5—9月不同類型東北冷渦的統(tǒng)計(jì)特征及成因

楊鎛　王黎娟

摘要 利用NCEP（2.5°×2.5°）逐6 h再分析資料及中國氣象局提供的MICAPS觀測資料，對1989—2018年5—9月生成并維持的東北冷渦進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，近30年東北冷渦出現(xiàn)頻率逐年上升;年平均冷渦過程為7.4次，維持時(shí)間為3～5 d;5月冷渦出現(xiàn)頻率最高，8、9月較低;5—7月平均每年受冷渦影響天數(shù)分別為9.9、8.8、7.0 d，受東北冷渦影響最長時(shí)間可達(dá)19 d以上。按照不同特性將其分為北、中、南渦及強(qiáng)、弱冷渦。北渦較少出現(xiàn)在7月，中渦很少出現(xiàn)在6月，南渦集中在5、6月。弱冷渦出現(xiàn)頻率約為強(qiáng)冷渦的1.2倍。春末（5月）、秋初（9月）出現(xiàn)強(qiáng)北渦的頻率較高，而夏季（6—8月）出現(xiàn)弱中渦的頻率較高。北渦出現(xiàn)在春末秋初時(shí)，偏強(qiáng)的高空急流加強(qiáng)了對流層上層的輻散，與中下層環(huán)流場配合，使冷渦得以維持。此外，冷渦中心位勢高度較低，配合有明顯冷槽或冷核和強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，干侵入有較強(qiáng)的促進(jìn)作用，有利于冷渦的發(fā)展及加強(qiáng);中渦出現(xiàn)在夏季時(shí)，高空急流及干侵入偏弱，冷渦中心附近各要素場不利于冷渦的加強(qiáng)。

關(guān)鍵詞東北冷渦;統(tǒng)計(jì)特征;干侵入;高空急流

東北冷渦是東亞中高緯地區(qū)重要的天氣系統(tǒng)，頻繁的冷渦活動(dòng)能引起明顯的降水和氣溫異常，常造成東北地區(qū)持續(xù)陰雨洪澇、低溫冷害等突發(fā)性對流天氣，并通過引導(dǎo)高緯冷空氣南下，對西南部降水產(chǎn)生影響（王麗娟，2010）。東北冷渦作為天氣尺度系統(tǒng)，連續(xù)的冷渦活動(dòng)對長期天氣和大尺度環(huán)流系統(tǒng)有著重大影響，從而影響其他系統(tǒng)，例如印度洋偶極子的形成就主要是受大尺度環(huán)流系統(tǒng)的調(diào)整（王黎娟等，2018），兩類ENSO的氣候效應(yīng)受到環(huán)流異常的影響（王黎娟等，2020）。

目前研究多采用鄭秀雅和張廷治（1992）對東北冷渦的定義：500 hPa天氣圖上（115～145°E，35～60°N）區(qū)域內(nèi)，至少有一條閉合等高線，并配合有明顯冷槽或冷中心的，維持3 d以上的低壓環(huán)流系統(tǒng)。東北冷渦的分類方法很多，根據(jù)位置及伴隨天氣的不同，可分為北渦、中渦和南渦3類（鄭秀雅和張廷治，1992）。根據(jù)冷空氣移動(dòng)路徑，冷渦可分為南方型、西方型、西北方型、北方型（閆玉琴等，1995）。蔣大凱等（2012）根據(jù)500 hPa各要素場強(qiáng)度、高低空配置及空間分布，將東北冷渦分為深厚和淺薄冷渦。

早期的研究中，東北冷渦的識(shí)別以主觀為主。但主觀識(shí)別無法完全重復(fù)且工作量巨大。因此，很多學(xué)者嘗試客觀識(shí)別。為研究冷渦的低頻活動(dòng)特征，謝作威和布和朝魯（2012）在識(shí)別過程中加入了對500 hPa逐日高度場的濾波。王黎娟等（2019）采用“九宮格”法確定低壓中心，統(tǒng)計(jì)了江淮流域溫帶氣旋的發(fā)展率及移動(dòng)特征。王承偉等（2012）借鑒Nieto et al.（2005）方法，使用代表溫度梯度變化的暖鋒參數(shù)等約束條件。Hu et al.（2010）采用6 h NCEP/NCAR再分析資料，該識(shí)別方法數(shù)據(jù)處理簡便，可重復(fù)性高，其氣候?qū)W研究成果與主觀識(shí)別成果基本一致，故本文主要借鑒此類識(shí)別方法。

