ResourcesScience
第32卷第6期2010年6月
2010，32（6）：1088-1096
Vol.32，No.6Jun.，
2010
文章编号：1007-7588（2010）06-1088-09
中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
周伟东1，史军2，穆海振2
（1.上海市城市环境气象中心，上海200135；2.上海市气候中心，上海200030）
摘
要：利用中国东部1951年-2007年冬季气温、降水资料及NECP/NCAR再分析资料、NINO3-4区海温资料、
欧亚纬向风指数和南方涛动指数，采用气候统计诊断方法，探讨了中国东部3个气候带（热带、副热带和温带）冬季气温和降水的变化特征及与大气环流和海温的关系。结果表明：过去57年间，中国东部热带、副热带和温带冬季平均气温、平均最高和最低气温均有不同程度的增加趋势，其中温带地区增温最为显著而热带地区增温幅度最小。3个气候带冬季降水量的变化趋势都不明显，但≥0.1mm降水日数呈下降趋势。副热带地区≥5.0mm降水日数显著增加，而热带和温带变化趋势不明显。3个气候带冬季平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数、东亚冬季风强度指数和欧亚纬向风指数显著相关，大气环流和海温与各气候带≥5.0mm降水日数的相关性好于与≥0.1mm降水日数的相关性。
关键词:气温；降水；变化特征；大气环流；海温；冬季；中国东部
1引言
全球气候变化是当前大气科学界乃至整个社会都十分关注的热点问题[1]。在全球气候变化背景下，我国近50年（1951年-2001年）平均地表气温在冬季明显增加，而降水量在冬季几乎没有趋势性变化[2]。冬季气温和降水的不同步变化及其相互作用过程会对自然生态系统和社会经济系统产生巨大影响[3]，其长期变化应该引起足够的关注。另一方面，在全球变暖背景下，影响我国冬季寒潮次数明显减少[4]，但区域性的异常偏冷事件却时有发生。2008年初，我国南方出现了历史罕见的大范围低温雨雪冰冻天气，这次持续20多天的极端天气气候事响，直接经济损失超过1500亿元[5]。因此，开展冬季气温和降水变化研究，对气候变化科学研究和自然生态系统、社会经济系统的可持续发展都具有重要意义。
我国在冬季气温和降水方面已开展了一些研究工作，如房巧敏等[6]分析了中国近46年（1956
收稿日期：2009-10-25；修订日期：2010-01-20
年-2001年）冬半年日降水变化特征；朱艳峰等[7]分析了近55年（1951年-2005年）中国冬季气温变化的空间模态及其与大尺度环流异常的关系；李帅等[8]分析了近54年（1951年-2004年）来中国冬季降水变化特征，缪启龙等[9]分析了南京56年（1951年-2006年）来冬季气温的变化趋势和特征。但就目前的研究状况来看，研究区域大多为中国整体或某一以行政区划为界限的区域，没有以气象要素本身的变化特征或环流特征划定区域进行分析研究。而且，冬季气温和降水的变化在我国不同区域表现出明显的差异。我国东部地区经济较发达，经济高度积累也使得该地区在气候变化和气象灾害面前显得更加脆弱。所以，加强我国东部冬季气温和降水变化特征的研究，对深入理解区域气候对全球变暖的响应、加强应对气候变化能力建设是十分必要的。鉴于此，本文以我国东部（110°E以东，下同）为研究对象，详细分析了3个气候带（热带、副热带、温带）冬季气温和降水变化特征，并简要探讨了3个气候带气温和降水变化与相关大气环流因子和海温的关系。
件给交通、电力、农业及人们的生活带来了重大影
基金项目：国家自然科学基金项目(编号：40901031)；上海市自然科学基金项目(编号：09ZR1428800；10ZR1427600)；国家“十一五”科技支撑计划重点项目(编号：2007BAC29B05)。
作者简介：周伟东，男，上海金山人，高级工程师，主要从事气候变化及气候资料分析研究。E-mail:[email protected]
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周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
2数据来源与研究方法
2.1数据来源
本研究所用的资料主要有：我国东部76个国家基准气象站1951年12月-2008年2月逐日气温和降水量数据，该数据来自于国家气象信息中心。在对气温和降水数据仔细检查的基础上，剔除了9个资料年份较短的台站，实际使用了67个气象站资料图1）。从图1可以看到，站点的分布比较均匀，在空间上具有一定的代表性。研究所用的资料还有：来自于美国国家环境预测中心/国家大气研究中心的2.5°（NCEP/NCAR纬度×2.5°经度；）的再分析资料，来自于美国海洋大气局该数据网格距为气候预测中心（CPC）的NINO3-4区海温（以下简称（NOAA）海温）资料，以及来自国家气候中心气候系统诊断预
测室的欧亚纬向风指数和南方涛动指数。2.2研究方法
本文参照中华人民共和国气候图集[10]，把我国东部分成3个气候带，具体为：我国东部23.5°N以南至海南岛南部地区划定为热带地区；23.5°N-35.0°N之间为副热带地区，35°N以北至黑龙江漠河为温带地区。
图1中国东部67个气象站点空间分布
Fig.1Spatialdistributionof67meteorologicalstationsineasternChina
12月至分析了3个气候带平均气温（指其他要素类似）、平均最高气温、平均最低气温、降水量、≥0.1mm降水日数、≥5.0mm降水日数在1951年1971-2007年期间的多年平均值和变化趋势；然后以了上述要素的年际距平和年代际距平变化特征，年-2000年各要素多年平均值为常年值，分析并使用Mann-Kendall（M-K）方法[11]，取信度为0.05，检测了各要素在1951年-2007年期间的突变特征；最后，简要分析和讨论了3个气候带平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、≥0.1mm降水日数、≥5.0mm降水日数变化与西伯利亚高压指数、冬季风强度指数、欧亚纬向风指数、NINO3-4区海温指数和南方涛动指数的相关性。西伯利亚高压指数和东亚冬季风强度指数是利用NCEP/NCAR再分析资料计算得到的[12]。
本文1950年代指1951年-1960年，除2000年代指2001年-2007年外，其他年代与1950年代类似。
3研究结果与分析
3.1中国东部冬季平均气温的变化特征
温带1951冬年季-2007平均年期间，气温分中国东部热带、别为16.1℃副热带和
、6.5℃
和-11.4℃。不同气候带冬季平均气温均有不同程度的上升趋势，其中温带地区的趋势倾向率最大，为0.290.50℃/10a；副热带地区次之，趋势倾向率热带地区冬季平均气温的增温趋势均通过℃/10a；热带地区最小，为0.20℃/10a。温带、为0.001副的显著性检验，热带地区也通过了0.05的显著性检验。由冬季平均气温距平图可以看出（图2），热带地区和副热带地区平均气温在1967年最低，距平值分别为1967值，其中年出现低值外，-2.7℃和-2.5℃。温带地区平均气温除在1956年最低气温距平达到在1950年代也出现了两次低-4.2℃。由于受到冰冻雨雪天气的影响，热带地区在2007年冬季平均气温距平为-0.9℃，是该地区1984年以来气温最低的一年。热带和副热带地区气温在1998年最高，气温距平分别为1.6℃和2.1℃，温带地区在2006年气温最高，距平值达到了3.0℃（图2）。
从年代际距平来看（表1），热带、副热带和温带地区平均气温在1950年代-1980年代为负距平，在
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（
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区的平均气温进行突变检测，M-K两统计量分别相交于1991年、1993年和1992年，且相交点均在信度范围内，说明中国东部不同气候带平均气温在对应年份均发生了突变。突变后热带、副热带和温带地区平均气温分别比突变前上升了0.93℃、1.07℃和1.64℃。
3.2中国东部冬季最高和最低气温的变化特征
冬季平均最高气温分别为20.3℃、11.1℃和-4.8℃，平均最低气温分别为13.1℃、3.1℃和-16.9℃。温带地区最高和最低气温的最大值都出现在2006年，最小值出现在1956年；副热带地区最高和最低气温的最大值都出现在1998年，最小值出现在1967年；热带地区最高和最低气温的最大值出现在1990年代后期，最小值出现在1960年代中期。2007年冬季的大范围冰冻雨雪天气，使得热带地区冬季最高、最低气温均为近12年来最低。
