng)[4]，80年代以來(lái)全球氣候變化最重要的特征是溫度上升，這是不容置疑的[5]。進(jìn)入90年代后，增暖的趨勢(shì)更加明顯[6]，研究表明這種增長(zhǎng)趨勢(shì)與最高氣溫的上升是緊密聯(lián)系在一起的[7]，地球溫度的上升使得極端氣溫、降水，霜凍，暴雪，寒潮等極值事件發(fā)生了重大改變，甚至?xí)霈F(xiàn)這種可能性，有些極值事件在未來(lái)發(fā)生的概率會(huì)加大，發(fā)生的強(qiáng)度會(huì)加強(qiáng)[8]。劉吉峰等研究發(fā)現(xiàn)：全球變暖使得高溫、熱浪等暖事件出現(xiàn)的頻率增加[9-10]，而王遵婭等研究發(fā)現(xiàn)，全球變暖會(huì)使得寒潮，霜凍等冷事件出現(xiàn)的頻數(shù)減少[11]。在極端事件的影響下，經(jīng)濟(jì)損失以指數(shù)方式增長(zhǎng)，人們生活中的損失也成倍地增加，這使人們開(kāi)始關(guān)注極端事件的發(fā)生頻率，并且越來(lái)越重視極端氣溫及其變化的研究[12]。在此背景下，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)平均氣溫及極端氣溫的變化，原因，及其分布特征做了一些研究[13-18],研究結(jié)果表明，晝夜的溫度變化并非是對(duì)稱的。

我國(guó)的氣候在全球氣候的影響下，也發(fā)生了一些改變，尤其是平均氣溫的變化?？傮w來(lái)看，我國(guó)的平均溫度是上升的，幅度是0.5-0.8oC[19]，而且冬季最低氣溫上升的幅度是顯而易見(jiàn)的，研究表明近50年來(lái)，我國(guó)冬季氣溫平均上升了1.8℃[20]。史嵐等研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)日最低氣溫發(fā)生第一次暖性突變的時(shí)間是1975年前后，可是變化幅度并不大，僅僅以小波動(dòng)的形式表現(xiàn)出來(lái)，而到了1985之后出現(xiàn)了第二次變暖突變，這次的突變趨勢(shì)是極為明顯的[21]。增暖后中國(guó)極端低溫的概率分布發(fā)生了顯著的改變，極端低溫偏冷的概率明顯減小，偏暖的概率明顯增大[22]。過(guò)去幾十年的研究發(fā)現(xiàn)，最低氣溫的上升幅度明顯大于最高氣溫[23]。并且在時(shí)空分布上表現(xiàn)出相應(yīng)的特征[24]。張勇等[25]研究發(fā)現(xiàn)，未來(lái)最低氣溫可能還會(huì)繼續(xù)上升,而且南方地區(qū)的升溫幅度會(huì)小于北方地區(qū)。而我國(guó)西北地區(qū)的溫度變化主要是冬季夜間呈變暖的趨勢(shì)[26]。翟盤茂等[27]的研究表明，最低氣溫在全國(guó)大范圍地區(qū)是升高的，尤其是高緯度地區(qū)。氣溫異常往往與環(huán)流異常緊密聯(lián)系，孫誠(chéng)，李建平[28]對(duì)2009／2010年北半球冬季異常低溫進(jìn)行研，發(fā)現(xiàn)此次極端事件與極區(qū)平流層和副熱帶的對(duì)流層頂層存在的兩股急流密切相關(guān)。

文章選取了 33年（1979-2011）年160個(gè)測(cè)站冬即當(dāng)年12月至次年2月的日氣最低溫資料，運(yùn)用EOF分析法研究了中國(guó)冬季近30年來(lái)冬季最低氣溫的時(shí)空分布特征；用NCEP/NCAR再分析資料對(duì)最低氣溫異常年份進(jìn)行大氣環(huán)流的合成分析，從而得出相關(guān)結(jié)論。

1 資料與方法介紹

1.1 資料介紹

文章中的站點(diǎn)資料來(lái)源于中國(guó)共160個(gè)測(cè)站（如圖1所示）的氣溫資料。在全國(guó)的160個(gè)測(cè)站中東北地區(qū)有19個(gè)測(cè)站，華北地區(qū)有32個(gè)測(cè)站，西北地區(qū)地區(qū)有16個(gè)測(cè)站，江淮地區(qū)有55個(gè)測(cè)站，滇藏地區(qū)共有38個(gè)測(cè)站。測(cè)站的分布是東部地區(qū)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于西北地區(qū)。在此基礎(chǔ)上選取1979—2011年間我國(guó)冬季（當(dāng)年12月至次年2月）的日最低氣溫資料，研究我國(guó)近30年來(lái)冬季平均最低氣溫的時(shí)空分布特征。

