冬季華南準靜止鋒的結構和類型特征研究

查書瑤 伊蘭 趙平

1中國氣象科學研究院災害天氣國家重點實驗室，北京100081

2國家氣候中心，北京100081

3中國氣象科學研究院北京100081

1 引言

華南準靜止鋒是影響我國華南地區的重要天氣氣候系統，在冬半年（10月至翌年6月）經常出現，是冬季東亞最主要的氣候鋒（陶祖鈺等，2008）。華南準靜止鋒出現在 20°～27°N 之間，多停滯于22°～25°N之間，有80%以上會影響華南，產生降水，是我國冬季南方產生降水的主要系統，由于其鋒面坡度平緩，故其降水范圍比一般冷鋒范圍大得多（鹿世瑾，1990）。2008年1月到2月，我國南方地區接連出現四次嚴重的低溫雨雪天氣過程，致使南方近 20個省（區、市）遭受歷史罕見的冰凍災害。2011年1月到2月，貴州、湖南、廣西北部等南方多地出現多次低溫雨雪冰凍天氣。造成上述兩次冰凍雨雪天氣的直接天氣系統都是華南準靜止鋒（孫建華和趙思雄，2008；韋晨，2012），可見異常的華南準靜止鋒會引起南方冬季的極端天氣。

為了認識冬季華南準靜止鋒的結構與環流特征，許多學者從不同角度進行了研究。陶祖鈺等（2008）、楊貴名等（2009）以及杜小玲和藍偉（2010）都考察了2008年1月的華南準靜止鋒的鋒區結構特征，發現華南準靜止鋒鋒面平緩，等θse（假相當位溫）經向和垂直梯度大，鋒區逆溫明顯，鋒生函數分布與等θse線密集區分布一致。陶詩言和衛捷（2008）發現2008年1月雨雪過程中鋒生函數出現在 400 hPa以下的對流層大氣中，其中700～600 hPa的氣層中鋒生過程最強；錢維宏和符嬌蘭（2009）發現用相當溫度梯度表示的濕大氣鋒生可以有效地描述2008年1月準靜止鋒的活動特征及其與降水的關系；池再香等（2010）發現2008年1月貴州境內的鋒生強度和冷空氣強度有很好的對應關系。孫建華和趙思雄（2008）和李登文等（2009）重點研究了凍雨形成的層結條件和鋒區逆溫的垂直結構。Wen et al.（2009）、顧雷等（2008）、李崇銀等（2008）和高輝等（2008）分析了導致2008年1月準靜止鋒異常的大尺度環流形勢，為穩定的北脊南槽型阻塞形勢并配合異常活躍的南支槽。董海萍等（2009）通過分析2008年1月湘潭地區的準靜止鋒上的中小尺度系統，發現低層低溫、逆溫層的存在及充足的水汽是冰凍形成的主要原因。還有研究則發現2008年1月的極端天氣與亞洲大氣冷源的異常、北大西洋濤動和平流層的異常有關（Nan and Zhao，2011；譚桂容等，2010）。杜小玲和藍偉（2010）對2008凍雨過程和2009陰雨天氣的鋒區結構特征進行了對比分析。郭英蓮等（2009）分析對比了2008年1月的華南準靜止鋒和1998年夏季的梅雨鋒。

上述分析表明冬季華南準靜止鋒及其相關的研究已取得了許多進展，許多學者對冬季華南準靜止鋒的形成條件、鋒區結構、鋒生特征、大尺度的環流形勢和中小尺度的系統發展等方面進行了研究。但以前的研究大多是針對一些個例開展的，對一些問題認識尚不清楚，例如：在氣候學上，冬季華南準靜止鋒的鋒面特征如何？華南準靜止鋒強度與其大氣環流結構和降水的關系如何？運用高分辨率長時間尺度的資料對這些問題的研究也未開展。因此，通過大量樣本來深入分析冬季華南準靜止鋒是有必要的。本文將定義一個冬季華南準靜止鋒指數，挑選強準靜止鋒事件，并考察強準靜止鋒的結構特征、環流類型及其與降水的關系。

2 資料和方法

本文所用的資料為：（1）美國環境預報中心/美國大氣資料中心（NCEP/NCAR）提供的 FNL（Final）分析資料，水平分辨率為1°×1°，垂直方向26層，時間分辨率為每6 h一次（http://rda.ucar.edu/datasets/ds083.2 [2014-03-24]）；（2）國家氣象信息中心提供的 2474站逐日降水資料。所使用的資料時段為2000年冬季至2011年冬季，其中將12月和次年1、2月稱為某年冬季。

