1980—2019年拉萨市降水气候特征分析

邱大瑞 杜晓辉 扎西罗杰 拉巴次仁 贵桑央吉 崔洁雨

摘要 利用拉萨市1980—2019年均一化降水资料，在分析该市降水量、降水强度、不同等级降水日数以及降水量贡献率等方面变化特征的基础上，全面系统地揭示了拉萨市降水气候特征。结果表明，1980—2019年拉萨市年降水量以28.81  mm/10 a的速率增加，主要是由于夏季降水量的增加造成的。空间上降水量均呈现增加趋势;降水强度呈增大趋势，降水量在时间上表现出更为集中，降水强度在空间上均呈增加趋势;小雨降水日数和降水量贡献率呈减少趋势，而中雨和大雨降水日数则呈增加趋势;分析不同等级降水对拉萨市空间分布的贡献率，小雨对拉萨市北部降水量的贡献最主要，而中雨和大雨对拉萨市东部降水量的贡献最大。

关键词 降水量;降水强度;降水日數;降水量贡献率;气候特征;拉萨市

中图分类号 S 161.6  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）12-0193-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.12.049

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Climatic Characteristics of Precipitation in Lhasa from 1980 to 2019

QIU Da-rui1，DU Xiao-hui2，Zhaxiluojie1 et al

（1.Nimu County Meteorological Bureau，Lhasa，Tibet 850000;2.Lhasa Meteorological Observatory，Lhasa，Tibet 850000）

Abstract Using the normalized precipitation data in Lhasa from 1980 to 2019， based on the analysis of the changes in the precipitation， precipitation intensity， precipitation days of different grades and precipitation contribution rate of the city， the climate characteristics of precipitation in Lhasa were comprehensively and systematically revealed.The results showed that the annual precipitation in Lhasa increased at a rate of 28.81  mm/10 a from 1980 to 2019， which was mainly caused by the increase of summer precipitation. Spatially， precipitation shows an increasing trend. Precipitation intensity was increasing， precipitation was more concentrated in time and precipitation intensity was increasing in space. The precipitation days and contribution rate of light rain decreased， while moderate rain and heavy rain increased. By analyzing the contribution rate of different levels of precipitation to spatial distribution in Lhasa， it was found that light rain had the greatest contribution to precipitation in northern Lhasa， while moderate rain and heavy rain had the greatest contribution to precipitation in eastern Lhasa.

Key words Precipitation;Precipitation intensity;Precipitation days;Precipitation contribution rate;Climatic characteristics;Lhasa City

拉萨市地貌复杂多样，平原、湖区、山地、湿地皆具备，气候差异较明显，降水变化特征差异较大。在全球气候变化背景下，全球水资源循环和降水量分布发生了巨大变化，湿润的地区可能变得更加湿润，干旱的地区可能变得更加干旱 [1-11]，而拉萨市出现以气温升高为代表的区域气候变化特征，进一步加深了该市水资源短缺和极端气候事件的发生概率，所以，掌握拉萨市降水时空分布对进一步加深了解该市气候的全面认识是很有必要的。

近年来，对青藏高原降水时空分布、变化趋势的研究主要集中在降水量、降水日数等方面，并取得了不少成果。周顺武等[12]分析了1957—1998年沿雅鲁藏布江一线观测站的降水量等相关资料，发现夏季降水量变化呈现负趋势（-9.4 mm/10 a）。建军等[13]研究了近30年西藏汛期发生强降水事件的时空变化特征，结果表明，西藏地区汛期发生强降水事件频数自东南向西北逐渐减少，但总体呈现不明显的增多趋势。黄晓清等[14-15]分析西藏地区汛期降水日数和强度的时空变化特征得出，西藏地区汛期降水日数和小雨日数呈北增南减的趋势，中雨日数在雅鲁藏布江中下游、昌都市东南部一带增加，大雨日数主要出现在林芝市。杜军等[16]研究拉萨近半个世纪降水的变化特征表明，拉萨年降水量呈现为前30年不显著减少趋势，减幅为17.8 mm/10 a，季降水量除夏季为不显著减少趋势外，其余季节均呈现为增加趋势，以秋季增幅最大。尼玛吉等[17]分析了1981—2010年拉萨市降水特征，结果表明，近30年来拉萨市降水量出现前枯后丰的形态，年降水量总体上为上升趋势。