東北冷渦常出現(xiàn)在大興安嶺的古利牙山和小興安嶺以北的黑河上空（孫力等，1994;Zhang et al.，2008;謝作威和布和朝魯，2012）。東北冷渦一年四季均可出現(xiàn)，平均每年夏季出現(xiàn)39 d，最多可達(dá)68 d（孫力等，2000）。4—10月東北地區(qū)37%的時(shí)間受冷渦影響，特別是夏季（6—8月），可達(dá)42%（孫力等，1994）。東北冷渦活動(dòng)有明顯的季節(jié)變化（朱其文等，1997）和顯著的10～30 d振蕩周期，6月是東北冷渦活動(dòng)的盛期（平均達(dá)44.9%），也是東北的冷渦雨季，其次是7月。大多數(shù)東北冷渦的生命史小于一周，但夏季和冬季容易長時(shí)間維持（Hu et al.，2010）。

關(guān)于東北冷渦統(tǒng)計(jì)特征及分類的研究已有許多，冷渦在不同時(shí)段具有不同的特征，近30年5—9月冷渦是否有新的統(tǒng)計(jì)特征？值得進(jìn)一步探討。此外，大部分研究均針對同一類型冷渦的統(tǒng)計(jì)特征，或僅根據(jù)單一要素分類，并未將不同類型冷渦之間聯(lián)系起來。事實(shí)上，不同類型的統(tǒng)計(jì)特征有較大的差異，根據(jù)不同要素分類的冷渦之間存在一定聯(lián)系。基于這些問題，本文將著重對近30年5—9月不同類型冷渦進(jìn)行識(shí)別追蹤，分析其統(tǒng)計(jì)特征以及不同類型冷渦之間的聯(lián)系和成因。

1 資料與方法

1.1 資料

采用資料為1989—2018年5—9月NCEP（2.5°×2.5°）逐6 h再分析資料的高度、溫度、濕度、風(fēng)場，中國氣象局提供的1989—2018年MICAPS的08時(shí)和20時(shí)（北京時(shí)）的觀測資料。與逐日數(shù)據(jù)相比，逐6 h數(shù)據(jù)在識(shí)別和追蹤溫帶氣旋方面相對更加客觀和有效（Blender and Schubert，2000）。

1.2 東北冷渦的識(shí)別

冷渦結(jié)構(gòu)在500 hPa高度上最明顯（鐘水新，2011），故選擇在500 hPa上進(jìn)行客觀識(shí)別，識(shí)別區(qū)域?yàn)?15°～145°E、35°～60°N。配合MICAPS觀測資料，檢驗(yàn)是否在對流層高、低層均有表現(xiàn)（200、850 hPa）。客觀識(shí)別東北冷渦的步驟：

1）若某一格點(diǎn)位勢高度向四周8個(gè)方位延伸，在8個(gè)方向上格點(diǎn)的高度由東北低渦中心向外全是遞增的，且每個(gè)方向上的遞增格點(diǎn)數(shù)至少為2個(gè)，且該點(diǎn)與周圍8個(gè)點(diǎn)中，任意一點(diǎn)的氣溫的緯向二階導(dǎo)數(shù)大于零，即2Tx2>0則認(rèn)為該點(diǎn)為冷渦中心。

2）若在5°×5°格點(diǎn)內(nèi)，出現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)滿足上述條件，則選取位勢高度最低的點(diǎn)作為冷渦中心;若在1 d內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)冷渦中心，選取位勢高度最低的點(diǎn)作為當(dāng)天的冷渦中心。

3）在任何連續(xù)兩個(gè)時(shí)次（6 h）內(nèi)，只有當(dāng)移動(dòng)速度小于10經(jīng)度/（6 h）時(shí)，才將上述兩個(gè)檢測到的網(wǎng)格視為相同的系統(tǒng)。否則，它們屬于兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。