本文將采用合成分析方法討論強華南準靜止鋒的結構與環流特征。

3 冬季華南準靜止鋒指數

鋒區為密度不同的兩個氣團之間的過渡帶，主要表現為溫度的不同，有時則表現為溫度差異小但水汽差異大。繼顧震潮等（1958）用假相當位溫（θse）圖來分析鋒面之后，很多學者發現鋒區的基本特征就是對流層中下層的假相當位溫水平梯度密集，并且等θse線的密集區域與鋒生函數大值區對應良好（Zhao et al，2004；鄭永光等，2007；尹東屏等，2010；楊貴名等，2009；Liu et al.，2012；杜小玲等，2014），因此我們將利用等θse線的密集程度來反應鋒面的強度。考慮到華南準靜止鋒常年呈東西走向的特征，本文使用850 hPa的假相當位溫的經向梯度（即?θse/?y）來表征華南準靜止鋒的強度。

從12年（2000～2011年）冬季平均的溫度和假相當位溫剖面圖（圖1a）可以看到，冬季華南準靜止鋒表現為對流層中下層（700 hPa以下）的等θse線密集帶，鋒區隨高度向北傾斜，地面鋒區位于21°～27°N，850 hPa上的等θse線最為密集，最密集帶位于 25°N附近。考察 12年冬季平均的 850 hPa準靜止鋒強度（?θse/?y）的水平分布（圖1b）發現，?θse/?y 大值區位于 23°～27°N，呈東西帶狀分布，中心位于廣西、廣東與貴州的交界處。因此選取（23°～27°N，106～118°E）為關鍵區域（圖1b中藍框區域），并定義850 hPa關鍵區區域平均的 ?θse/?y 為準靜止鋒強度指數，即

圖1 （a）2000年冬季至2011年冬季平均的沿106°～118°E平均的高度—緯度垂直結構 [黑色實線為等θ se（假相當位溫）線，單位為K；藍色粗實線表示等θ se線密集區；灰色實（虛）線為正（負）的等溫線，單位為°C]；（b）2000年冬季至2001年冬季平均的850 hPa上的?θse/?y（單位為－10-5 K m-1）分布圖，藍色框表示關鍵區域（23°～27°N，106°～118°E）Fig. 1 (a)Climatological (2000–2011)winter mean latitude–height cross sections of θ se (units: K)and temperature (units: °C)between 106°–118°E.The black contours are for θ se；the grey contours are for temperature; the thick blue contours indicate the area where the θ se contours are dense. (b)Climatological(2000–2011)winter mean distributions of ?θse/?y (units: －10-5 K m-1)at 850 hPa. The blue box (23°–27°N, 106°–118°E)is selected as the key area

圖2 2000年冬季至2011年冬季逐日的標準化準靜止鋒強度指數Iscsf 的時間序列（橫線為標準化Iscsf值為1的直線）Fig. 2 Normalized daily Iscsf (Quasi-stationary front index)from December–January–February (DJF)2000 to DJF 2011, the horizontal line is for values of one standard deviation

4 華南準靜止鋒強事件的鋒區結構及環流特征分型

4.1 強事件的選取

首先從12年冬季逐6 h的標準化準靜止鋒強度時間序列（圖略）中挑選出強準靜止鋒事件（Iscsf≥1）733個，其中發生在00:00（協調世界時，UTC）的有183個占25%，發生在06:00（UTC）的有185個占 25.2%，發生在 12:00（UTC）的有 190個占25.9%，發生在18:00（UTC）的有175個占23.9%。四個時刻發生的頻率相仿，說明冬季華南準靜止鋒發生頻次沒有明顯的日變化特征。因此，本文接下來針對逐日的華南準靜止鋒進行分析。

圖3 2000年冬季到2011年冬季由逐日標準化Iscsf 確定的各年強準靜止鋒事件的發生頻次統計Fig. 3 Yearly occurrences of strong front events obtained from daily Iscsf from 2000 to 2011

從 12年冬季逐日的標準化準靜止鋒強度時間序列中（圖 2），挑選出 188個強事件（Iscsf≥1）。對這188個強準靜止鋒事件進行發生頻次統計，從逐月的強事件發生頻次統計表中（表 1）看出：強準靜止鋒事件主要發生在1月和2月，發生頻率分別為44.68%和36.70%，在12月最少，發生頻率僅為18.72%。從逐年的發生頻次圖（圖3）可知：強事件發生的頻次還存在明顯的年際差異，2007年冬、2010年冬以及2011年冬發生強事件的頻次偏多，并且這 12年逐年的強事件發生頻次呈現出明顯的上升趨勢，這與近年來我國南方冬季頻發冰凍雨雪災害的現象一致。

4.2 強事件的鋒區特征

圖4為188個強準靜止鋒事件合成的850 hPa鋒區的水平結構。從圖4a可以看出850 hPa上鋒區表現為等θse線的密集帶，相對濕度在華南區域沒有明顯梯度，暖濕區（相對濕度大于90%的區域）位于鋒區以南，在廣東廣西兩省的南部。從圖 4b看出等溫線在鋒區也較為密集，但密集程度沒有等θse線的大；鋒區內逆溫明顯，800～900 hPa的逆溫大值中心位于廣西廣東和貴州的交界處。鋒區內的風場表現為南北風的輻合（圖 4c），并伴隨著正的相對渦度帶。鋒區內有明顯的水汽輻合（圖 4d），水汽主要源自于 95°E附近的南支槽、南海海域和西太平洋副熱帶高壓的西北端。

