Page 30 - 2025年第56卷第10期

工程冰情发生在 12 月至次年 1 月，再次表明国标法寒潮分类不能同南水北调中线冰情发生情况对应。
综上，若以保定日最低气温为指标参数，采用 TCI 法寒潮判断标准，当发生寒潮时段应密切关注京石
段可能的冰情，并结合水温精细观测和模拟预报结果制定切实可行的调度方案和防冰措施，可为南水
北调中线冰期输水调度运行和预警预报提供依据。
4.5 TCI 法寒潮等级的应用 寒潮等级的判断采用 TCI 法寒潮等级分类方法，具体步骤可以是：1）采
用实测和预报日最低气温计算连续的 T ；2）判断日最低气温 48 小时内降温幅度，若大于或等于 6 ℃，
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则进入下一步判断；3）查看连续 3 日 T 的最大值，判断是否处于表 1 对应的阈值区间；4）若同时满足
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步骤 2）和 3）条件，即可确定为阈值所对应的寒潮等级。随着每日实测和预报气温更新，采用实测气温
对之前预报结果进行校验，从而实现寒潮每日滚动预报。
如 2025 年 1 月，中线工程沿线气温显著下降，采用本研究定义的寒潮等级划分标准和团队研发的
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水温精细模拟模型 相互校正，根据沿线站点 7 d 天气预报，开展了寒潮和水温的滚动预报，并根据
观测数据和气温的逐日更新对预报结果进行实时修正。结果表明，本年度共发生了 4 次寒潮事件，
即：1 月 3 日、1 月 9 日和 10 日发生寒潮，2 月 14 日发生强寒潮。 但本年度整体气温偏高（见图 2 中
2024—2025 冬季最低气温过程），冬季平均气温-0.52 ℃为中线工程全线通水以来最高值（见图 8），
1 月上旬发生的寒潮均为在前期较高温度下的短时间强降温，之后又快速升高，1 月上旬总的累计负气
温过程高于多年均值（见图 3 中 2024—2025 年 T 过程），1 月 3 日明渠最北端北拒马实测水温为 3.5 ℃，
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因此 1 月上旬寒潮发生时未观察到结冰过程；2 月 14 日发生了强寒潮，但降温持续 3 天后迅速升温
13 ℃，并未发生冰情。该年度沿线整体寒潮、水温和冰情发生情况和预测预报一致。

5 结论

本研究以中线京石段距离最近的保定气象站冬季气温资料为基础，研究其气候变化特征，并建立
了气温寒潮指数法和适合南水北调中线冰期输水的寒潮等级分类方法，提出了不同等级寒潮对应的
TCI 值和 T 阈值区间。主要结论如下：
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（1）研究了 1960—2025 年冷暖冬变化：1980 之前 20 年冷冬年和暖冬年交替出现，1980—2010 年
31 年间主要以暖冬为主，2010 年之后 14 年局部气候明显突变以冷冬年为主要特征，正是发生在南水
北调中线通水后，为其冬季安全输水带来了挑战。
（2）按照国家标准 《寒潮等级》 将南水北调中线沿线站点的寒潮分级：寒潮发生的强度和次数与
冷、暖冬变化一致，且国标法寒潮等级划分主要强调气温的变化幅度，不能体现负气温的累计量，因
此 11 月份寒潮发生次数最多，而南水北调中线工程的冰情主要发生在 12 月和 1 月，因此该分类方法未
能充分体现冰情同寒潮的相关性。
（3）建立了基于 3 参数 Log-logistic 分布函数的气温寒潮指数方法，该寒潮分类方法考虑了累计负
气温、温度降幅和降温的连续性，更适合冰情发展过程的判断和预测。采用 TCI 方法判断南水北调中
线工程寒潮的次数和国标法接近，但主要集中于 1 月，同冰情发生时间一致；中线工程冰情发生最严
重的 2015—2016 年寒潮次数创历史最多为 8 次；次严重的 2020—2021 年发生超强寒潮 2 次，寒潮总数
为 5 次。新的气温寒潮指数法对寒潮等级的分类在发生强度和次数方面更能体现南水北调中线工程冰
情的严重程度。
（4）通过 2011—2023 年 13 年冬季观测资料分析：小流量输水情况下，初冰时间发生在第一次寒潮
或者 T 第一次达到寒潮阈值区间（≤-47.0 ℃），冰情的变化总发生在寒潮期间。按照 TCI 指数法判断的
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年度寒潮时段应密切关注京石段冰情发生和发展，并结合精细的水温预报制定切实可行的调度方案和
防冰措施。
需要指出，冰情发展受到水力、热力、动力等因素共同作用，本文 TCI 法对于中线工程寒潮等级
划分的累计气温阈值和指标将随着冬季大流量输水条件的改变进一步优化完善。

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