張濤濤， 延軍平， 廖光明, 安 華

(陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院， 陜西 西安 710062)

青藏高原是全球氣候變化啟動(dòng)區(qū)[1]。高原自然環(huán)境敏感，自然災(zāi)害類型多樣，雪災(zāi)為該地區(qū)最嚴(yán)重的自然災(zāi)害[2]。關(guān)于青藏高原積雪和雪災(zāi)的研究很廣泛，柯長青等[3]研究認(rèn)為青藏高原20世紀(jì)60—80年代以來，積雪年際波動(dòng)幅度顯著增加；董文杰等[4]對青藏高原東部牧區(qū)雪災(zāi)特征的研究表明，雪災(zāi)主要發(fā)生在巴顏喀拉山南緣和東麓地區(qū)，近30 a來呈上升趨勢；董安祥等[5]通過奇異譜分析發(fā)現(xiàn)青藏高原東部牧區(qū)雪災(zāi)總趨勢是增加的，特別是后冬；時(shí)興合等[6]對青海南部牧區(qū)雪災(zāi)變化特征研究表明，20世紀(jì)60—90年代，青南牧區(qū)中雪和大雪出現(xiàn)站次以及雪災(zāi)出現(xiàn)站次均呈逐步增多趨勢，未來10 a冬季積雪增多趨勢仍將持續(xù)，雪災(zāi)發(fā)生幾率仍然偏大。眾多研究[3-9]均表明青藏高原雪災(zāi)頻次具有增加趨勢。

近年來,雪災(zāi)研究主要運(yùn)用衛(wèi)星遙感監(jiān)測和氣象臺站實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)方法。本文利用氣象資料統(tǒng)計(jì)方法，在前人研究基礎(chǔ)上，從天氣學(xué)角度出發(fā)探討青藏高原雪災(zāi)時(shí)間發(fā)生趨勢和空間分布特征，為深入研究雪災(zāi)形成機(jī)理提供事實(shí)依據(jù)。本文所研究的青藏高原地區(qū)在行政區(qū)劃上包括西藏自治區(qū)、青海省和四川省西部地區(qū)。

1 資料與方法

本文氣象數(shù)據(jù)主要來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)，包括西藏自治區(qū)、青海省以及川西地區(qū)共62個(gè)氣象站點(diǎn)逐日、逐月氣溫和降水量等氣象資料，除西藏自治區(qū)普蘭和改則由于建站時(shí)間較晚，研究時(shí)段選取1973—2011年，其余60個(gè)站點(diǎn)均以1961—2011年51 a為研究時(shí)間序列，站點(diǎn)分布分別為西藏19個(gè)，青海28個(gè)，川西15個(gè)。

利用線性方程擬合方法和空間Kriging插值法對雪災(zāi)時(shí)間變化趨勢和空間分布特征進(jìn)行分析。

青藏高原雪災(zāi)主要發(fā)生在冬半年，即每年10月到翌年4月，共7個(gè)月，參考相關(guān)文獻(xiàn)劃分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)雪災(zāi)發(fā)生時(shí)期將10—12月定義為前冬，翌年1，2月定義為后冬， 3，4月定義為初春。

2 青藏高原雪災(zāi)特征分析

2.1 雪災(zāi)定義及等級指標(biāo)

雪災(zāi)又稱白災(zāi)，是指冬、春季因降雪量大、氣溫低造成積雪持續(xù)不融化，致使牲畜采食困難或不能采食而發(fā)生不同程度的牲畜死亡事件，并可能伴有交通阻塞、牧民凍傷、電力和通訊線路中斷的一種雪害[8]。由于各地氣候、地理環(huán)境等差異，相同積雪量所造成的災(zāi)害程度并不相同，因此目前對于雪災(zāi)的定義及劃分沒有完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于雪災(zāi)等級指標(biāo)研究相對較少，相關(guān)研究有單從氣象氣候要素考慮的指標(biāo)定義，也有結(jié)合實(shí)際災(zāi)情要素的綜合指標(biāo)定義[10]。

本文從氣象學(xué)方面定義雪災(zāi)，考慮雪災(zāi)發(fā)生時(shí)段氣溫和降水量等氣象要素，只從災(zāi)的角度，不考慮害。參考李海紅等[10]在中國牧區(qū)雪災(zāi)等級指標(biāo)研究中指出的定義雪災(zāi)的單要素指標(biāo)(在氣溫很低時(shí)，可以選擇過程降雪量的某一臨界值作為有無雪災(zāi)和雪災(zāi)等級的標(biāo)準(zhǔn))，將雪災(zāi)定義為任一站點(diǎn)氣溫穩(wěn)定低于0 ℃的月，降水量≥8 mm的降雪過程。降雪量在8～10 mm為輕度雪災(zāi)，10～15 mm為中度雪災(zāi)，≥15mm為重度雪災(zāi)。

2.2 青藏高原雪災(zāi)時(shí)間發(fā)生趨勢

2.2.1 雪災(zāi)總頻次年際變化 對青藏高原地區(qū)62個(gè)站點(diǎn)1961—2011年(普蘭、改則為1973—2011年)氣溫、降水逐日數(shù)據(jù)按本文定義雪災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出雪災(zāi)年總頻次時(shí)間變化特征(圖1)。

