1988-2018年藏北强降雪天气的气候变化特征

余燕群，熊秋芬，次旦巴桑

(1.西藏自治区气象台，西藏 拉萨 850000； 2.中国气象局 气象干部培训学院，北京 100081)

国内外对大到暴雪的研究始于20世纪70年代，采用数值模拟和动力学诊断等方法相结合进行了大量的研究与分析，并得出许多有价值的研究成果[1-6]，对于揭示此类天气的成因和提高该类天气的预报准确率等均具有较大的作用。雪灾是西藏冬季的常发气象灾害之一，几乎每年都会发生[7-11]。青藏高原冬季降雪多少对我国夏季降水有一定的影响[12]，研究降雪和积雪状况，不但对当地气象防灾减灾具有一定的指导作用，还对了解我国气候变化和演变有重要意义。目前，对青藏高原降雪研究多集中在南部暴雪和东部强降雪，强降雪多发生在南支槽、气旋和切变线等环流背景下，西太平洋副热带高压位置也是强降雪发生的关键因子；此外，强降雪的发生和发展与地形、低空急流的位置变化有密切的相关性[10,13-18]。针对藏北的强降雪发生和发展规律及成因分析较少，由于西藏南部和东部与藏北相邻站间的距离较大，不能完全代表藏北的强降雪情况。藏北地理环境特殊，也是冬季雪灾发生的高频区，加上藏北主要以牧业为主，极易对其生产产生严重影响。为此，选择1988-2018年1-12月藏北11个站点逐日的地面降雪观测资料，采用小波分析和M-K突变检验等方法，研究藏北强降雪天气的气候变化特征，以期为该地区强降雪天气的预报提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 降雪资料

1988-2018年1-12月逐日地面降雪资料，选自藏北11个气象站的逐日地面降雪观测资料。根据西藏的气候和地理特征将西藏分为沿江一线、东部地区、藏北和南部边缘[19]，藏北的站点分布见图1，藏北中东部台站分布比较均匀，站点较为密集，而藏北西部站点稀疏，只有改则和狮泉河，各地台站分布很不均匀。

1.2 方法

按08:00至次日08:00或20:00至次日20:00的24 h降雪量(R)≥5 mm为大雪天气；再根据降水相态，为排除每次降水中雨雪难以区分的站，在满足降雪量(R)≥5mm同时，需满足积雪≥1cm，且周围有3个站以上出现降雪天气，藏北各站满足此标准的则判定为1次大范围强降雪天气。1988-2018年藏北共计筛选出强降雪天气448次，应用滑动平均和气候诊断，分析藏北强降雪天气年代际变化和雪量强度月际变化等特征规律；利用小波分析和M-K检验确定降水的周期和突变点。

2 结果与分析

2.1 藏北强降雪天气的时空分布

2.1.1 时间分布

1) 月际变化。从图2看出，1988-2018年藏北强降雪天气呈双峰型，主要集中在10月至翌年5月，除7-8月未出现强降雪天气外，其余月份基本都出现强降雪天气，每年9月强降雪天气逐渐增多，10月出现第2峰值区，为87次；11月开始强降雪天气逐步减少，11月至翌年2月为强降雪天气出现次数最少的时段，整个藏北出现强降雪天气次数较少，为14～22次；3月开始强降雪天气又逐渐增多，4月强降雪天气次数出现峰值，达89次，为第1峰值；5月的强降雪天气只比4月少4次，为全年的第3峰值区。从各月的降雪次数看，藏北强降雪天气主要发生在春季和秋季。

2) 年际变化。从图3看出，在1988-2018年的31年中，1997年是中强降雪天气次数最多的一年，为第1峰值，全年藏北出现27次强降雪天气；2001年出现第2峰值，为22次；2002-2013年间藏北强降雪天气次数明显减少，2011年出现次数最少，仅5次，为历史同期最少值。从5年滑动曲线可知，1988-2018年藏北强降雪天气总体呈减少趋势，强降雪天气主要集中在2个时段，1993-1998年和2000-2005年；强降雪天气次数减少时段为1992-1995年和2006-2011年。

