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[应用气象] 四川盆地极端气温分布特点及原因分析

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发表于 2010-2-11 08:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
昨天蜀山问了我关于宜宾、泸州和重庆这3个城市极端最低气温如此(宜宾-3℃,盆东重庆-2.5℃,盆南泸州-1.9℃)分布的原因,在此解答这个问题的同时,顺便在蜀山的我国南亚热带气候区及热带作物产区界限异常偏北问题浅析中继续深入探索一下四川盆地最低气温分布特点和形成这种特点的原因。

首先,四川盆地中年极端最低气温不仅要比同纬度高接近10度,而且基本和华南沿海地区的年极端最低气温接近。很显然是由于盆地四周被高大的山脉包围所致。从地形图中可以看出(如下图),盆地四周的山脉一律都在2000米以上,而且还呈层层环绕态势,比如东北部大巴山之外还有海拔更高的秦岭。而冷高压一般是地面和低层天气系统,很容易被高大的山脉阻挡,因此导致了冬季四川盆地比同纬度的长江中下游平原要暖和得多并且气温振幅相对较小,比如最冷月平均气温和极端最低气温差距一般都在10度以内。
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 楼主| 发表于 2010-2-11 08:50 | 显示全部楼层
不过在这种条件下,四川盆地中的极端最低气温分布还是呈现出一定的特点。一般来说呈西北低,东南部高的格局。因此基本可以分为3大块来分析。

第一块地区是四川盆地西部,那里海拔在500-600米之间,比如成都平原就位于此。由于海拔相对较长江河谷偏高,纬度比长江河谷地区偏北,再加上地势比较平坦广袤,距离东部山脉比较远,因此是盆地内冷空气影响最大的地区。所以这些地区的极端最低气温一般可达-5度以下,每年冬季基本都会出现低于0度的日子,在数九天中冰冻相对较为常见。而且在强冷空气过境以后,各地出现最低气温的日期也是比较一致的,这可以从蜀山帖子中所写的:
盆西成都-5.9℃(1975-12-25)盆北广元(-8.2℃)(1975-12)
中得知。


第二块地区是四川盆地东部,比如南充、广安等地附近,海拔500米左右。这边由于紧靠东部山脉,因此受到冷空气影响的程度比同纬度的盆地西部要小不少,极端最低气温出现的时间和盆地西部也有较大的差异。比如我们看一下和成都同纬度的盆地东部城市南充的极端最低气温:-3.4度,出现在1991年12月28日。

第三块地区则是位于长江的河谷地区,这里海拔一般都在300米以下,是四川盆地海拔最低的区域。因此这里冬季气温是整个四川盆地中最高的,即使在冬季最冷期也很少降至冰点以下。比如,年平均泸州最低气温低于0度只有0.4天,换言之2年半才有一天降至0度以下。不过即使这样,极端最低气温分布还是有自己的特色,比如以宜宾、泸州和重庆3个沿江城市为例,极端最低气温分别为-3.0度、-1.9度和-2.5度。据查证,这3地12月和1月的气候值都非常接近,其中1月均为7.8度。因此蜀山昨天问了这3地极端最低气温出现差异的原因,我也只能从客观上进行一番推理,并没有绝对性把握。

首先,重庆位于泸州的东北面,也就是已经接近四川盆地东部的门户,因此在地势类似的前提下,相对泸州来说,冷平流相对容易顺着长江三峡的开口影响重庆。需要注意的是,这点和盆地西部更容易遭受冷空气并不矛盾,因为盆地东部没有开口,只有靠冷平流翻山越岭以后的俯冲。但是宜宾位于这3者最低,除了海拔稍高于前两者以外,它已经位于四川盆地和云贵高原交界处,地理位置偏西,相对容易受到冷平流俯冲的影响,所以极端最低气温宜宾是沿江河谷3市中最低的。最后,选站的问题也不得不考虑一下,因为这3个站极端最低气温差异并不是太大,因此选站的位置也可以影响最低气温的表现。


说完了极端最低气温,接着再来简要看一下极端最高气温的分布。和极端最低气温分布类似,四川盆地内极端最高气温的分布基本也是呈西部偏低、东部偏高、东南河谷最高的格局。一来,西部地区离副高位置较远、地势又相对较高;而东部地区离副高相对较近;河谷地区则相当于一个充满热气的罐头,热量很难散发。这同时也就决定了极端最高气温出现的时间也基本不在7月,而以8月甚至9月为多。比如重庆国家站7、8、9这3个月极端最高气温就分别为40.2、41.7和41.9度。而且月平均气温也是多以8月份为最高。

最后我们可以得出大致的结论:影响四川盆地温度的首要因素应当为地形地势,第二位才是纬度变化。因此四川盆地也成为我国中东部地区季风性相对最不明显的地区。

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发表于 2010-2-11 10:07 | 显示全部楼层
站点位置及沿革的问题就需要KIT来解答了:lol 对比河谷内的三地,经度 纬度 海拔应该是极端最低温度三要素。具体以三地为例子,纬度的影响权重肯定是最低的,但经度位置和海拔的影响哪一项更大呢?另外重庆作为特大城市,和宜宾 泸州这样的中小城市相比,热岛效应也不能忽视吧?