圖1 1961-2011年青藏高原雪災(zāi)年總頻次年際變化特征

1961—2011年青藏高原雪災(zāi)年總頻次在增加，增加趨勢為0.165 6 次/a。近51 a的62個(gè)站共發(fā)生雪災(zāi)706次，平均每年發(fā)生雪災(zāi)11.4次(表1)。20世紀(jì)60年代雪災(zāi)年均頻次最低為2.1次，70年代上升為5.2次，80年代有所下降為4.8次，90年代持續(xù)下降為3.1次，21世紀(jì)以來最高為14.6次。從變化傾向率可以看出，60年代雪災(zāi)呈減少趨勢(-0.2 次/a)，70年代呈增加趨勢(0.53 次/a)，80年代呈減少趨勢(4.8 次/a)，90年代到21世紀(jì)以來增長趨勢很顯著(分別為0.41，0.85 次/a)。

表1 青藏高原各年代雪災(zāi)年均頻次變化特征

2.2.2 雪災(zāi)發(fā)生時(shí)段特征 將青藏高原冬半年分為前冬、后冬和初春3個(gè)時(shí)段，各時(shí)段雪災(zāi)發(fā)生頻次特征不同(表2)。

整個(gè)區(qū)域1961—2011年共發(fā)生雪災(zāi)706次，初春發(fā)生次數(shù)最多為321次，占到45.5%，其次是前冬發(fā)生雪災(zāi)255次，占到36.1%，后冬發(fā)生次數(shù)最少為130次，僅占18.4%。雪災(zāi)區(qū)域分布不均，西藏最多為352次，青海次之為217次，川西最少為137次。除青海前冬雪災(zāi)發(fā)生頻率較大，其余地區(qū)初春雪災(zāi)發(fā)生頻率較高。

表2 青藏高原及各省區(qū)雪災(zāi)發(fā)生時(shí)段特征

各區(qū)域不同時(shí)段雪災(zāi)發(fā)生頻次比率有所差別，青海地區(qū)前冬雪災(zāi)發(fā)生頻次較多為116次，占到53.5%，其次是初春共發(fā)生雪災(zāi)74次，占34.1%，后冬發(fā)生雪災(zāi)最少為27次，僅占12.4%；西藏地區(qū)初春雪災(zāi)發(fā)生頻次最多為186次，占52.8%，其次是前冬發(fā)生101次占28.7%，后冬季節(jié)發(fā)生雪災(zāi)次數(shù)最少為65次，占18.5%；川西地區(qū)初春發(fā)生雪災(zāi)頻次最多為61次，占44.6%，前冬和后冬雪災(zāi)發(fā)生頻次相同，為38次占27.7%。

2.2.3 雪災(zāi)發(fā)生站次年際變化 1961—2011年雪災(zāi)發(fā)生站次數(shù)量呈增長趨勢(圖2)，增長速率為0.147 1站/a。近51 a，青藏高原平均每年有11.7個(gè)站發(fā)生雪災(zāi)(表3)。20世紀(jì)60年代平均每年有7.1個(gè)站發(fā)生雪災(zāi)，70年代平均每年發(fā)生雪災(zāi)站數(shù)增加到10.5個(gè)，80年代繼續(xù)增加為13.4個(gè)，90年代增加到最多為13.9個(gè)，21世紀(jì)以來有所下降為13個(gè)。從變化傾向率可以看出，60年代雪災(zāi)呈減少趨勢(-0.07站/a)，70年代呈增加趨勢(0.35站/a)，80年代呈減少趨勢(-0.12站/a)，90年代到21世紀(jì)以來增長趨勢很顯著(分別為0.19和0.87次/a)。這個(gè)趨勢和雪災(zāi)頻次年代變化趨勢一致，說明雪災(zāi)頻次增加年代，雪災(zāi)發(fā)生站次也在增多。

圖2 1961-2011年青藏高原雪災(zāi)發(fā)生站次年際變化特征

表3青藏高原各年代雪災(zāi)發(fā)生站次變化特征

年 代 60年代70年代80年代90年代21世紀(jì)來多年平均均值/站7.1010.5013.4013.9013.0011.70變化率/(站·a-1)-0.070.35-0.120.190.870.15

區(qū)域分布上，西藏、青海和川西雪災(zāi)發(fā)生站數(shù)均呈增長趨勢，增長速率分別為0.079，0.032和0.035站/a；西藏平均每年有5.9個(gè)站，青海平均每年有3.8個(gè)站，川西平均每年有2.3個(gè)站發(fā)生雪災(zāi)。

2.3 青藏高原雪災(zāi)空間變化特征

2.3.1 雪災(zāi)頻次空間分布 近51 a除巴塘、小金、九龍、馬爾康、格爾木、冷胡、茫崖、民和、諾木洪、祁連、林芝、日喀則、澤當(dāng)?shù)?4個(gè)站點(diǎn)沒有發(fā)生雪災(zāi)，其余48個(gè)站點(diǎn)都有不同程度雪災(zāi)發(fā)生。