过去57年间，不同气候带冬季最高和最低气温均有不同程度的上升趋势。由表2可知，无论是最高气温还是最低气温，温带地区的趋势倾向率都最
图21951年-2007年中国东部不同气候带
平均气温距平
Fig.2Meanwintertemperatureanomalyofthreeclimate
zonesineasternChinafrom1951to2007
1951年-2007年，中国东部热带、副热带和温带
大，副热带地区次之，热带地区最小。从最高、最低气温趋势倾向率差值上看，温带地区最大，说明该地区最高、最低气温变化的不对称程度最深。副热带地区最高、最低气温趋势倾向率的差值小于温带地区，而热带地区最高、最低气温表现为基本相同的变化特征（表2）。
从最高和最低气温的年代际距平来看（表1），热带、副热带和温带地区最高气温在1950年代-1980年代为负距平，在1990年代和2000年代为正距平。热带地区最低气温在1950年代、1990年代和2000年代为正距平，在其它年代为负距平；副热带地区最低气温在1950年代-1980年代为负距平，
1990年代和2000年代为正距平。热带和温带地区为-0.62℃和-1.33℃，副热带地区平均气温在1950年代出现最低值，气温距平为-0.61℃。3个气候带平均气温最高值均出现在2000年代，气温距平分别为0.69℃、0.71℃和1.23℃。
平均气温在1960年代出现最低值，气温距平分别
用M-K方法对我国东部热带、副热带和温带地
表1中国东部不同气候带冬季平均、最高、最低气温年代际距平
Table1Inter-decadalanomalyofmean,maximumandminimumwintertemperatureinthreeclimatezonesofeasternChina（℃）
温距平
1950年代1960年代1970年代1980年代1990年代2001年-2007年
-0.02-0.62-0.21-0.320.500.69
温距平-0.14-0.29-0.09-0.460.510.87
温距平0.27-0.83-0.21-0.300.560.76
温距平-0.61-0.59-0.25-0.350.550.71
温距平-0.42-0.19-0.15-0.500.510.59
温距平-0.88-0.90-0.34-0.310.540.90
温距平-1.01-1.33-0.65-0.030.791.23
温距平-0.68-1.02-0.50-0.080.690.99
温距平-1.27-1.74-0.850.010.851.50
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周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
表2中国东部不同气候带冬季最高、最低气温趋势倾向率
Table2VariationtrendsofmaximumandminimumwintertemperatureinthreeclimatezonesofeasternChina（℃/10a）
热带地区
副热带地区
温带地区
最高气温趋势倾向率0.200.200.37最低气温趋势倾向率0.190.390.62差值
0.01
-0.19
-0.25
其它年代为正距平；温带地区最低气温在1950年代2000-1970年代为负距平，在其它年代为正距平。在最0.99大年代，值，最各气候带最高气温和最低气温都达到了高气温距平分别为0.87℃1.50℃℃。
，最低气温距平分别为0.76℃、、0.590.90℃℃和和同样，利用M-K方法对我国东部不同气候带最
高气温和最低气温进行突变检测，结果表明（图略），热带、副热带和温带地区最高气温的突变点分别发生在1994年、1989年和1987年，最低气温的突变点分别发生在1992年、1985年和1985年。突变后热带、副热带、温带地区最高气温分别比突变前上升了1.01℃、0.85℃和1.51℃，最低气温比突变前上升了0.99℃、1.37℃和2.29℃。3.3中国东部冬季降水量的变化特征
温14.2mm带1951冬季年降-2007水量年期间，分别为中国东部热带、112.1mm、162.0mm副热带和
和
由距平百分率图可见，3个气候带降水量的变化趋势均不明显。（图3），热带地区在1982年以前出现了两次明显的少雨期和两次多雨期，其中两
次少雨期分别出现在1959年-1966年和1975年-1981年，两次多雨期分别出现在1951年-1958年和1967年-1974年。在1982年-2001年期间，热带地区降水量出现了2～3年多雨和少雨的周期变化，372.4mm但降水量总体偏多，年以后，，其中1982年冬季降水量为热带地区降水偏少，为该气候带冬季历史最大降水量。在2002年-20072002年期
间降水距平百分率全部为负值。副热带地区冬季最大降水量出现在1997年，为327.3mm。在1968年-1988年期间，副热带冬季降水量多为负距平。温27.4mm带地区率除2007。2002冬季年为负值外，年以后，最大降温带地区冬季降水距平百分水量出现在1989年，为其它年份均为正值；副热带地区则呈现正负交替的状态（图3）。
对降水量的年代际变化分析表明（表3），热带
地区在1980年代降水量最多，为133.4mm，副热带和温带地区则在1950年代的降水最为丰富。热带地区在1960年代降水量比1950年代减少22.7mm，而在19901990年代起，1970年代和降水量又开始减少，1980年代降水量都有所增加，其中2000年代比
从的年代。副热带地区降水量除年代减少了36.7mm，是降水量减少幅度最大1960年代出现一次较大幅度的减少外，其它年代均逐步增加，其中
图31951年-2007年中国东部不同气候带
降水量距平百分率
Fig.3PercentagezonesineasternofprecipitationChinafromanomaly1951to
of2007
threeclimate
表3中国东部不同气候带冬季降水量年代际变化
Table3Inter-decadalvariationofwinterprecipitationin
threeclimatezonesofeasternChina
（mm）热带地区
副热带地区温带地区1950年代115.7178.115.51960年代93.0139.613.61970年代102.7151.814.41980年代133.4157.713.51990年代129.2173.213.22001年-2007年
92.6
176.1
15.0
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199015.5mm年代增幅最大，降水量比1980年代增加了
程和两次增加的过程，。温带地区冬季降水量出现了两次减少过以2000年代增加最为明显（表3）。
3.4中国东部≥≥0.1mm1951的降水日数分别为年-20070.1mm年，中国东部热带、的降水日数变化特征
25.1d、32.2d副热带和温带
和12.4d。热带地区≥0.1mm降水日数在1982年最多（42.5d），在1990年代中期以前虽有下降的趋势，但降幅并不明显，从1990年代中期开始，≥0.1mm降水日数减少的幅度明显增加，到2003年达到最小值（13.5d）（图4）。副热带地区≥0.1mm降水日数在1960年代变化幅度最大，最大值和最小值均出现在该年代，其中1968年最大（45.9d），而1962年最小（20.5d）。温带地区≥0.1mm降水日数最大值出现在1957年，最小值出现在57年间，副热带地区≥1995年，0.1mm分别为的降水日数下降趋势
17.7d和7.7d。过去最为明显（1.7d/10a），热带地区次之（1.6d/10a），温图41951年-2007年中国东部不同气候带
≥0.1mm降水日数变化
Fig.4inVariationthreeclimateofwinterzonesdaysofeasternwithprecipitationChinafrom1951moreto
than2007
0.1mm
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带地区下降幅度最小0.1mm性检验。
