南极长城站近10年来天气变化特征
刘志刚?吴丽侠?许淙
2004年南极长城站开始使用自动站观测，新的观测方式下分析南极长城站10年来天气和温度降水等气象观测资料，对影响长城站天气系统和气象变化特征进行研究发现，气温有跳跃降低趋势，大风日数缓慢减少，降水量有所增多。
由于南极是导致全球气候变化的重要冷源组成部分之一，所以研究南极气象变化对全球气候的影响已经成为世界气候变化研究的重要课题之一。从1985年2月20日建站到2014年2月20日，长城站已经走过了30年。2004年长城站气象观测采用自动观测气温和风等气象要素，在新的观测方式下，对近10年来长城站的气象观测和相关考察资料、数据进行深入地分析研究，研究发现近10年来长城站的气温变化有跳跃降温变冷趋势，降水量逐年增多，年平均风速变化不大。
一、长城站地区天气特征
长城站处于极地西风带南极辐合带边缘，具体位于西南极，南极半岛乔治王岛上。极地全年气旋活动频繁，冬季和夏季天气情况复杂多变，冬季以大风雪、低温天为主，夏季以大雾、雨雪天为主。长城站阴雨天气占90.5%，年平均相对湿度为89%。晴朗天气通常出现在气旋过境后，可持续3-5天，主要是由于南美洲高压脊发展南伸，而南极大陆高压比较稳定，在南极半岛形成鞍型场。影响长城站地区的天气系统主要包括：极地气旋、南极大陆高压和南美洲高压。长城站产生灾害性天气最关键的天气系统是极地气旋，夏季平均3-4天就有一个气旋入侵南极半岛乔治王岛地区，平均每月影响长城站气旋为6-8个。冬季气旋强度比夏季要强，平均每月5-7个，而气旋移动路径比夏天偏北，夏季气旋移动路径稍有偏南。当极地气旋入侵乔治王岛时，长城站会出现不同的天气，主要是因为长城站处于气旋不同位置上。例如，长城站位于气旋东北部，受偏北气流和西北气流的影响，大量暖湿空气使长城站气温提升，出现降雨或雨夹雪；位于气旋东南或南部，受东南或偏南气流影响，天气以降温、降雪、大风为主。
二、长城站气温变化特征
长城站从12月份到下一年3月份，月平均气温大多数都在零度以上，从4月到11月份月平均气温都在零度以下。长城站从1985年建站到2013年，年平均气温为-2.2℃。2007年长城站是低温年，该年从6月至9月份最低气温低于-14.2℃，在7月份出现-25.1℃的低温，年平均气温-3.4℃，比正常年份低1.2℃。而2008年长城站是暖年，该年整体气温相对偏高，冬季6月至9月份平均最低气温-5.5℃，极端最低气温-16.0℃，年平均气温-1.1℃。2004年至2013年，这10年内长城站的气温呈跳跃变低状态，其中2011-2013年平均气温都低于-2.2℃。气温曲线表明，2004-2013年平均气温有5年为负距平5年为正距平，平均气温和历年基本持平，但是趋势走向明显降低，见图1。通过对10年来长城站气温变化趋势的分析，得出近10年来长城站气候是变冷的。
图1 近10年长城站的平均气温
三、长城站风向风速特征
长城站全年基本上受西北气流和东南气流的影响，以西北风和东南风为主。西北或偏北风气流可以把低纬度的暖湿空气吹送到长城站地区，使长城站气温明显提升，容易出现雨雾天气。东南风可以使长城站气温迅速下降，受强极地高压北上与气旋共同影响，长城站12小时能降温10.0℃以上，容易引起长城站出现大风和暴风雪天气。特别是4月份以后，南极大陆冷气团加强发展北扩，强劲东南气流沿着南极半岛南下，把南极大陆或威德尔海上空的冷空气带到乔治王岛地区，导致长城站出现降温大风暴雪恶劣天气。长城站每年从5月份开始温度明显降低，暴风雪天气出现频率增多。