青藏高原雪災(zāi)空間分布很不均勻(圖3)，雪災(zāi)頻次最高的地方位于高原東南邊緣普蘭及帕里一帶，近51 a來，共發(fā)生雪災(zāi)頻次在20～40次；高原中部地區(qū)也有一個(gè)次高值中心，位于嘉黎、那曲一帶，雪災(zāi)發(fā)生頻次在20～25次，這一高值中心向外廣大區(qū)域也是雪災(zāi)發(fā)生頻次較多區(qū)域，包括玉樹、清水河、雜多、囊謙、石渠一帶，雪災(zāi)發(fā)生頻次在15～20次，北部五道梁、托托河一帶，西部申扎、班戈一帶，東部班瑪、紅原、松潘一帶以及南部林芝、波密、昌都一帶，雪災(zāi)發(fā)生頻次在10～15次；高原東南部雪災(zāi)頻次較少，主要包括康定、理塘、稻城一帶，雪災(zāi)發(fā)生頻次在5～10次；高原東北部柴達(dá)木盆地及以北地區(qū)雪災(zāi)頻次最低，包括格爾木、德令哈、剛察、門源、冷胡、大柴旦、托勒以及祁連一帶，雪災(zāi)發(fā)生頻次在0～5次。

圖3 青藏高原雪災(zāi)年總頻次空間分布

2.3.2 輕度和中度雪災(zāi)頻次空間分布特征 1961—2011年有45個(gè)站發(fā)生了輕度雪災(zāi)，區(qū)域分布很不均勻(表4)，輕度雪災(zāi)發(fā)生頻次較多的地方為高原中部清水河、那曲、索縣、五道梁、嘉黎以及東南邊緣帕里、普蘭等地，川西北部高原紅原、石渠、理塘等地輕度雪災(zāi)發(fā)生頻次也較多。

1961—2011年有41個(gè)站發(fā)生了中度雪災(zāi)，空間分布亦不均勻(表5)。中度雪災(zāi)發(fā)生頻次較多的地方與輕度雪災(zāi)頻次大體一致，為高原中部清水河、曲麻萊、嘉黎、那曲、石渠等地；東南邊緣帕里、普蘭等地以及川西北部高原紅原、理塘、班瑪、康定等地。

表4 1961-2011年青藏高原輕度雪災(zāi)總頻次站點(diǎn)分布特征

表5 1961-2011年青藏高原中度雪災(zāi)頻次站點(diǎn)分布特征

2.3.3 重度雪災(zāi)頻次空間分布特征 1961—2011年有24個(gè)站點(diǎn)發(fā)生了重度雪災(zāi)(表6)。高原中部嘉黎、清水河、托托河、那曲、雜多等地重度雪災(zāi)頻次較多，另外高原東部邊緣帕里、普蘭等地尤其偏多。

表6 1961-2011年青藏高原重度雪災(zāi)頻次站點(diǎn)分布特征

3 結(jié) 論

(1)1961—2011年青藏高原雪災(zāi)總頻次在增加，增加趨勢為0.17次/a。近51 a的62個(gè)站共發(fā)生雪災(zāi)706次，平均每年發(fā)生雪災(zāi)11.4次。各年代雪災(zāi)變化不同，90年代以來雪災(zāi)頻次增長趨勢極其顯著。

(2)青藏高原地區(qū)初春發(fā)生雪災(zāi)次數(shù)最多為321次占45.50%，其次是前冬發(fā)生雪災(zāi)255次占36.10%，后冬發(fā)生雪災(zāi)次數(shù)最少為130次僅占18.40%。

(3)1961—2011年雪災(zāi)發(fā)生站次呈增長趨勢，增長速率為0.15站/a。近51 a，青藏高原平均每年有11.70個(gè)站發(fā)生雪災(zāi)。90年代以來雪災(zāi)發(fā)生站次增長趨勢尤為顯著，這個(gè)趨勢和雪災(zāi)頻次年代變化趨勢一致，說明雪災(zāi)頻次增加年代，雪災(zāi)發(fā)生站次也在增多，區(qū)域雪災(zāi)發(fā)生范圍在擴(kuò)大。

(4)青藏高原雪災(zāi)空間分布很不均勻。雪災(zāi)頻次最高的地方位于高原東南邊緣普蘭及帕里一帶，高原中部也有一個(gè)次高值中心，位于嘉黎、那曲一帶；高原東北部柴達(dá)木盆地及以北地區(qū)雪災(zāi)頻次最低，包括格爾木、德令哈、剛察、門源、冷胡、大柴旦、托勒以及祁連一帶。雪災(zāi)發(fā)生較多區(qū)域，輕、中、重度雪災(zāi)都發(fā)生頻繁，這些地區(qū)主要位于高原中部和高原東南部邊緣。

近51 a青藏高原雪災(zāi)在增加，雪災(zāi)發(fā)生區(qū)域也在擴(kuò)大，尤其是90年代以來雪災(zāi)增長趨勢更為顯著，驗(yàn)證了全球變化下災(zāi)害事件有增長趨勢這一結(jié)論，與前人研究一致。

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