近48年青藏高原强降水量的时空分布特征

Fig． 1
▲为高原站点分布； 粗灰色曲线为雅鲁藏布江，下同
图 1 多年平均高原夏（ a） 、冬（ b） 半年强降水量分布（ mm）
Distribution of average of 48 － year heavy precipitation during summer （ a） and winter （ b） half year over Tibetan Plateau
文中利用的方法主要包括： 相似分析［27］、线性 趋势分析、Mann-Kendall 法［28］以及 Morlet 小波变 换分析［29①） 等气象常用统计方法。
2 高原强降水的空间分布特征
图 1 可见，高原夏半年强降水量呈现出由东南 向西北递减的Hale Waihona Puke 布特征（ 图 1a） ，这与夏半年降水
总量的空间分布相似。高原东南部存在两个大值 中心，一个位于东南部的波密站（ 90． 12 mm） ，另一 个中心 是 位 于 雅 鲁 藏 布 江 中 游 地 区 的 日 喀 则 站 （ 57． 54 mm） 。强降水量最少的地区位于高原西北 部，其中青海西北部的芒崖和冷湖站近 48 a 期间 从未出现过大雨。
水，其中在 7 月上旬至 8 月中旬出现强降水的几率 均在10% 以上，是高原强降水的主要集中期，且在 7 月下旬达到最高，占夏半年的 14． 16% ，其次是 8 月上旬。表现出“7 下 8 上”的分布特征，大雨量在 6 月中旬以前增加较慢，而到 8 月中旬以后则迅速 减少。
在冬半年各旬强降水量的分布上（ 图 3b） ，在 11 月上旬和 3 月中下旬的比例比较高（ 均超过了 10． 0% ） ，说明秋末春初是高原冬半年强降水的高 发期，尤 其 是 在 3 月 下 旬，是 大 雪 主 要 出 现 时 段［30］，占到冬半年的 22． 89% ，而 11 月下旬至 2 月 中旬出现大雪的几率最低，均在 5． 0% 以下。 3． 2 高原强降水量的年际变化特征
第31 卷第4 期 2011 年04 月
地理科学
SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA
Vol ． 31 No ． 4 Apr． ，2 0 1 1
近 48 年青藏高原强降水量的时空分布特征
王传辉1 ，周顺武1 ，唐晓萍2 ，吴 萍1
（ 1． 南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室，江苏 南京 210044； 2． 重庆市沙坪坝区气象局，重庆 400030）
图 3 高原夏半年（ a） 和冬半年（ b） 各旬强降水量占总强降水量的比例
Fig． 3 Percentage of strong precipitation during each ten － day period in total strong precipitation during summer （ a） and winter （ b） half year over Tibetan Plateau
近年来，一些研究注意到在中国不适宜采用统 一的强降水标准，而应根据地理差异、下垫面状况 以及平均降水强度而定。许多研究采用了以日降 水强度第 95 个百分位值的多年平均值为极端降水 事件的阈值［10，24］。但利用该方法对高原降水分析 存在弊端，并不能完全适应高原特殊的降水分布特 征① 。寿绍文等［25］根据中国各地降水的地理、气候 特征以及各地抗御洪涝的自然条件给出各地暴雨 的标准，华南、东北及西北地区分别以 24 h 降水量
分析整个高原地区夏（ 冬） 半年大雨（ 大雪） 量 的年际变化，近 48 a 来高原达到大雨量级的年平 均降水量为 1 098． 91 mm（ 图 4a） ，且表现出明显的 年际振荡，降水量最多（ 少） 年份在 2007（ 1983） 年， 大雨量为 1 832． 80 mm（ 466． 2 mm） ； 在其长期变化 的线性趋势上，夏半年强降水量呈微弱的下降趋势
1 资料与强降水标准
1． 1 资 料 利用国家气象信息中心气象资料室提供的自
建站以来至 2008 年青海和西藏所有台站的逐日降 水，考虑到高原西部站较少，观测年限偏短［11］等因 素，选取出自 1961 ～ 2008 年共 48 a 的 48 个台站 （ 图 1a） 作为研究对象。 1． 2 高原强降水标准的选取
4期
王传辉等： 近 48 年青藏高原强降水量的时空分布特征
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（ R24 ） ≥80、30 和 25 mm 作为暴雨的临界值。 考虑到高原大部分地区在 4、10 月的气温在
0℃ 附近摆动［26］，降水形态复杂，故未对这 2 个月 作考虑。因此选择 5 ～ 9 月作夏半年，11 月至次年 3 月作冬半年，分别以 R24 ≥25 mm 和 R24 ≥5 mm 作为高原夏、冬半年强降水的临界值① 。
（ － 7． 76 mm /10 a） 。虽然近几十年高原的降水整 体上呈增加趋势［17，31］，但强降水（ 大雨） 量反而减 少。同时发现，高原强降水量与总降水量并无显著 相关关系，由此可见，高原夏半年降水的增加主要 是由于中雨及以下量级的降水增加所致。