4）冷渦中心維持3 d及3 d以上，則視為一個(gè)冷渦過程。

1.3 東北冷渦的分類

參考鄭秀雅和張廷治（1992）制定的標(biāo)準(zhǔn)，將東北冷渦劃分為北渦（50°～60°N）、中渦（40°～50°N）、南渦（35°～40°N）3類。東北冷渦既可帶來暴雨，也會(huì)引發(fā)弱降水。引起暴雨的冷渦系統(tǒng)各層低中心軸線隨高度向北偏西方向傾斜，溫壓場有位相差。而引起弱降水的冷渦系統(tǒng)正壓結(jié)構(gòu)十分明顯，溫壓場位相基本一致，這類冷渦強(qiáng)度要強(qiáng)于前者（孫力等，1995）。參考這兩類冷渦的溫壓場結(jié)構(gòu)、高低空配置以及蔣大凱等（2012）定義的深厚、淺薄冷渦，將東北冷渦劃分為強(qiáng)冷渦和弱冷渦（圖1）。若冷渦環(huán)流從對流層低層層至中層，近乎垂直分布，有明顯的冷槽或冷中心配合，則為強(qiáng)冷渦。若冷渦環(huán)流在對流層中低層對應(yīng)弱溫度脊或平直等溫線，冷空氣層相對比較淺薄，則為弱冷渦。

2 東北冷渦的統(tǒng)計(jì)特征

2.1 頻數(shù)特征

近30年中5—9月共出現(xiàn)221次東北冷渦過程，總計(jì)1 044 d，年平均7.4次，34.8 d，出現(xiàn)頻率逐年上升。93%的冷渦維持時(shí)長為3～5 d。平均每次冷渦過程維持4.33 d，其中最長的一次東北冷渦過程持續(xù)13 d。5月冷渦出現(xiàn)次數(shù)最多，近30年共出現(xiàn)63次（28.4%），年平均2.1次，最多的一年出現(xiàn)4次（表1）。8—9月冷渦出現(xiàn)次數(shù)較少，約占總數(shù)的15%，平均每年1.2次。8—9月年平均每年受冷渦影響天數(shù)較少，為4.7 d和4.2 d，近30年總?cè)諗?shù)分別為143 d和128 d。5—7月平均每年受冷渦影響天數(shù)分別為9.9 d、8.8 d和7.0 d，月最多東北冷渦日數(shù)分別達(dá)到21 d、20 d和19 d，近30年總?cè)諗?shù)均達(dá)200 d以上，平均每次冷渦過程維持時(shí)長為4 d以上，表明東北冷渦在春末夏初影響最大，這一結(jié)論與前人研究結(jié)果一致。

強(qiáng)北渦過程略多于弱北渦，弱中渦與強(qiáng)中渦比例約為3∶2。因此，北渦中出現(xiàn)強(qiáng)冷渦的頻率高于中渦，出現(xiàn)弱冷渦頻率低于中渦。中渦對東北地區(qū)旱澇影響較大，與東北大部分地區(qū)的降水呈正相關(guān)分布，中渦偏弱的頻率較高使得東北地區(qū)降水較少，這與鄭秀雅和張廷治（1992）統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)中渦帶來的天氣多為低溫少雨這一結(jié)論相符合（圖2）。

2.2 不同類型冷渦的月變化特征及聯(lián)系

6月北渦相對較少，而4、8、9月占同期的一半或以上（鄭秀雅和張廷治，1992）。北渦、中渦和南渦的出現(xiàn)有著較大的月際差別，5、8、9月北渦和中渦出現(xiàn)頻率大致相同，6月很少出現(xiàn)北渦，7月較少出現(xiàn)中渦。南渦出現(xiàn)次數(shù)不多，集中在5—6月，近30年南渦未出現(xiàn)在9月。春末（5月）、秋初（9月）出現(xiàn)強(qiáng)冷渦的頻率較高，夏季（尤其是7—8月）出現(xiàn)弱冷渦的頻率較高（表2）。

6—7月弱中渦、5月強(qiáng)冷渦出現(xiàn)次數(shù)均達(dá)15次以上，其次是7月弱北渦和9月強(qiáng)北渦。春末（5月）、秋初（9月）的北渦偏強(qiáng)的頻率較高，約為60%，這表明近30年春末秋初北渦對東北地區(qū)的影響較大，天氣情況較為復(fù)雜（圖3），與鄭秀雅和張廷治（1992）研究結(jié)果一致。夏季（6—8月）中渦偏弱的頻率較高，約為74%。近30年夏季中渦帶來的天氣多為低溫少雨。綜上，春末秋初強(qiáng)北渦、夏季弱中渦出現(xiàn)頻率較高，這一結(jié)論對研究東北冷渦控制下的天氣情況有重要作用，下文將簡要分析其成因。

