1983年12月的美国寒潮：利用1940年以来的历史记录一个评估外文翻译资料

 2022-11-24 15:37:20

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1983年12月的美国寒潮：利用1940年以来的历史记录一个评估

Ph. W. Suckling

摘要 :利用1940年至1983年期间月平均气温，建立了一年的所有月份的温度指标。将美国本土的193个站点划分为10各区域。指数值显示除了西南和三个东部地区以外,1983年12月是最不寻常的十二月。事实上，在中央和落基山脉南部/高平原地区，1983年12月天气条件是在44年期间所有月份中最极端的一个月,而在北部平原和中南部地区中是第二极端的。 十个地区44年的所有月份共5280个指数值，1983年12月占前20位中的4个，包括单个最高值(发生在中部地区）。

引言

1983年全球发生了很多极端天气[1]，美国的很多地区在12月突破了极端温度记录。 在蒙大拿州部分地区，北达科他州，南达科他州和内布拉斯加州温度比历史温度平均值偏低10℃，而在美国的中部地区,南至中南部得克萨斯州，东至北路易斯安那州、阿肯色州、田纳西州西部、印第安纳州、密歇根州西部，西至科罗拉多东部、怀俄明、爱达荷、华盛顿州东部和东北俄勒冈温度偏低5℃。只有加利福尼亚州、亚利桑那州、内华达州、犹他州和新墨西哥州西部的部分地区气温比历史平均值高。数百个低温记录是在12月17和26日寒潮高峰期间创造的[1]。在中大陆许多地区遭遇了44年最冷的12月,而俄克拉荷马州和德克萨斯州的几个站点突破了历史最低的月平均气温记录(包括其他月份)[2]。

本文的目的是用一个指数值表现出1983年12月的温度条件与从1940年到1983年44年月平均气温的历史纪录相比的异常程度.通过温度偏离指数对这一年十个区域的所有月份做评估。对美国本土温度偏离趋势的更详细的分析将使用相同的数据和类似的方法在其它地方给出[3]。

数据和方法

193个站点被划分为从南至北,,从东至西包括整个美国本土地区的十个区域,研究的资料包括这些站点从1940至1983年的每个月的月均温度（图1）。数据来自国家气候中心的气候资料出版物。在每个区域站点的数目不等，从落基山脉南部/高平原地区的15个至东北部的23个。在每个区站点的数目的差异并不重要。相反，要求每个区域内站点间隔相对均匀分布,使其在可用站点的限制范围内。各区域的大小稍小于大湖地区的温度和布林克曼降水模式研究中所使用的大小[4]。在研究中，这个区域在温度变化的方面相对均匀,这表明本研究区域大小不是太大。

分析在44年中每个月,发现几乎在每个地区，冬季月均温度的标准差都比夏天大.一月标准差值在北部平原站点范围在5℃以上，而在美国几乎所有地区七月标准差值均少于2℃。换句话说，冬季月温度变化程度更大。

为了评估一个区域的特定月份的温度条件，根据lamb的报告中的Tavakol和琼斯的气候变异指数,可以建立一个图形化的温度偏离指数TDI.因此,

N为该地区站点数，为44年的月平均气温，X为具体的一年月平均气温，为44年的标准差。通过使用等式中的平均温度差的绝对值,这个指数忽略了偏离趋势。因此一部分地区的正偏差不能抵消另一部分地区的负偏差.

