迪慶州夏季降水時(shí)空分布特征及其與地形關(guān)系分析

段志方　此永芝瑪　楊迎花　趙進(jìn)　馮國兵

摘 要 為了更準(zhǔn)確地全面分析迪慶州的降水分布情況，為規(guī)劃和部署氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù)，利用2006—2015年迪慶州夏季（6—8月）逐小時(shí)降水資料，按照現(xiàn)行降水強(qiáng)弱分級(jí)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同時(shí)間尺度降水進(jìn)行（強(qiáng)弱）分級(jí)判識(shí)，獲取不同時(shí)間尺度下降水分級(jí)降水強(qiáng)弱資料集，并通過ArcGIS繪制分析得出相關(guān)結(jié)論。

關(guān)鍵詞 夏季降水；分布不均；地形差異

中圖分類號(hào)：P461.3；P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.074

1 研究背景

迪慶州地處云南省西北部，滇、藏、川三省區(qū)交界處，青藏高原伸延部分南北縱向排列的橫斷山脈，高山峽谷縱橫，境內(nèi)最高海拔為梅里雪山主峰卡瓦格博峰，達(dá)6 740 m，最低海拔為瀾滄江河谷，絕對(duì)高差達(dá)5 254 m，較小范圍內(nèi)巨大高差使境內(nèi)出現(xiàn)了垂直氣候和立體生態(tài)環(huán)境特征。州內(nèi)山脈海拔高度呈自南向北、自東到西陡升趨勢，這些山系對(duì)迪慶州乃至下游地區(qū)天氣氣候具有重要的影響。2007年，一些學(xué)者通過回顧國內(nèi)外有關(guān)地形對(duì)降水的影響，對(duì)地形降水相關(guān)問題進(jìn)行了全面總結(jié)，重點(diǎn)詳細(xì)分析了地形對(duì)氣候尺度、天氣尺度、中尺度及對(duì)流性天氣系統(tǒng)降水變化的影響[1-7]。復(fù)雜地形讓迪慶州的降水呈現(xiàn)出更復(fù)雜的分布特點(diǎn)，降水變化明顯，夏季多雨，冬季干冷。受當(dāng)?shù)丶夹g(shù)條件制約，迪慶州自2006年只有香格里拉市、德欽縣、維西縣3縣城內(nèi)有降水觀測站，導(dǎo)致觀測站站點(diǎn)不能較準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)氐慕邓植迹@也是迪慶州一直沒有詳細(xì)雨量分布圖的原因之一。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，2006年區(qū)域自動(dòng)站、山洪站大量增加，為進(jìn)一步精確分析迪慶州的降水分布情況提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。圖1是迪慶州降水測站站點(diǎn)分布圖，可以看出降水測站分布密集，能較全面反映迪慶州的降水情況。因此，為了更準(zhǔn)確地全面分析迪慶州降水分布情況，利用2006—2015年迪慶州夏季（6—8月）逐時(shí)降水資料對(duì)全州已建99個(gè)各類氣象監(jiān)測站，利用極值檢驗(yàn)、同場變量連續(xù)性檢驗(yàn)對(duì)站點(diǎn)降水量資料進(jìn)行簡單質(zhì)量控制，獲取逐時(shí)降水資料集。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后均按頻次統(tǒng)一化，按照現(xiàn)行降水強(qiáng)弱分級(jí)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同時(shí)間尺度降水進(jìn)行（強(qiáng)弱）分級(jí)判識(shí)，獲取不同時(shí)間尺度下降水分級(jí)降水強(qiáng)弱資料集，并通過ArcGIS繪制，通過小雨、中雨、大雨、暴雨出現(xiàn)頻次和月、季降水量分布，揭示迪慶州夏季降水時(shí)空分布特征、強(qiáng)降水活躍區(qū)及與復(fù)雜地形的關(guān)系。通過分析迪慶州的地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防御和監(jiān)視區(qū)域，旨在為更好地規(guī)劃和部署氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù)，同時(shí)為今后更好研究地形小氣候成因提供數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