圖4 強準靜止鋒事件合成的850 hPa環流結構：（a）θ se和相對濕度的水平分布，黑色實線為等θ se線（K），填色為相對濕度；（b）溫度和逆溫的水平分布，黑色實線為等溫線（°C），填色為800～900 hPa的溫度之差[(T800 hPa－T900 hPa)/100 hPa]大于零的區域，即逆溫（ΔT/Δp＞0，單位：°C/hPa）；（c）風場（m s-1）及相對渦度（10-5 s-1）的水平分布；（d）水汽通量（g s-1 hPa-1 cm-1）及其散度（－10-8 g s-1 hPa-1 cm-2）的水平分布，填色為水汽通量散度，矢量箭頭為水汽通量，黑色陰影為地形，棕色曲線為槽線，藍色圓形表示三支水汽來源。圖中藍色框表示關鍵區域（23°～27°N，106°～118°E）Fig. 4 Composite horizontal structure and circulations of strong front events at 850 hPa: (a)Horizontal distribution of θ se and relative humidity, the black contours are for θ se (K), the shadows are for relative humidity; (b)horizontal distribution of temperature and inversion, the black contours are for temperature(°C), the shadows are for temperature inversion (°C)between 800 hPa and 900 hPa; (c)horizontal distribution of winds (m/s)and relative vorticity (10-5 s-1);(d)horizontal distribution of water vapor flux (g s-1 hPa-1 cm-1)and its divergence (－10-8 g s-1 hPa-1 cm-2), the arrows are for the water vapor flux,the shadows are for its divergence, black shadow is for the terrain, brown curve indicates the India–Burma trough, the blue circle represents three moisture sources.The blue box (23°–27°N, 106°–118°E)is the key area

圖5為 188個強事件合成的鋒區垂直環流結構。從圖5a可以看出強準靜止鋒的鋒區結構與12年冬季平均的（圖1a）鋒區結構類似，對流層700 hPa以下的等θse線很密集，伴隨著逆溫，但等θse線的密集程度和逆溫的大小，都比 12年冬季平均的要大得多；鋒區以南800 hPa以下存在一個相對濕度大值區。從110°～114°E平均的經向剖面圖（圖5b）可以看出鋒區與經向風零風速線相吻合，是由南北風的輻合構成，鋒區以南20°N以北為偏南風，鋒區以北為偏北風，而上升運動主要在鋒前與鋒面以上，上升運動大值區位于中低層850 hPa至600 hPa。同時，南北風的輻合區也是水汽通量的輻合區域，在低層925～850 hPa水汽通量的輻合最為明顯，在緯度位置上與上升運動大值區相匹配，說明南方的偏南氣流攜帶水汽沿著鋒面上升，可能形成非常典型的鋒面降水。而從24°～26°N平均的緯向剖面圖（圖5c）可以看到在800 hPa以上為一致的偏西風，850 hPa以下的低層則以偏東風為主。在850 hPa對應于鋒區的位置上有兩個次級環流，這可能和氣流沿著鋒面（等熵面）作斜升運動時，在浮力和旋轉的共同作用下出現的對稱不穩定有關。

圖5 強準靜止鋒合成的垂直結構和環流：（a）110°～114°E平均的溫度和濕度緯度高度剖面圖，黑實線為等θ se線（K），紅實線為等溫線（°C），填色陰影為相對濕度，藍色粗實線表示等θ se線密集區；（b）110°～114°E平均的經向剖面圖，填色陰影為水汽通量散度（－10-8 g s-1 hPa-1 cm-2），黑色流線為經向（m s-1）和垂直方向（－0.02 Pa s-1）的流場，綠色實線為垂直速度等值線（Pa s-1），藍色實線為南北風零風速線；（c）24°～26°N平均的緯向剖面圖，黑色流線為緯向（m s-1）和垂直方向（－0.02 Pa s-1）的流場，綠色實線為垂直速度等值線（Pa s-1），藍色實線為東西風零風速線Fig. 5 Composite vertical structure and circulation of strong front events: (a)Latitude–height cross section of temperature and relative humidity between 110°–114°E, the black contours are for θ se (K), the red contours are for temperature (K), the shadows are for relative humidity; (b)latitude–height cross section of winds and water vapor flux divergence between 110°–114°E, the shadows are for water vapor divergence (－10-8 g s-1 hPa-1 cm-2), the black streamlines are for the meridional flow (m s-1)and vertical flow (－0.02 Pa s-1), the green contours are for the vertical velocity (Pa s-1), the blue line is for the north–south wind zero-wind line; (c)longitude–height cross section of winds between 24°–26°N, the black streamlines are for the zonal flow (m s-1)and vertical flow(－0.02 Pa s-1), the green contours are for the vertical velocity (Pa s-1), the blue line is for the east–west wind zero-wind line