的降水日数的下降趋势均通过了（0.5d/10a），但3个气候带≥0.01的显著热带地区≥0.1mm降水日数的年代际变化呈现一致的下降趋势，以1950年代最多，而2000年代最少（表4）。≥0.1mm降水日数在2000年代下降的幅度也最大，0.1mm降水日数在比1990年代减少了4.6d。副热带地区≥趋势，其中1980年比19501970年代年代减少了-1980年代也均为下降4.0d，1990年代起，副热带地区≥0.1mm降水日数出现了小幅的增加。温带地区≥0.1mm降水日数除1990年代出现下降外，在其它年代的变化与副热带地区基本相同，但2000年代的增幅明显大于副热带地区（表4）。
表4中国东部不同气候带冬季降水量
≥0.1mm降水日数年代际变化
Table4Inter-decadalvariationofwinterdayswithprecipitationmorethan0.1mminthreeclimate
zonesofeasternChina（d）
热带地区
副热带地区温带地区1950年代27.637.314.11960年代27.234.013.21970年代26.733.212.31980年代25.029.212.11990年代23.629.411.22001年-2007年
19.0
29.6
11.7
3.5中国东部冬季≥1951年-2007年期间，5.0mm中国东部热带、降水日数变化特征
温带冬季≥5.0mm降水日数分别为副热带和
0.5d年间的变化趋势不明显，。热带和温带地区≥5.0mm但副热带地区≥降水日数在过去5.8d、3.1d和5.0mm57降
水日数却为显著的增加趋势5.0mm降水日数在1980年代较多，（图5其中）。热带地区≥19.0d）；2000年以后≥5.0mm降水日数介于1982年最多
6.3d4.3负距平。温带地区≥之间，除2002年比常年偏多外，5.0mm降水日数的变化特征与其它年份均为～热带地区基本相似，在1989年≥5.0mm降水日数最
多（1.4d）；在2000年代，≥5.0mm降水日数变化幅度较小，但以正距平居多。副热带地区≥5.0mm降水
日数的变化与其它两个气候带有很大差异。过去的趋势显著增加，57年间，副热带地区≥其中20065.0mm年最多降水日数以（5.1d）而0.39d/10a
1967年最少（0.5d）（图5）。
（
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热带地区≥5.0mm降水日数在1980年代最多（6.9d），而在1970年代最少（4.7d），在过去57年间，≥5.0mm的降水日数仅在1980年代出现一次较大幅度的增加（比1970年代增加了2.2d），其它年代均为减少2000（表5）。副热带地区≥5.0mm降水日数在少。从年代最多1950年代（4.2d-2000），而在年代，1950副热带地区≥年代和1960年代较5.0mm降水日数均为增加或保持不变，其中最大增幅出现在5.0mm19900.5～0.6d降水日数明显少于热带和副热带地区，年代，比1980年代增加了0.8d。温带地区≥，各年代≥5.0mm降水日数的变化幅度也为不大，变化范围在±0.1d之间（表5）。3.6中国东部冬季气温、降水变化与大气环流及海
温的相关性
北半球中高纬近地面气候变化与大气环流特征密切相关[13]。西伯利亚高压是冬季控制亚洲大陆近地面大气环流及气候要素的最重要环流系统，其
图51951年-2007年中国东部不同气候带
≥5.0mm降水日数变化
Fig.5inVariationthreeclimateofwinterzonesdaysofeasternwithprecipitationChinafrommore1951thanto2007
5.0mm
表5中国东部不同气候带冬季≥5.0mm
降水日数年代际变化
Table5Inter-decadalvariationofwinterdayswithprecipitationmorethan5.0mminthreeclimate
zonesofeasternChina（d）
热带地区
副热带地区
温带地区
1950年代6.22.40.61960年代5.42.40.51970年代4.73.00.61980年代6.93.00.51990年代
6.63.80.5
2001年-2007年
4.9
4.2
0.6
强弱及位置变化对东亚地区及中国冬季气温的变化有非常重要的影响[14]。朱乾根等[15]研究了北半球冬季大气活动中心的长期变化与中国气候变化的关系，指出冬季西伯利亚高压强度与中国气温有明显的负相关。侯亚红等[16]研究了冬季西伯利亚高压变化特征及其与中国气温的关系，结果表明，西伯利亚高压面积、强度和中心纬度异常与我国冬季气温关系密切，而经度异常变化对我国冬季气温异常变化影响不大。
季风强度指数都呈明显的下降趋势1951年-2007年，西伯利亚高压指数和东亚冬
（图略），3个气
候带冬季平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数和东亚冬季风强度指数均显著相关6数的相关性也达到了）。同时，各气候带冬季平均气温与欧亚纬向风指（表0.05显著性水平。除热带地区平均气温、最低气温与海温显著相关外，3个气候带冬季平均气温、最高气温、最低气温与海温和南方涛动指数的相关性均不显著。3个气候带冬季降水量与东亚冬季风强度指数均显著相关，而与欧亚纬向风指数的相关性均未通过显著性检验。热带、副热带地区冬季的降水量受ENSO的影响明显，其中与海温指数呈显著正相关，与南方涛动指数呈显著负相关。
各气候带≥0.1mm降水日数与大气环流指数及海温的相关性最差，除热带、副热带地区≥0.1mm降水日数分别与南方涛动指数、海温指数相关性较好外，其他均未通过显著性检验。值得注意的是，各
气候带≥5.0mm降水日数与大气环流指数及海温的相关性好于≥0.1mm降水日数，3个气候带与东亚冬季风强度指数均显著相关，说明冬季风弱时3个气候带容易产生较大降水过程。副热带、温带地区
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表6中国东部冬季气温和降水与大气环流指数及海温相关关系
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Table6CorrelationbetweenwinterclimatefactorsandatmosphericcirculationandSSTindexesinthreeclimatezonesofeasternChina
气候带
平均气温
热带副热带温带
最高气温
热带副热带温带
最低气温
热带副热带温带
降水量
热带副热带温带
≥0.1mm降水日数
热带副热带温带
≥5.0mm降水日数
热带副热带温带
西伯利亚高压指数冬季风强度指数
-0.1338-0.1967-0.03250.09660.0763-0.2291-0.1913-0.1855-0.0872欧亚纬向风指数
0.15550.07360.1891-0.1460-0.1179-0.20890.09510.56080.2436
NINO3-4区海温指数南方涛动指数
0.19890.08650.18640.08560.09660.23930.09020.10490.22720.04320.23930.1017
-0.1907-0.1232-0.0373-0.07970.0100-0.0277-0.2403-0.1784-0.0704-0.0925-0.2397-0.0902-0.1784-0.0707
注：加下划线的值通过了0.05显著性检验。
≥5.0mm降水日数还与西伯利亚高压指数显著相关，副热带地区与欧亚纬向风指数显著相关。热带地区≥5.0mm降水日数主要与海温指数和南方涛动指数显著相关。
中国东部冬季气温、降水变化与海温、冬季风强度的变化关系也被其它研究者发现，如李勇等
[17]
4结论与讨论
本文对我国东部3个气候带冬季气温和降水变化特征进行了全面的分析，并简要探讨了气温和降水变化与大气环流和海温的相关性，得出如下主要结论：
（1）1951年-2007年，中国东部热带、副热带和温带冬季平均气温均有明显的上升趋势，其中温带地区的趋势倾向率最大，为0.50℃/10a，热带地区最小，为0.20℃/10a。年代际变化显示，3个气候带平均气温最高值均出现在2000年代，最低值出现在1950年代和1960年代。
（2）过去57年间，热带、副热带和温带地区平
