青藏高原降水特征和降水过程研究

洛桑平措 罗桑旦增 洛桑顿珠

（西藏自治区大气探测技术与装备保障中心，西藏 拉萨 850000）

一、青藏高原降水特征研究的重要性

在全球变化的相关研究中，青藏高原所占的比重还是相对较大的，尤其是其本身具备的地形特殊性，使其气候变化引起了气象研究者们的极大关注。青藏高原在全球变化的研究中占据了很大的比重，并且由于青藏高原其本身地形的特殊性，导致高原气候的变化时刻受到气象研究者们的关注。但是因为以往高原气候研究受到了站台稀少，资料历史短等等因素的影响，存在很大程度上的可信度的问题，但因以往的高原气候研究受到了站台稀少、资料缺乏历史性等相关因素的影响，而备受研究者们的质疑。尤其值得一提的是，高原降水相关的研究相对较少，而关于高原降水的研究却占了大多数。众所周知，高原从冬季到夏季，无论是热源还是地标状况;甚至是环流状况，都会发生一定的转变。

二、青藏高原降水特征

青藏高原(下称高原)以其独特的地形地貌闻名于世, 其特殊的天气气候特征, 复杂多变的环流形势以及水汽输送结构使其降水分布也具有复杂性。同时地广人稀的特征以及恶劣的自然条件使得高原地区气象站点分布极不规律, 主要分布于高原中部和东部, 从而导致降水资料匮乏。所有这些都对研究高原的降水特征造成一定的困难。现有研究表明,高原雨季主要集中于夏季, 且降水峰值在一年内主要有两种形式：喜马拉雅山脉南麓和雅鲁藏布江下游河谷地区呈现双峰值(前者高峰出现于7—8月, 次高峰出现于2—3月; 后者高峰出现于4月, 次高峰出现于7月), 而高原其他地区则为单峰值。降水峰值常出现于夏季7, 8月。根据已有研究可知, 高原的年降水分布自雅鲁藏布江河谷向西北部逐渐递减, 其中雅鲁藏布江下游地区降水最多, 柴达木盆地西北部降水最少。因高原地区海拔较高, 自然环境复杂, 生态环境较脆弱, 而生态环境往往与降水情况相适应, 因此降水情况的异常将极大地影响当地生态环境的正常发展。与气温的变化情况相比, 高原降水的变化情况则要复杂得多。高原北部和南部降水量的反相位关系是高原降水情况的一个重要特征。冯松利用1958—1996年高原地区及其周边的75个台站资料,分季节研究了高原降水的变化趋势。结果表明, 绝大多数台站在这39年间冬季和春季降水量呈增加的趋势, 其中以高原中东部最为明显; 夏季高原大部分的降水量在逐年递减, 这一特征在高原南部最为明显, 而高原东北部和东、南部边缘的部分地区降水量则在增加; 秋季高原的中部、东南部部分地区的降水量呈递增趋势, 与此相反, 高原西南部和东北部的降水量在减少。

三、降水过程研究

利用MK检验和小波分析等方法对高原1980—2020年间降水日数及降水量的变化进行分析。小波分析(亦称多分辨率分析)是一种常用的分析时间序列的变化尺度和变化趋势的方法, 研究不同尺度(周期)随时间的演变, 具有多分辨率分析和对信号的自适应性特征。因气象要素的周期变换特征复杂且同一时段内又包含各种时间尺度的周期变化, 故会表现出多时间尺度的特征。因此利用小波分析可研究不同尺度(周期)的气象要素随时间的演变情况, 已成为研究气象要素长期变化的重要方法。

通过上述方法可对降水日数及降水量的整体变化趋势以及突变特征, 时间序列的变化周期和变化趋势进行分析, 并可研究其在不同尺度(周期)下随时间的演变情况。其中高原整体降水日数及降水量是研究中20个站点观测得到的降水数据的整合平均, 利用得到的平均值来分析高原降水气候特征。

结束语：采用曼-肯德尔检验分析方法(MK检验)和小波分析的方法对高原地区降水日数和降水量进行了时空分布特征的分析, 并对其演变规律进行了初步的探讨, 主要获得以下结论：

(1) 高原在过去的34年中, 年降水日数围绕97天呈略微下降趋势,整体变化趋势较为平缓, 并无明显突变。其年降水日数在6~10年的时间尺度上周期振荡较为明显, 经历了9个循环交替, 且在未来几年内仍将处于偏高期。

(2) 1980—2013年间高原四季降水日数中, 春季和冬季呈下降趋势, 夏季和秋季呈上升趋势, 其中冬季变化趋势最明显, 春秋两季次之, 夏季变化趋势最小。春季降水日数在6~10年的时间尺度上的周期振荡较明显, 且在2013年后, 春季降水日数仍将处于偏高期。夏季降水日数在9~12年时间尺度上周期较明显, 2013年后夏季降水日数仍将处于偏高值。秋季降水日数则在10~15年时间尺度上有明显周期, 且2013年后仍将处于偏高值。冬季降水日数在10~15年时间尺度上的周期振荡明显, 且2013年后仍将处于偏低值。

(3) 与降水日数的下降趋势相比, 高原在过去的34年中年降水量整体呈较为明显的上升趋势。同时由小波分析可知高原地区年降水量在10~15年时间尺度上的周期振荡非常明显, 经历了6个循环, 且未来几年仍将处于偏高期。