文中所述不同等級(jí)的降水為日降水量，統(tǒng)計(jì)時(shí)效為每日20： 00?—次日20： 00，降雨量級(jí)為劃分與國家降雨量級(jí)劃分相一致，小雨（0.1～9.9 mm），中雨（10.0～24.9 mm），大雨（25.0～49.9 mm），暴雨（日降雨量≥50.0 mm，由于所有站次統(tǒng)計(jì)中只出現(xiàn)一次大暴雨，故將大暴雨一次統(tǒng)計(jì)在暴雨量級(jí)中）。由于迪慶州的降水觀測站時(shí)間序列存在差異，故運(yùn)用不同量級(jí)降水概率為每一站次出現(xiàn)相應(yīng)量級(jí)降水頻次比上該站出現(xiàn)降水總頻次，得出迪慶州不同降水量級(jí)的概率分布情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 迪慶州夏季降水量分布

根據(jù)大監(jiān)站、區(qū)域站、山洪站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出圖2，迪慶州夏季降水量最少的為德欽縣升平鎮(zhèn)阿東站，平均降水量116.05 mm，最大降雨量為迪慶州香格里拉市土官村站，為620.1 mm。其中，降雨量100.0～200.0 mm的有11個(gè)站次，全部為德欽縣測站；200.0～300.0 mm的有13站次，德欽縣占近7個(gè)站次，300.0～400.0 mm的有32站次，多為迪慶州中南部地區(qū)的測站，降雨量在400.0～500.0 mm的有28個(gè)站次，主要集中在迪慶州中南部，500.0～600.0 mm的有9個(gè)測站，600 mm以上的有2個(gè)測站，分別為位于維西縣慶福站和香格里拉市南部土官村站。迪慶州降水分布不均勻，整體呈東南降水較多、西北降水較少態(tài)勢，東南往西北方向呈階梯型減少。其中，迪慶州西北德欽縣境內(nèi)出現(xiàn)2個(gè)相對(duì)降水較周圍區(qū)域大值區(qū)，分別為明永冰川到白馬雪山一線區(qū)域和羊拉鄉(xiāng)東部區(qū)域。迪慶州3縣（市）中維西降水分布較香格里拉市和德欽縣均勻。

2.2 迪慶州夏季月降水時(shí)空分布

迪慶州夏季降水分布存在明顯的月份差異，7月最多，8月次之，6月最少（圖3）。其中，6月降水分布情況與迪慶州夏季總降水分布一致，西北地區(qū)也存在兩個(gè)相對(duì)周圍其他區(qū)域降水較大區(qū)域，分別為明永冰川到白馬雪山一線和羊拉東部區(qū)域；7月迪慶州降水最多，降水較大區(qū)域普遍，其中在維西縣東部及香格里拉東南部降水較其他區(qū)域大。8月降水北部地區(qū)仍與7月大體相同，南部相對(duì)大降水區(qū)域比7月小。迪慶州夏季降水月降水分布均為南部地區(qū)高于北部，德欽縣存在幾個(gè)降水相對(duì)較少區(qū)域，分別為佛山鄉(xiāng)片區(qū)和云嶺—燕門片區(qū)及奔子欄片區(qū)。