研究认为，西伯利亚高压和ENSO是影响我国冬季温度的主要气候因子，其中西伯利亚高压在年际尺度上对我国温度有显著影响，而ENSO在年代际尺度上对温度的影响更为明显。赵振国等研究表明，赤道太平洋海温偏高，即ElNino位相下，中国大部分地区冬季温度通常偏高；赤道东太平洋海温偏低，即LaNina位相下，中国大部分地区冬季的温度容易偏低。徐建军等研究表明，东亚冬季风强度具有显著的年际及年代际变化，其强弱与中国大部分地区的气温密切相关。也有研究指出，近几十年来北极涛动（AO）向高指数持续变化的趋势是导致北半球冬季变暖的重要原因之一[20]。Gong等[21]和Wu等[22]研究也表明，AO对我国冬季气温有显著的影响。武炳义等[23]、李春等[12]研究认为AO的变化通冬季气温。http://www.resci.cn
过影响西伯利亚高压、东亚冬季风，进而影响中国
[19]
[18]
均最高、最低气温均有不同程度的上升趋势，其中温带和副热带地区最低气温的上升幅度均大于最高气温，即最高、最低气温的变化存在不对称性[24，
25]
，热带地区最高、最低气温的变化趋势差异不明
显。温带地区最高、最低气温的变化幅度大于热带和副热带地区。
（3）中国东部热带、副热带和温带冬季降水量在1951年-2007年期间的变化趋势不明显。3个气候带≥0.1mm降水日数呈下降趋势，与其它地区[26]及全国雨日的变化趋势[27]基本一致。热带、温带地
周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
区≥5.0mm降水日数的变化趋势不明显，但副热带地区≥5.0mm降水日数却为显著的上升趋势，与已有研究结果[6]一致。在特殊大气环流形势的配合下，副热带地区冬季一旦出现高强度的降水，容易形成像2008年初我国南方大范围的低温雨雪冰冻天气。所以，副热带地区降水的这种变化特征应引起有关部门的高度重视，并积极做好灾害防御等相关工作。
（4）中国东部3个气候带平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数、东亚冬季风强度指5.0mm数、欧亚纬向风指数显著相关。各气候带≥水日数，降水日数与各指数的相关性好于≥其中副热带和温带地区≥5.0mm降水日数0.1mm降主要与高纬系统显著相关，而热带地区主要与低纬系统显著相关。
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资源科学
第32卷第6期
Clima te Cha nge Cha ra ct eris tics of Wint er Te mpe ra ture a nd
Pre cipit ation in Ea stern China
(1.ShanghaiCenterforUrbanEnvironmentalMeteorology,Shanghai200135,China;
2.ShanghaiClimateCenter,Shanghai200030,China)
ZHOUWeidong1，SHIJun2，MUHaizhen2
Abstract:BasedonwintertemperatureandprecipitationdataineasternChinafrom1951to2007,
NationalCenterforEnvironmentalPredictionandtheNationalCenterforAtmosphericResearchoftheUnitedStates(NCEP/NCAR)reanalysisdata,seasurfacetemperaturedatainNINO3-4zone,EurasianzonalcirculationindexandSouthernOscillationIndex,climatechangecharacteristicsofwintertemperatureandprecipitationandtheircorrelationwithatmosphericcirculationaswellasseasurfacetemperaturewereanalyzedinthreeclimatezones,i.e.,tropical,subtropicalandtemperatezonesofeasternChinausingtheclimatestatisticanddiagnosticmethods.Resultsindicatedthatinthepast57years,themean,maximumandminimumwintertemperatureinthethreeclimatezonesallincreased,withthemostincreaseinthetemperatezoneandtheleastincreaseinthetropicalzone.Themeanmaximumwintertemperaturewasthehighestduringtheperiodfrom2001to2007,andwasthelowestduringtheperiodsfrom1951to1960andfrom1961to1970inthethreeclimatezones.Theriserangeofthemeanminimumwintertemperaturewasfoundtobebroaderthanthatofthemeanmaximumwintertemperatureinthetemperateandsubtropicalzones,butintropicalzones,thedifferenceintheriserangebetweenmeanminimumandmaximumwintertemperaturewasnotappreciable.Changesinwinterprecipitationinthethreeclimatezoneswerenotsignificant,butdayswithdailyprecipitationlargerthan0.1mmdecreasedsignificantlyinwinter.Inthepast57years,dayswithdailyprecipitationlargerthan0.1mmdecreasedobviouslyinthesubtropicalzone,withadecreasingrateof1.7dper10years,andinthetropicalandtemperatezones,thedecreasingrateswerefoundtobe1.6dand0.5dper10years,respectively.Dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmincreasedsignificantlyinthesubtropicalzone,butchangedslightlyinthetropicalandtemperatezones.Asfortemporaldistributions,inthepast57years,dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmwerethemostin2006,andtheleastin1967,whichincreasedatarateof0.39dper10years.Itwasindicatedthatthemean,maximumandminimumwintertemperatureinthethreeclimatezoneswerehighlycorrelatedwiththeSiberianhighindex,intensityindexofEastAsianwintermonsoonandEurasianzonalcirculationindex.Thecorrelationsbetweenatmosphericcirculation,seasurfacetemperatureanddayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmwerehigherthanthatfordayswithdailyprecipitationlargerthan0.1mm.Ingeneral,insubtropicalandtemperatezones,dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmweremainlycorrelatedwiththehigh-latitudeweathersystem,butintropicalzones,dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmweremainlycorrelatedwiththelow-latitudesystem.