3 春末秋初強(qiáng)北渦、夏季弱中渦高頻出現(xiàn)的成因

3.1 高空急流的影響

東亞高空西風(fēng)急流是影響中國天氣氣候變化的重要系統(tǒng)。對我國降水，例如江淮梅雨、江南春雨等有重要影響（王黎娟和高龍龍，2017）。對東北冷渦的形成和發(fā)展也有重要作用（陶詩言和陳隆勛，1957），冷渦附近的垂直運(yùn)動(dòng)和高低空配置都與其有關(guān)。本文中的距平為春末秋初北渦、夏季中渦要素場減去近30年北渦、中渦的平均場。東北冷渦位于高空急流的北側(cè)，其東側(cè)位于左側(cè)出口區(qū)，有利于高空輻散，加強(qiáng)低渦系統(tǒng)，促使冷渦繼續(xù)發(fā)展（圖4）。

春末秋初北渦高空急流范圍及風(fēng)速明顯強(qiáng)于平均北渦，秋初北渦東側(cè)及東南側(cè)為風(fēng)速較大區(qū)域，對流層高層的輻散作用更強(qiáng)，更有利于冷渦系統(tǒng)的加強(qiáng)（圖4a、b）。而夏季中渦的高空急流弱于平均中渦，冷渦強(qiáng)度偏弱（圖4c）。東亞西風(fēng)急流多年來有明顯的分支現(xiàn)象，南支急流分支通常是東亞急流分裂的結(jié)果（孫力等，2000）。增強(qiáng)的冷渦活動(dòng)將迫使南支急流在高緯度地區(qū)向北移動(dòng)。高空緯向距平大致呈緯向帶狀分布，北渦由南向北呈現(xiàn)“負(fù)-正-負(fù)”的距平分布。春末北渦風(fēng)場具兩個(gè)正距平中心，偏南（32°～50°N），范圍更大，副熱帶西風(fēng)急流更強(qiáng)盛（圖4a）;秋初北渦正距平具有較大的中心值（圖4b）。夏季中渦由南向北呈現(xiàn)“負(fù)-正”的距平分布，60°N以南多為負(fù)距平（圖4c），中渦西風(fēng)急流在夏季較弱。

3.2 對流層中低層環(huán)流場的影響

不同天氣尺度系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展都有其特定的環(huán)流背景。春末北渦的環(huán)流分布和平均北渦相似，阻塞形勢明顯，中心維持在52°N左右。春末冷渦環(huán)流經(jīng)向性更明顯，位置偏南，對流層中低層的中心位勢高度更低（圖5b、e）。秋初冷渦位置偏北，渦旋結(jié)構(gòu)在高層表現(xiàn)更明顯，500 hPa上低渦中心位勢高度較低，但850 hPa上西南側(cè)出現(xiàn)小高壓（圖5c、f）。春末秋初北渦中心附近，對流層整層均為正渦度距平，其軸線隨高度南偏，300 hPa以上為大值區(qū)，中心出現(xiàn)在250 hPa，有利于氣旋性環(huán)流的發(fā)展（圖6a、b）。溫度場方面，春末及平均北渦配合著較深的冷槽，溫度槽落后于高度槽，有利于低渦發(fā)展，但春末時(shí)溫度槽更深，尤其是高層。秋初時(shí)500 hPa上有冷中心，850 hPa上配合有近乎垂直的溫度槽。夏季中渦渦度正負(fù)距平都較弱，150 hPa以上為負(fù)距平，氣旋性弱于平均中渦（圖6c），夏季中渦環(huán)流弱于平均中渦，中心位勢高度較高，溫度槽相對較淺，冷渦強(qiáng)度明顯弱于平均中渦（圖略）。

東北冷渦是深厚的低渦系統(tǒng)，中心附近有較強(qiáng)的上升氣流，上升運(yùn)動(dòng)中心一般位于冷渦東南側(cè)（鐘水新等，2011）。北渦出現(xiàn)在春末秋初時(shí)風(fēng)場更為強(qiáng)盛（圖7a、b），冷渦中心附近為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，也是垂直速度正距平區(qū)域，更有利于冷渦的發(fā)展加強(qiáng)。春末北渦上升區(qū)域?qū)挾瓤蛇_(dá)15°N。秋初北渦上升區(qū)域較窄，但強(qiáng)度較強(qiáng)，可伸展至150 hPa，北側(cè)下沉氣流也較強(qiáng)。夏季中渦南側(cè)為垂直速度正距平區(qū)，上升氣流較強(qiáng)，下沉區(qū)較弱。這是因?yàn)橄募竟脕憝h(huán)流北移，上升支影響至35°N附近（符淙斌，1979），這正是圖7c中垂直速度正距平中心所在的位置。