使用的格點(diǎn)資料來(lái)源于NCEP/NCAR提供的1979—2011年的月平均再分析資料，格點(diǎn)分辨率為 2.5°×2.5°， 包括 500hPa 高度場(chǎng)，850hPa 的風(fēng)場(chǎng)資料，運(yùn)用格點(diǎn)資料進(jìn)行環(huán)流的合成分析，從而找出我國(guó)冬季最低氣溫異常與環(huán)流的可能關(guān)系。

1.2 方法介紹

圖1 中國(guó)160個(gè)站點(diǎn)分布圖

文章運(yùn)用EOF（經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)）分析和環(huán)流合成分析的方法進(jìn)行分析。EOF分析法又稱為主分量分析法或主成分分析法,該方法是用來(lái)分析氣象場(chǎng)時(shí)間和空間變化的主要信息，該方法以場(chǎng)的時(shí)間序列為分析對(duì)象，用來(lái)研究氣象場(chǎng)影響的時(shí)間變化和空間變化規(guī)律，及其相關(guān)性。由于EOF分解沒(méi)有固定的函數(shù)形式，具有可操作性強(qiáng)，靈活度高的特點(diǎn)，能夠在有限的區(qū)域?qū)Σ灰?guī)則分布的站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，展開(kāi)時(shí)不光收斂快，能夠分離出有特定物理意義的空間結(jié)構(gòu)，而且能夠很容易地將變量信息匯集在幾個(gè)模態(tài)上，對(duì)于各個(gè)物理量的研究及其相關(guān)性的分析、研究具有十分的重要意義，因此EOF分析不但用于觀測(cè)資料的分析，還用于GCM資料的分析和數(shù)值模式的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在，EOF分析法在大氣科學(xué)的研究中已作為一種基本的研究方法被廣泛應(yīng)用。用此方法分析、研究了中國(guó)近30年冬季最低氣溫的時(shí)間和空間分布特征。

環(huán)流合成分析可以直觀地表現(xiàn)出特定研究對(duì)象的環(huán)流特征，特定高度場(chǎng)的氣候平均態(tài)表示的是研究對(duì)象在一定時(shí)間內(nèi)環(huán)流的平均狀態(tài)，而距平場(chǎng)則可以表示出所選對(duì)象在特定時(shí)間內(nèi)的異常變化，通過(guò)兩者的對(duì)比，從而分析出氣溫變化的影響因子及其與環(huán)流的可能關(guān)系。

文章先對(duì)1979—2011年冬季共160個(gè)站點(diǎn)33年的冬季日最低氣溫資料進(jìn)行EOF分解，輸出特征向量場(chǎng)、時(shí)間系數(shù)、貢獻(xiàn)率等量，從而分析出我國(guó)冬季平均氣溫在不同模態(tài)下的空間和時(shí)間分布特征；然后對(duì)第一模態(tài)的時(shí)間系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，選取氣溫異常的年份，并用NCEP/NCAR再分析資料，選取了10個(gè)典型年份 （1980年，1981年，1984年，1985年 ，1998 年 ，1999 年 ，2002 年 ，2005 年 ，2007 年 ，2011年）進(jìn)行500hPa高度場(chǎng)和850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成分析，初步分析了我國(guó)冬季最低氣溫與大氣環(huán)流之間可能存在的關(guān)系。

2 冬季最低氣溫的分布特征

2.1 不同模態(tài)的方差貢獻(xiàn)

方差貢獻(xiàn)率指的是變異的單個(gè)公因子在總變異中所占比例的大小，表示的是此公因子對(duì)因變量的影響程度；累計(jì)方差貢獻(xiàn)率是指全部的變異公因子在總變異中所占的比例，表示的是全部的變異公因子對(duì)因變量的影響程度。

前8個(gè)EOF對(duì)場(chǎng)的總方差的貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表1。由表1可看出EOF第一模態(tài)對(duì)場(chǎng)的總方差的貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率均為49%，EOF第二模態(tài)對(duì)場(chǎng)的總方差的貢獻(xiàn)率為17.6%，累積貢獻(xiàn)率位66.7%，EOF第三模態(tài)對(duì)場(chǎng)的總方差的總貢獻(xiàn)率為9.4%，累積貢獻(xiàn)率為76%。由于后面的幾個(gè)模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率比較小，因此本文選取前三個(gè)模態(tài)作為研究對(duì)象。