表1 2000年冬季至2011年冬季由逐日標準化Iscsf確定的各年逐月強準靜止鋒事件的發生頻次統計Table 1 Monthly occurrences of strong front events obtained from daily Iscsf in DJF from 2000 to 2011

4.3 強事件的環流分型

根據850 hPa風場在關鍵區域的輻合情況，將188個強準靜止鋒事件分為3大類，分別為北風輻合型（圖 6a），南北風輻合型（圖 6b），南風輻合型（圖6c）。北風輻合型的850 hPa風場在關鍵區域全部為偏北風；南北風輻合型是由東北風和西南風在關鍵區的輻合構成的；南風輻合型在關鍵區域全部為偏南氣流。其中，南北風輻合型的發生頻次最多，有82次，這與上文中強準靜止鋒的850 hPa合成風場在關鍵區域表現為南北風的輻合相吻合。北風輻合型和南風輻合型的發生頻次分別為 34次和32次。需要說明的是，在188個強準靜止鋒事件中，除了以上3個大類以外，還有8個個例為海上有臺風影響，32個個例的風場在關鍵區域沒有明顯輻合，在此不作分析。

不同類型的強準靜止鋒在關鍵區域有不同的風場輻合，一定是因為不同的大氣環流配置而造成的，而不同的大氣環流也會影響降水的分布。因此我們考察了這3種類型的強華南準靜止鋒對應的大氣環流和降水分布。從圖7a至圖7c可以看出，北風輻合型的東亞大槽最為深厚，位于120°E附近，緊貼歐亞大陸東岸，華南地區處于槽后的偏北氣流控制中，地面冷高壓也最為強盛，范圍已深入我國中部，這樣的環流配置使得來自北方的冷空氣特別強盛，華南區域為北風輻合；南北風輻合型的東亞大槽已經入海，位于140°E附近，對華南地區的影響不大，地面冷高壓的大值范圍和北風輻合型差不多，但僅停留在內蒙古附近，沒有繼續南下，可見南北風輻合型的北方冷空氣勢力要比北風輻合型的偏弱，因此華南南部的偏南氣流可以向北推進，使得在關鍵區域的風場為南北風輻合型；南風輻合型的東亞大槽已位于140°E以東，對華南完全沒有影響，地面冷高壓也很弱，而在90°E附近，15°～25°N有一南支槽（圖7c），使得華南處于南支槽前的偏南氣流中，弱冷空氣和偏強槽前氣流使得關鍵區域內的風場為南風輻合型。

圖6 根據850 hPa風場分型的3種準靜止鋒類型圖：（a）北風輻合型,（b）南北風輻合型,（c）南風輻合型。圖中的風場（m s-1）為全風速≥4 m s-1的風場，矩形框表示關鍵區域（23°～27°N , 106°～118°E）Fig. 6 Composite wind fields at 850 hPa of three types of fronts classified according to the wind convergence pattern in the frontal zone at 850 hPa: (a)Northerly convergence type; (b)southerly and northerly convergence type; (c)southerly convergence type. The wind fields are those wind speed is greater than 4 m s-1, the blue box (23°–27°N, 106°–118°E)is the key area

從合成的與12年平均的高度異常場（圖7d–f）中我們也能清楚地看到上述的三種類型的大氣環流的差異。此外，三種強準靜止鋒的環流背景也表現出一些相似的地方：與多年平均相比，三種強準靜止鋒對應的 50°N以北的地面冷高壓都偏強，說明冷空氣都較強盛，只是在我國的深入情況不一，北風輻合型最強，南風輻合型最弱；三種強準靜止鋒也都處于500 hPa的負異常中，只是強度不一，北風輻合型所處的負異常最弱，另兩種類型情況相當；南北風輻合型和南風輻合型在500 hPa孟加拉灣附近都為負異常，說明南支槽偏強，北風輻合型與12年平均的強度相當。總的來說，與12年平均相比，強準靜止鋒對應的北方冷空氣和南方南支槽都偏強，不同類型的準靜止鋒只是冷空氣和南支槽的強度配置不一。

圖7 三種類型準靜止鋒合成的高度場圖：（a）北風輻合型；（b）南北風輻合型；（c）南風輻合型。圖中等值線為500 hPa的高度場（gpm），灰色陰影為1000 hPa高度場大于260 gpm的區域，（c）中的棕色曲線為南支槽。三種類型準靜止鋒合成的高度場圖與12年冬季平均的差值場：（d）北風輻合型；（e）南北風輻合型；（f）南風輻合型。等值線為500 hPa的高度場（gpm），填色陰影為1000 hPa高度差值場Fig. 7 Composite geopotential height (gpm)of three types of fronts：(a)Northerly convergence type; (b)southerly and northerly convergence type; (c)southerly convergence type. The contours are for geopotential height (gpm)at 500 hPa; grey shadows are for geopotential height larger than 260 gpm at 1000 hPa; brown curve in Fig. 7c indicates the India–Burma trough. Composite geopotential height (gpm)of three types of fronts from the climatology: (d)Northerly convergence type; (e)southerly and northerly cnovergence type; (f)southerly convergence type. The contours are for geopotential height (gpm)at 500 hPa;shadows are for geopotential height at 1000 hPa

