雅江河谷近40年的气候特征变化分析

四郎措姆　洛松桑邓　洛桑卓嘎　日增　次珍

摘要 应用线性拟合方程、滑动平均以及小波分析法，选取尼木县1975—2015年的降水、气温、日照等观测数据对其气候变化分析，小波分析中年降水的资料时间段为1973—2020年，尼木台站在2015年完成局站分离，目前来看在气温方面存在一定的差异。结果表明：20世纪90年代末至21世纪初，尼木县降水量属于丰水期，此后有减弱趋势，在减弱过程中表现出丰枯周期变化，降水主要集中在5—9月;尼木县年平均气温为5.6℃，气温年际变化呈波动上升的趋势，1997年的气温上升明显，升温异常;近40年的年最低气温小于0℃日数递减，气候倾向率为-0.4183 d/10年，说明气候变暖趋势较为突出。

关键词 线性拟合方程;小波分析;雅江河谷

中图分类号：P467 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2022）02–0071–03

在全球温室效应的大背景下，气候变暖日益突出，高原气候也随之呈现出蝴蝶效应，带来的系列影响有目共睹。秦波等[1]研究认为，高原夏季降水量时空分布差异较显著。高海拔地区夏季降水量以0.106 2 mm/a的速率递增，强降水是导致地质灾害的决定性诱发因素。尼木县地质灾害频繁，每年6—9月为各类气象灾害的集中期，特别是泥石流灾害发生与尼木夏季强降水有着密切关系。王秀明等[2]指出，大气降水是控制泥石流以及次生灾害的主要因素。但目前对尼木县降水、气温、日照等气候特征方面研究甚少，科学防范强降水引发的一系列地质灾害具有一定的难度。鉴于此，本文利用尼木县近40年的降水、气温、日照等资料，对尼木县的气候特征进行研究，以期能够为当地群众提供更好的气象保障服务。

1 资料来源

1.1 研究区域概况

尼木县地处雅鲁藏布江中游河谷区域，89°45' E～90°29' E，29°18' N～ 29° 59' N，全县面积3 275.8 km2，人口数36 110（2019年底）。尼木县气候属高原温带半干旱季风，四季鲜明，紫外线强，年日照时数2 947.8 h，光热资源丰富，潜在开发价值大。太阳辐射、地貌、季风等共同作用导致气候要素变化鲜明，降水时空分布不均衡，集中在7—9月，在这段时间容易形成山洪、泥石流、霜冻和冰雹等灾害，其余时段干旱时常出现。

1.2 数据与方法

利用尼木县国家级自动站1975—2015年的各类气象要素的数据，运用趋势分析法、算术平均法、滑动平均法，对尼木县1975—2015年的气温、降水量、日照等数据进行统计分析。四季划分为：春季（3—5月），夏季（6—8月），秋季（9—11月），冬季12月—翌年2月，选取1973—2020年的年降水数据进行时间序列的尺度分析，郑治真[3]指出使用MATLAB实现小波分析的几种方法，本文主要参考Morlet小波分析，匡正[4]等运用小波分析对华北降水时间序列资料进行分析得出6～7年，21～22年和35～36年的时间周期规律，孙然好[5]等研究表明甘肃河西走廊近50 a来的水资源具有多尺度振荡的特点，姜晓艳[6]等指出东北地区近百年降水量存在着区域性的多重时间尺度下的周期变化特征，因此，利用小波变换时域局部性特点可以分析尼木降水量时间尺度。

2 结果与分析

2.1 气温变化特征

2.1.1 逐年变化特征 尼木县1975—2015年的平均气温为7.18℃，历史最高值出现在1995年6月10日，为29.3℃;历史最低值出现在1978年11月1日，为-19.8℃。从气温变化图来看（图1），尼木县1975—2015年的年平均气温表露出逐年递增的趋势，线性关系为y = 0.027 9x + 6.568 3，R2 =0.451 3，线性关

系较为明显;增温速率为0.279℃/10 a，增温明显，高于全国平均增温率0.25℃/10 a[3]，说明尼木县平均气温增温幅度略高于全国总体水平。

尼木县年均气温变化呈现波动性，20世纪70～90年代初，平均气温相对较低，处于相对冷期，19年中有12年的年平均气温低于平均值，在1984—1985年间有小幅增长，80年代至今气温一直呈现递增的趋势，40年气温递增了2.79℃;1998—2011年尼木县气温处于最高段，14年中有12年的年平均气温超过平均值7.15℃。