中国国家地理

撰文╱單之薔

2008年初,雪災攪動著中國,冷暖氣團長時期對峙在北緯25°~30°之間,京珠高速、京廣鐵路中斷,無數回家過年的旅客被困在車站和車上,送電鐵塔被壓塌,貴州省委點著蠟燭開會……冰雪覆蓋了華中、華東、華南大部分地區。 這次雪災並不是突如其來的,每年從西伯利亞孕育的寒潮都要沿著固有的路徑南下,這一次只是程度加重,持續時間較長。

這次雪災無論是低溫還是積雪的深度都沒有超過歷史上的紀錄,上海曾有雪深14公分的紀錄,時間是1964年2月19日。甚至中國的熱帶地區還有降雪的記錄,雲南的元江1983年12月也飄起雪花,當時雲南78個縣都下起大雪。這在世界上同緯度的地方是不可思議的奇蹟,因為熱帶就是永遠夏天的地方。

雪災和寒凍是中國的常客,因為中國有世界上少有的季風氣候。夏季從濕熱的太平洋吹來的季風,從南向北吹拂著中國的東部,帶來了豐沛的降雨,雨熱相配,對農作物十分有益,因此中國的水稻可以種植到比哈爾濱更北面的呼瑪縣,這是世界水稻種植的北限,這一切都是季風之惠。 但季風並不是只有惠,沒有害。冬季,季風掉頭南下,從寒冷的西伯利亞裹挾著冷空氣頻頻南下,造成寒凍之災,比如這次雪災。中國冬季之冷是同緯度的其他國家所罕見的,中國南方許多地區已經在北回歸線以南,有直射的陽光,應該算作熱帶,比如廣州、南寧、北海、香港等,但因為冬季的寒潮,使這些地方與熱帶無緣,像廣州每年平均會有幾個有霜的日子,最低氣溫有時達到0℃,甚至還有下雪的記錄。

在歐亞大陸的另一側,與中國同緯度的西歐各國沒有季風,而是常年盛行從大西洋吹來的西風,氣候冬暖夏涼,四季如春。 我們知道霧是美景,但冻雨則是災害了,這次災害很大程度上是冻雨之災。所謂冻雨是指天上的雨滴落到植物、建築物、地面上迅速結冰的現象。電線上的冻雨越結越厚,最後不勝其重,電線被斷裂和扯倒成排的電線桿,這會造成大面積的停電事故,這次冻雨使貴州、湖南的電力中斷,造成災害。冻雨結在道路上,會造成交通中斷,京廣線和京珠高速的中斷,就是其使路面結冰所致。但這次冻雨之災也不是罕見和創紀錄的,1969年1月廣東北部的一場冻雨,使粵北地區的交通和電力中斷,停電一個星期之多;1972年2月湖南、貴州、江西等地出現了一次大範圍冻雨天氣,最嚴重的地段電線結冰10公分粗,可見即凍雨也是中國冬季並不罕見的一種天氣(例證引自林之光《中國的氣候及其極值》)。

因為季風的緣故,中國是世界上受氣候災害最嚴重的國家。春天,如果來自太平洋的季風姍姍來遲,就會造成嚴重的旱災,夏季如果季風滯留在某一地帶,就會造成洪澇之災,冬天冬季風的頻次、力度一旦超過常態,就會釀成凍害、寒害和低溫冷害。 受季風影響的中國東部地區常常遭受各種災害的侵擾,但有個地方是例外,這就是四川盆地,尤其是盆地中的成都平原。四川盆地享有季風之利,而無季風之害,這次東部中國霜雪覆江南,冰淩侵綠樹,但四川盆地卻油菜花盛開,不見霜凍的景象。 經常有這樣的情形:在冬天的寒潮霜雪從北向南襲來,一直到達廣州、南寧等北回歸線以南的「熱帶」城市時,四川盆地卻幾乎是個無霜區。