下面，我們再來看一下這三種類型的強準靜止鋒對應的降水情況。由于北方冷空氣強盛，北風輻合型850 hPa上的相對濕度大值區（大于0.9的區域）位于鋒區以南，700 hPa上鋒區北部的上升運動也不明顯（圖 8a），因此該型在鋒區內的降水較少，是三種類型中降水量最小的（圖 9a）；而受南北方都偏強的系統控制的南北風輻合型的 850 hPa上相對濕度大值區位于鋒區，700 hPa上鋒區內也全部為上升運動區（圖 8b），因此該型在鋒區內有一條東西向的降水大值帶；主要受南支槽控制的南風輻合型850 hPa上的相對濕度大值區位于鋒區，而且在鋒區西南部達到了0.95，700 hPa上鋒區內也全部為上升運動，數值也比南北風輻合型的要大，因此該型在鋒區內有一條降水大值帶，降水量比南北風輻合型大，是三種類型中降水量最多的。可以看出850 hPa上的水汽條件和700 hPa上的上升運動在關鍵區匹配良好，這與上文的“上升運動主要位于鋒區以上”的討論結果相吻合。

同時，我們也考察了三種強準靜止鋒類型對應的日降水量與 12年冬季平均日降水量的異常場。從圖 10可以看出，三種類型的降水距平場在華南區域都為正，說明強準靜止鋒對應的華南冬季降水是偏強的，而偏強的程度與分布情況與圖9的合成降水場相仿：北風輻合型在華南區域的降水正異常最少，偏多2 mm左右；南風輻合型的降水正異常最多，華南大部分地區降水偏多5 mm左右；南北風輻合型則介于兩者之間，在華南中東部降水偏多4 mm左右。

5 華南準靜止鋒與華南冬季降水的關系

我們已經從上一節圖 10得出了“三種類型的強準靜止鋒事件對應的降水場與多年平均相比偏多”的結論，這一節將進一步探討華南準靜止鋒與華南冬季降水的關系。首先定義了一個華南降水指數，為關鍵區域（23°～27°N，106°～118°E）平均的日降水量標準化處理后的量值，然后計算了2000年冬至 2011年冬逐日的Iscsf與華南降水指數的相關為 0.42（通過了自由度為 1083，顯著性水平α=0.001的顯著性水平檢驗）。說明在逐日連續的氣候時間尺度上華南準靜止鋒與華南冬季降水關系較為密切：準靜止鋒偏強時，降水偏多。

我們又考察了188個強準靜止鋒指數與其對應的華南降水指數的相關為0.13，說明在強準靜止鋒前提下，準靜止鋒的強度與降水的對應關系不再良好。為了進一步分析強準靜止鋒背景下華南降水多寡的原因，定義華南降水指數≥0的為強降水事件，華南降水指數＜0的為弱降水事件，將188個強準靜止鋒事件分為 59個對應有強降水的事件和 121個對應有弱降水的事件（188個強準靜止鋒事件中受臺風影響的 8個事件已去除）。我們發現強弱降水事件合成的850 hPa水汽通量散度（圖11a）和700 hPa垂直速度（圖11b），還有為降水提供背景環流的500 hPa高度場（圖11c）有顯著差異,而其他物理量場并沒有顯著差異（圖略）。可以看出在強準靜止鋒的背景條件下，降水偏強時，在華南區域低層鋒區前部的水汽通量輻合偏大，上升速度偏大，500 hPa高度場上100°E左右的南支槽偏強，華南處于南之槽前，東亞大槽偏弱。

這說明，即使強準靜止鋒提供了冷暖氣團在華南地區相遇的有利降水的大尺度環流場，大量的降水還是需要充足水汽和上升運動的配合。這也說明強準靜止鋒強度與降水量之間的非線性關系可能是由于強準靜止鋒的不同種類型所導致的，例如，在上一節我們發現南風型強準靜止鋒對應的南支槽偏強，水汽和垂直運動也偏強，因此南風型的準靜止鋒即使在強度不是很大的情況下也可能產生較強的降水。

6 結論與討論

本文利用了12年冬季（2000～2011年）逐日的 FNL分析資料研究了冬季華南準靜止鋒偏強時的鋒區特征，環流結構分型，以及準靜止鋒與華南冬季降水的關系，得到以下結論：