2.1.2 不同季节平均气温变化特征 尼木县各年代不同季节的平均气温变化中发现（表1），春季、夏季、冬季平均气温呈递增趋势，递增幅度较为明显，尤其是夏季，从1975—1979年的14.1℃上升到了2010—2015的15.6℃，升幅1.5℃;20世纪70～80年代春季的平均气温相对较稳定，全面平均来看，处于小幅度上升的趋势;80年代四季的平均气温和全年平均气温都相对较低，处于相对冷期。

2.1.3 年日最低气温小于0℃日数的变化特征 1975—2015年的年日最低气温小于0℃的数据进行统计分析可以看出，尼木县年日最低气温小于0℃的日数处于逐年变少的态势，气候倾向率为-0.4183 a/10 a，相关系数较高，每10 a的年日最低气温小于0℃的日数就少4 d，减少趋势明显。自2000年开始年日最低气温小于0℃的日数逐渐减少，2010年出现了近40年中年日最低气温小于0℃的日数最少，为157 d，此后稍有回升，但都均低于平均值，在全球变暖的气候下，尼木县的年日最低气温小于0℃的日数减少较为突出（图2）。

2.2 降水量变化特征

2.2.1 降水量年变化特征 尼木县近40 a的年平均降水量为342.4 mm，1998年出现年降水量最高值为534.9 mm，最低值出现在1975年，为210.1 mm。从尼木县年降水量趋势（图2）可以看出，年降水量呈波动变化，20世纪80年代属于枯水期，近40年中降水最少的10年中有8年的降水量低于平均值;90年代波动较大，处于上升期，1998—2007年属于丰水期，是近40年中降水量最多的10年，且處于波动上升阶段;2008年后降水量呈现波动下降;2014年出现小的峰值，为405.1 mm;2015年降水量仅为211.3 mm，最少的年降水量为210.1 mm，相差仅1.2 mm。

2.2.2 不同季节降水量逐年变化 冬季降雪量一般较小，量级与其他季节不同，因此进行单独研究。从其他3个季节降水逐年变化趋势图来看，夏季降水在年降水量中占有比重最大，其次为秋季，春季和冬季最少，20世纪90年代春季、夏季、秋季降水量呈现上升的态势，属于降水偏多的年代。总体来看，春季、秋季降水量呈略上升，但这2个季节的固有的降水量本少，对整年的降水数据影响甚微，夏季降水从1998年开始呈现波动下降，与尼木县近40年总降水的走向一致（图4）。

从冬季降水量变化来分析，20世纪80～90年代冬季降雪量最多;1981年冬季出现了最大值达12.9 mm。这段区间年平均气温在处在相对冷期，步入21世纪初以后，冬季降雪量呈现的减少态势，年平均气温却相反，呈增加态势，年日最低气温小于0℃的日数随之减少，较好低反映了二者的相互联系（图5）。

2.3 日照时数变化特征

从年日照时数变化趋势图来看，逐年呈现增多的态势，线性关系为y = 4.027x +2 921.5，R2 =0.352 8，存在弱的相关性;20世纪90年代—21世纪初，日照时数变化不明显，处在较为稳定的波动阶段，2007年、2008年日照时数小于平均值，出现21世纪以来最少的日照时数，其余时段的日照时数大于平均值（图6）。

2.4 尼木县近50年降水气候特周期特征

本次年降水数据是有限的时间序列，两端可能存在“边界效应”。首先利用Matlab小波分析工具中的信号扩展功能对数据进行两边扩展，然后选用Morlet复小波函数计算小波系数，去除两端延展的数据的小波系数，求出复数小波系数的实部，通过Surfer11画出实部等值线图（图7），实部等值线可以反映年降水量序列不同时间尺度上的周期变化，进而预判不同时间尺度上的年降水量的未来趋势，1973—2020年降水量存多个明显的振荡周期，分别为5～10 a、10～15 a、25～30 a的周期。20世纪70～80年代15～20 a的周期振荡最强，20世纪90年代和21世纪初5～10 a的周期变化最为明显，且贯穿整个研究区域，因此5～10 a为尼木县年降水量变化的第一主周期。