Keywords:Temperature;Precipitation;Changecharacteristics;Atmosphericcirculation;Seasurfacetemperature;Winter;EasternChina
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第32卷第6期2010年6月
2010，32（6）：1088-1096
Vol.32，No.6Jun.，
2010
文章编号：1007-7588（2010）06-1088-09
中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
周伟东1，史军2，穆海振2
（1.上海市城市环境气象中心，上海200135；2.上海市气候中心，上海200030）
摘
要：利用中国东部1951年-2007年冬季气温、降水资料及NECP/NCAR再分析资料、NINO3-4区海温资料、
欧亚纬向风指数和南方涛动指数，采用气候统计诊断方法，探讨了中国东部3个气候带（热带、副热带和温带）冬季气温和降水的变化特征及与大气环流和海温的关系。结果表明：过去57年间，中国东部热带、副热带和温带冬季平均气温、平均最高和最低气温均有不同程度的增加趋势，其中温带地区增温最为显著而热带地区增温幅度最小。3个气候带冬季降水量的变化趋势都不明显，但≥0.1mm降水日数呈下降趋势。副热带地区≥5.0mm降水日数显著增加，而热带和温带变化趋势不明显。3个气候带冬季平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数、东亚冬季风强度指数和欧亚纬向风指数显著相关，大气环流和海温与各气候带≥5.0mm降水日数的相关性好于与≥0.1mm降水日数的相关性。
关键词:气温；降水；变化特征；大气环流；海温；冬季；中国东部
1引言
全球气候变化是当前大气科学界乃至整个社会都十分关注的热点问题[1]。在全球气候变化背景下，我国近50年（1951年-2001年）平均地表气温在冬季明显增加，而降水量在冬季几乎没有趋势性变化[2]。冬季气温和降水的不同步变化及其相互作用过程会对自然生态系统和社会经济系统产生巨大影响[3]，其长期变化应该引起足够的关注。另一方面，在全球变暖背景下，影响我国冬季寒潮次数明显减少[4]，但区域性的异常偏冷事件却时有发生。2008年初，我国南方出现了历史罕见的大范围低温雨雪冰冻天气，这次持续20多天的极端天气气候事响，直接经济损失超过1500亿元[5]。因此，开展冬季气温和降水变化研究，对气候变化科学研究和自然生态系统、社会经济系统的可持续发展都具有重要意义。
我国在冬季气温和降水方面已开展了一些研究工作，如房巧敏等[6]分析了中国近46年（1956
收稿日期：2009-10-25；修订日期：2010-01-20
年-2001年）冬半年日降水变化特征；朱艳峰等[7]分析了近55年（1951年-2005年）中国冬季气温变化的空间模态及其与大尺度环流异常的关系；李帅等[8]分析了近54年（1951年-2004年）来中国冬季降水变化特征，缪启龙等[9]分析了南京56年（1951年-2006年）来冬季气温的变化趋势和特征。但就目前的研究状况来看，研究区域大多为中国整体或某一以行政区划为界限的区域，没有以气象要素本身的变化特征或环流特征划定区域进行分析研究。而且，冬季气温和降水的变化在我国不同区域表现出明显的差异。我国东部地区经济较发达，经济高度积累也使得该地区在气候变化和气象灾害面前显得更加脆弱。所以，加强我国东部冬季气温和降水变化特征的研究，对深入理解区域气候对全球变暖的响应、加强应对气候变化能力建设是十分必要的。鉴于此，本文以我国东部（110°E以东，下同）为研究对象，详细分析了3个气候带（热带、副热带、温带）冬季气温和降水变化特征，并简要探讨了3个气候带气温和降水变化与相关大气环流因子和海温的关系。
件给交通、电力、农业及人们的生活带来了重大影
基金项目：国家自然科学基金项目(编号：40901031)；上海市自然科学基金项目(编号：09ZR1428800；10ZR1427600)；国家“十一五”科技支撑计划重点项目(编号：2007BAC29B05)。
作者简介：周伟东，男，上海金山人，高级工程师，主要从事气候变化及气候资料分析研究。E-mail:[email protected]
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周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
2数据来源与研究方法
2.1数据来源
本研究所用的资料主要有：我国东部76个国家基准气象站1951年12月-2008年2月逐日气温和降水量数据，该数据来自于国家气象信息中心。在对气温和降水数据仔细检查的基础上，剔除了9个资料年份较短的台站，实际使用了67个气象站资料图1）。从图1可以看到，站点的分布比较均匀，在空间上具有一定的代表性。研究所用的资料还有：来自于美国国家环境预测中心/国家大气研究中心的2.5°（NCEP/NCAR纬度×2.5°经度；）的再分析资料，来自于美国海洋大气局该数据网格距为气候预测中心（CPC）的NINO3-4区海温（以下简称（NOAA）海温）资料，以及来自国家气候中心气候系统诊断预
测室的欧亚纬向风指数和南方涛动指数。2.2研究方法
本文参照中华人民共和国气候图集[10]，把我国东部分成3个气候带，具体为：我国东部23.5°N以南至海南岛南部地区划定为热带地区；23.5°N-35.0°N之间为副热带地区，35°N以北至黑龙江漠河为温带地区。
图1中国东部67个气象站点空间分布
Fig.1Spatialdistributionof67meteorologicalstationsineasternChina
12月至分析了3个气候带平均气温（指其他要素类似）、平均最高气温、平均最低气温、降水量、≥0.1mm降水日数、≥5.0mm降水日数在1951年1971-2007年期间的多年平均值和变化趋势；然后以了上述要素的年际距平和年代际距平变化特征，年-2000年各要素多年平均值为常年值，分析并使用Mann-Kendall（M-K）方法[11]，取信度为0.05，检测了各要素在1951年-2007年期间的突变特征；最后，简要分析和讨论了3个气候带平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、≥0.1mm降水日数、≥5.0mm降水日数变化与西伯利亚高压指数、冬季风强度指数、欧亚纬向风指数、NINO3-4区海温指数和南方涛动指数的相关性。西伯利亚高压指数和东亚冬季风强度指数是利用NCEP/NCAR再分析资料计算得到的[12]。
本文1950年代指1951年-1960年，除2000年代指2001年-2007年外，其他年代与1950年代类似。
3研究结果与分析
3.1中国东部冬季平均气温的变化特征
温带1951冬年季-2007平均年期间，气温分中国东部热带、别为16.1℃副热带和
、6.5℃
和-11.4℃。不同气候带冬季平均气温均有不同程度的上升趋势，其中温带地区的趋势倾向率最大，为0.290.50℃/10a；副热带地区次之，趋势倾向率热带地区冬季平均气温的增温趋势均通过℃/10a；热带地区最小，为0.20℃/10a。温带、为0.001副的显著性检验，热带地区也通过了0.05的显著性检验。由冬季平均气温距平图可以看出（图2），热带地区和副热带地区平均气温在1967年最低，距平值分别为1967值，其中年出现低值外，-2.7℃和-2.5℃。温带地区平均气温除在1956年最低气温距平达到在1950年代也出现了两次低-4.2℃。由于受到冰冻雨雪天气的影响，热带地区在2007年冬季平均气温距平为-0.9℃，是该地区1984年以来气温最低的一年。热带和副热带地区气温在1998年最高，气温距平分别为1.6℃和2.1℃，温带地区在2006年气温最高，距平值达到了3.0℃（图2）。
从年代际距平来看（表1），热带、副热带和温带地区平均气温在1950年代-1980年代为负距平，在
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（
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第32卷第6期
区的平均气温进行突变检测，M-K两统计量分别相交于1991年、1993年和1992年，且相交点均在信度范围内，说明中国东部不同气候带平均气温在对应年份均发生了突变。突变后热带、副热带和温带地区平均气温分别比突变前上升了0.93℃、1.07℃和1.64℃。
3.2中国东部冬季最高和最低气温的变化特征