（1）冬季華南準靜止鋒表現為對流層低層的?θse/?y 大值區（即等θse線的密集帶），鋒面隨高度向北傾斜。根據850 hPa的區域平均的?θse/?y 定義了冬季華南準靜止鋒的強度指數 Iscsf=－?θse/?y850hPa（23°～27°N，106°～118°E）。

（2）冬季強準靜止鋒事件多發于 1、2月，其發生頻次有明顯的年際變化，近 12年呈現明顯上升趨勢。

圖8 三種類型準靜止鋒合成的850 hPa相對濕度和700 hPa垂直速度圖：（a）北風輻合型；（b）南北風輻合型；（c）南風輻合型。圖中等值線為相對濕度；填色陰影為垂直速度（Pa s-1）；矩形框表示關鍵區域（23°～27°N，106°～118°E）Fig. 8 Composite relative humidity and vertical velocity at 850 hPa of three types of fronts: (a)Northerly convergence type; (b)southerly and northerly convergence type; (c)southerly convergence type. The contours are for relative humidity; yellow shadows are for vertical velocity (Pa s-1); the blue box(23°–27°N, 106°–118°E)is the key area

圖9 三種類型準靜止鋒合成的日降水量（0.1 mm）：（a）北風輻合型；（b）南北風輻合型；（c）南風輻合型。矩形框表示關鍵區域（23°～27°N，106°～118°E）Fig. 9 Composite daily precipitation (0.1 mm)of three types of fronts: (a)Northerly convergence type; (b)southerly and northerly convergence type; (c)southerly convergence type. The blue box (23°–27°N, 106°–118°E)is the key area

圖10 三種類型準靜止鋒的日降水量相對于12年冬季平均的日降水量的異常場（0.1 mm）：（a）北風輻合型；（b）南北風輻合型；（c）南風輻合型。矩形框表示關鍵區域（23°～27°N，106°～118°E）Fig. 10 Composite daily precipitation anomaly (0.1 mm)of three types of fronts from the climatology: (a)Northerly convergence type; (b)southerly and northerly convergence type; (c)southerly convergence type. The blue box (23°–27°N, 106°–118°E)is the key area

（3）冬季強準靜止鋒表現為等θse線、等溫線的密集帶，濕舌位于鋒區以南，鋒區逆溫明顯，伴隨 正相對渦度和水汽通量輻合，鋒區由南北風輻合構成，上升氣流主要位于鋒區上部，緯向有兩個次級環流與鋒區相對應。

圖11 強、弱降水事件的差值場：（a）850 hPa的水汽通量（單位：g s-1 hPa-1 cm-1）及其散度（單位：－10-8 g s-1 hPa-1 cm-2）；（b）700 hPa的垂直速度（單位：Pa s-1）；（c）500 hPa高度場（gpm）。陰影區為超過95%統計置信度水平的區域；矩形框為表征華南準靜止鋒的關鍵區（23°～27°N，106°～118°E）Fig. 11 Composite differences between strong and weak precipitation events: (a)Water vapor flux (g s-1 hPa-1 cm-1)and its divergence (－10-8 g s-1 hPa-1 cm-2)at 850 hPa; (b)vertical velocity (Pa s-1)at 700 hPa; (c)geopotential height (gpm)at 500 hPa. The shaded areas are significant at the 95% confidence level; the box (23°–27°N, 106°–118°E)is the key area

（4）根據850 hPa的鋒區風場輻合情況，可將強華南準靜止鋒分為3種類型：北風輻合型，南北風輻合型，南風輻合型，其中南北風輻合型發生頻次最多。三種類型中，北風輻合型對應的北方冷空氣最強盛，水汽和上升運動條件最弱，華南冬季降水最少；南風輻合型對應的南支槽最活躍，北方冷空氣最弱，水汽和上升運動條件最強，降水最多；南北風輻合型則介于兩者之間。

（5）冬季華南準靜止鋒與冬季華南降水有一定相關，在強準靜止鋒的背景下，降水偏多時，華南低層的水汽通量輻合和上升運動偏強，500 hPa華南處于偏強南支槽前。

要說明的是，本文基于一個簡潔的鋒強度指數對 12年冬季的華南準靜止鋒的低層鋒區的結構特征進行了統計研究，但與鋒面理論相關的鋒生函數、高空鋒區等內容尚未涉及。例如，高空急流的加速可以使得高低層之間質量調整從而引起鋒生（高守亭和陶詩言，1991；李永紅和張可蘇，1992），那么華南冬季多年平均的高空急流與準靜止鋒鋒生的關系如何？再例如，我們計算了 12年冬季平均的鋒生函數水平項（圖略），華南區域為鋒生，鋒生函數大值區與我們選擇的關鍵區域一致。這是因為我們選取的鋒強度指數?θse/?y 包含在鋒生函數的水平項中：簡化考慮等θse線平行于x軸，則化簡得到的鋒生函數水平項為： ? θse/ [?y(?v/?y)]，式中包含了?θse/?y。那么，華南區域多年冬季平均的鋒生函數傾斜項和非絕熱加熱項對華南準靜止鋒的貢獻是鋒生還是鋒消呢？水平項中，變形場、散度場和渦度場對鋒生的貢獻又是如何的？如果用有預報意義的鋒生函數指數來研究 12年的冬季華南準靜止鋒結果又是怎樣？這些問題都值得深入探討，我們將在下一步的工作中展開研究。

