李裕赫 陳欣彤 喇果濤

1.黑龍江空管分局 黑龍江 哈爾濱 150000;2.張家口市氣象局 河北 張家口 075000

哈爾濱機(jī)場(chǎng)冬季降雪較多能見(jiàn)度低，跑道積雪積冰對(duì)冬季除雪除冰難度較大，對(duì)飛行有較大的影響。2019年-2020年的冬季，哈爾濱機(jī)場(chǎng)經(jīng)歷多次數(shù)的降雪天氣。與2018年-2019年的冬季較為少雪的天氣狀況形成了鮮明的對(duì)比。2018年-2019年的降雪次數(shù)以及天數(shù)在十年中都屬于較低水平。人們主觀(guān)感受一個(gè)冬季的降雪多與少往往降水量和降雪的頻次都有關(guān)系，但是更多還是與發(fā)生的頻次和天數(shù)有關(guān)。影響冬季降雪的因素有很多，如ENSO事件(厄爾尼諾-南方濤動(dòng))。本文對(duì)1986-2019完整冬季的降雪頻次和1986-2019年ENSO的的起止時(shí)間和強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并分析ENSO事件與哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)降雪頻次的相關(guān)性，探究冬季的降雪頻次和ENSO事件的關(guān)系，對(duì)機(jī)場(chǎng)預(yù)報(bào)方面具有指示意義，還能給相關(guān)的除雪單位帶來(lái)預(yù)警和幫助。

1 數(shù)據(jù)處理

1.1 數(shù)據(jù)的識(shí)別及處理 由于電子化月總簿信息從2000開(kāi)始，通過(guò)整理分析2000年以后天氣簿的記錄降雪信息和1986-2000年氣象要素降雪頻次獲得哈爾濱機(jī)場(chǎng)冬季降雪頻次，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)化公式：zij=(xij-xi)/si，其中zij為標(biāo)準(zhǔn)化后的變量值；xij為實(shí)際變量值。通過(guò)計(jì)算得到哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)1986年-2019年標(biāo)準(zhǔn)化處理的降雪頻次及標(biāo)準(zhǔn)化處理過(guò)后的34年中逐個(gè)的年頻次以及月頻次。

1.2 統(tǒng)計(jì)年限的劃分 由于哈爾濱冬季漫長(zhǎng)，按自然年份的統(tǒng)計(jì)易忽視冬季實(shí)際降雪月份和ENSO發(fā)生時(shí)長(zhǎng)，為了更好的研究ENSO和冬季降雪頻次的關(guān)系，除自然年的頻次統(tǒng)計(jì)，還因按實(shí)際降雪的起止統(tǒng)計(jì)1986-2019完整冬季的降雪頻次。

1.3 相關(guān)性數(shù)據(jù)分析 對(duì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，利用相關(guān)系數(shù)公式，如下：

計(jì)算出具體數(shù)據(jù)，得到各個(gè)指數(shù)之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 1986-2019年ENSO的起止時(shí)間和強(qiáng)度等級(jí) 根據(jù)中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心提供的《ENSO事件特征量綜合表(氣候場(chǎng)81-10)》和中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心產(chǎn)品赤道太平洋海溫指數(shù)序列B(自92年至今)。分析得到1989和1990年無(wú)明顯的冷暖事件，未查到赤道太平洋海溫指數(shù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)為中性，以零代替。通過(guò)對(duì)NioZ區(qū)海溫指數(shù)分割冷暖事件分析發(fā)現(xiàn)，1986-2011年的ENSO事件特征量綜合表分析得到暖事件7次、冷事件七次，冷暖事件長(zhǎng)度不同，最長(zhǎng)的暖事件持續(xù)16個(gè)月，最長(zhǎng)的冷事件持續(xù)31個(gè)月。1986年、1987年、1991年、1992年、1994年、1997年(98年因冬季降雪月份為拉尼娜事件排除)存在厄爾尼諾。2001-2013年全球變暖速度緩慢，2015-2016年發(fā)生了近十多年來(lái)最強(qiáng)的厄爾尼諾事件。從整體來(lái)看，冷暖時(shí)間發(fā)生時(shí)間和發(fā)生長(zhǎng)度均不同，1986-1988年發(fā)生一次極強(qiáng)的暖事件，之后1997-1998年極強(qiáng)暖事件，1998-2001年發(fā)生強(qiáng)的冷事件，到2015末-2016初發(fā)生最強(qiáng)的暖事件，見(jiàn)表1-2。