关于降水气候特征的分析，大部分学者研究针对的是国家或区域尺度的气候统计分析。同时以往研究大多数聚焦在青藏高原整体降水特征的较多，对具体区域研究较少，尤其是对拉萨市降水特征分析的更为稀少。另外现有研究关注较多的是降水量时空变化特征，对不同等级降水日数和贡献率的影响分析还不够丰富，特别是针对拉萨市开展的相互印证分析、多指标联合的研究更为稀少，因此很有必要对拉萨市开展综合时空特征、多尺度、系统全面的降水气候特征的变化分析，以了解掌握其降水气候特征的最新变化特点。该研究利用最新拉萨市及其3个县站的长年代均一化降水数据，从年代际、年、季降水3个时间尺度着手，对拉萨市整体和单独区县多重空间尺度的降水量、降水强度、不同等级降水日数和貢献率的多指标时空变化特征进行分析，对其内在的联系和变化特点进行了解和掌握，展现其区域性差异，研究结果可以加深对拉萨市降水气候变化特征的认识，丰富青藏高原气候变化的区域性降水效应研究，为西藏地区防灾减灾、气候变化应对和气候变化国家尺度评估报告编制提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究区域及数据来源

研究区域拉萨地区包括拉萨市、尼木县、当雄县、墨竹工卡县，数据来源于西藏自治区气象信息中心整编资料和中国气象科学数据共享服务网（http：//data.cma.cn/site/index.html）地面气象资料数据库的日值数据集，时间尺度为1980—2019年，该数据集已经经过了严格的质量控制，采用近年来国内外应用较为广泛的SNHT标准正态检验方法[18]进行了订正。综合考虑部分站点迁站、分析的站点区域代表性以及尽可能保证观测站点时间连续性的原则，最后选取4个国家地面气象观测站进行分析，所选站点分别为拉萨、墨竹工卡、当雄、尼木（图1）。

1.2 研究方法 按照地面气象观测规范要求，天气现象记载以20：00为日界，假如某一次降水时间跨过20：00应当按照2个日数进行计算。降水分级按照中国气象局制定的降水量等级标准（GB/T 28592—2012）[19]进行划分，将日降水量≥100 mm定义为大暴雨及以上量级，50.0～99.9 mm定义为暴雨量级，25.0～49.9 mm定义为大雨量级，10.0～24.9 mm定义为中雨量级，0.1～9.9 mm定义为小雨量级。季节划分以春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）为标准，年划分以自然年为标准。

气候分析中的基准气候条件气候态一般处于实时变化中，按照中国气象局要求，从2012年1月1日开始使用1981—2010年新一轮的平均值作为常年值或气候值，以确保实现气候值的适时更新，同时更好地表达新阶段气候信息[20]。该研究对气候变化趋势的分析采用线性倾向估计和5年滑动平均法[21]。

2 结果与分析

2.1 拉萨市年降水量气候特征分析

2.1.1 年降水量气候特征分析。

从图2可以看出，1980—2019年拉萨市年降水量以28.81 mm/10 a的速率增加，并且通过了0.05的显著性检验，相比于1981—2010年的变化速率（3.44 mm/10 a）[17]，增加速率明显变大。降水量年际间波动明显，其中，1983年降水量最少（229.6 mm），2014年降水量最多（637.8 mm）。对降水量季节变化进一步研究发现，冬季、春季和夏季降水量呈现增加趋势，趋势值分别为0.28、2.60和32.18 mm/10 a，秋季降水量呈现减少趋势

（-6.25 mm/10 a），相比于1981—2010年拉萨市四季降水量变化趋势（冬季、春季、夏季和秋季分别为-1.57、3.28、3.47和-0.71 mm/10 a）[17]，冬季降水量由下降趋势变为增加趋势，春季降水量增加速率降低，夏季降水量增加速率明显加大，秋季降水量减少速率变大，四季中除夏季增加趋势通过了0.05 的显著性检验，其余各季均不显著。已有研究也表明，拉萨市夏季降水量呈现显著增加趋势[17，22]，由此可以得出，拉萨市年降水量的增加主要是由于夏季降水量的增加造成的。

