青藏高原降水特征和降水過程研究

洛桑平措 羅桑旦增 洛桑頓珠

（西藏自治區大氣探測技術與裝備保障中心，西藏 拉薩 850000）

一、青藏高原降水特征研究的重要性

在全球變化的相關研究中，青藏高原所占的比重還是相對較大的，尤其是其本身具備的地形特殊性，使其氣候變化引起了氣象研究者們的極大關注。青藏高原在全球變化的研究中占據了很大的比重，并且由于青藏高原其本身地形的特殊性，導致高原氣候的變化時刻受到氣象研究者們的關注。但是因為以往高原氣候研究受到了站臺稀少，資料歷史短等等因素的影響，存在很大程度上的可信度的問題，但因以往的高原氣候研究受到了站臺稀少、資料缺乏歷史性等相關因素的影響，而備受研究者們的質疑。尤其值得一提的是，高原降水相關的研究相對較少，而關于高原降水的研究卻占了大多數。眾所周知，高原從冬季到夏季，無論是熱源還是地標狀況;甚至是環流狀況，都會發生一定的轉變。

二、青藏高原降水特征

青藏高原(下稱高原)以其獨特的地形地貌聞名于世, 其特殊的天氣氣候特征, 復雜多變的環流形勢以及水汽輸送結構使其降水分布也具有復雜性。同時地廣人稀的特征以及惡劣的自然條件使得高原地區氣象站點分布極不規律, 主要分布于高原中部和東部, 從而導致降水資料匱乏。所有這些都對研究高原的降水特征造成一定的困難?，F有研究表明,高原雨季主要集中于夏季, 且降水峰值在一年內主要有兩種形式：喜馬拉雅山脈南麓和雅魯藏布江下游河谷地區呈現雙峰值(前者高峰出現于7—8月, 次高峰出現于2—3月; 后者高峰出現于4月, 次高峰出現于7月), 而高原其他地區則為單峰值。降水峰值常出現于夏季7, 8月。根據已有研究可知, 高原的年降水分布自雅魯藏布江河谷向西北部逐漸遞減, 其中雅魯藏布江下游地區降水最多, 柴達木盆地西北部降水最少。因高原地區海拔較高, 自然環境復雜, 生態環境較脆弱, 而生態環境往往與降水情況相適應, 因此降水情況的異常將極大地影響當地生態環境的正常發展。與氣溫的變化情況相比, 高原降水的變化情況則要復雜得多。高原北部和南部降水量的反相位關系是高原降水情況的一個重要特征。馮松利用1958—1996年高原地區及其周邊的75個臺站資料,分季節研究了高原降水的變化趨勢。結果表明, 絕大多數臺站在這39年間冬季和春季降水量呈增加的趨勢, 其中以高原中東部最為明顯; 夏季高原大部分的降水量在逐年遞減, 這一特征在高原南部最為明顯, 而高原東北部和東、南部邊緣的部分地區降水量則在增加; 秋季高原的中部、東南部部分地區的降水量呈遞增趨勢, 與此相反, 高原西南部和東北部的降水量在減少。

三、降水過程研究

利用MK檢驗和小波分析等方法對高原1980—2020年間降水日數及降水量的變化進行分析。小波分析(亦稱多分辨率分析)是一種常用的分析時間序列的變化尺度和變化趨勢的方法, 研究不同尺度(周期)隨時間的演變, 具有多分辨率分析和對信號的自適應性特征。因氣象要素的周期變換特征復雜且同一時段內又包含各種時間尺度的周期變化, 故會表現出多時間尺度的特征。因此利用小波分析可研究不同尺度(周期)的氣象要素隨時間的演變情況, 已成為研究氣象要素長期變化的重要方法。

通過上述方法可對降水日數及降水量的整體變化趨勢以及突變特征, 時間序列的變化周期和變化趨勢進行分析, 并可研究其在不同尺度(周期)下隨時間的演變情況。其中高原整體降水日數及降水量是研究中20個站點觀測得到的降水數據的整合平均, 利用得到的平均值來分析高原降水氣候特征。

結束語：采用曼-肯德爾檢驗分析方法(MK檢驗)和小波分析的方法對高原地區降水日數和降水量進行了時空分布特征的分析, 并對其演變規律進行了初步的探討, 主要獲得以下結論：

(1) 高原在過去的34年中, 年降水日數圍繞97天呈略微下降趨勢,整體變化趨勢較為平緩, 并無明顯突變。其年降水日數在6~10年的時間尺度上周期振蕩較為明顯, 經歷了9個循環交替, 且在未來幾年內仍將處于偏高期。

(2) 1980—2013年間高原四季降水日數中, 春季和冬季呈下降趨勢, 夏季和秋季呈上升趨勢, 其中冬季變化趨勢最明顯, 春秋兩季次之, 夏季變化趨勢最小。春季降水日數在6~10年的時間尺度上的周期振蕩較明顯, 且在2013年后, 春季降水日數仍將處于偏高期。夏季降水日數在9~12年時間尺度上周期較明顯, 2013年后夏季降水日數仍將處于偏高值。秋季降水日數則在10~15年時間尺度上有明顯周期, 且2013年后仍將處于偏高值。冬季降水日數在10~15年時間尺度上的周期振蕩明顯, 且2013年后仍將處于偏低值。

(3) 與降水日數的下降趨勢相比, 高原在過去的34年中年降水量整體呈較為明顯的上升趨勢。同時由小波分析可知高原地區年降水量在10~15年時間尺度上的周期振蕩非常明顯, 經歷了6個循環, 且未來幾年仍將處于偏高期。