氣象學家林之光先生最早發現了這一點,他還畫過一張圖,從這張圖上可以看出幾乎無霜的四川盆地就像一個大眼睛,在滿是霜雪的世界中閃爍。 四川盆地為什麼是個災難的避風港?主要是地形的原因:盆地四周都是高大的山脈和高原,北有秦嶺的崇山峻嶺,南有雲貴高原,西有橫斷山脈,東有巫山等,這些高山高原擋住了寒潮的入侵,因此四川盆地是個霜雪很少的地方。





四川盆地還有一個神奇之處。這個深處內陸的有中國腹地之稱的地方,竟然是海洋性氣候。許多濱海的地方卻是大陸性氣候,比如大連、天津、青島,甚至上海都不能算作海洋性氣候。為什麼四川盆地遠離大海卻是海洋性氣候呢?

  海洋性氣候的主要特徵就是一年當中冷熱變化不大,大陸性氣候則相反。這個變化靠一個數值來說明。這個值就是一年中最熱月的平均氣溫減去最冷月的平均氣溫所得到的差,這個差有個名字叫“年較差”。年較差越大,大陸性越強,越小則海洋性越強。這其中的道理是,海水與地面的性質不同,太陽光加熱海水不容易,加熱地面卻容易些,海水一旦加熱後,冷卻也比地面慢。也就是說海洋比陸地無論是熱還是冷,都有個滯後期。對臨近海洋的陸地而言,大海就像一個自動調溫器,熱時降溫,冷時增溫。因此臨近海洋的地方夏天不熱,冬天不涼。也可以說一年之中最熱月與最冷月的平均氣溫之差不會很大,隨著與海洋的距離增加,這個差就會越來越大。

表示大陆影响气候程度的指标叫大陆度。虽然海、陆分布对气温、降水、湿度等多种气候要素都有影响,但以对气温的影响最大,因此大陆度多数用气温来计算,一般都与气温年较差成正比,因为随着纬度的增加,气温年较差本身就有增加的趋势,为消去纬度影响,突出海、陆影响,故设计大陆度与纬度成反比。

波兰学者焦金斯基提出的大陆度公式为:             K=1.7A/sin φ-20.4
       式中A为气温年较差,φ为该地所在纬度,式中参数(常数)是以全世界年较差最大的西伯利亚维尔杨斯克的大陆度为100%设定的。当K>50%时为大陆性气候,K<50%时为海洋性气候。

  這是西歐的地理和氣象學家搞出來的標準,按照這個標準,中國內陸的拉薩竟然也是海洋性氣候,因為拉薩的年較差只有18.1℃,這顯然有些說不通。毛病出在僅用年較差為標準只符合西歐的情況,並不符合中國。中國的氣象學者張家誠、林之光則提出了判斷一個地方的氣候是海洋性還是大陸性的方法,就是除了考慮一年當中的氣溫變化外,還應該考慮一日之中的氣溫變化。一日之中的氣溫變化,叫做“日較差”。

  當考慮了一日之中的氣溫變化後,拉薩就不是海洋性氣候了,因為拉薩年均一日之中的氣溫變化為14.8℃,遠大于大陸性和海洋性氣候的區分界限10℃。

  但是無論是看年氣溫變化——年較差,還是看日氣溫變化——日較差,四川盆地都是海洋性氣候。因為這裏不僅年氣溫變化小,而且一日之中晝夜氣溫變化也小,晝涼夜暖。

  氣候變化小,一年之中,一日之中都如此,大海邊的氣候就如此,四川是崇山圍繞的“海洋”。我國許多海濱城市也不能和四川相比。大連、天津、青島就不用說了,冬天從西伯利亞吹來的寒冷的北風完全控制了這些城市,冬天的寒和夏天的熱構成強烈的對比。就連上海也不例外,冬季,從北方來的寒潮頻頻光顧這個城市,據說上海有幾次氣溫驟降的記錄,那是1908年4月24-26日。24日午後,氣溫曾高達31.6℃,已是暑熱的天氣,但是從北方吹來的冷空氣一到,氣溫立刻開始下降,到了第二天清晨,氣溫竟然降到7.7℃,平均每小時降低2℃,一日氣溫變化達23.9℃。這樣的氣溫變化,四川盆地從未有過。
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发表于 2010-12-20 09:30 | 显示全部楼层
同样是盆地,我地天台盆地反而日温差比周边地方更大,秋冬经常超20度,纬度也跟四川盆地南部差不多,而且离海只有几十公里,差距怎么就这么大呢。
发表于 2010-12-20 15:54 | 显示全部楼层
4# 气象万千

天台盆地跟浙江沿海相比, 寒潮時北方的山脈高度不足以有效阻隔冷空氣入侵.