表1 前8個(gè)EOF分量場(chǎng)對(duì)場(chǎng)總方差的貢獻(xiàn)

2.2 第一模態(tài)分布特征

EOF空間分布反映各區(qū)域的相關(guān)關(guān)系。時(shí)間系數(shù)表示的是對(duì)應(yīng)空間場(chǎng)的時(shí)間演變特征。圖2表示的是EOF第一模態(tài)的空間分布，其方差貢獻(xiàn)率約為49%。圖3是EOF第一模態(tài)下的時(shí)間分布圖，表示1979-2011年間冬季最低氣溫的空間分布對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)變化曲線。

從圖2中可以看出東北和華北部地區(qū)的值為正且較大，江南地區(qū)和黃淮的部分區(qū)域的值接近零，而青藏高原地區(qū)的值較小甚至出現(xiàn)負(fù)值。這表明在第一模態(tài)下，我國(guó)東北地區(qū)，華北北部地區(qū)，西北地區(qū)，黃淮地區(qū)及江南地區(qū)冬季最低氣溫的變化是一致的，即同時(shí)升高同時(shí)降低。而青藏高原地區(qū)與這些區(qū)域的最低氣溫變化與這些地方剛好相反。從圖3中可以看出，時(shí)間系數(shù)整體的變化趨勢(shì)是在波動(dòng)中上升。1979－1985年間時(shí)間系數(shù)為負(fù)，并且在1984年達(dá)到負(fù)的最大值；在20世紀(jì)90年代初期時(shí)間系數(shù)由負(fù)轉(zhuǎn)正，說(shuō)明在20世紀(jì)90年代前，冬季最低氣溫在東北地區(qū)較低，青藏高原地區(qū)較高。在此后期，東北最低氣溫有升高的趨勢(shì)，而青藏高原地區(qū)則有下降趨勢(shì)。

圖2和圖3結(jié)合來(lái)看，1979-2011年間冬季最低氣溫的空間分布有著比較明顯的年代際變化特征。1979年的時(shí)間系數(shù)為正值，1979-1985年間的時(shí)間系數(shù)為負(fù)值；1985－1992年間時(shí)間系數(shù)為正值，變化較大，東北和華北北部地區(qū)增溫的趨勢(shì)顯著；1992－2000年間時(shí)間系數(shù)呈現(xiàn)正負(fù)波動(dòng)的變化；2000年之后時(shí)間系數(shù)也是正負(fù)波動(dòng)變化，但比1992－2000年間的波動(dòng)變化要更大些。

圖2 EOF第一模態(tài)的空間分布圖（橫坐標(biāo)是經(jīng)度，縱坐標(biāo)是緯度）

圖3 EOF第一模態(tài)的時(shí)間系數(shù)

2.3 第二模態(tài)特征分析

圖4表示EOF第二模態(tài)的空間分布圖，從圖中可以看出，東北、新疆北部及華北北部地區(qū)的溫度變化與其他地區(qū)的溫度相比，呈現(xiàn)出反向變化的特征。即當(dāng)我國(guó)南方地區(qū)的冬季最低溫度降低時(shí)，東北、新疆北部和地區(qū)華北北部的最低溫度升高；反之，當(dāng)我國(guó)南方地區(qū)的冬季最低溫度偏高時(shí)，東北、新疆北部和華北北部地區(qū)的最低溫度偏低。

圖5表示第二模態(tài)下，1979-2011年間冬季最低氣溫的時(shí)間系數(shù)變化曲線，從圖中可以看出在不同的年份時(shí)間系數(shù)是正負(fù)位相交替變化的，表現(xiàn)出稍微下降的趨勢(shì)。其中，在1989—2001年間時(shí)間系數(shù)的正負(fù)位相的變化趨勢(shì)是最為顯著的。

圖4、圖5結(jié)合來(lái)看，1979-2011年時(shí)間系數(shù)正負(fù)波動(dòng)，表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，在第二模態(tài)的分布場(chǎng)中在不同的時(shí)間段內(nèi)，不同地區(qū)的冬季最低氣溫變化表現(xiàn)出比較明顯的差異。