进一步分析拉萨市年降水量的空间分布，结果发现，1980—2019年拉萨市年降水量空间分布呈现东多西少的特点，降水量最大值区位于墨竹工卡县（565.0 mm），最小值区位于尼木县（345.0 mm）。杨荣等[22]研究表明拉萨市降水的多寡依靠于拉萨东部墨竹工卡县降水量的变化。拉萨市尼木县、当雄县和墨竹工卡县的年降水量均呈现增加趋势，趋势值分别为8.59、9.76和23.63 mm/10 a，但均不显著。值得关注的是，降水量最小值区的增加速率与最大值区的增加速率有较大的差距，从而进一步造成拉萨市降水量空间上整体呈现东部地区越来越多、西部地区越来越少的现象。

2.1.2 年降水强度气候特征分析。

分析拉萨市降水强度的时间变化特点（图3）可以得到，1980—2019年拉萨市降水强度呈现明显增大趋势，增大幅度为0.44 mm/（d·10 a），并且通过了0.05的显著性检验。降水强度进入2010年以后明显增大，为5.82 mm/d。降水强度最小年份和最大年份分别为1986年（3.2 mm/d）和2014年（7.8 mm/d）。已有研究表明，拉萨市降水强度与降水量的变化存在较明显的正相关，并且降水强度的增强是降水量增多的主要原因[23]。同时研究指出，高原夏季风环流的形成为雅鲁藏布江中部流域强降水天气过程提供了大尺度环流背景[24]，高原夏季风增强可能影响雅鲁藏布江流域极端降水事件的发生[25-26]。

进一步分析拉萨市年降水强度的空间分布，结果发现，1980—2019年拉萨市年降水强度空间分布上呈现东多北少的特点，降水强度最大值区位于拉萨市东部，最小值区位于拉萨市北部。拉萨市尼木县、当雄县和墨竹工卡县的年降水强度均呈现增加趋势，趋势值分别为0.03、0.09和0.24 mm/（d·10 a），其中墨竹工卡县通过了0.05的显著性检验。综合分析得出，东部地区墨竹工卡县的年降水量和年降水强度均为拉萨市最大值区，这将对当地城市的防洪排涝基础设施建设带来巨大考验。

2.2 拉薩市不同等级降水日数和贡献率气候特征分析

2.2.1 不同等级降水日数气候特征分析。

从表1可以看出，1980—2019年拉萨市小雨日数呈现波动减少趋势，减少速率为3.10 d/10 a，并且通过0.05的显著性检验，同时存在明显的年代际变化特征，即2010年之前小雨日数偏多，尤其是在1990—1999年平均小雨日数达到78.8 d，之后小雨日数处于偏少阶段，在2010—2019年减少为64.5 d。中雨日数总体呈现为波动增加趋势，增加速率为1.38 d/10 a，通过0.05的显著性检验，平均最大值在2000—2009年，达到16.1 d。大雨日数呈现波动增加趋势，增加速率为0.23 d/10 a，但未通过0.05的显著性检验。各等级降水日数占总降水日数的百分比分别为小雨83.0%、中雨15.4%、大雨1.6%，已有研究表明全国（不含港澳台）降水日数减少主要源于小雨日数显著下降导致的[27-30]，这与该研究得出的研究结果是一致的，拉萨市降水日数的减少主要是由于小雨降水日数减少造成的。同时降水日数减少也是近年来我国干旱化趋势发展的一个重要特征[31]，这在青藏高原上将表现得更加明显[32]。

进一步分析拉萨市不同等级降水日数的空间分布，结果发现，1980—2019年拉萨市小雨日数总体呈现北多西少的空间分布特点，北部当雄县小雨日数的气候值达到106.1 d;而西部尼木县小雨日数较少，气候值仅为69.7 d。中雨日数表现为东多西少的空间分布特点，其中，东部墨竹工卡县中雨日数的气候值达到16.9 d;而西部尼木县中雨日数的气候值仅为10.0 d。大雨日数的空间分布特点与中雨日数类似，也表现为东多西少现象，东部墨竹工卡县大雨日数的气候值达到2.4 d;而西部尼木县大雨日数的气候值仅为0.7 d。由此得出，拉萨市不同等级降水日数最小值区为西部地区尼木县。