3.3 干侵入對冷渦強(qiáng)度的影響

干侵入的實(shí)質(zhì)是高位渦的下傳和侵入（劉英等，2012），是激發(fā)冷渦發(fā)生、發(fā)展的動(dòng)力條件之一（吳迪等，2010）。高位勢渦度在偏北偏西的氣流引導(dǎo)下南下，在250 hPa影響最大，在300 hPa左右處向低層侵入（圖8），促進(jìn)低層輻合，加強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)。春末北渦中心附近，對流層中高層均為正位渦距平，有利于觸發(fā)上升運(yùn)動(dòng)，形成強(qiáng)對流（圖8a）;秋初時(shí)，對流層高層至頂層30°～42°N區(qū)域內(nèi)為負(fù)距平，42°N以北為正距平（圖8b）。春末秋初北渦高位渦下傳和侵入更強(qiáng)，冷渦得以發(fā)展。夏季中渦對流層中低層為較弱的正距平，高層為負(fù)距平，高位渦下傳較弱，干侵入機(jī)制對夏季中渦發(fā)生發(fā)展的促進(jìn)較弱（圖8c），對比圖7c，上升運(yùn)動(dòng)主要受哈得來環(huán)流影響的推測是合理的。

干侵入在低層表現(xiàn)為強(qiáng)的冷平流侵入（鐘水新等，2013），冷平流是冷渦低層系統(tǒng)發(fā)展的主要原因（劉英等，2012）。暖空氣上升和冷空氣下沉有助于擾動(dòng)有效位能轉(zhuǎn)換為擾動(dòng)動(dòng)能，使東北冷渦得以發(fā)展和維持（Xia et al.，2012）。以300 hPa為界，其上為暖平流區(qū)，其下為冷平流區(qū)，近地面層有較弱暖平流，冷平流中心一般出現(xiàn)在300～400 hPa。北渦出現(xiàn)在春末時(shí)，

300 hPa以上為負(fù)距平，冷平流更為強(qiáng)盛，400 hPa以下有較弱正距平，暖平流略強(qiáng)，上下層溫差較大。北渦出現(xiàn)在秋初時(shí)，冷平流強(qiáng)度較大，范圍向上延伸至200 hPa，向下伸展至800 hPa（圖9b）。中渦出現(xiàn)在夏季時(shí)，300 hPa以上為正距平，500 hPa以下為較弱負(fù)距平，冷暖平流都較平均中渦弱（圖9c）。

4 討論與結(jié)論

利用NCEP逐6 h再分析資料以及中國氣象局提供的MICAPS觀測資料，采用客觀與MICAPS觀測相結(jié)合的方法，挑選出1989—2018年5—9月生成和維持的東北冷渦，按照冷渦的地理位置、物理特征等特性對東北冷渦進(jìn)行分類，并分析了其統(tǒng)計(jì)特征及不同類型冷渦之間的關(guān)系。主要結(jié)論如下：

1）近30年來5—9月東北地區(qū)共計(jì)出現(xiàn)221次東北冷渦過程，總計(jì)1 044 d。97%的冷渦過程持續(xù)時(shí)間為3～5 d，最長可達(dá)13 d。東北冷渦在5月出現(xiàn)次數(shù)最多，8、9月最少。5—7月平均每次冷渦過程持續(xù)時(shí)間為4 d以上，月最多東北冷渦日數(shù)分別達(dá)到21、20和19 d，表明東北冷渦在春末夏初影響最大。6月很少出現(xiàn)北渦，7月較少出現(xiàn)中渦，南渦一般發(fā)生在5、6月。北渦在春末（5月）、秋初（9月）偏強(qiáng)的頻率較高，中渦在夏季（6—8月）中渦偏弱的頻率較高。

