1979—2014年春季西藏東部雪災及其大氣環流特征

洛桑旺姆 丹增扎巴 達瓊

摘要： 利用臺站觀測積雪厚度等多種氣象要素和NOAA大氣環流數據，對1979—2014年西藏東部27個臺站春季雪災頻次和對應的大氣環流異常進行分析。結果表明，西藏東部1979—2014年27站共發生33次雪災。雪災主要集中在唐古拉山脈和念青唐古拉山脈之間的地區和山南南部地區;雪災期間最大積雪厚度越大，總降雪量越多，雪災平均積雪厚度越大。相對濕度越大，輕災期間平均積雪厚度越大。風速越大，輕災和中災期間平均積雪厚度越大;輕災和中災期間，存在從大西洋經高緯度向西太平洋傳播的“+-+-+”和“+-+-+-”波列。重災期間，北大西洋負位勢高度場異常強度偏強，存在由大西洋經中緯度向西太平洋傳播的“+-+-+-”波列。

關鍵詞： 雪災; 西藏; 積雪厚度; 春季雪災; 大氣環流

中圖分類號：S161.6 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）10-0053-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.10.010 ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Using a variety of in-situ meteorological elements datas such as snow depth and NOAA atmospheric circulation data， the frequency of spring snow disasters at 27 stations in the eastern Tibet and corresponding atmospheric circulation anomalies during 1979―2014 were analyzed. The results showed that there were 33 snowstorms in 27 stations in eastern Tibet during 1979―2014. The snowstorm was mainly concentrated in the area between the Tanggula mountains and the Nyenchenthanglha mountains and the southern part of Shannan; The greater the maximum snow thickness and the total snowfall during the snowstorm， and the greater the average snow thickness of the snowstorm. The greater the relative humidity， the greater the average snow thickness during the light-level disaster. The greater the wind speed， the greater the average snow thickness during the light-level disaster and the middle-level disaster; During the light-level disaster and the middle-level disaster， there were “+-+-+” and “+-+-+-” wave train propagating from the Atlantic to the western Pacific through the high latitude. During the severe-level disaster， the intensity of the North Atlantic negative geopotential height anomalies was stronger than the one during the light-level disaster and the middle-level disaster， and there was a "+-+-+-" wave train propagating from the Atlantic to the western Pacific through the mid-latitude.

Key words： snow disaster; Tibet; snow depth; spring snow disaster; atmospheric circulation

西藏地勢復雜，氣候環境惡劣，雪災是其長期的氣象災害，國內有史料記載，早在藏歷第十四繞炯木猴年（公元1824年）就記錄了聶拉木地區的雪災[1]，但是從史料記載來看，西藏很少發生全區性的雪災，這源于藏北和藏南冬春大雪環流型和兩地區的積雪日數季節分配不同，藏北積雪日數以11月到次年1月為最多，而藏東南冬季積雪少，積雪主要集中在1―4月，尤以3月最多[2]，普布卓瑪[3]的雪災分析也給出了相似的結論。MODIS/Terra衛星積雪產品分析顯示，西藏90°E以東地區年平均積雪覆蓋最多，且氣候變化明顯，同時重度、中度、輕度雪災在西藏東部地區各個季節均有體現[4]。高原降雪日數峰值出現的月份也具有明顯的區域性[3]，青藏高原雪災危險性災害評估也發現，在90°E以東和以西分別有2個雪災危險性大范圍區[5]。

鄒進上等[6]研究結論表明，青藏高原降雪主要集中在4―5月和9―10月，即集中發生在冬夏環流的轉換季節，同時給出了降雪的3個主要氣象條件：①500 hPa溫度在-2～-12 ℃，4―6月有利于降雪的溫度是-6～-10 ℃， 9―10月有利于降雪的溫度是-2～-6 ℃;②有充分的水汽供給，4―6月有利于降雪的水汽條件是2～4 g/kg，9―10月有利于降雪的水汽條件是3～5 g/kg;③有觸發上升運動的低值系統，如西風槽、低渦切變線、孟加拉灣風暴等。這些低值系統與普布卓瑪[3]的研究結論一致，同時主成分分析顯示，影響一場積雪能否成災主要原因包括最大積雪深度、積雪日數、一場積雪的降水總量和風速[7]。