圖4 EOF第二模態(tài)的空間分布圖（橫坐標(biāo)是經(jīng)度，縱坐標(biāo)是緯度）

圖5 EOF第二模態(tài)的時(shí)間系數(shù)圖

2.4 第三模態(tài)特征分析

圖6表示EOF第三模態(tài)的空間分布圖，從圖中可以看出我國(guó)冬季最低氣溫在全國(guó)范圍內(nèi)的變化是比較復(fù)雜的，有很明顯的區(qū)域變化的特征。東北，華北，華中，華南和西北地區(qū)的冬季最低氣溫變化一致；青藏高原地區(qū)與這些區(qū)域相比，冬季最低氣溫呈現(xiàn)出相反的變化。

圖7表示第三模態(tài)下，1979-2011年間冬季最低氣溫空間分布對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)變化曲線，從圖上可以看出近30年冬季時(shí)間系數(shù)表現(xiàn)出比較明顯的下降趨勢(shì)。1998年是個(gè)時(shí)間轉(zhuǎn)折點(diǎn)，時(shí)間系數(shù)由正位相向負(fù)位相轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，而且這種趨勢(shì)十分明顯。而且1993—2000年這個(gè)時(shí)間段內(nèi)時(shí)間系數(shù)波動(dòng)變化十分明顯，以兩年為周期，呈現(xiàn)出“正負(fù)正負(fù)”的準(zhǔn)周期震蕩的特點(diǎn)。

圖6 EOF第三模態(tài)的空間分布圖（橫坐標(biāo)是經(jīng)度，縱坐標(biāo)是緯度）

圖7 EOF第三模態(tài)的時(shí)間系數(shù)圖

圖7和圖8結(jié)合來(lái)看，在第三模態(tài)下，近30年中國(guó)冬季最低氣溫的變化大體可以分為三個(gè)時(shí)間段。在第一時(shí)間段（1979—1992年）內(nèi)，時(shí)間系數(shù)的變化是比較穩(wěn)定的。除了1984年外，時(shí)間系數(shù)均為正值，東北地區(qū)、西北地區(qū)、華中、華南地區(qū)的冬季最低氣溫偏高，青藏高原南部地區(qū)冬季最低氣溫偏低。第二個(gè)時(shí)間段（1993—2000年）內(nèi)，時(shí)間系數(shù)以兩年為一個(gè)周期，在正負(fù)值間波動(dòng)變化。第三個(gè)時(shí)間段（2000-2011年）內(nèi)時(shí)間系數(shù)均為負(fù)值，表示在東北地區(qū)，西北地區(qū)，長(zhǎng)江以南，四川盆地以東地區(qū)的冬季最低氣溫較往年是偏低的。

結(jié)合第一，第二，第三模態(tài)可以看出，近30年來(lái)我國(guó)冬季最低氣溫的最主要變化是全國(guó)大范圍的變暖趨勢(shì)，但在不同模態(tài)下，不同地區(qū)冬季最低氣溫的變化差異是比較顯著的，這說(shuō)明我國(guó)近30年的冬季最低氣溫的變化存在著明顯的時(shí)間變化特點(diǎn)。

3 冬季最低氣溫與環(huán)流的可能聯(lián)系

3.1 冬季最低氣溫異常年份的選取

為了研究冬季最低氣溫異常與環(huán)流的可能關(guān)系，對(duì)第一模態(tài)的時(shí)間系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，選出異常的年份進(jìn)行環(huán)流的合成分析。把大于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差及其以上的年份定義為氣溫異常的年份。

圖8是第一模態(tài)的時(shí)間系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化圖。從圖中可以看出冬季最低氣溫正異常年份是1998年，1999年，2002年，2007年；冬季最低氣溫負(fù)異常的年份是 1980年，1981年，1984年，1985年，2005年和2011年。

圖8 第一模態(tài)的時(shí)間系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

3.2 冬季最低氣溫異常年份500hPa高度場(chǎng)的合成分析

圖9給出了1979-2011年冬季500hPa高度場(chǎng)氣候平均態(tài)，從圖中可以看出，在500hPa高度場(chǎng)的平均態(tài)上，在鄂霍次克海附近有一明顯的槽（東亞大槽）存在，中緯度地區(qū)則存在較弱的槽脊，亞歐大陸區(qū)以弱的槽脊為主，緯向環(huán)流特征明顯，我國(guó)幾乎所有地區(qū)都位于弱脊區(qū)。

圖9 1979-2011年冬季500hPa高度場(chǎng)的氣候平均態(tài)(單位：gpm)