冬季平均最高气温分别为20.3℃、11.1℃和-4.8℃，平均最低气温分别为13.1℃、3.1℃和-16.9℃。温带地区最高和最低气温的最大值都出现在2006年，最小值出现在1956年；副热带地区最高和最低气温的最大值都出现在1998年，最小值出现在1967年；热带地区最高和最低气温的最大值出现在1990年代后期，最小值出现在1960年代中期。2007年冬季的大范围冰冻雨雪天气，使得热带地区冬季最高、最低气温均为近12年来最低。
过去57年间，不同气候带冬季最高和最低气温均有不同程度的上升趋势。由表2可知，无论是最高气温还是最低气温，温带地区的趋势倾向率都最
图21951年-2007年中国东部不同气候带
平均气温距平
Fig.2Meanwintertemperatureanomalyofthreeclimate
zonesineasternChinafrom1951to2007
1951年-2007年，中国东部热带、副热带和温带
大，副热带地区次之，热带地区最小。从最高、最低气温趋势倾向率差值上看，温带地区最大，说明该地区最高、最低气温变化的不对称程度最深。副热带地区最高、最低气温趋势倾向率的差值小于温带地区，而热带地区最高、最低气温表现为基本相同的变化特征（表2）。
从最高和最低气温的年代际距平来看（表1），热带、副热带和温带地区最高气温在1950年代-1980年代为负距平，在1990年代和2000年代为正距平。热带地区最低气温在1950年代、1990年代和2000年代为正距平，在其它年代为负距平；副热带地区最低气温在1950年代-1980年代为负距平，
1990年代和2000年代为正距平。热带和温带地区为-0.62℃和-1.33℃，副热带地区平均气温在1950年代出现最低值，气温距平为-0.61℃。3个气候带平均气温最高值均出现在2000年代，气温距平分别为0.69℃、0.71℃和1.23℃。
平均气温在1960年代出现最低值，气温距平分别
用M-K方法对我国东部热带、副热带和温带地
表1中国东部不同气候带冬季平均、最高、最低气温年代际距平
Table1Inter-decadalanomalyofmean,maximumandminimumwintertemperatureinthreeclimatezonesofeasternChina（℃）
温距平
1950年代1960年代1970年代1980年代1990年代2001年-2007年
-0.02-0.62-0.21-0.320.500.69
温距平-0.14-0.29-0.09-0.460.510.87
温距平0.27-0.83-0.21-0.300.560.76
温距平-0.61-0.59-0.25-0.350.550.71
温距平-0.42-0.19-0.15-0.500.510.59
温距平-0.88-0.90-0.34-0.310.540.90
温距平-1.01-1.33-0.65-0.030.791.23
温距平-0.68-1.02-0.50-0.080.690.99
温距平-1.27-1.74-0.850.010.851.50
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周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
表2中国东部不同气候带冬季最高、最低气温趋势倾向率
Table2VariationtrendsofmaximumandminimumwintertemperatureinthreeclimatezonesofeasternChina（℃/10a）
热带地区
副热带地区
温带地区
最高气温趋势倾向率0.200.200.37最低气温趋势倾向率0.190.390.62差值
0.01
-0.19
-0.25
其它年代为正距平；温带地区最低气温在1950年代2000-1970年代为负距平，在其它年代为正距平。在最0.99大年代，值，最各气候带最高气温和最低气温都达到了高气温距平分别为0.87℃1.50℃℃。
，最低气温距平分别为0.76℃、、0.590.90℃℃和和同样，利用M-K方法对我国东部不同气候带最
高气温和最低气温进行突变检测，结果表明（图略），热带、副热带和温带地区最高气温的突变点分别发生在1994年、1989年和1987年，最低气温的突变点分别发生在1992年、1985年和1985年。突变后热带、副热带、温带地区最高气温分别比突变前上升了1.01℃、0.85℃和1.51℃，最低气温比突变前上升了0.99℃、1.37℃和2.29℃。3.3中国东部冬季降水量的变化特征
温14.2mm带1951冬季年降-2007水量年期间，分别为中国东部热带、112.1mm、162.0mm副热带和
和
由距平百分率图可见，3个气候带降水量的变化趋势均不明显。（图3），热带地区在1982年以前出现了两次明显的少雨期和两次多雨期，其中两
次少雨期分别出现在1959年-1966年和1975年-1981年，两次多雨期分别出现在1951年-1958年和1967年-1974年。在1982年-2001年期间，热带地区降水量出现了2～3年多雨和少雨的周期变化，372.4mm但降水量总体偏多，年以后，，其中1982年冬季降水量为热带地区降水偏少，为该气候带冬季历史最大降水量。在2002年-20072002年期
间降水距平百分率全部为负值。副热带地区冬季最大降水量出现在1997年，为327.3mm。在1968年-1988年期间，副热带冬季降水量多为负距平。温27.4mm带地区率除2007。2002冬季年为负值外，年以后，最大降温带地区冬季降水距平百分水量出现在1989年，为其它年份均为正值；副热带地区则呈现正负交替的状态（图3）。
对降水量的年代际变化分析表明（表3），热带
地区在1980年代降水量最多，为133.4mm，副热带和温带地区则在1950年代的降水最为丰富。热带地区在1960年代降水量比1950年代减少22.7mm，而在19901990年代起，1970年代和降水量又开始减少，1980年代降水量都有所增加，其中2000年代比
从的年代。副热带地区降水量除年代减少了36.7mm，是降水量减少幅度最大1960年代出现一次较大幅度的减少外，其它年代均逐步增加，其中
图31951年-2007年中国东部不同气候带
降水量距平百分率
Fig.3PercentagezonesineasternofprecipitationChinafromanomaly1951to
of2007
threeclimate
表3中国东部不同气候带冬季降水量年代际变化
Table3Inter-decadalvariationofwinterprecipitationin
threeclimatezonesofeasternChina
（mm）热带地区
副热带地区温带地区1950年代115.7178.115.51960年代93.0139.613.61970年代102.7151.814.41980年代133.4157.713.51990年代129.2173.213.22001年-2007年
92.6
176.1
15.0
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199015.5mm年代增幅最大，降水量比1980年代增加了
程和两次增加的过程，。温带地区冬季降水量出现了两次减少过以2000年代增加最为明显（表3）。
3.4中国东部≥≥0.1mm1951的降水日数分别为年-20070.1mm年，中国东部热带、的降水日数变化特征
25.1d、32.2d副热带和温带
和12.4d。热带地区≥0.1mm降水日数在1982年最多（42.5d），在1990年代中期以前虽有下降的趋势，但降幅并不明显，从1990年代中期开始，≥0.1mm降水日数减少的幅度明显增加，到2003年达到最小值（13.5d）（图4）。副热带地区≥0.1mm降水日数在1960年代变化幅度最大，最大值和最小值均出现在该年代，其中1968年最大（45.9d），而1962年最小（20.5d）。温带地区≥0.1mm降水日数最大值出现在1957年，最小值出现在57年间，副热带地区≥1995年，0.1mm分别为的降水日数下降趋势
17.7d和7.7d。过去最为明显（1.7d/10a），热带地区次之（1.6d/10a），温图41951年-2007年中国东部不同气候带
≥0.1mm降水日数变化
Fig.4inVariationthreeclimateofwinterzonesdaysofeasternwithprecipitationChinafrom1951moreto
than2007
0.1mm
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第32卷第6期
带地区下降幅度最小0.1mm性检验。