从图4看出，1988-2018年的31年中，藏北强降雪过程呈偏少-偏多-偏少-偏多的变化趋势，1988-1995年是少发阶段，呈持续偏少趋势，但没有出现最小极值，偏少不是很明显；1996年和1997年为强降雪过程多发阶段，明显偏多，为31年强降雪偏多年份最集中的时段，出现极大值，其中1997年与常年同期相比偏多13%，1996年比常年同期偏多10%；1998-2000年偏多和偏少年交替出现，但没有出现极值；2001-2005年为多发阶段，除2001年

偏多10%外，其余各年偏多不明显；2006-2014年基本为少发阶段，强降雪天气与历年同期相比明显偏少，2006年、2007年和2011年是偏少最明显的3年，其中2011年强降雪天气较常年偏少8%以上，是31年中强降雪天气出现最少的一年；2015-2018年藏北强降雪天气出现次数呈增多趋势。总体看，1988-2018年藏北强降雪天气发生次数的年际变化以下降趋势为主。

2.1.2 空间分布 藏北强降雪天气空间分布呈西部较少东部较多的变化趋势，自西北向东南方向逐渐递增，东部明显多于西部。1988-2018年的31年中，那曲以东的各站强降雪天气次数在30次以上，中心值位于嘉黎，出现199次强降雪天气，丁青和索县次之，均在40次以上；90°E以西的各站均在15次以下，其中狮泉河和改则出现次数不足5次；从气候分布看，西部属于干旱区域，而东部属于湿润气候区，水汽充足，利于降雪过程，与地理分布较为一致；从强降雪天气高发中心看，与地形有着密切的联系，藏北的整个地势由西北倾向东南，强降雪次数也是东部山区明显多于西部(图5)。1988-2018年的31年中，藏北各站的年平均降雪量自西向东呈逐渐递增趋势，强降雪的平均雪量与降雪次数存在较好的相关性，且中心大值区域位于嘉黎县，但整个降雪量分布不均匀，主要集中在东部，西部改则和狮泉河年平均雪量不足2 mm，中西部的申扎、班戈和安多平均雪量为10 mm左右，当雄和索县平均雪量均>20 mm，中心大值区位于嘉黎县，年平均雪量达75 mm(图6a)。1988-2018年的31年中藏北各站的年平均降雪日数与年平均降雪量的多少分布较为一致，均为自西向东呈递增趋势，且中心值和大值区都位于东部地区的嘉黎县；藏北的年平均降雪日数为1.3 d，西部改则和狮泉河年平均强降雪日数为0.1 d，是31年中强降雪平均日数最少的区域，中西部各站年平均降雪日数为0.5 d左右，而东部各站除比如外，其余各站年平均降雪日数均>1.3 d，尤其是强降雪雪量中心的嘉黎站年平均降雪日数达6.6 d，比东部其他各站多5 d以上(图6b)。

2.2 藏北强降雪天气的强度和初终日

2.2.1 强度 1988-2018年藏北大雪天气占总过程的62%，暴雪天气占总过程的30%，大暴雪占总过程的6%，特大暴雪占总过程的2%；暴雪天气主要集中在1996-2000年，年均7次以上，暴雪天气最少年份为2004年和2015年，均只出现1次；大暴雪天气集中在2002年，出现4次；特大暴雪天气集中在2001年，出现2次。可见，藏北强降雪天气主要以大雪、暴雪和大暴雪天气为主，特大暴雪天气出现次数最少。