圖10表示冬季最低氣溫正異常年份的500hPa高度場(chǎng)的距平合成分析；圖11表示冬季最低氣溫負(fù)異常年份500hPa高度場(chǎng)的距平合成分析；圖12表示冬季最低氣溫正負(fù)異常年500hPa高度場(chǎng)距平的合成差值。

從圖10可以看出，在冬季最低溫度正異常的年份，亞歐大陸區(qū)幾乎全部為正距平區(qū)，正距平中心位于貝加爾湖附近。正距平區(qū)覆蓋范圍大，強(qiáng)度強(qiáng)，會(huì)使得東亞大槽阻塞減弱，貝加爾湖東側(cè)的脊加深加強(qiáng)。我國(guó)幾乎全部地區(qū)處于正距平區(qū)，由于東亞大槽減弱，環(huán)流緯向度加大，經(jīng)向度減小，冷空氣減弱，我國(guó)冬季最低氣溫偏高。其中，通過(guò)0.1置信度的顯著性水平檢驗(yàn)的區(qū)域是我國(guó)東北北部，內(nèi)蒙古北部地區(qū)及新疆西北部地區(qū)，表明在冬季最低氣溫正異常年份這些地方的最低氣溫是異常偏高的。

圖10 冬季最低氣溫正異常年500hPa高度場(chǎng)距平合成

圖11 冬季最低氣溫負(fù)異常年500hPa高度場(chǎng)距平合成(陰影部分表示通過(guò)0.1置信度的顯著性檢驗(yàn)，單位：gpm）

圖12 冬季最低氣溫正負(fù)異常年500hPa高度距平的合成差值(氣溫負(fù)異常-正異常，陰影部分表示通過(guò)0.1置信度的顯著性檢驗(yàn)單位：gpm)

從圖11可以看出，冬季最低溫度負(fù)異常的年份，鄂霍次克海附近即我國(guó)東北部地區(qū)為負(fù)距平區(qū)，東亞大槽加深，環(huán)流經(jīng)向度加大，冷空氣加強(qiáng)，使得我國(guó)冬季最低氣溫偏低。對(duì)其做0.1的顯著性檢驗(yàn)可知，在冬季最低氣溫負(fù)異常年份，我國(guó)新疆西北部地區(qū)的最低氣溫異常偏低。

從圖12可以看出，在冬季最低氣溫正負(fù)異常年500hPa高度距平合成的差值圖中，通過(guò)0.1信度的差值區(qū)有兩塊，分別是中高緯的貝加爾湖西部地區(qū)即我國(guó)的東北北部，新疆北部地區(qū)甘肅西北部，內(nèi)蒙古地區(qū)和中緯度我國(guó)的云南，廣州廣西地區(qū)。兩塊差值區(qū)都是負(fù)值區(qū)，說(shuō)明對(duì)流層中層影響我國(guó)我國(guó)新疆北部地區(qū)冬季最低氣溫異常關(guān)鍵系統(tǒng)有東亞大槽和貝加爾湖東側(cè)高壓脊。

3.3 氣溫異常年份850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成分析

圖13是冬季最低氣溫正異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成；圖14是冬季最低氣溫負(fù)異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成；圖15是冬季最低氣溫正負(fù)異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成差值。

從圖13可以看出，在冬季最低氣溫的正異常年，850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成圖上中低緯度地區(qū)的東海地區(qū)風(fēng)向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，風(fēng)場(chǎng)有明顯的的輻合；中高緯地區(qū)，貝加爾湖東側(cè)我國(guó)的東北附近風(fēng)場(chǎng)輻散，而在東西伯利亞地區(qū)則有風(fēng)場(chǎng)的明顯輻合。在冬季最低正異常年，北風(fēng)分量和西風(fēng)偏弱，南下的北風(fēng)被削弱，冷空氣減弱，導(dǎo)致我國(guó)冬季最低氣溫偏高。通過(guò)0.05置信度的顯著性檢驗(yàn)的地方有我國(guó)的青海北部，新疆地區(qū)，青藏高原東南部和我國(guó)的南方地區(qū)。

從圖14可以看出在冬季最低氣溫的負(fù)異常年我國(guó)東北地區(qū)的風(fēng)場(chǎng)明顯輻合，而我國(guó)南方地區(qū)風(fēng)場(chǎng)有輻合的趨勢(shì)但并不明顯。北風(fēng)分量偏強(qiáng)，直接抵達(dá)南海地區(qū)。使得我國(guó)冬季最低氣溫偏低。我國(guó)西部地區(qū)大都都通過(guò)了信度為0.05的顯著性水平檢驗(yàn)。