的降水日数的下降趋势均通过了（0.5d/10a），但3个气候带≥0.01的显著热带地区≥0.1mm降水日数的年代际变化呈现一致的下降趋势，以1950年代最多，而2000年代最少（表4）。≥0.1mm降水日数在2000年代下降的幅度也最大，0.1mm降水日数在比1990年代减少了4.6d。副热带地区≥趋势，其中1980年比19501970年代年代减少了-1980年代也均为下降4.0d，1990年代起，副热带地区≥0.1mm降水日数出现了小幅的增加。温带地区≥0.1mm降水日数除1990年代出现下降外，在其它年代的变化与副热带地区基本相同，但2000年代的增幅明显大于副热带地区（表4）。
表4中国东部不同气候带冬季降水量
≥0.1mm降水日数年代际变化
Table4Inter-decadalvariationofwinterdayswithprecipitationmorethan0.1mminthreeclimate
zonesofeasternChina（d）
热带地区
副热带地区温带地区1950年代27.637.314.11960年代27.234.013.21970年代26.733.212.31980年代25.029.212.11990年代23.629.411.22001年-2007年
19.0
29.6
11.7
3.5中国东部冬季≥1951年-2007年期间，5.0mm中国东部热带、降水日数变化特征
温带冬季≥5.0mm降水日数分别为副热带和
0.5d年间的变化趋势不明显，。热带和温带地区≥5.0mm但副热带地区≥降水日数在过去5.8d、3.1d和5.0mm57降
水日数却为显著的增加趋势5.0mm降水日数在1980年代较多，（图5其中）。热带地区≥19.0d）；2000年以后≥5.0mm降水日数介于1982年最多
6.3d4.3负距平。温带地区≥之间，除2002年比常年偏多外，5.0mm降水日数的变化特征与其它年份均为～热带地区基本相似，在1989年≥5.0mm降水日数最
多（1.4d）；在2000年代，≥5.0mm降水日数变化幅度较小，但以正距平居多。副热带地区≥5.0mm降水
日数的变化与其它两个气候带有很大差异。过去的趋势显著增加，57年间，副热带地区≥其中20065.0mm年最多降水日数以（5.1d）而0.39d/10a
1967年最少（0.5d）（图5）。
（
周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
热带地区≥5.0mm降水日数在1980年代最多（6.9d），而在1970年代最少（4.7d），在过去57年间，≥5.0mm的降水日数仅在1980年代出现一次较大幅度的增加（比1970年代增加了2.2d），其它年代均为减少2000（表5）。副热带地区≥5.0mm降水日数在少。从年代最多1950年代（4.2d-2000），而在年代，1950副热带地区≥年代和1960年代较5.0mm降水日数均为增加或保持不变，其中最大增幅出现在5.0mm19900.5～0.6d降水日数明显少于热带和副热带地区，年代，比1980年代增加了0.8d。温带地区≥，各年代≥5.0mm降水日数的变化幅度也为不大，变化范围在±0.1d之间（表5）。3.6中国东部冬季气温、降水变化与大气环流及海
温的相关性
北半球中高纬近地面气候变化与大气环流特征密切相关[13]。西伯利亚高压是冬季控制亚洲大陆近地面大气环流及气候要素的最重要环流系统，其
图51951年-2007年中国东部不同气候带
≥5.0mm降水日数变化
Fig.5inVariationthreeclimateofwinterzonesdaysofeasternwithprecipitationChinafrommore1951thanto2007
5.0mm
表5中国东部不同气候带冬季≥5.0mm
降水日数年代际变化
Table5Inter-decadalvariationofwinterdayswithprecipitationmorethan5.0mminthreeclimate
zonesofeasternChina（d）
热带地区
副热带地区
温带地区
1950年代6.22.40.61960年代5.42.40.51970年代4.73.00.61980年代6.93.00.51990年代
6.63.80.5
2001年-2007年
4.9
4.2
0.6
强弱及位置变化对东亚地区及中国冬季气温的变化有非常重要的影响[14]。朱乾根等[15]研究了北半球冬季大气活动中心的长期变化与中国气候变化的关系，指出冬季西伯利亚高压强度与中国气温有明显的负相关。侯亚红等[16]研究了冬季西伯利亚高压变化特征及其与中国气温的关系，结果表明，西伯利亚高压面积、强度和中心纬度异常与我国冬季气温关系密切，而经度异常变化对我国冬季气温异常变化影响不大。
季风强度指数都呈明显的下降趋势1951年-2007年，西伯利亚高压指数和东亚冬
（图略），3个气
候带冬季平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数和东亚冬季风强度指数均显著相关6数的相关性也达到了）。同时，各气候带冬季平均气温与欧亚纬向风指（表0.05显著性水平。除热带地区平均气温、最低气温与海温显著相关外，3个气候带冬季平均气温、最高气温、最低气温与海温和南方涛动指数的相关性均不显著。3个气候带冬季降水量与东亚冬季风强度指数均显著相关，而与欧亚纬向风指数的相关性均未通过显著性检验。热带、副热带地区冬季的降水量受ENSO的影响明显，其中与海温指数呈显著正相关，与南方涛动指数呈显著负相关。
各气候带≥0.1mm降水日数与大气环流指数及海温的相关性最差，除热带、副热带地区≥0.1mm降水日数分别与南方涛动指数、海温指数相关性较好外，其他均未通过显著性检验。值得注意的是，各
气候带≥5.0mm降水日数与大气环流指数及海温的相关性好于≥0.1mm降水日数，3个气候带与东亚冬季风强度指数均显著相关，说明冬季风弱时3个气候带容易产生较大降水过程。副热带、温带地区
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表6中国东部冬季气温和降水与大气环流指数及海温相关关系
第32卷第6期
Table6CorrelationbetweenwinterclimatefactorsandatmosphericcirculationandSSTindexesinthreeclimatezonesofeasternChina
气候带
平均气温
热带副热带温带
最高气温
热带副热带温带
最低气温
热带副热带温带
降水量
热带副热带温带
≥0.1mm降水日数
热带副热带温带
≥5.0mm降水日数
热带副热带温带
西伯利亚高压指数冬季风强度指数
-0.1338-0.1967-0.03250.09660.0763-0.2291-0.1913-0.1855-0.0872欧亚纬向风指数
0.15550.07360.1891-0.1460-0.1179-0.20890.09510.56080.2436
NINO3-4区海温指数南方涛动指数
0.19890.08650.18640.08560.09660.23930.09020.10490.22720.04320.23930.1017
-0.1907-0.1232-0.0373-0.07970.0100-0.0277-0.2403-0.1784-0.0704-0.0925-0.2397-0.0902-0.1784-0.0707
注：加下划线的值通过了0.05显著性检验。
≥5.0mm降水日数还与西伯利亚高压指数显著相关，副热带地区与欧亚纬向风指数显著相关。热带地区≥5.0mm降水日数主要与海温指数和南方涛动指数显著相关。
中国东部冬季气温、降水变化与海温、冬季风强度的变化关系也被其它研究者发现，如李勇等
[17]
4结论与讨论
本文对我国东部3个气候带冬季气温和降水变化特征进行了全面的分析，并简要探讨了气温和降水变化与大气环流和海温的相关性，得出如下主要结论：
（1）1951年-2007年，中国东部热带、副热带和温带冬季平均气温均有明显的上升趋势，其中温带地区的趋势倾向率最大，为0.50℃/10a，热带地区最小，为0.20℃/10a。年代际变化显示，3个气候带平均气温最高值均出现在2000年代，最低值出现在1950年代和1960年代。
（2）过去57年间，热带、副热带和温带地区平
研究认为，西伯利亚高压和ENSO是影响我国冬季温度的主要气候因子，其中西伯利亚高压在年际尺度上对我国温度有显著影响，而ENSO在年代际尺度上对温度的影响更为明显。赵振国等研究表明，赤道太平洋海温偏高，即ElNino位相下，中国大部分地区冬季温度通常偏高；赤道东太平洋海温偏低，即LaNina位相下，中国大部分地区冬季的温度容易偏低。徐建军等研究表明，东亚冬季风强度具有显著的年际及年代际变化，其强弱与中国大部分地区的气温密切相关。也有研究指出，近几十年来北极涛动（AO）向高指数持续变化的趋势是导致北半球冬季变暖的重要原因之一[20]。Gong等[21]和Wu等[22]研究也表明，AO对我国冬季气温有显著的影响。武炳义等[23]、李春等[12]研究认为AO的变化通冬季气温。http://www.resci.cn