3 结论

（1）近40年的年平均气温为7.18℃，历史最高值出现在1995年6月10日，为29.3℃，历史最低值出现在1978年1月11日，为-19.8℃。

（2）才能够气温变化特征来看，尼木县近40年的年平均气温呈现逐年上升的态势，气候倾向率为0.279℃/10 a，增加趋势较为突出，高出全国平均增温率0.25℃/10 a。

（3）尼木县各年代不同季节的平均气温变化的共同特征表现为递增，春、夏、冬三季平均气温随着时间上升较为突出，尤其是夏季从1975—1979年的14.1℃上升到了2010—2015的15.6℃，升幅1.5℃。

（4）尼木县年日最低气温小于0℃的日数表现出减少趋势，气候倾向率为-0.418 3 d/10 a，相关系数较高，每隔十年年日最低气温小于0℃的日数减少4 d，减少趋势尤为突出。

（5）尼木县近40年的年平均降水量为342.4 mm，年降水量最大值出现在1998达到534.9 mm，最低值出现在1975年，为210.1 mm ，年降水量呈波动变化。

（6）从季节总体看，春季、秋季降水量呈略上升态势，但这2个季节的降水量本身较小，对整年的影响不大，夏季降水自1998年开始波动下滑，与尼木县近40年的总降水变化趋势一致。

（7）Morlet小波分析尼木县年降水量周期变化，年降水量的变化主要受到

5～10 a时间尺度波动影响。

参考文献

[1] 秦波，买永瑞，蒋林杉.青藏高原夏季降水分布特征与变化趋势[C]//第34届中国气象学会年会S9大气成分与天气，气候变化及环境影响论文集.郑州：中国气象学会，2017：173-174.

[2] 王秀明，蒋凡，李胜涛，等.尼木县地质灾害分布特征及其重要地质灾害隐患点危险性评价[J].中文科技期刊数据库（引文版：工程技术），2015（6）：295-299.

[3] 郑治真.小波变换及其MATLAB工具的应用[M].地震出版社， 2001.

[4] 匡正， 季仲贞，林一骅.华北降水时间序列资料的小波分析[J].气候与环境研究，2000（03）：312-317.

[5] 孙然好，潘保田，牛最荣，等.河西走廊近50年来地表水资源时间序列的小波分析[J].干旱区地理， 2005， 28（4）：5.

[6] 姜晓艳，刘树华，马明敏，等.东北地区近百年降水时间序列变化规律的小波分析[J].地理研究， 2009（2）：9.

[7] 阿如旱，车敏.近60年多伦县气候特征变化分析[J].内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版）， 2017，46（3）：426-430.

责任编辑：黄艳飞

Analysis of Climatic Changes in Yajiang Valley in Recent 40 Years

—A Case Study of Nimu County

SHILANG Cuomu et al（ Lhasa Meteor-ological Bureau， Lhasa， Tibet 850000）

Abstract In this paper， linear fitting equation， moving average and wavelet analysis were used to select the observed data of precipitation， air temperature and sunshine in Nimu county from 1975 to 2015 to analyze its climate change. The data period of the middle-aged precipitation analyzed by wavelet was from 1973 to 2020. Nimu Station completed the separation of local stations in 2015. At present， there is a certain difference in temperature. The results show that from the end of 1990s to the beginning of 21st century， the precipitation in Nimu county belongs to the wet period， and then has a decreasing trend. During the decreasing process， the precipitation mainly concentrates on May to September. The annual mean temperature in Nimu county was 5.6℃， and the annual temperature variation showed a trend of fluctuation. In 1997， the temperature rose significantly and the temperature was abnormal. In recent 40 years， the number of days with minimum temperature less than 0℃ decreased， and the climate trend rate was -0.4183 d/10 a， indicating that the climate warming trend was prominent.

Key words Linear fitting equation; Wavelet analysis; Yarlung Zangbo River Valley

作者簡介 四郎措姆（1993—），女，西藏八宿人，助理工程师，本科，主要从事气象预报工作。#通信作者：洛松桑邓（1995—），男，西藏芒康人，助理工程师，主要从事气象综合观测工作，E-mail：1789698359@qq.com。

收稿日期 2021-11-10