2）春末秋初強(qiáng)北渦和夏季弱中渦的頻發(fā)有多種成因。春末秋初北渦的高空西風(fēng)急流較強(qiáng)，加強(qiáng)對流層上部的輻散和低渦環(huán)流。整個(gè)對流層的氣旋性環(huán)流較強(qiáng)，尤其是在冷渦的高層和西南側(cè)。此外，低中心位勢高度較低，高低空環(huán)流場配合較強(qiáng)的高空西風(fēng)急流，使冷渦進(jìn)一步發(fā)展和維持。這些都有利于北渦的加強(qiáng)。夏季中渦的西風(fēng)急流偏弱，雖上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，但這主要受到夏季哈得來環(huán)流的影響，綜合所有要素分析，冷渦強(qiáng)度較弱。

3）此外，干侵入是東北冷渦發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制之一，在對流層高層表現(xiàn)為高位渦發(fā)展、東移，在對流層低層表現(xiàn)為強(qiáng)的冷平流侵入。上部干冷氣流在300 hPa上沿等熵面向下侵入。北渦出現(xiàn)在春末秋初時(shí)，高位渦下傳和侵入更強(qiáng)，春末冷暖平流都較強(qiáng)，上下層溫差較大，秋初冷平流更強(qiáng)盛，冷渦發(fā)展更為強(qiáng)盛。中渦出現(xiàn)在夏季時(shí)，與之相反，干侵入機(jī)制對其發(fā)生發(fā)展的促進(jìn)作用較弱。

以上主要分析了1989—2018年5—9月不同類型東北冷渦的統(tǒng)計(jì)特征及其聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)春末秋初北渦、夏季中渦偏強(qiáng)的頻率較高，并從各要素場高低空配置，高空西風(fēng)急流強(qiáng)度，干侵入這三個(gè)方面研究分析了這一現(xiàn)象的成因。但對于不同類型冷渦特別是不同位置冷渦對我國降水的影響并沒有涉及，這一點(diǎn)還需要在之后的工作中深入討論。

參考文獻(xiàn)（References）

Blender R，Schubert M，2000.Cyclone tracking in different spatial and temporal resolutions[J].Mon Wea Rev，128（2）：377.doi：10.1175/1520-0493（2000）1280377：ctidsa>2.0.co;2.

符淙斌，1979.平均經(jīng)圈環(huán)流型的轉(zhuǎn)變與長期天氣過程[J].氣象學(xué)報(bào)，37（1）：74-85. Fu C B，1979.On the variation of mean meridional circulation related with long-range weather process[J].Acta Meteorol Sin，37（1）：74-85.（in Chinese）.

Hu K X，Lu R Y，Wang D H，2010.Seasonal climatology of cut-off lows and associated precipitation patterns over Northeast China[J].Meteor Atmos Phys，106（1/2）：37-48.doi：10.1007/s00703-009-0049-0.

蔣大凱，王江山，閻琦，等，2012.1961—2010年5—9月東北冷渦氣候特征及其對遼寧氣溫的影響[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，28（2）：5-9. Jiang D K，Wang J S，Yan Q，et al.，2012.Climatic characters of Northeast cold vortex and its effect on air temperature in Liaoning Province from May to September during 1961—2010[J].J Meteor Environ，28（2）：5-9.doi：10.3969/j.issn.1673-503X.2012.02.002.（in Chinese）.

劉英，王東海，張中鋒，等，2012.東北冷渦的結(jié)構(gòu)及其演變特征的個(gè)例綜合分析[J].氣象學(xué)報(bào)，70（3）：354-370. Liu Y，Wang D H，Zhang Z F，et al.，2012.A comprehensive analysis of the structure of A northeast China-cold-vortex and its characteristics of evolution[J].Acta Meteorol Sin，70（3）：354-370.（in Chinese）.

Nieto R，Gimeno L，de la Torre L，et al.，2005.Climatological features of cutoff low systems in the Northern Hemisphere[J].J Climate，18（16）：3085-3103.doi：10.1175/jcli3386.1.

孫力，鄭秀雅，王琪，1994.東北冷渦的時(shí)空分布特征及其與東亞大型環(huán)流系統(tǒng)之間的關(guān)系[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，5（3）：297-303. Sun L，Zheng X Y，Wang Q，1994.The climatological characteristics of northeast cold vortex in China[J].Quart J Appl Meteor Sci，5（3）：297-303.（in Chinese）.

孫力，王琪，唐曉玲，1995.暴雨類冷渦與非暴雨類冷渦的合成對比分析[J].氣象，21（3）：7-10. Sun L，Wang Q，Tang X L，1995.A composite diagnostic analysis of cold vortex of storm-rainfall and non-storm rainfall types[J].Meteor Mon，21（3）：7-10.（in Chinese）.