过影响西伯利亚高压、东亚冬季风，进而影响中国
[19]
[18]
均最高、最低气温均有不同程度的上升趋势，其中温带和副热带地区最低气温的上升幅度均大于最高气温，即最高、最低气温的变化存在不对称性[24，
25]
，热带地区最高、最低气温的变化趋势差异不明
显。温带地区最高、最低气温的变化幅度大于热带和副热带地区。
（3）中国东部热带、副热带和温带冬季降水量在1951年-2007年期间的变化趋势不明显。3个气候带≥0.1mm降水日数呈下降趋势，与其它地区[26]及全国雨日的变化趋势[27]基本一致。热带、温带地
周伟东等：中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析
2010年6月
区≥5.0mm降水日数的变化趋势不明显，但副热带地区≥5.0mm降水日数却为显著的上升趋势，与已有研究结果[6]一致。在特殊大气环流形势的配合下，副热带地区冬季一旦出现高强度的降水，容易形成像2008年初我国南方大范围的低温雨雪冰冻天气。所以，副热带地区降水的这种变化特征应引起有关部门的高度重视，并积极做好灾害防御等相关工作。
（4）中国东部3个气候带平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数、东亚冬季风强度指5.0mm数、欧亚纬向风指数显著相关。各气候带≥水日数，降水日数与各指数的相关性好于≥其中副热带和温带地区≥5.0mm降水日数0.1mm降主要与高纬系统显著相关，而热带地区主要与低纬系统显著相关。
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第32卷第6期
Clima te Cha nge Cha ra ct eris tics of Wint er Te mpe ra ture a nd
Pre cipit ation in Ea stern China
(1.ShanghaiCenterforUrbanEnvironmentalMeteorology,Shanghai200135,China;
2.ShanghaiClimateCenter,Shanghai200030,China)
ZHOUWeidong1，SHIJun2，MUHaizhen2
Abstract:BasedonwintertemperatureandprecipitationdataineasternChinafrom1951to2007,
NationalCenterforEnvironmentalPredictionandtheNationalCenterforAtmosphericResearchoftheUnitedStates(NCEP/NCAR)reanalysisdata,seasurfacetemperaturedatainNINO3-4zone,EurasianzonalcirculationindexandSouthernOscillationIndex,climatechangecharacteristicsofwintertemperatureandprecipitationandtheircorrelationwithatmosphericcirculationaswellasseasurfacetemperaturewereanalyzedinthreeclimatezones,i.e.,tropical,subtropicalandtemperatezonesofeasternChinausingtheclimatestatisticanddiagnosticmethods.Resultsindicatedthatinthepast57years,themean,maximumandminimumwintertemperatureinthethreeclimatezonesallincreased,withthemostincreaseinthetemperatezoneandtheleastincreaseinthetropicalzone.Themeanmaximumwintertemperaturewasthehighestduringtheperiodfrom2001to2007,andwasthelowestduringtheperiodsfrom1951to1960andfrom1961to1970inthethreeclimatezones.Theriserangeofthemeanminimumwintertemperaturewasfoundtobebroaderthanthatofthemeanmaximumwintertemperatureinthetemperateandsubtropicalzones,butintropicalzones,thedifferenceintheriserangebetweenmeanminimumandmaximumwintertemperaturewasnotappreciable.Changesinwinterprecipitationinthethreeclimatezoneswerenotsignificant,butdayswithdailyprecipitationlargerthan0.1mmdecreasedsignificantlyinwinter.Inthepast57years,dayswithdailyprecipitationlargerthan0.1mmdecreasedobviouslyinthesubtropicalzone,withadecreasingrateof1.7dper10years,andinthetropicalandtemperatezones,thedecreasingrateswerefoundtobe1.6dand0.5dper10years,respectively.Dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmincreasedsignificantlyinthesubtropicalzone,butchangedslightlyinthetropicalandtemperatezones.Asfortemporaldistributions,inthepast57years,dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmwerethemostin2006,andtheleastin1967,whichincreasedatarateof0.39dper10years.Itwasindicatedthatthemean,maximumandminimumwintertemperatureinthethreeclimatezoneswerehighlycorrelatedwiththeSiberianhighindex,intensityindexofEastAsianwintermonsoonandEurasianzonalcirculationindex.Thecorrelationsbetweenatmosphericcirculation,seasurfacetemperatureanddayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmwerehigherthanthatfordayswithdailyprecipitationlargerthan0.1mm.Ingeneral,insubtropicalandtemperatezones,dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmweremainlycorrelatedwiththehigh-latitudeweathersystem,butintropicalzones,dayswithdailyprecipitationlargerthan5.0mmweremainlycorrelatedwiththelow-latitudesystem.
Keywords:Temperature;Precipitation;Changecharacteristics;Atmosphericcirculation;Seasurfacetemperature;Winter;EasternChina
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