2.3 迪慶州夏季不同降水量級(jí)發(fā)生概率分布

迪慶州小雨量級(jí)降水概率比較大，達(dá)到65%以上，北部地區(qū)較南部地區(qū)概率大，概率最大值達(dá)到90%以上（圖4a）。降雨量級(jí)為中雨概率北部地區(qū)低于南部地區(qū)，整體呈東南向西北遞減的趨勢，其中降中雨概率較大的在迪慶州南部，為20%以上，較小區(qū)域是燕門云嶺一帶以及奔子欄角瑪一帶，概率在8%以下（圖4b）。大雨量級(jí)降水概率與中雨量級(jí)降水概率分布一致，大體呈迪慶東南地區(qū)高于西北地區(qū)分布，東南地區(qū)降大雨概率較大地方高于6%，而西北地區(qū)降大雨概率最小為巴美，概率為0，其余多站次也在2%左右。德欽縣降大雨概率相對(duì)較大區(qū)域分散，分別在白馬雪山、明永冰川、以及羊拉片區(qū)，降水大雨概率為3%～4%（圖4c）。迪慶州北部出現(xiàn)暴雨概率極小，只有明永冰川、白馬雪山及羊拉地區(qū)有0.2%～0.3%，其他大多數(shù)地區(qū)降暴雨概率基本為零；南部主要分布在維西及香格里拉市南部，降暴雨概率最大的地方在維西工農(nóng)及拖枝地區(qū)，概率分別為1.08%和1.16%（圖4d）。

2.4 迪慶州觀測站降水量與地形的關(guān)系

云南省夏季風(fēng)降水有兩支水汽來源，最強(qiáng)一支來自越赤道氣流轉(zhuǎn)向后在孟加拉灣北部形成西南水汽輸送，水汽源地在印度洋、孟加拉灣；另一支為副熱帶高壓南側(cè)東風(fēng)氣流，源地是西太平洋、南海；云南省夏季降水的主要水汽通道是南亞夏季風(fēng)水汽輸送[8-11]。夏季降水受南亞季風(fēng)影響明顯。迪慶州夏季降水水汽來源基本為南亞季風(fēng)水汽輸送，根據(jù)圖5可知迪慶西邊高黎貢山、碧羅雪山和梅里雪山等高聳山脈阻擋底層南亞季風(fēng)將水汽輸送到迪慶地區(qū)。因此，只有印度洋、孟加拉灣有足夠深厚水汽層翻過迪慶西高大山脈，到達(dá)迪慶境內(nèi)才能形成有效降水，且迪慶州南部西邊山脈海拔相對(duì)較低，降水量也就較北部大。云南省第一高峰卡瓦格博山脈屹立于迪慶西，阻擋了大量水汽輸送，因而迪慶德欽縣降水量較其他區(qū)域異常偏少。

由于迪慶州降水南北差異較大，故挑出降水差異較大的地區(qū)地形進(jìn)行具體分析。圖6a為迪慶西北部地區(qū)地形，可以看出，德欽西邊梅里雪山巍峨聳立，從西南輸送過來水汽很難翻越梅里雪山往東北方向輸送。往德欽輸送水汽基本繞雪山兩側(cè)輸送，水汽繞過梅里雪山后就進(jìn)入干熱瀾滄江峽谷，氣流下沉，使本來凝結(jié)小水滴在下沉過程受熱蒸發(fā)，造成燕門鄉(xiāng)、云嶺鄉(xiāng)、佛山鄉(xiāng)降水異常偏少[12]。繞行兩支氣流在經(jīng)過梅里雪山后在梅里雪山東邊交混，形成局地輻合上升，空氣中水汽凝結(jié)，加之梅里雪山終年積雪，氣溫較周圍低，氣流上升過程中因氣溫降低而凝結(jié)效果更好，所以瀾滄江西邊明永冰川站監(jiān)測到降水較周圍站點(diǎn)大。氣流在經(jīng)過河谷后繼續(xù)向東輸送過程中，白馬雪山存在讓氣流因地形作用再次被抬升，抬升過程中冷卻凝結(jié)，形成降水，因而在白馬雪山上的降水也比周圍地區(qū)大。

從圖6b可知，迪慶州南部地勢相對(duì)較低，加上西部高聳山脈從北到南逐漸降低，使水汽可以較易較多到達(dá)境內(nèi)，形成降水。迪慶州西側(cè)梅里雪山山系向南海拔逐漸降低，并在維西西側(cè)碧落地區(qū)與高黎貢山山系形成一個(gè)“V”型地形缺口，使西南水汽在輸送過程中，可從缺口涌入迪慶州境內(nèi)，水汽流在涌入過程中在缺口處形成“狹管效應(yīng)”，造成維西碧落地區(qū)降水相對(duì)較多。