2.2.2 初终日 从表1看出，1988-2018年藏北各站强降雪天气的最早初日和最晚终日的变化情况。最早初日：90°E以西的各站强降雪初日比东部各站晚，主要集中出现在各年的9月和10月。其中，嘉黎最早，出现在1996年9月2日；狮泉河最晚，出现在1988年12月11日。最晚终日：除比如出现在4月外，其余各站集中出现在各年的5月和6月。其中，比如最早，出现在2018年4月1日；那曲最晚，出现在2002年6月22日。总体看，在31年中，藏北各站强降雪天气初日东部较西部早，2006年后东部地区的初雪日均有所推迟；终雪日西部变化不明显，东部各站均有所提前，尤其是2002年以后终雪日提前最明显，其中那曲站提前33 d。

2.2 藏北强降雪天气的周期变化

从图7a看出，在31年中，强降雪天气经历少发期-多发期-少发期-多发期的循环交替变化，强降雪天气次数存在准3 a、6 a和20 a的周期变化，准6 a周期变化一直存在降雪次数正负位相变化特别明显，但由于时间尺度不长，强度较20 a周期弱，25 a的震荡周期未闭合，表明强降雪天气偏少年仍会持续。经方差分析，存在较为明显的峰值，依次是3 a、6 a、19 a和21 a，其中最大峰值出现在21 a，为第1主周期(图7b)。

2.3 藏北强降雪天气的环流形势

经对1988-2018年藏北448次强降雪过程的环流特征分析发现，500 hPa高空图上造成藏北强降雪的主要环流形势可分为南部印度低压型、西风槽型、低涡-切变型和倒槽型。南部印度低压型的环流特点(图8a)：每年10-11月是孟加拉湾热带气旋活跃时期[20]，孟加拉湾热带风暴登陆后减弱为印度低压，外围云系沿584 dagm线边缘的西南风北上影响高原，北部阿里至那曲西部有短波槽活动，冷暖空气在高原上汇合，当584 dagm线西脊点位于90°E以西时，藏北偏西的各站点易出现强降雪天气；584 dagm东撤位于95°E附近时，藏北有短波槽或切变线活动，冷暖空气在中东部交汇，藏北中东部易出现强降雪天气，此型最易出现暴雪以上的天气。西风槽型环流特点(图8b)：高原以西或巴尔喀什湖底部有西风槽活动，在南支槽的配合下，两槽在东移过程中呈阶梯状配置，影响路径为自西向东，利于藏北中西部先出现降雪，后随着槽的东移，藏北偏东的地方出现强降雪天气。低涡-切变型环流特点(图8c)：冬季藏北低涡和切变线活动虽然没有夏季频繁[21]，但仍是强降雪天气的主要影响系统之一，低涡或切变线位于藏北，在南支槽的配合下，造成藏北大范围的强降雪天气过程，低涡和切变线移速较慢时，藏北易出现强降雪天气，低涡和切变的东南侧易出现特大暴雪天气。伊朗高压型环流特点(图8d)：中高纬呈纬向型环流，伊朗高压东北向发展，南支槽位于高原西南侧，青海南部至藏北受高压底部的切变线影响，主体位置偏南，偏东南气流与南支槽的西南暖湿气流在藏北汇合，藏北形成明显的辐合区，强降雪天气发生在切变线底部。

3 结论

1988-2018年藏北强降雪过程次数呈减少趋势，强降雪主要集中在10月至翌年5月；年平均降雪量、年平均降雪日数和空间分布地域差异特别明显，自西向东南方向逐渐递增，东部明显多于西部。

1988-2018年藏北强降雪过程的强度主要以大雪、暴雪和大暴雪天气为主，特大暴雪过程出现次数最少；藏北强降雪天气初日东部地区比西部早很多，最早出现在9月上旬，最晚出现在10月下旬，东部地区的初雪日从2006年后均有所推迟；强降雪天气终日西部和东部都主要集中在5月和6月，2002年以后终雪日提前最明显，其中那曲站提前33 d。

1988-2018年藏北强降雪天气经历少发期-多发期-少发期-多发期的循环交替变化，强降雪天气次数存在准3 a、6 a和20 a的周期变化，准6 a的周期变化一直存在。藏北强降雪天过程的环流形势可分为南部印度低压型、西风槽型、低涡-切变型和倒槽型。