表1 1983年-2012年冷暖事件判別表

表2 1992年-2019年冷暖事件補(bǔ)充判別表

3.2 哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)降雪頻次變化趨勢(shì) 在1999年前哈爾濱機(jī)場(chǎng)降雪頻次處在一個(gè)較低的水平，1999-2001年處在較高水平，2001年后進(jìn)入低頻次階段，2009年再次處于高頻次階段，2018年降雪頻次降低，2019年后回升到高頻水平。哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)整體從2009年后始終處于降雪次數(shù)較多的水平。由于兩種數(shù)據(jù)有差異，對(duì)1995年、2004年、2008年、2009年、2011年、2012年、2016年和2019年的按實(shí)際降雪頻次更有參考價(jià)值。實(shí)際冬季標(biāo)準(zhǔn)化頻次數(shù)據(jù)得到，2018年、2011年和2015年冬季處在降雪較低頻次，2004年降雪頻次最少，2013年頻次最多。完整冬季數(shù)據(jù)得到2002年冬季頻次最少，2010和2012年冬季最多，見(jiàn)圖1，正值表示34年內(nèi)較高的降雪頻次，負(fù)值代表較低的降雪頻次。

圖1 34年哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)兩種方式統(tǒng)計(jì)降雪頻次

3.3 ENSO事件與哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)降雪頻次的相關(guān)性 1989和1990無(wú)厄爾尼諾年或者拉尼娜年，無(wú)指數(shù)，標(biāo)定為0。暖事件人為標(biāo)定為+2，冷事件標(biāo)定為-2。冷暖指數(shù)處在正值時(shí)(暖事件)，頻次大部分處在低頻次區(qū)域，反之亦然。1993年和1998年降雪月份的差異，冷暖標(biāo)定存在爭(zhēng)議。1996年、2003年、2013年和2016年全年冷暖事件的交替，指數(shù)較弱，人指數(shù)標(biāo)定絕對(duì)值設(shè)定為1，體現(xiàn)差異見(jiàn)圖2。得到1986 -1994年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次較低，1988年為冷事件標(biāo)定。1995年降雪頻次較高，標(biāo)定冷事件。1999-2001年間降雪頻次較高，標(biāo)定冷事件。2002 -2008年降雪頻次較低，2002-2006年標(biāo)為暖事件，2007年和2008年標(biāo)定為冷事件。2009 -2017年降雪較高水平，2009年標(biāo)定為暖事件，2010-2013年和2017年標(biāo)定為冷事件，2014-2016年標(biāo)定為暖事件。2018年降雪頻次降到十年來(lái)最低水平，2019年大幅度提升。但是18,19兩年都是暖事件。從完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)來(lái)看，大部分和年標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)一致，差異集中在1995年、2004年、2008年和2011年差異較小。1998年之前只要有冷暖事件發(fā)生，降雪量幾乎都處在34年中低頻次的范圍內(nèi)。1998年后大部分年際和冬季的冷暖判定中，冷事件時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)降雪頻次大幅增高的情況。如相對(duì)明顯的1999年、2000年、2008年、2010年、2012年、2013年和2017年。暖事件標(biāo)定時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)降雪頻次有所降低的情況，如最明顯的2002年-2006年和2018年。

圖2 1986-2019年的年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次和完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次

根據(jù)相關(guān)性數(shù)據(jù)公式，設(shè)X為年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次指數(shù)，Y為完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次指數(shù)，Z為冷暖標(biāo)定指數(shù)，得相關(guān)系數(shù)，見(jiàn)表4.得到年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次和冷暖事件呈弱負(fù)相關(guān)性，暖事件發(fā)生時(shí)降雪頻次易出現(xiàn)下降趨勢(shì)。完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次與冷暖事件相關(guān)性較低。對(duì)完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次與年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次做散點(diǎn)圖，見(jiàn)圖。完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次與年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次趨勢(shì)相同。

表3 年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次和冷暖事件相關(guān)性

圖3 完整冬季標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次與年標(biāo)準(zhǔn)化降雪頻次

5 結(jié)論

1.986-2019年，1999年前哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)降雪頻次較低，1999-2001短暫上升，2002-2008年短暫低頻，2009-2019年再次進(jìn)入高頻次降雪階段。冷暖事件的交替，影響降雪頻次大幅度變化。

2.986-2019年哈爾濱太平機(jī)場(chǎng)降雪頻次和暖事件呈負(fù)相關(guān)，暖年會(huì)導(dǎo)致降雪頻次減少，冷年降雪頻次增加。在降雪的頻次的多種要素中ENSO事件具有一定的啟示預(yù)報(bào)作用。