高原冬半年强降水也表现出明显的年际差异 （ 图 4b） ，多年平均大雪量为 134． 08 mm。强降水 出现最多（ 少） 的年份为 1995 （ 2003） 年，相应的大 雪量达到 353． 30（ 41． 80 mm） ； 从长期线性变化趋 势上看，近 48 a 来冬半年高原大雪呈现出明显的 增加趋势（ 17． 42 mm /10 a） ，这与以往研究得出的 近几十年来高原降雪量呈增加趋势的结论是一致 的［15 ～ 17］。同时发现同期强降雪的增加趋势明显超 过弱降雪（ 24 h 降水 ＜ 5 mm） 的增加趋势，而强降 雪量与降雪总量存在较一致的年际变化，两者相关 系数达到 0． 81（ 通过 0． 001 的显著性检验） 。可见 冬半年降雪总量的增加可能主要是由于大雪的增 加引起的。
Fig． 2 Percentage of heavy precipitation in total precipitation during summer （ a） and winter （ b） half year over Tibetan Plateau
M1 为 5 月第 1 旬； N1 为 11 月第 1 旬
随着全球气候变暖，降水呈现出向极端化发展 的趋势［1］。大量研究表明［2 ～ 4］，近年来在全球许多 区域强降水呈现增加趋势，而弱降水则明显减少。 在中国大多数地区，弱（ 强） 量级降水出现的频率 趋于下降 （ 增加） ［5 ～ 7］，表明强降水对总降水量的 贡献呈现增大的趋势。但对于中国不同地区强降 水变化趋势却存在较大差异。刘海文等［8］利用华 北地区 44 个站近 50 a（ 1957 ～ 2006 年） 的地面观 测资料对华北地区各强度降水进行分析，发现华北 地区各强度降水都呈减少趋势，但暴雨以上量级的 降水减少趋势并不显著。张婷等［9］对华南地区近 46 a （ 1960 ～ 2005 年） 的汛期极端降水进 行 了 分 析，结果表明，华南前汛期极端降水呈减少趋势而 后汛期极 端 降 水 则 显 著 增 加。 此 外，张 文 等［10］ 利 用西北地区 125 个台站汛期（ 5 ～ 9 月） 逐日降水资 料分析得出，近 45 a（ 1960 ～ 2004 年） 西北地区极 端降水发生频次呈现出增加的趋势。可见，在中国 大多数地区极端降水以增加趋势为主，但在不同地 区和不同季节极端降水日数和降水量的变化趋势 存在差异。
近年来，青藏高原（ 以下简称高原） 越来越受 到关注［11 ～ 22］。许多研究表明，高原夏半年（ 汛期） 降水整体 上 呈 现 出 弱 的 增 加 趋 势［11，18］，存 在 显 著
的区域性差异［11 ； ～ 13］ 高原冬季降雪整体上呈增加 趋势［15 ～ 17］。相比之下，针对高原极端降水的研究 很少［23］。据此，根据高原地区降水特点，本文选定 高原大雪和大雨作为高原冬、夏半年极端强降水事 件的临界值，讨论其强降水量的时空分布特征。
摘要： 基于青海和西藏地区 48 个气象台站近 48 a（ 1961 ～ 2008 年） 的逐日降水资料，分析青藏高原冬、夏半年强 降水量的时空演变特征。结果表明： 青藏高原强降水量与总降水量的空间分布相似，夏半年为由东南向西北递 减，冬半年则由唐古拉山脉东段的高原腹地向四周递减； 夏（ 冬） 半年强降水量存在准 3、准 6 a（ 7 ～ 8 a） 的年际 振荡以及准 9 ～ 10 a（ 15 a） 的年代际振荡； 夏半年高原北（ 南） 部强降水量以增加（ 减少） 趋势为主，强降水量呈现 出微弱的减少趋势，而冬半年高原大多数地区均呈现出明显的增加趋势，在 1976 年发生突变现象。 关 键 词： 青藏高原； 强降水量； 时空分布； 突变分析 中图分类号： P426 文献标识码： A 文章编号： 1000 － 0690（ 2011） 04 － 0470 － 08
定义为： 降水的标准差 /多年平均的降水量。由高 原夏半年强降水量的变差系数分布（ 图略） 可以看 出，变差系数整体上呈现出与强降水量反向分布的 特征（ 两者相似系数为 － 0． 44，通过 0． 01 的显著性 检验） ，高原南部两个强降水大值区分别对应着变 差系数的两个低值区，而高原西北部的强降水低值 区则对应变差系数的高值区。冬半年情况（ 图略） 与夏半年相似，变差系数也是与强降水呈现反向分 布（ 两者相似系数为 － 0． 42，通过 0． 01 的显著性检 验） 。表明在高原地区强降水越多的地区越稳定， 而强降水越少的地区年际差异越显著。
由上 面 分 析 可 知，在 夏 半 年 降 水 总 量 增 加 明
在冬半年强降水量占总降水量的百分比大值 区位于雅鲁藏布江流域和青海北部（ 图 2b） ，呈现 出由南和东北向西北递减的分布特征； 降雪最少的 高原西北部几乎无大雪发生。一般而言，总降水量 的高（ 低） 值区出现强降水的可能性也较大（ 小） ， 然而在高原东南部的帕里站附近降雪偏少区存在 异常，虽然降雪量都很少，但其强降水量占总降雪 量的比例却较高，说明在帕里站降雪主要以强降雪 的形式出现。