西藏東部地區氣候獨特，森林茂密，水資源豐富，是西藏的糧食主產區，為西藏帶來了寶貴的物質財富。農作物的生長發育以及畜牧業的維持都與雪災息息相關[8]，雪災經常給農牧業造成直接的經濟損失和人員傷亡[1，2，9]，春季雪災具有突發性強、頻次少、受災強度大的特點，總結西藏東部地區春季雪災與氣象要素和環流背景的聯系，對提高防災減災能力和雪災氣候監測預測準確率有著重要的意義。

1 ?材料與方法

使用西藏氣象局信息網絡中心提供的90°E以東27個氣象臺站積雪厚度、降雪量、平均溫度、最高溫度、最低溫度、風速和相對濕度數據，時間分辨率為1979―2014年3―5月逐日數據。臺站分布參考黃曉清等[4]的研究，大氣環流數據采用同時間段的NOAA-CIRES Twentieth Century Reanalysis （V2c， https：//www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.20thC_ReanV2c.html），數據的空間分辨率為2.0°×2.0°，垂直方向有24層。

黃曉清等[4]參考西藏東西部草場類型和牧草高度，總結出適用于西藏東西部的雪災判別方法。在西藏東部地區，積雪厚度在5～10 cm且持續日數在7～10 d的情況下，判定發生輕等雪災;積雪厚度在5～10 cm且持續日數在10～15 d的情況下，判定發生中等雪災;積雪厚度大于10 cm且持續日數大于等于10 d的情況下，判定發生重等雪災;參考黃曉清等[4]雪災的評判標準，對1979―2014年3―5月逐日的27站積雪厚度進行雪災分析。

2 ?雪災的時空分布及與基本氣象要素的聯系

如圖1所示，1979―2014年西藏東部地區27站共發生33次雪災，其中17次為輕災，12次為中災，4次為重災。災害的空間分布見圖2。輕災（圖2a）主要分布在那曲市東部4個臺站，林芝市南部1個臺站和山南市南部1個臺站;中災（圖2b）主要分布在那曲市東部2個臺站，林芝市北部1個臺站和山南市南部1個臺站;重災（圖2c）主要分布在那曲市東部1個臺站和山南市南部1個臺站;總的雪災空間分布主要集中在唐古拉山脈和念青唐古拉山脈之間的嘉黎縣等6個臺站和山南市南部的措那站[9，10]。嘉黎站和錯那站是主要的雪災發生臺站，嘉黎站發生輕災7次、中災2次、重災1次，共10次雪災，錯那站發生輕災6次、中災8次、重災3次，共17次雪災。

雪災的發生與降雪量、積雪持續日數、風速等氣象要素密不可分[7]。雪災的平均積雪厚度與雪災期間的最大積雪厚度密切相關（圖3a），雪災期間最大積雪厚度越大，雪災平均積雪厚度越大，輕災受最大積雪厚度的影響小于中災和重災;從圖3b可以看出，積雪日數和平均積雪厚度點的集中度與雪災等級密切相關，輕災、中災和重災點均集中分布，積雪日數可以很好地區分雪災等級，連續積雪日數越大，雪災嚴重等級越高;一場降雪是否致災與降雪總量密不可分，從圖3c可以看出，無論輕災、中災還是重災，總降雪量越多，平均積雪厚度越大;大氣濕度是決定降雪發生與否的關鍵因素，從圖3d可以發現，輕災期間平均積雪厚度與相對濕度密切相關，相對濕度越大，平均積雪厚度越大，而中災和重災期間平均積雪厚度對相對濕度并不敏感;青藏高原由于特殊地形，風吹雪現象普遍存在，從圖3e可以看出，風速越大，平均積雪厚度越大，輕災和中災期間這種風速與平均積雪厚度的關系最明顯;平均積雪厚度與地表溫度的高低密切相關，如圖3f至圖3h所示，輕災期間，地表溫度變化明顯，中災和重災期間地表溫度集中分布在-8～-3 ℃，最高溫度集中分布在-2～2 ℃，最低溫度集中分布在-13.5～-6.0 ℃。