圖13 冬季最低氣溫正異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成(陰影部分表示通過(guò)0.05置信度的顯著性檢驗(yàn)，單位：m/s)

圖14 冬季最低氣溫負(fù)異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成（陰影部分表示通過(guò)0.05置信度的顯著性檢驗(yàn)，單位：m/s）

圖15 冬季最低氣溫正負(fù)異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成差值（陰影部分表示通過(guò)0.05置信度的顯著性檢驗(yàn)，單位：m/s)

從圖15可以看出在冬季最低氣溫正負(fù)異常年850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成的差值圖上，貝加爾湖附近有風(fēng)場(chǎng)的輻合，南海地區(qū)有風(fēng)場(chǎng)的輻散，在中緯度地區(qū)盛行西風(fēng)。我國(guó)西部絕大部分地區(qū)差值顯著。

4 結(jié)果與討論

4.1 結(jié)果

通過(guò)對(duì)中國(guó)160個(gè)測(cè)站1979－2011年共33年冬季的日最低氣溫做EOF分析，并對(duì)前三個(gè)模態(tài)進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)三個(gè)模態(tài)反應(yīng)的冬季最低氣溫的特時(shí)空分布征存在較大差異。

1）在第一模態(tài)（方差貢獻(xiàn)率為49%）中，中國(guó)冬季最低氣溫分布表現(xiàn)出年代際的變化特點(diǎn)，并且從整體上看我國(guó)冬季最低氣溫的變化趨勢(shì)是增暖的。

2）在第二模態(tài)（方差貢獻(xiàn)率為17.6%）中，時(shí)間系數(shù)呈略微下降的趨勢(shì)。分量場(chǎng)中在不同的時(shí)間段內(nèi)，冬季最低氣溫的變化表現(xiàn)出比較明顯的差異，具體表現(xiàn)為東北地區(qū)，華北北部和新疆北部地區(qū)與其他地區(qū)相比，最低氣溫的變化是相反的。也就是說(shuō)我國(guó)南方地區(qū)的冬季溫度降低時(shí)，東北、新疆北部和地區(qū)華北北部的溫度升高；反之，當(dāng)我國(guó)南方地區(qū)的冬季溫度升高時(shí)，東北、新疆北部和華北北部地區(qū)的溫度偏低。

3）在第三模態(tài)（方差貢獻(xiàn)率為9.4%）中，時(shí)間系數(shù)下降的趨勢(shì)較為明顯。我國(guó)冬季最低氣溫的變化大體可以分為三個(gè)不同的時(shí)間段，其中在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)氣溫的變化表現(xiàn)出準(zhǔn)兩年周期的變化特征。冬季最低氣溫有著很明顯的區(qū)域變化的特征，不同區(qū)域在不同時(shí)間段內(nèi)的氣溫變化是有比較明顯的差異的。

對(duì)1979-2011年冬季500hPa高度場(chǎng)做合成分析后發(fā)現(xiàn)，冬季500hPa高度場(chǎng)氣候平均態(tài)圖表現(xiàn)為：亞歐大陸中高緯以弱槽脊活動(dòng)為主，但在鄂霍次克海地區(qū)有一明顯的槽即東亞大槽存在。我國(guó)大部分地區(qū)位于弱脊區(qū)。

850hPa風(fēng)場(chǎng)的合成圖上，在冬季最低氣溫的正異常年，南下的北風(fēng)分量和西風(fēng)分量偏弱，冷空氣減弱，導(dǎo)致我國(guó)冬季氣溫偏高。在冬季最低氣溫的負(fù)異常年，北風(fēng)分量偏強(qiáng)，帶來(lái)大量高緯度地區(qū)的冷空氣南下，直接抵達(dá)南海地區(qū)，使得我國(guó)冬季最低氣溫偏低。

4.2 討論

文章只是初步分析了中國(guó)近30年中國(guó)冬季最低氣溫的時(shí)空分布特征及其最低氣溫異常年份與500hPa高度場(chǎng)和800hPa風(fēng)場(chǎng)的關(guān)系，由于地氣系統(tǒng)及海洋系統(tǒng)間的聯(lián)系極其復(fù)雜，因此冬季最低氣溫分布的時(shí)空物理機(jī)制極其更多的影響因子還有待于進(jìn)一步的研究。