（

）

董海萍, 倪娜, 洪凱, 等. 2009. MM5模式對2008年1月25～30日我國南方強冰雪過程的數值模擬 [J]. 暴雨災害, 28 (1): 29–35. Dong Haiping, Ni Na, Hong Kai, et al. 2009. Numerical simulation by mesoscale model MM5 on the severe snow and freezing-rain during 25–30 January of 2008 Over the southern China [J]. Torrential Rain and Disasters (in Chinese), 28 (1): 29–35.

杜小玲, 高守亭, 彭芳. 2014. 2011年初貴州持續低溫雨雪冰凍天氣成因研究 [J]. 大氣科學, 38 (1): 61–72. Du Xiaoling, Gao Shouting and Peng Fang. 2014. Study of the 2011 freezing rain and snow storm in Guizhou [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 38(1): 61–72.

杜小玲, 藍偉. 2010. 兩次滇黔準靜止鋒鋒區結構的對比分析 [J]. 高原氣象, 29 (5): 1183–1195. Du Xiaolin, Lan Wei. 2010. Contrastive analysis on frontal structure of quasi-stationary front in two precipitation processes of Yunnan–Guizhou [J]. Plateau Meteorology (in Chinese), 29(5): 1183–1195.

池再香, 杜正靜, 龍先菊, 等. 2010. 2008年初貴州冰凍天氣鋒生場診斷分析 [J]. 氣象科技, 38 (5): 558–564. Chi Zaixiang, Du Zhengjing,Long Xianju, et al. Analysis of frontogenesis field for early 2008 frozen weather in Guizhou Province [J]. Meteorological Science and Technoiogy(in Chinese), 38 (5): 558–564.

高輝, 陳麗娟, 賈小龍, 等. 2008. 2008年1月我國大范圍低溫雨雪冰凍災害分析Ⅱ. 成因分析 [J]. 氣象, 34 (4): 102–106. Gao Hui, Chen Lijuan, Jia Xiaolong. 2008. Amlysis of the severe cold surge, ice-snow and frozen disasters in South China during January 2008:Ⅱ. Possible climatic causes [J]. Meteorological Monthly (in Chinese)，34 (4):102–106.

高守亭, 陶詩言. 1991. 高空急流加速與低層鋒生 [J]. 大氣科學, 15 (2):11–21. Gao Shouting, Tao Shiyan. 1991.The lower layer frontogenesis induced by the acceleration of upper jet stream [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 15 (2): 11–22.

顧雷, 魏科, 黃榮輝. 2008. 2008年1月我國嚴重低溫雨雪冰凍災害與東亞季風系統異常的關系 [J]. 氣候與環境研究, 13 (4): 405–417. Gu Lei, Wei Ke, Huang Ronghui. 2008. Severe disaster of blizzard, freezing rain and low temperature in January 2008 in China and its association with the anomalies of East Asian Monsoon system [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 13 (4): 405–417.

顧震潮, 陳雄山, 許有豐. 1958. 鋒面假相當位溫圖和它對中國寒潮冷鋒上界變化分析的應用 [J]. 氣象學報, 29 (1): 45–56. Gu Zhengchao,Chen Xiongshan, Xu Youfeng. 1958. Frontal θsechart and its application to the analysis of upper boundary of cold-wave front in China [J]. Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 29 (1): 45–55.

郭英蓮, 王繼竹, 李才媛, 等. 2009. 2008年冬季準靜止鋒與1998年夏季梅雨鋒的異同 [J]. 暴雨災害, 28 (4): 349–356. Guo Yinglian, Wang Jizhu, Li Caiyuan, et al. 2009. The similarities and differences between the quasi-stationary front in the winter of 2008 and the Meiyu front in the summer of 1998 [J]. Torrential Rain and Disasters (in Chinese)，28 (4):349–356.

李崇銀, 楊輝, 顧薇. 2008. 中國南方雨雪冰凍異常天氣原因的分析 [J].氣候與環境研究, 13 (2): 113–122. Li Chongyin, Yang Hui, Gu Wei.2008. Cause of severe weather with cold air, freezing rain and snow over South China in January 2008 [J]. Climatic and Environmental Research(in Chinese), 13 (2): 113–122.

李登文, 喬琪, 魏濤. 2009. 2008年初我國南方凍雨雪天氣環流及垂直結構分析 [J]. 高原氣象, 28 (5): 1140–1148. Li Dengwen, Qiao Qi, Wei Tao. 2009. Analyses on the freezing rain and snow weather circulation and vertical structure of southern China in Early 2008 [J]. Plateau Meteorology (in Chinese), 28 (5): 1140–1148.

