引言

随着全球气候变暖，冬季气温连续出现偏髙，对此的研究也很多^[1]，而对冬季气温偏低的研究却很少。从1986开始，抚顺冬季开始明显变暖^[2]，在之后的13年中，有10年冬季平均气温为正距平，但1999年后，出现了二次连续2年冬季气温异常偏低的状况。暂定冬季(12—2月)平均气温距平值≤-2. 0℃的年为冬季气温异常偏冷年，反査1970年以来抚顺市气象观测站的资料，共有7年冬季气温异常偏低，分别是1976/ 1977、1980/1981、1985/1986、1999/2000、2000/2001、2004/2005、2005/2006年。在气候变暖的大背景下，对出现的冬季异常偏冷年进行研究是必要的。下面分别从气候特征、深层地温特征、太阳黑子、大气环流等方面对抚顺冬季异常偏冷年做初步的分析。

1 抚顺冬季异常偏冷年气候特征 1.1 气温特征

通过统计抚顺自1970年以来冬季平均气温距平、平均最高气温距平、平均最低气温距平、极端最低气温，发现这7年冬季异常偏冷年都具有共同的气温特征，如表 1。

从表 1可见，这7年冬季异常偏冷年的平均最高气温距平均≤ -1.7℃，平均最低气温距平均≤-1. 8℃，极端最低气温均低于-29. 9℃，并于2001年1月15日出现最低气温极值-37. 3℃。整个冬季异常偏冷，需要的条件是有强冷气团持续控制，白天最高气温和夜间最低气温同时偏低，并且满足有极端最低气温低于近-30℃的冷时段。

1.2 降雪特征

分析抚顺自1970年以来历年冬季降雪量、降雪日数、最大积雪深度与冬季气温的关系，发现抚顺气候明显变暖前冬季气温偏低和降雪没有直接的对应关系。1976/1977、1985/1986年降雪少，最大积雪深度浅而气温低，反应的是这两年北方冷空气特强，呈干冷状态；而1980/1981年则是北方冷空气强，南方暖湿气流也相应活跃，降雪日数多，降雪量大，最大积雪深度深，造成地表短波反射和长波辐射都增强，导致气温偏低。

1987年抚顺气候明显变暖后，降雪就和冬季异常偏冷有直接的对应关系。1999/ 2000、2000/2001、2004/2005、2005/2006年冬季降水距平百分率均≥85%，地面最大积雪深度≥19cm，降雪日数达28天以上，比历年多7天以上。气候变暖，冬季北方冷空气势力弱，但下垫面比较暖湿，一旦有冷空气入侵，则降雪增多，地面积雪深厚又加剧了地面的辐射冷却，使冷气团得以长时间在本地维持，促使气温持续走低，这也说明气候变暖后，冬季气温低与冬季降雪多有直接的对应关系。因此，抚顺气候变暖后，冬季异常偏冷年的另一个主要特征是冬季降雪明显偏多，如表 2。

2 抚顺冬季异常偏冷年深层地温特征

通过分析抚顺这7年冬季异常偏冷年的深层地温，发现在降雪少的年份深层地温低，而在降雪多的年份深层地温高，并且以0.8m深层地温反应明显，这与土壤温度日振幅消失的深度约为0.4～0.8m有一定关系。由此考虑到前期深层地温是否会与冬季气温有关，通过相关分析，发现前期3—11月份0.8m深层平均地温距平与冬季气温距平呈正相关，相关系数为0.42, 即前期3—11月份0.8m深层平均地温距平值在谷值年附近，冬季气温容易偏低，如图 1。

3 抚顺冬季异常偏冷年太阳黑子特征

太阳黑子表示太阳活动的强弱，抚顺冬季气温低和太阳黑子峰谷年有较好的对应关系(图 2)，抚顺1970年以来的7年冬季异常偏冷年均落在太阳黑子峰谷年附近。

从图 2可以看出，抚顺1970—1985年冬季气温处于波动段中，期间1976年太阳黑子谷值年、1981年太阳黑子峰值前一年和1986年太阳黑子谷值前一年，抚顺冬季异常偏冷。而1986年开始，抚顺气候明显变暖，并且这种增暖首先体现在冬季气温明显升高，1986—1998年期间13年中，抚顺冬季平均气温几乎都是正距平，即使在1989年太阳黑子峰值年及其前后和1996年太阳黑子谷值年及其前后，抚顺冬季都没有出现异常偏冷，这说明了气候变暖的影响。抚顺冬季气温偏低和太阳黑子峰谷年两者的应关系，在气温波动段比在暖段反映得明显。1999年至今，抚顺冬季气温年波动加剧，先后在2000年太阳黑子峰值年的前一年和当年及2006年太阳黑子谷值年的前二年连续出现了冬季异常偏冷。

4 抚顺冬季异常偏冷年大气环流特征 4.1 大西洋—欧亚E型环流型

抚顺位于我国东北南部，地处42°N、124°E，处在西风带上。抚顺冬季气温与大西洋一欧亚E型环流日数呈反相关，相关系数为-0.63, 通过α= 0.05的显著性检验。在E型过程下，大西洋和欧亚大陆上大气环流呈经向型，长波槽均在大陆的东部，地面天气图上，阿留申低压发展良好，长波脊在大陆的西部，西伯利亚冷高压位置较正常偏西，在这种情况下，从西伯利亚冷髙压母体中分裂出来的冷空气多从西路入侵我国，能够影响到我国大部分地区。

4.2 东亚槽

据相关分析，抚顺地区冬季气温低与东亚槽强度呈正相关，相关系数为0.43, 通过过α=0.05的显著性检验，东亚槽强，冷空气偏东，将会直接入侵我国东部地区。

选择抚顺冬季最冷的5年(1976、1980、1985、1999、2000年)做北半球500hPa冬季平均高度场和距平场的合成图(图 3)。发现抚顺地区冬季气温低，在北半球500hPa冬季平均高度场上主要表现为单极涡，中心位于西半球的格陵兰岛西边的巴芬湾上空，并且呈经向，在亚洲东岸形成较深的东亚大槽，距平图上，欧亚地区基本呈现为西高东低的距平场配置。东亚槽强，易稳定维持，使抚顺地区冬季长时间处在东亚大槽前的西北气流中，受冷空气影响次数多，从而使整个冬季气温出现异常偏低。

4.3 西太平洋副热带高压

研究表明，西太平洋副热带高压588线北界位置和其强度指数与抚顺冬季冷暖具有很好的正相关，相关系数分别为0.40和0.37。当西太平洋副热带高压强度减弱，588线北界位置偏南时，表示南支锋区南落，不利于南方温暖气流向北输送，而北支锋区相应强，并位置南压，抚顺处于北支锋区上，多受冷空气影响，冬季气温容易偏低。

5 小结

(1) 抚顺冬季气温异常偏低有最低气温低于- 30℃的冷段，并且在气候变暖后，冬季降雪明显偏多是冬季异常偏冷的一个主要特征。

(2) 抚顺冬季气温异常偏低与前期3—11月份0.8m深层平均地温距平呈正相关，此指标可作为预测指标。

(3) 抚顺冬季气温异常偏低一般落在太阳黑子峰、谷年附近。

(4) 抚顺冬季气温异常偏低在北半球500hPa冬季平均高度场上表现为单极涡，并且中心位于西半球。欧亚地区距平场配置为西高东低。

(5) 冬季E型环流日数多，东亚槽强是抚顺冬季气温异常偏低的直接成因。