长城站的平均风速为7.5m/s，冬季风速比夏季要大，主要原因是冬季极地气旋强、南极大陆冷高压发展加强北扩。长城站地区受气旋影响，该地区气压梯度加大风速增强。近10年来，2007年长城站年平均风速最小，为6.9m/s，2010年年平均风速最大为8.2m/s。长城站的最大风速出现在2013年8月19日，为38.0m/s。长城站年平均风速>=17.0m/s大风日数143天，2004年大风日数最多为174天，见图2。从中可以看出2004年到现在近10年，长城站风速与大风日数有所减少。
图2 长城站>=17.0m/s大风日数
四、长城站的降水特征
长城站的夏季降水以降雨和雨夹雪为主，集中在11月份到下一年的1月至3月份；冬季降水以降雪为主，集中在4月至10月份。长城站年降水量为540.2mm。通过对近10年降水观测资料分析，降水偏多，其中8年正距平，见图3。特别是2013年降水量比平均值要多338.6mm。长城站地区冬季积雪平均厚度为1.0m左右，因冬季强劲东南风吹起积雪，在山坡与避风物或建筑物的西北边，积雪堆积形成雪坝。积雪从11月初开始融化一直持续到下一年的4月底。
图3 长城站近10年降水量曲线
五、长城站云雾与海冰特征
长城站地区的灾害性气候是大雾天气。大雾严重影响智利在乔治王岛费雷机场的飞机起降，机场曾经发生过由于大雾导致直升机机毁人亡的事故。极地气旋活动最频繁地区是西风带边缘，而乔治王岛正处于此位置，气旋从海上带来大量暖湿空气，使长城站全年出现阴雨天气。长城站阴雨雪天气平均占90.5%。长城站阴雨天气出现云种类最多：有低云Sc，Ns，Fs，主要产生降水；中云Ac，As。暖湿空气从海面缓慢地向长城站地区移动时，在风速>=3.0m/s时，长城站容易形成大雾天气，风速减小时天气稳定，大雾可持续48小时以上，大雾天气最低能见度<=50m，当风速增加时大雾就会逐渐消散。
长城湾内近10年来几乎都封冻。气温是导致的海湾封冻的原因，同时由于气旋活动产生波浪和涌浪，外海面大量漂浮碎冰随着东南风被吹进海湾内，等海面平静气温下降被冻结变成固定冰。长城湾海口朝东南向，湾内碎冰可以被西北风吹出海湾，湾内没有碎冰，这样湾内很难封冻。长城湾中海冰到10月底因风浪作用下开始崩解。长城湾封冻当年新冰最厚一般为150cm，冬季海水表面温度-1.0℃左右。
六、结语
总之，通过对近10年来南极长城站气象天气资料的详细分析，得出南极长城站地区气温跳跃变冷，降水量明显增多，大风天数缓慢减少。虽然近10年南极半岛长城站地区气温变冷，降水量也呈现出增加趋势，但总体而言，目前没有足够证据表明南极地区存在普遍变冷降温的情况。所以气象部门更要积极改进观测方式，加强对南极地区天气气象的监测，特别是对南极地区冰盖的监测。
（作者单位：1 河北省青龙县气象局；2 河北省秦皇岛市气象局；3.国家海洋环境预报中心）
2004年南极长城站开始使用自动站观测，新的观测方式下分析南极长城站10年来天气和温度降水等气象观测资料，对影响长城站天气系统和气象变化特征进行研究发现，气温有跳跃降低趋势，大风日数缓慢减少，降水量有所增多。
由于南极是导致全球气候变化的重要冷源组成部分之一，所以研究南极气象变化对全球气候的影响已经成为世界气候变化研究的重要课题之一。从1985年2月20日建站到2014年2月20日，长城站已经走过了30年。2004年长城站气象观测采用自动观测气温和风等气象要素，在新的观测方式下，对近10年来长城站的气象观测和相关考察资料、数据进行深入地分析研究，研究发现近10年来长城站的气温变化有跳跃降温变冷趋势，降水量逐年增多，年平均风速变化不大。
一、长城站地区天气特征