孫力，安剛，廉毅，等，2000.夏季東北冷渦持續(xù)性活動(dòng)及其大氣環(huán)流異常特征的分析[J].氣象學(xué)報(bào)，58（6）：704-714. Sun L，An G，Lian Y，et al.，2000.A study of the persistent activity of Northeast cold vortex in summer and its genral circulation anomaly charecteristics[J].Acta Meteorol Sin，58（6）：704-714.doi：10.3321/j.issn：0577-6619.2000.06.006.（in Chinese）.

陶詩言，陳隆勛，1957.夏季亞洲大陸上空大氣環(huán)流的結(jié)構(gòu)[J].氣象學(xué)報(bào)，15（3）：234-247. Tao S Y，CheL X，1957.The structure ofgeneral circulation over continent of Asia in summer[J].Acta Meteorol Sin，15（3）：234-247.（in Chinese）.

王承偉，徐海明，任麗，等，2012.東北冷渦客觀識(shí)別方法的研究[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，28（2）：1-4. Wang C W，Xu H M，Ren L，et al.，2012.The objective identification method of northeast cold vortex[J].J Meteorol Environ，28（2）：1-4.（in Chinese）.

王黎娟，高龍龍，2017.江南春雨的時(shí)空分布特征及其旱澇年環(huán)流差異[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，40（3）：310-320. Wang L J，Gao L L，2017.The spatial and temporal distribution of the spring persistent rains and circulation differences between its drought and flood years[J].Trans Atmos Sci，40（3）：310-320.doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20150812001.（in Chinese）.

王麗娟，何金海，司東，等，2010.東北冷渦過程對江淮梅雨期降水的影響機(jī)制[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，33（1）：89-97. Wang L J，He J H，Si D，et al.，2010.Analysis of impacts of Northeast cold vortex processes on Meiyu rainfall period over Yangtze-Huaihe River Basin[J].Trans Atmos Sci，33（1）：89-97.doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.2010.01.013.（in Chinese）.

王黎娟，陳爽，張海燕，2018.南印度洋偶極子的變化特征及其與ENSO事件的聯(lián)系[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，41（3）：344-354. Wang L J，Chen S，Zhang H Y，2018.Characteristics of Southern Indian Ocean Dipole variation and its relationship with ENSO events[J].Trans Atmos Sci，41（3）：344-354.doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170221003.（in Chinese）.

王黎娟，張海燕，陳爽，2019.4—6月江淮流域不同尺度溫帶氣旋發(fā)展率及移動(dòng)特征[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，42（3）：399-408. Wang L J，Zhang H Y，Chen S，2019.Development rate and movement characteristics of extratropical cyclones at different scales in the Changjiang-Huaihe River Valley from April to June[J].Trans Atmos Sci，42（3）：399-408.doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170703002.（in Chinese）.

王黎娟，蔡聰，張海燕，2020.兩類ENSO背景下中國東部夏季降水的環(huán)流特征及關(guān)鍵系統(tǒng)[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，43（4）：617-629. Wang L J，Cai C，Zhang H Y，2020.Circulation characteristics and critical systems of summer precipitation in eastern China under the background of two types of ENSO events[J].Trans Atmos Sci，43（4）：617-629.doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20180817002.（in Chinese）.

吳迪，姚秀萍，壽紹文，2010.干侵入對一次東北冷渦過程的作用分析[J].高原氣象，29（5）：1208-1217. Wu D，Yao X P，Shou S W，2010.Analysis of impact of dry intrusion on a cold vortex process in Northeast China[J].Plateau Meteor，29（5）：1208-1217.（in Chinese）.

Xia R D，F(xiàn)u S M，Wang D H，2012.On the vorticity and energy budgets of the cold vortex in Northeast China：a case study[J].Meteor Atmos Phys，118（1/2）：53-64.doi：10.1007/s00703-012-0203-y.

謝作威，布和朝魯，2012.東北冷渦低頻活動(dòng)特征及背景環(huán)流[J].氣象學(xué)報(bào)，70（4）：704-716. Xie Z W，Bueh C L，2012.Low frequency characteristics of Northeast China cold vortex and its background circulation pattern[J].Acta Meteorol Sin，70（4）：704-716.（in Chinese）.