Liu D N, He J H, Yao Y H, et al. 2012. Characteristics and evolution of atmospheric circulation patterns during Meiyu over the Jianghuai valley[J]. Asia-Pacific J. Atmos. Sci., 48 (2): 145–152.

李永紅, 張可蘇. 1992. 急流加速產生的高空鋒生和低空鋒生 [J]. 大氣科學, 16 (4): 452–463. Li Yonghong, Zhang Kesu. 1992. Upper-level frontogenesis and lower-level frontogenesis forced by jet acceleration[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 16 (4):452–463.

鹿世瑾. 1990. 華南氣候 [M]. 北京: 氣象出版社, 42pp. Lu Shijin.1990. South China Climate [M](in Chinese). Beijing: China Meteorological Press, 42pp.

Nan S L, Zhao P. 2011. Snowfall over central–eastern China and Asian atmospheric cold source in January [J]. Int. J. Climatol., 32 (6): 888–899.

錢維宏, 符嬌蘭. 2009. 2008年初江南凍雨過程的濕大氣鋒生 [J]. 中國科學, 39 (6): 787–798. Qian Weihong, Fu Jiaolan. 2009. Wet frontogenesis during Jiangnan freezing process at the beginning of 2008[J]. Science China Earth Sciences (in Chinese), 39 (6): 787–798.

孫建華, 趙思雄. 2008. 2008年初南方雨雪冰凍災害天氣靜止鋒與層結結構分析 [J]. 氣候與環境研究, 13 (4): 368–384. Sun Jianhua, Zhao Sixiong. 2008. Quasi-stationary front and stratification structure of the freezing rain and snow storm over southern China in January 2008 [J].Climatic and Environmental Research (in Chinese), 13 (4): 368–384.

譚桂容, 陳海山, 孫照渤, 等. 2010. 2008年1月中國低溫與北大西洋濤動和平流層異常活動的聯系 [J]. 大氣科學, 34 (1): 175–183. Tan Guirong, Chen Haishan, Sun Zhaobo. 2010. Linkage of the cold event in January 2008 over China to the North Atlantic Oscillation and stratospheric circulation anomalies [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 34 (1):175–183.

陶詩言, 衛捷. 2008. 2008年1月我國南方嚴重冰雪災害過程分析 [J].氣候與環境研究, 13 (4): 337–350. Tao Shiyan, Wei Jie. 2008. Severe snow and freezing-rain in January 2008 in the southern China [J].Climatic and Environmental Research (in Chinese), 13 (4): 337–350.

陶祖鈺, 鄭永光, 張小玲. 2008. 2008年初冰雪災害和華南準靜止鋒 [J].氣象學報, 66 (5): 850–854. Tao Zuyu, Zheng Yongguang, Zhang Xiaoling. 2008. Southern China quasi-stationary front during ice-snow disaster of January 2008 [J]. Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 66(5): 850–854.

韋晨. 2012. 2011年初廣西異常低溫冰凍災害成因分析 [J]. 熱帶地理,32 (1): 38–43, 49. Wei Cheng. 2012. Causes of the abnormal microtherm and frost weather in Guangxi at the beginning of 2011 [J].Tropical Geography (in Chinese), 32 (1), 38–43, 49.

Wen M, Yang S, Kumar A, et al. 2009. An analysis of the large-scale climate anomalies associated with the snowstorms affecting China in January 2008 [J]. Mon. Wea. Rev., 137 (3): 1111–1131.

楊貴名, 毛冬艷, 孔期. 2009. “低溫雨雪冰凍”天氣過程鋒區特征分析[J]. 氣象學報, 67(4): 653–665. Yang Guiming, Mao Dongyan, Kong Qi. 2009. Analysis of the frontal characteristics of the cryogenic freezing rain and snow weather. [J]. Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 67(4): 653–665.

尹東屏, 張備, 孫燕, 等. 2010. 2003年和2006年梅汛期暴雨的梅雨鋒特征分析 [J]. 氣象, 36 (6): 1–6. Yin Dongpin, Zhang Bei, Sun Yan, et al.2010. Analysis of Meiyu front characters of Huaihe Valley rainstorm [J].Meteorological Monthly (in Chinese), 36 (6): 1–6.

Zhao P, Zhang X D, Zhou X J, et al. 2004. The sea ice extent anomaly in the North Pacific and its impact on the East Asian summer monsoon rainfall[J]. J. Climate, 17 (17): 3434–3447.

鄭永光, 陳炯, 葛國慶, 等. 2007. 梅雨鋒的典型結構、多樣性和多尺度特征 [J]. 氣象學報, 65 (5): 761–772. Zheng Yongguang, Chen Jiong,Ge Guoqing, et al. 2007. Typical structure, diversity and multi-scale characteristics of Meiyu front [J]. Acta Meteorologica Sinica (in Chinese),65 (5): 761–772.