长城站处于极地西风带南极辐合带边缘，具体位于西南极，南极半岛乔治王岛上。极地全年气旋活动频繁，冬季和夏季天气情况复杂多变，冬季以大风雪、低温天为主，夏季以大雾、雨雪天为主。长城站阴雨天气占90.5%，年平均相对湿度为89%。晴朗天气通常出现在气旋过境后，可持续3-5天，主要是由于南美洲高压脊发展南伸，而南极大陆高压比较稳定，在南极半岛形成鞍型场。影响长城站地区的天气系统主要包括：极地气旋、南极大陆高压和南美洲高压。长城站产生灾害性天气最关键的天气系统是极地气旋，夏季平均3-4天就有一个气旋入侵南极半岛乔治王岛地区，平均每月影响长城站气旋为6-8个。冬季气旋强度比夏季要强，平均每月5-7个，而气旋移动路径比夏天偏北，夏季气旋移动路径稍有偏南。当极地气旋入侵乔治王岛时，长城站会出现不同的天气，主要是因为长城站处于气旋不同位置上。例如，长城站位于气旋东北部，受偏北气流和西北气流的影响，大量暖湿空气使长城站气温提升，出现降雨或雨夹雪；位于气旋东南或南部，受东南或偏南气流影响，天气以降温、降雪、大风为主。
二、长城站气温变化特征
长城站从12月份到下一年3月份，月平均气温大多数都在零度以上，从4月到11月份月平均气温都在零度以下。长城站从1985年建站到2013年，年平均气温为-2.2℃。2007年长城站是低温年，该年从6月至9月份最低气温低于-14.2℃，在7月份出现-25.1℃的低温，年平均气温-3.4℃，比正常年份低1.2℃。而2008年长城站是暖年，该年整体气温相对偏高，冬季6月至9月份平均最低气温-5.5℃，极端最低气温-16.0℃，年平均气温-1.1℃。2004年至2013年，这10年内长城站的气温呈跳跃变低状态，其中2011-2013年平均气温都低于-2.2℃。气温曲线表明，2004-2013年平均气温有5年为负距平5年为正距平，平均气温和历年基本持平，但是趋势走向明显降低，见图1。通过对10年来长城站气温变化趋势的分析，得出近10年来长城站气候是变冷的。
图1 近10年长城站的平均气温
三、长城站风向风速特征
长城站全年基本上受西北气流和东南气流的影响，以西北风和东南风为主。西北或偏北风气流可以把低纬度的暖湿空气吹送到长城站地区，使长城站气温明显提升，容易出现雨雾天气。东南风可以使长城站气温迅速下降，受强极地高压北上与气旋共同影响，长城站12小时能降温10.0℃以上，容易引起长城站出现大风和暴风雪天气。特别是4月份以后，南极大陆冷气团加强发展北扩，强劲东南气流沿着南极半岛南下，把南极大陆或威德尔海上空的冷空气带到乔治王岛地区，导致长城站出现降温大风暴雪恶劣天气。长城站每年从5月份开始温度明显降低，暴风雪天气出现频率增多。
长城站的平均风速为7.5m/s，冬季风速比夏季要大，主要原因是冬季极地气旋强、南极大陆冷高压发展加强北扩。长城站地区受气旋影响，该地区气压梯度加大风速增强。近10年来，2007年长城站年平均风速最小，为6.9m/s，2010年年平均风速最大为8.2m/s。长城站的最大风速出现在2013年8月19日，为38.0m/s。长城站年平均风速>=17.0m/s大风日数143天，2004年大风日数最多为174天，见图2。从中可以看出2004年到现在近10年，长城站风速与大风日数有所减少。
图2 长城站>=17.0m/s大风日数
四、长城站的降水特征
长城站的夏季降水以降雨和雨夹雪为主，集中在11月份到下一年的1月至3月份；冬季降水以降雪为主，集中在4月至10月份。长城站年降水量为540.2mm。通过对近10年降水观测资料分析，降水偏多，其中8年正距平，见图3。特别是2013年降水量比平均值要多338.6mm。长城站地区冬季积雪平均厚度为1.0m左右，因冬季强劲东南风吹起积雪，在山坡与避风物或建筑物的西北边，积雪堆积形成雪坝。积雪从11月初开始融化一直持续到下一年的4月底。
图3 长城站近10年降水量曲线
五、长城站云雾与海冰特征