而且天台盆地屬內陸地區. 平均來看, 天台盆地夜間輻冷較強, 日間升溫較大.

四川盆地要是跟附近的孟灣沿海地區, 廣東沿海相比, 氣溫也不見得特別溫和.

四川盆地日較差較小, 是由於在低值系統影響下, 水汽在盆地積聚. 在夏天, 受副高影響下, 盆地升溫跟華東, 華南等大陸性氣候區一樣明顯.

嚴格來看, 像夏威夷群島那種海洋性氣候區, 在東亞大陸 (中國, 日本, 西伯利亞, 5N 以北的 中南半島) 是不存在的.

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发表于 2010-12-20 17:05 | 显示全部楼层
四川盆地相比云南高原来说,还是要更容易受到寒潮的影响的。
发表于 2010-12-20 18:18 | 显示全部楼层

RE: #3

"大陸度" 只考慮均溫年较差及緯度, 現在再加上了 #3 蜀山逍遙 提及的日较差.

然而, 季節中氣溫過程性波幅幅度的大小, 並不是 "大陸度" 可以表示的.
比方說, 四川盆地在秋-春三季受寒潮侵襲頻繁, 經常出現過程性天氣, 併同一周以內 4-10 度的均溫升降. 而且通常是從 9 月 - 翌年 5 月都是這種情況.
這是四川冬季氣候的特色, 卻是跟其他 30N 沿線的氣候相似.
即使是 (25N-40N): 葡國, 加州, 阿速爾群島, (25S-35S): 澳洲西澳省, 智利中部  的海洋性地中海式氣候, 每年冬季也會受低值系統影響, 鋒面降水降溫頻繁.
至於華東的大陸性氣候區, 同樣地, 每年冬季也會受低值系統影響, 鋒面降水降溫頻繁.
這方面來看, 四川的冬季氣候跟華東的冬季氣候, 除了地形阻隔以外, 其實是相似的.
地形阻隔, 基本上就是盆地以北有高地. 高地的高度, 也就局限了地形影響.
秦嶺-大巴山可以有效擋下 2000 米以下的冷空氣. 冷空氣本身是從2000 米左右的蒙古高原及黃土高原南下, 2000 米其實阻擋很有限. 效果跟南嶺差不多.

比較: *青XX藏*高原可以有效擋下 6000 米以下的冷空氣. 冷空氣本身是從1000-2000 米左右的塔里木盆地, 蒙古高原南下, 於是冷空氣基本上完全受阻.
28N 附近的印度西北部, 冷空氣來源主要是西北方地勢較低的高原, 而不是蒙古高原, 就是受*青XX藏*高原的阻隔.
於是當地 11 月, 3 月較少出現明顯的過程性降水及降溫.
不過, 除此以外, 跟四川氣候一樣是溫帶-亞熱帶季風氣候.

四川盆地的氣候, 整體特徵仍是溫帶-亞熱帶季風氣候. 與鄰近地區相同, 而且是密切關連的.
沒有必要去過分強調四川是海洋性氣候, 一年四季都很溫和, 跟鄰近地區不同-- 甚至認為鄰近地區的大陸性氣候, 完全對四川盆地沒有影響.
寒潮, 雪災, 旱澇 的 頻率, 大約是鄰近地區一半.
這些惡劣天氣發生的時候, 卻是與鄰近地區密切關連.
2009-10 年冬季, 不就是發生了川渝雲貴四省市乾旱 ? 同樣是受水汽通道異常偏東影響.
2010 年夏季, 四川盆地不就照樣像江南地區一樣出現 35 度以上高溫? 同樣是副高下沉氣流帶來升溫.

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发表于 2010-12-21 09:34 | 显示全部楼层
4# 气象万千

天台盆地跟浙江沿海相比, 寒潮時北方的山脈高度不足以有效阻隔冷空氣入侵.

而且天台盆地屬內陸地區. 平均來看, 天台盆地夜間輻冷較強, 日間升溫較大.

四川盆地要是跟附近的孟灣沿海地區, 廣 ...
katherine 发表于 2010-12-20 15:54

四川盆地远在华南沿海以北一千公里以上的内陆,事实上两地已经不属于同一个气候带(中亚热带VS南亚热带),纬度相差巨大,不同纬度的太阳热力差异巨大,如果硬要与低纬度的广东地类比哪一个气温更温和?然后得出结论四川盆地气温也不见得特别温和,岂不是前提就有问题?