閆玉琴，韓秀君，毛賢敏，1995.東北冷渦的環(huán)流形勢分類及其譜特征[J].遼寧氣象，11（4）：3-6. Yan Y Q，Han X J，Mao X M，1995.Classification of the northeast cold vortex at circulation situation and its spectrum signature[J].J Liaoning Meteor，11（4）：3-6.（in Chinese）.

Zhang C，Zhang Q，Wang Y，et al.，2008.Climatology of warm season cold vortices in East Asia：1979—2005[J].Meteor Atmos Phys，100（1/2/3/4）：291-301.doi：10.1007/s00703-008-0310-y.

鄭秀雅，張廷治，1992.東北暴雨[M].北京：氣象出版社. Zheng X Y，Zhang T Z，1992.Rainstorm inNortheast China [M].Beijing：China Meteorological Press.（in Chinese）.

鐘水新，2011.東北冷渦結(jié)構(gòu)特征及其強(qiáng)降水形成機(jī)理研究[D].北京：中國氣象科學(xué)研究院. Zhong S X，2011.Structural features of cold vortex and its formation mechanism of heavy rainfall over Northeast China[D].Beijing：Chinese Academy of Meteorological Sciences.（in Chinese）.

鐘水新，王東海，張人禾，等，2011.一次東北冷渦降水過程的結(jié)構(gòu)特征與影響因子分析[J].高原氣象，30（4）：951-960. Zhong S X，Wang D H，Zhang R H，et al.，2011.Analyses on the structure characteristic and formation mechanism of the rainstorm related to a cold vortex system over northeast China[J].Plateau Meteor，30（4）：951-960.（in Chinese）.

鐘水新，王東海，張人禾，等，2013.一次冷渦發(fā)展階段大暴雨過程的中尺度對流系統(tǒng)研究[J].高原氣象，32（2）：2435-2445. Zhong S X，Wang D H，Zhang R H，et al.，2013.Study of mesoscale convective system in heavy rainstorm process at a cold vortex development stage[J].Plateau Meteor，32（2）：2435-2445.（in Chinese）.

朱其文，章少卿，周志才，等，1997.前夏東北冷渦活動(dòng)及其降水分布特征的初步分析[C]//東北冷渦研究文集.沈陽：遼寧出版社. Zhu Q W，Zhang S Q，Zhou Z C，et al.，1997.A preliminary analysis of the cold vortex activity and its precipitation distribution in Northeast China in early summer[C]//A collection of northeast cold vortex studies.Shenyang：Liaoning Press.（in Chinese）.

Statistical characteristics and causes of different types of northeast cold vortex from May to September

YANG Bo，WANG Lijuan

Key Laboratory of Meteorological Disaster，Ministry of Education （KLME）/Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters （CIC-FEMD），Nanjing University of Information Science & Technology，Nanjing 210044，China

The method of the subjective and objective combination was used to detect and track Northeast China cold vortexes （NECVs） in May-September，based on 30-year NCEP/NCAR reanalysis data and MICAPS observation data provided by China Meteorological Administration.Over the past 30 years，the number of NECVs has steadily increased.NECV processes lasted 3 to 5 days on average in northeast China each year.In May，the frequency was highest，while in August and September，it was lowest.May-July，the longest time influenced by NECVs can exceed 19 days，with an annual average of 9.9 days，8.8 days，and 7.0 days，respectively.NECVs can be categorized according to their characteristics：north，middle，and south cold vortices （NCV，MCV，and SCV） as well as strong and weak cold vortices.SCVs mostly occur in May and June.Weak NECVs occurred about 1.2 times as often as strong NECVs.The NCVs in late spring and early autumn，as well as the weak MCVs in summer，occurred frequently.Researchers found that when NCVs occur in late spring and early autumn，the upper-level westerly jets are stronger，strengthening the divergence in the upper troposphere and the vortex circulation.During the upper and lower levels of circulation，strong jets cooperated with the circulation fields，enabling the cold vortices to develop and grow constantly.Other than the jets and circulation，the lower central potential height coupled with the obvious cold-core and stronger ascending motions were conducive to the development of NCV.Furthermore，the dry invasion was strongly promoted by lower-level cold advection and the downward intrusion of high potential vorticity （PV）.The MCVs happened in the summer when the opposite was true.

the Northeast cold vortex;statistical characteristics;dry intrusion;upper-level jet

doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20200708001

（責(zé)任編輯：袁東敏）