长城站地区的灾害性气候是大雾天气。大雾严重影响智利在乔治王岛费雷机场的飞机起降，机场曾经发生过由于大雾导致直升机机毁人亡的事故。极地气旋活动最频繁地区是西风带边缘，而乔治王岛正处于此位置，气旋从海上带来大量暖湿空气，使长城站全年出现阴雨天气。长城站阴雨雪天气平均占90.5%。长城站阴雨天气出现云种类最多：有低云Sc，Ns，Fs，主要产生降水；中云Ac，As。暖湿空气从海面缓慢地向长城站地区移动时，在风速>=3.0m/s时，长城站容易形成大雾天气，风速减小时天气稳定，大雾可持续48小时以上，大雾天气最低能见度<=50m，当风速增加时大雾就会逐渐消散。
长城湾内近10年来几乎都封冻。气温是导致的海湾封冻的原因，同时由于气旋活动产生波浪和涌浪，外海面大量漂浮碎冰随着东南风被吹进海湾内，等海面平静气温下降被冻结变成固定冰。长城湾海口朝东南向，湾内碎冰可以被西北风吹出海湾，湾内没有碎冰，这样湾内很难封冻。长城湾中海冰到10月底因风浪作用下开始崩解。长城湾封冻当年新冰最厚一般为150cm，冬季海水表面温度-1.0℃左右。
六、结语
总之，通过对近10年来南极长城站气象天气资料的详细分析，得出南极长城站地区气温跳跃变冷，降水量明显增多，大风天数缓慢减少。虽然近10年南极半岛长城站地区气温变冷，降水量也呈现出增加趋势，但总体而言，目前没有足够证据表明南极地区存在普遍变冷降温的情况。所以气象部门更要积极改进观测方式，加强对南极地区天气气象的监测，特别是对南极地区冰盖的监测。
（作者单位：1 河北省青龙县气象局；2 河北省秦皇岛市气象局；3.国家海洋环境预报中心）
2004年南极长城站开始使用自动站观测，新的观测方式下分析南极长城站10年来天气和温度降水等气象观测资料，对影响长城站天气系统和气象变化特征进行研究发现，气温有跳跃降低趋势，大风日数缓慢减少，降水量有所增多。
由于南极是导致全球气候变化的重要冷源组成部分之一，所以研究南极气象变化对全球气候的影响已经成为世界气候变化研究的重要课题之一。从1985年2月20日建站到2014年2月20日，长城站已经走过了30年。2004年长城站气象观测采用自动观测气温和风等气象要素，在新的观测方式下，对近10年来长城站的气象观测和相关考察资料、数据进行深入地分析研究，研究发现近10年来长城站的气温变化有跳跃降温变冷趋势，降水量逐年增多，年平均风速变化不大。
一、长城站地区天气特征
长城站处于极地西风带南极辐合带边缘，具体位于西南极，南极半岛乔治王岛上。极地全年气旋活动频繁，冬季和夏季天气情况复杂多变，冬季以大风雪、低温天为主，夏季以大雾、雨雪天为主。长城站阴雨天气占90.5%，年平均相对湿度为89%。晴朗天气通常出现在气旋过境后，可持续3-5天，主要是由于南美洲高压脊发展南伸，而南极大陆高压比较稳定，在南极半岛形成鞍型场。影响长城站地区的天气系统主要包括：极地气旋、南极大陆高压和南美洲高压。长城站产生灾害性天气最关键的天气系统是极地气旋，夏季平均3-4天就有一个气旋入侵南极半岛乔治王岛地区，平均每月影响长城站气旋为6-8个。冬季气旋强度比夏季要强，平均每月5-7个，而气旋移动路径比夏天偏北，夏季气旋移动路径稍有偏南。当极地气旋入侵乔治王岛时，长城站会出现不同的天气，主要是因为长城站处于气旋不同位置上。例如，长城站位于气旋东北部，受偏北气流和西北气流的影响，大量暖湿空气使长城站气温提升，出现降雨或雨夹雪；位于气旋东南或南部，受东南或偏南气流影响，天气以降温、降雪、大风为主。
二、长城站气温变化特征
长城站从12月份到下一年3月份，月平均气温大多数都在零度以上，从4月到11月份月平均气温都在零度以下。长城站从1985年建站到2013年，年平均气温为-2.2℃。2007年长城站是低温年，该年从6月至9月份最低气温低于-14.2℃，在7月份出现-25.1℃的低温，年平均气温-3.4℃，比正常年份低1.2℃。而2008年长城站是暖年，该年整体气温相对偏高，冬季6月至9月份平均最低气温-5.5℃，极端最低气温-16.0℃，年平均气温-1.1℃。2004年至2013年，这10年内长城站的气温呈跳跃变低状态，其中2011-2013年平均气温都低于-2.2℃。气温曲线表明，2004-2013年平均气温有5年为负距平5年为正距平，平均气温和历年基本持平，但是趋势走向明显降低，见图1。通过对10年来长城站气温变化趋势的分析，得出近10年来长城站气候是变冷的。