退一步说,如果华南沿海(22N濒临热带海洋 更南的纬度 一定的山脉屏障)和四川(28.5-33N深居内陆 更北的纬度 群山屏障)可以比,那么四川和西欧为啥不能比(42N三面环海 更北的纬度 缺乏屏障 强大暖流)四川(28.5-33N深居内陆 更南的纬度 群山屏障 强大冷空气)西欧是典型的海洋性气候,冬季气温和四川盆地比也不见得特别温和吧?

所谓温和的定义也是一个问题(比如同样的温度下冬季的西欧风力强劲,四川盆地是静风区,其它条件假设类似的情况下,四川盆地体感是会比欧洲更温和的)日较差冬季四川盆地是比广东沿海小的,夏季东亚雨热同期,全国季风区内气温差异都不大,但沿海的确比四川盆地日较差小。四川盆地冬季的温和(夜暖昼凉 日较差小)显然是相对于同纬度同气候带的长江中下游平原的。(均温 积温 极端最低气温 日较差)

东亚大陆东部是典型的季风区,海陆热力差巨大,冬季寒潮频繁,连海南都不能幸免,当然不能和西欧等海洋性气候区的海洋性相提并论,但此海洋性非彼海洋性,说四川盆地冬季气候具有海洋性是与中国季风区其它地区同一时期气候对比来衡量的,是一个相对的概念。

事实上如果按照西欧的标准,那么广东沿海也不能算是海洋性气候。四川盆地的日较差较小和所谓的海洋性主要是体现在冬季时期的,事实上我国夏季季风区内均为雨热同期,处于副高的强大控制下,普遍高温,除高原外都不可能会有极端的日较差,并无十分显著的差别。

问题的关键在于所谓海洋性气候的标准,正是由于客观情况的不同,才有了直接套用西欧公式导致拉萨也变成海洋性气候的怪事,于是中国科学家发明了日较差这个概念试图进行修正。同样因为事实上东亚根本不存在西欧意义上海洋性气候(大陆东岸和大陆西岸的气候模式没有可比性),所以才有上述问题的出现,东亚显著的季风模式导致了对海洋性定义的标准也不能完全套用西欧标准(事实上也无法套用)。

综述:相对中国大陆季风区的其它广大区域来说,华南沿海和冬季的四川盆地气候具有更加显著的海洋性气候特征,当然其也不是完全符合海洋性的标准(全年年较差日较差都小,降水分布均匀等),事实上也不可能完全符合,不然还能叫雨热同期的亚热带季风气候么?

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发表于 2010-12-25 08:48 | 显示全部楼层
天台盆地位于浙江中东部,台州市境西北部天台县境内,东起洪畴镇,西至街头镇,北止白鹤镇,呈封闭式三角形分布,面积约193平方公里。盆缘界线清晰,海拔100米左右。东北天台山,边长30公里;西北大盘山,边长22公里;南面大雷山,边长36公里。盆底为始丰溪河谷平原。县城东面有横亘长约2公里余的东横山玄武岩台地。城西北为起伏的红岩低丘。城北赤城山高丘,由水平红岩切割成峭壁丹崖。 天台山脉、大雷山脉蜿蜒县境南北;始丰溪横贯东西,形成一封闭式的三角形盆地,称天台盆地。四周山区海拔在300-1200米左右,盆地底部海拔50-100米。是浙江省第五大盆地。天台县城位于盆地中心,东经121度,北纬29.15度,属于中亚热带气候北缘,一月平均气温5度,七月平均气温28度,极端最低-9.1,最高41.7。无霜期240天,大于10度积温5300度左右。
发表于 2010-12-27 00:59 | 显示全部楼层
8# 蜀山逍遥

歐洲人訂下的 "大陸性" 標準 , 緯度的影響也加入考慮之列. 於是, 他們用 "大陸性" 的比較對象, 通常都是同緯度地區.

之後我們提到了 "可比性".  

我們其實也可以撇開歐洲的 "大陸性" 標準, 不考慮緯度差異, 客觀地比較各地氣溫的年較差及日較差. 這就避免了用 "大陸性" 定義造成 "可比性" 的問題.

不同氣候帶的熱力, 動力分布條件不同. 然而氣候數據之間是可以互相比較的. 氣溫的年較差及日較差, 也不例外.

通過比較不同氣候帶的差異, 也就會明白到為甚麼特定的極端氣溫分布形勢, 每一個盆地, 非盆地, 都會有不同的分布.  
有些形勢出現於四川盆地, 而沒有出現在其他被比較的地區. 例如天台盆地 (緯度相近), 華南沿海丘陵 (同被中國劃分為海洋性氣候區), 葡國南部丘陵 (大陸性定義之下, 跟四川同屬海洋性氣候).  反之亦然.

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