1980—2019年拉萨市小雨日数的变化存在明显的空间差异，东部地区的墨竹工卡县和北部地区的当雄县呈减少趋势，其中墨竹工卡县小雨日数减少速率为1.42 d/10 a;西部地区的尼木县呈增加趋势，增加速率为1.49 d/10 a。中雨日数的变化均呈现为增加趋势，其中增加趋势最明显的地区位于东部地区的墨竹工卡县，增加速率为1.13 d/10 a。大雨日数变化以增加趋势为主，呈现增加趋势的站点数占总站点数的66.67%，大值区位于拉萨市东部地区的墨竹工卡县，增加速率达0.24 d/10 a。综上所述，拉萨市不同等级降水日数以减少趋势为主，降水日数减少的地区主要为东部墨竹工卡县。

2.2.2 不同等级降水贡献率气候特征分析。

从拉萨市不同等级降水量贡献率年际变化（图4）可以看出，1980—2002年，小雨是拉萨市主要的降水形式，贡献率从大到小依次为小雨、中雨和大雨;2003—2019年，中雨是拉萨市主要的降水形式，贡献率从大到小依次为中雨、小雨和大雨。近40年来小雨降水量贡献率呈现减少趋势，减少速率为3.58%/10 a，并且通过了0.05的显著性检验，而中雨和大雨降水量贡献率均呈现增加趋势，增加速率分别为2.01和1.27%/10 a，但两者增加趋势不显著（未通过0.05的显著性检验）。

进一步分析拉萨市不同等级降水量占总降水量贡献率的空间分布特点，结果发现，1980—2019年拉萨市不同等级降水量占总降水量贡献率存在明显的空间差异。小雨对拉萨市北部地区当雄县降水量的贡献较大，贡献率为58%，其次是拉萨市西部地区尼木县，贡献率为52%，而对于拉萨市东部地区墨竹工卡县，小雨的贡献率相对较小，仅为42%。中雨对拉萨市东部地区墨竹工卡县的贡献率相对较大，达45%，其次是拉萨市西部地区尼木县，贡献率为43%，而在拉萨市北部地区当雄县中雨贡献率相对较小，为38%。大雨对于拉萨市降水量贡献率的空间分布差异影响则更为明显，东部地区墨竹工卡县大雨贡献率达13%，而西部地区尼木县和北部地区当雄县大雨贡献率仅分别为5%和4%。综上所述，小雨对拉萨市北部降水量的贡献最大，而中雨和大雨对拉萨市东部降水量的贡献较大。

3 结论

该研究采用1980—2019年经严格质量控制的均一化降水资料，全面系统地揭示了拉萨市降水气候特征和不同等级降水日数以及贡献率等的变化，得出以下主要结论：

（1）近40年拉萨市年降水量以28.81 mm/10 a的速率增加，年际间波动较大，冬季、春季和夏季呈现增加趋势，秋季呈现减少趋势，年降水量的增加主要是由于夏季降水量的增加造成的。相比于1981—2010年拉萨市降水量气候变化趋势，冬季和夏季降水量气候倾向率变大，春季和秋季降水量气候倾向率变小。空间分布上年降水量均呈现增加趋势，最大增加速率为23.63 mm/10 a，降水量最小值区与最大值区的增加速率有较大的差距，造成拉萨市降水量空间上整体呈现东部地区越来越多、西部地区越来越少的现象。

（2）近40年拉萨市降水强度呈增大趋势，增大幅度为0.44 mm/（d·10 a），2010年以后达到最大，降水量在时间分布上表现出更为集中，单日降水量有所增加。拉萨市降水强度在空间分布上均呈现增加趋势。拉萨市年降水量与年降水强度最大值区均为墨竹工卡县。

（3）近40年拉萨市小雨降水日数和降水量贡献率呈减少趋势，而中雨和大雨降水日数呈增加趋势，拉萨市降水日数的减少主要由于小雨降水日数减少造成的，降水日数减少的地区主要为墨竹工卡县，不同等级降水日数最小值区为尼木县。小雨对拉萨市北部降水量的贡献最大，而中雨和大雨对拉萨市东部降水量的贡献较大。

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