图1 近10年长城站的平均气温
三、长城站风向风速特征
长城站全年基本上受西北气流和东南气流的影响，以西北风和东南风为主。西北或偏北风气流可以把低纬度的暖湿空气吹送到长城站地区，使长城站气温明显提升，容易出现雨雾天气。东南风可以使长城站气温迅速下降，受强极地高压北上与气旋共同影响，长城站12小时能降温10.0℃以上，容易引起长城站出现大风和暴风雪天气。特别是4月份以后，南极大陆冷气团加强发展北扩，强劲东南气流沿着南极半岛南下，把南极大陆或威德尔海上空的冷空气带到乔治王岛地区，导致长城站出现降温大风暴雪恶劣天气。长城站每年从5月份开始温度明显降低，暴风雪天气出现频率增多。
长城站的平均风速为7.5m/s，冬季风速比夏季要大，主要原因是冬季极地气旋强、南极大陆冷高压发展加强北扩。长城站地区受气旋影响，该地区气压梯度加大风速增强。近10年来，2007年长城站年平均风速最小，为6.9m/s，2010年年平均风速最大为8.2m/s。长城站的最大风速出现在2013年8月19日，为38.0m/s。长城站年平均风速>=17.0m/s大风日数143天，2004年大风日数最多为174天，见图2。从中可以看出2004年到现在近10年，长城站风速与大风日数有所减少。
图2 长城站>=17.0m/s大风日数
四、长城站的降水特征
长城站的夏季降水以降雨和雨夹雪为主，集中在11月份到下一年的1月至3月份；冬季降水以降雪为主，集中在4月至10月份。长城站年降水量为540.2mm。通过对近10年降水观测资料分析，降水偏多，其中8年正距平，见图3。特别是2013年降水量比平均值要多338.6mm。长城站地区冬季积雪平均厚度为1.0m左右，因冬季强劲东南风吹起积雪，在山坡与避风物或建筑物的西北边，积雪堆积形成雪坝。积雪从11月初开始融化一直持续到下一年的4月底。
图3 长城站近10年降水量曲线
五、长城站云雾与海冰特征
长城站地区的灾害性气候是大雾天气。大雾严重影响智利在乔治王岛费雷机场的飞机起降，机场曾经发生过由于大雾导致直升机机毁人亡的事故。极地气旋活动最频繁地区是西风带边缘，而乔治王岛正处于此位置，气旋从海上带来大量暖湿空气，使长城站全年出现阴雨天气。长城站阴雨雪天气平均占90.5%。长城站阴雨天气出现云种类最多：有低云Sc，Ns，Fs，主要产生降水；中云Ac，As。暖湿空气从海面缓慢地向长城站地区移动时，在风速>=3.0m/s时，长城站容易形成大雾天气，风速减小时天气稳定，大雾可持续48小时以上，大雾天气最低能见度<=50m，当风速增加时大雾就会逐渐消散。
长城湾内近10年来几乎都封冻。气温是导致的海湾封冻的原因，同时由于气旋活动产生波浪和涌浪，外海面大量漂浮碎冰随着东南风被吹进海湾内，等海面平静气温下降被冻结变成固定冰。长城湾海口朝东南向，湾内碎冰可以被西北风吹出海湾，湾内没有碎冰，这样湾内很难封冻。长城湾中海冰到10月底因风浪作用下开始崩解。长城湾封冻当年新冰最厚一般为150cm，冬季海水表面温度-1.0℃左右。
六、结语
总之，通过对近10年来南极长城站气象天气资料的详细分析，得出南极长城站地区气温跳跃变冷，降水量明显增多，大风天数缓慢减少。虽然近10年南极半岛长城站地区气温变冷，降水量也呈现出增加趋势，但总体而言，目前没有足够证据表明南极地区存在普遍变冷降温的情况。所以气象部门更要积极改进观测方式，加强对南极地区天气气象的监测，特别是对南极地区冰盖的监测。
（作者单位：1 河北省青龙县气象局；2 河北省秦皇岛市气象局；3.国家海洋环境预报中心）