3 ?雪災與大氣環流的聯系

降雪是雪災發生的主要原因，有利于降雪發生的大氣環流型是雪災的首要分析對象。黃曉清等[4]對區域性雪災異常年和無雪災年分布進行前冬、隆冬和春季的合成分析，發現前冬和隆冬北半球500 hPa環流非常相似，自大西洋東海岸向東至西太平洋有顯著的“+-+-”波列，而春季中高緯度從歐洲西部為“-+-+-+”波列;3個時段歐洲大陸長波槽脊異常加強，經向環流發展;前冬和隆冬歐亞大陸高度距平場為西高東低，春季正好相反;雪災年與無雪災年極渦、烏拉爾山高壓脊、貝加爾湖高壓脊和北美大槽的強度、位置有較大的差異，而東亞大槽除在春季有所差別外其他時段不明顯。

由于青藏高原地區地處中緯度的特殊性，其降雪的異常不僅與高緯度的環流相聯系，而且與低緯度的水汽輸送也有聯系。對大氣可降水量和水汽輸送通量散度分析表明，孟加拉灣水汽輸送是高原東部地區降雪的主要水汽來源[11]。通過對唐古拉山脈δ18O在1989年5月25日前后的變化特征分析也可以得出，高原降雪除與局地水分蒸發密切相關外，與印度洋經孟加拉灣輸送的水汽也聯系密切[12]。

對輕災、中災和重災期間500 hPa位勢高度和比濕逐日氣候態異常場進行7 d滑動平均后合成，得到圖4和圖5。在輕災發生期間，有從大西洋經高緯度向西太平地區傳播的“+-+-+”波列，高原上存在弱的閉合等高線小槽異常分布，槽前的西南氣流有利于印度洋和孟加拉灣地區的水汽輸送至西藏東部（圖4a）。在西藏東部，存在比濕的正異常區（圖5a），這將有利于西藏東部降雪的生成[3，7];在中災發生期間，有從大西洋經高緯度向西太平洋地區傳播的“+-+-+-”波列，高原上位勢高度場偏低的范圍明顯大于輕災發生期間的位勢高度場異常區，中災發生時的高原上空小槽異常強于輕災（圖4b），500 hPa比濕異常區明顯強于輕災期間水汽異常（圖5b），這將有利于西藏東部降雪的持續時間增加，造成西藏東部發生中災;在重災發生期間，環流型異常明顯不同于輕災和中災情況。北大西洋負位勢高度場異常強度明顯強于輕災和中災情況，擠壓高緯度波列向南移動，由大西洋經中緯度向西太平洋地區傳播的“+-+-+-”波列位置明顯比輕災和中災情況偏南，這導致原本處于高原上空小槽的異常位置偏南偏東，同時北側波列在黑海和里海北側的正位勢高度場異常南壓，其前方易于引導對流層低層西北干冷氣流，更有利于將北側干冷的空氣帶上高原，南側的小槽異常位于華南地區，強于輕災和中災情況，其北側的東南風異常有利于將西太平洋上空的暖濕氣流輸入高原，形成冷暖空氣交匯的有利降雪環境，形成更多的降雪量，從而形成重災（圖4c）。在500 hPa比濕場上， 重災正比濕異常區明顯大于輕災和中災情況（圖5c），這說明華南地區上空的位勢高度場異常形成了大范圍的水汽異常區，給重災的發生提供了充足的水汽。

4 ?結論

通過使用臺站觀測的積雪厚度、降雪量、溫度、最高溫度、最低溫度、風速和相對濕度等多種氣象要素觀測數據和NOAA大氣環流數據，對1979―2014年高原90°E東部27個臺站春季雪災頻次和相對應的大氣環流異常進行了統計， 地表溫度集中分布在-8.0～-3.0 ℃，最高溫度集中分布在-2.0～2.0 ℃，最低溫度集中分布在-13.5～-6.0 ℃。

輕災期間，存在從大西洋經高緯度向西太平洋地區傳播的“+-+-+”波列，高原上存在異常小槽分布，槽前的西南氣流有利于將水汽輸送至西藏東部，從而有利于降雪的生成;中災期間，存在從大西洋經高緯度向西太平洋地區傳播的“+-+-+-”波列，高原上空異常小槽強于輕災;重災期間，北大西洋負位勢高度場異常強度偏大，存在由大西洋經中緯度向西太平洋地區傳播的“+-+-+-”波列，黑海和里海北側的正位勢高度場異常易引導對流層低層盛行西北氣流，有利于北側干冷空氣爬升至高原上，高原南側小槽異常位置偏南偏東，利于西太平洋上空暖濕氣流輸入高原，從而形成強降雪和重災。

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