在同一緯度上，不同海拔高度降水分布差異同樣存在很大差異，選取金江站、安樂站、虎跳峽站和土官村站作為對(duì)比。站點(diǎn)位置如圖7所示，結(jié)合圖8b可知，金江鎮(zhèn)站和安樂站均位于迎風(fēng)破，且基本處于同一緯度上，主要區(qū)別為站點(diǎn)所在位置海拔高度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知金江鎮(zhèn)站夏季的平均降水量為417.0 mm，而安樂站的降水量為543.8 mm，降水量相差126.8 mm，而兩站相距較近，可見迪慶州降水分布在不同海拔高度上存在很大差異，同一緯度、同一迎風(fēng)面上，海拔越高，降水量就越大，其主要原因?yàn)槲髂蟻硭诓粩嗤鶘|或東北方向輸送過程中遇山脈阻擋，氣流堆積并受地形抬升作用，使水汽在上升過程中冷卻后不斷凝結(jié)形成更多雨滴降落。而虎跳峽站及土官村站基本在同一經(jīng)度，土官村站位置偏北，其夏季平均降雨量為620.1 mm，比往南方向虎跳峽站的491.5 mm高出128.6 mm，兩站夏季降水分布與迪慶州夏季降水自南向北呈遞減分布，存在較大差異。主要原因?yàn)槠纤谕狈较蜉斔瓦^程中，遇到虎跳峽東面高聳哈巴雪山時(shí)，氣流選擇繞流，一支氣流就沿著虎跳峽北面溝壑向北輸送，在往北輸送過程中隨著海拔不斷上升，在土官村一帶形成水汽堆積，由于后部不斷有氣流不斷補(bǔ)充，導(dǎo)致水汽在土官村一帶強(qiáng)迫抬升，上升冷卻凝結(jié)形成降水。

3 結(jié)論與討論

迪慶州降水分布不均勻，整體呈東南地區(qū)降水較多、西北地區(qū)降水較少的態(tài)勢，東南往西南方向呈現(xiàn)階梯型減少。在向西北地區(qū)過程中，德欽縣出現(xiàn)兩個(gè)相對(duì)降水較周圍區(qū)域大值區(qū)，分別為明永冰川到白馬雪山測站一線區(qū)域和羊拉鄉(xiāng)東部區(qū)域。迪慶州三縣（市）中，維西降水分布較香格里拉市和德欽縣均勻。迪慶州夏季降水分布存在明顯的月份變化，7月最多，8月次之，6月最少。月降水分布情況與迪慶州夏季降水分布一致，均為南部高于北部。德欽縣一致存在一個(gè)幾個(gè)降水相對(duì)較少的區(qū)域，分別為佛山鄉(xiāng)片區(qū)和云嶺—燕門片區(qū)及奔子欄片區(qū)。

迪慶州小雨量級(jí)降水概率比較大，達(dá)65%以上，北部較南部概率大，概率最大值達(dá)90%以上。中雨量級(jí)概率北部低于南部，呈東南向西北遞減態(tài)勢，降中雨概率較大在迪慶州南部，為20%以上。大雨量級(jí)降水概率相對(duì)較大區(qū)域分散，大體呈東南高于西北分布；迪慶州北部除明永冰川、白馬雪山及羊拉地區(qū)外出現(xiàn)暴雨的概率極小，南部主要集中在香格里拉市南部及維西縣。從西南到達(dá)迪慶州境內(nèi)，水汽在復(fù)雜地形作用下被迫輻合輻散，導(dǎo)致境內(nèi)降水在局地出現(xiàn)很大的分布差異。在大山脈背風(fēng)坡一面降雨量相對(duì)較少，在不同海拔高度上存在很大差異，同一緯度、同一迎風(fēng)面上，海拔越高，降水量就越大。

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（責(zé)任編輯：劉昀）