按月分别计算指数值，七月某区域的平均标准差大小和一月的差不多，但一月的偏差温度值比较大。因此，该指数是衡量对比某月与其他年份该月的偏差，而不是对比同年各个月份的不同。通过这种方法获得的平均指数值约为0.7。而较低的指数值代表该月温度条件比较接近正常,该地区较高的指数值表示不正常温度调节。更温暖或更冷的情况发生的比接近平均或者两者都发生的情况更多。

图一:温度测量站点,已经用于研究的美国十个区域

结果和讨论

表一给出了1983年12月对应十个区域的指数值。此外，还列出了该年12月与其他年份对比后的排名。对于六个地区（西北，北部平原，落基山脉南部/高平原，大湖西部，中部和中南部），1983年的十二月居第一位（指数最高值），使之成为最不正常的（最大标准差）十二月。除了西北的南部边缘和落基山脉南部/高平原地区的最西端以外,这些地区经历了极端寒冷。由于西南地区边境多数站点温度稍高于平均,指数为第13高。中央地区遭遇比正常冷的气温使该地区生产的第13高指数值。在东北部和东南部地区的指数值均远低于该国其他地区也指示在1983年12月两个区域很正常。然而，中央及东南的部分地区经历了创纪录的最寒冷圣诞节{2]。

卢德伦指出1963年12月整个中大陆地区也因此经历了类似的寒冷[2]。表2指出该年12月每个区域的偏差指数。5个区域（中央，中南，三个东部）经历了第二高的指数值，在中部和中南部的指数值被1983年，1958年东北的寒冷和1971年12月份在中东和东南的异常炎热超越。因此,在后两个区域，1963年12月是该地区12月的最高指数值。西大湖的指数值位于1983和1963年之后，排名第三. 1963年寒潮强度被1983年的最强寒潮取代了，1963年对三个东端地区有显著的影响，但在北部平原和西北地区没有产生极端严寒。尽管如此，双方共同影响的地区（西大湖，中部,中南部），1983年12月更极端。1983年12月除了有6个指数在该12月排名第一的区域，在中央和落基山脉南部/高平原地区对于44年间每个月来说有最高的指数。因此，它也是北部平原(次于1965年九月的极端寒冷）和中南部地区（次于1976年大大低于正常水平的10月）第二不寻常的月.5280个指数值中（12个月times;10区域X44年），中部地区1983年12月指数值3.20是在44年中所有月份所有地区最高的.因此，1983年12月的极端严寒代表了从1940年开始在美国任意地区任意月份最极端的情况。

表二 1963年12月指数值

表3给出了20大最大温度偏离指数值的列表，考虑了44年间所有月份所有地区（共5280个值）。1983年12月在此列表里有第1，第3，第7，第20名。其他月份出现在列表超过一次的是1949年1月（第4和第9的排名）,当时两个西海岸地区格外寒冷；还有1960年3月（第5和第8的排名），一个不正常的冬天，特别是在中部和东中部地区；和1947年8月（第13和第18的排名）当极端的高温发生在西大湖地区和中部地区。在列表上的四个值进一步说明1983年12月寒潮的极端广泛性。

表三 1940-1983年的任意区域任意月份的指数值前20

结论

利用1940年至1983年的月平均气温，温度偏离指数评估了美国本土全部十个区域44年中的每个月份。数值显示在除了西南，东北，中部,东部和东南地区的其他地区，1983年12月是最不正常的12月。在528个月研究中，这个月对中央和落基山脉南部/高平原地区来说是最极端的（对于一年中的任何时间），对北部平原和中南地区是第二不正常的。对于计算出的十个区域的5280指数值，1983年12月占前20位值的四个,包括单个最高值。因此，对从1940年开始的任意年的任意月份来说，1983年12月天气条件代表最极端最广泛的月均温度。

引用

1. LeComte, D.: A Year of Worldwide Extremes- Floods and Droughts. Weatherwise37, 8-19 (1984).

2. Ludlum, D. M.: Weatherwatch - December 1983. Weatherwise 37, 46-50 (1984).

3. Suckling, P. W.: Trends in Monthly Temperature Departures for the Contiguous United States, 1940-1983. Physical Geography 5, 150-163 (1984).

4. Brinkmann, W. A. R.: Secular Variations of Surface Temperature and Precipitation Patterns Over the Great Lakes Region. J. Climatot. 3, 167-177 (1983).

5. Lamb, H. H.: Climate, History and the Modern World. London: Methuen 1982.

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