楊麗敏 格央 次仁德吉
(西藏自治區(qū)氣象臺,西藏 拉薩 850000)
國內(nèi)外有關(guān)強降水的研究已取得了很大的進展[1~5],對高原強降水的研究也越來越多[6],但對強降水研究主要集中在高原強降水的強度和頻率的變化趨勢上[7~11],而關(guān)于西藏強降水的時空分布以及年內(nèi)非均勻分布特征的研究相對而言比較少[12]。西藏以畜牧業(yè)生產(chǎn)為主,以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為輔,全區(qū)共有土地面積122.84萬平方公里,其中有耕地523萬畝,主要分布在雅魯藏布江中下游地區(qū),牧草地有9.69億畝,林地有1.07億畝。而由于西藏地形復(fù)雜,強降雨易引發(fā)的洪澇災(zāi)害及滑坡、泥石流等災(zāi)害,對我區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、人民群眾生活等帶來了諸多不利影響,尤其是對畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響尤為突出。所以,針對西藏夏季的強降雨天氣的研究便顯得非常重要,不僅可以提高對西藏地區(qū)夏季強降雨事件變化規(guī)律的認識,更能提高西藏地區(qū)夏季強降雨天氣的預(yù)報、預(yù)警水平,對我區(qū)的減災(zāi)防災(zāi)工作、促進社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
研究所選用的資料為西藏地區(qū)38個氣象站點自1980年開始至2012年的逐日降水資料,對該資料還進行5%的質(zhì)量控制,即當(dāng)年缺測達到28天及以上時,該年作為缺測年,當(dāng)缺測年超過3年以上時,該站點即作為缺測站點進行剔除。圖1是給出的西藏39個站點分布情況。
圖1 西藏國家基準站點分布圖
近年來國際上常見的是根據(jù)不同臺站日降水的氣候特征,通常采用某個百分位的值來作為極端值的閾值,認為極值就是超過這個閾值的值,且該事件可以被認為是極端事件。由于高原地形復(fù)雜,百分位法無法科學(xué)的定義西藏夏季強降雨事件,因此文章采用楊勇、羅骕翾[14]等利用標(biāo)準差法、百分位法和累積分布函數(shù)值等方法客觀定義了西藏暴雨指標(biāo),確定了西藏夏季強降雨的閾值在17.2mm至41.2mm之間,采用此標(biāo)準作為夏季強降雨事件的定義表1。
表1 西藏各站點夏季強降雨閾值
按照中國氣象局業(yè)務(wù)標(biāo)準規(guī)定,大雪量級的標(biāo)準為24小時降水量在5.0-9.9毫米之間,暴雪量級為24小時降水量大于或等于10毫米,文章定義24小時降水量大于或等于5毫米的事件稱為冬季強降雪事件。
從1980年起至2014年,西藏地區(qū)各站年平均降水量在66.3毫米至887.4毫米之間。圖2是西藏年平均降水量區(qū)域分布圖,可以看出,西藏的降水空間分布嚴重不均,主體上呈現(xiàn)出西低東高、南高北低的分布特征,并且有幾個強降水中心同時存在。西部地區(qū)與藏東地區(qū)年降水量差異巨大,阿里地區(qū)獅泉河站年平均降水量不足100毫米,東南部幾個站點的年平均降水量均在600毫米以上,其中波密站年平均降水量達800毫米以上。高原北部的降水大值中心位于那曲地區(qū)的嘉黎站,年平均降水量達到734.6毫米。南部邊緣地區(qū)也存在一個降水大值區(qū),以聶拉木為中心,沿喜馬拉雅山脈呈帶狀分布,并向北遞減。
圖2 西藏年平均降水區(qū)域分布圖
對高原多年累積強降水區(qū)域空間分布進行分析,與西藏歷年平均年降水量分布特征基本相似如圖3,總體來說呈現(xiàn)出東南至西北依次遞減的分布特征,大值中心出現(xiàn)在東南部的林芝市,林芝市的波密站和察隅站,多年累積頻次超過500次,是強降水頻次最多的站點。高原西部和高原北部降水次數(shù)則很少,多年累積頻次普遍僅在50次以下,尤其是阿里地區(qū)的獅泉河站,多年累積強降水次數(shù)僅17次,平均下來每兩年才會出現(xiàn)一次強降水過程。而除了高原東南部的強降水區(qū)域中心外,在南部邊緣的喜馬拉雅山脈地區(qū)和藏東北部地區(qū)均存在一個強降水頻次中心,分別位于聶拉木站和嘉黎站,多年累積強降水頻次分別達到420次和395次,與年平均降水量的大值中心也是存在很好的對應(yīng)關(guān)系。
圖3 西藏強降水區(qū)域分布特征
圖4是西藏高原多年累積夏季強降雨區(qū)域空間分布圖,總體上呈現(xiàn)出由東南向西北依次遞減的分布特征,大值中心位于東南部林芝市的波密站和察隅站,多年累積頻次均在400次以上,是強降雨頻次最多的站點。在而在高原西部和高原北部大部分地區(qū)強降雨次數(shù)則很少,多年累積頻次普遍在50次以下,尤其是阿里地區(qū)的普蘭站,多年累積強降雨次數(shù)不足10次。而除了高原東南部的強降水區(qū)域中心外,在藏北高原的申扎至安多一帶,也存在一個強降雨頻次的相對大值區(qū)。而在南部邊緣地區(qū),未出現(xiàn)與強降水分布特征相對應(yīng)的強降雨大值中心。
圖4 西藏夏季強降雨區(qū)域分布特征
分析高原多年平均的強降雪區(qū)域空間分布,表現(xiàn)出了與強降雨區(qū)域分布特征不太相同的分布特點。強降雪空間分布除了呈現(xiàn)出由東向西遞減的分布特征以外,還分為南北兩個強降雪中心。一個位于日喀則市南部至山南市南部一線,強降雪中心為聶拉木站,多年累積頻次達到405次,是西藏強降雪發(fā)生頻次最多的站點,并沿喜馬拉雅山脈南麓向東西兩面延伸,向北部遞減;另一個位于那曲地區(qū)東部、昌都市西部和林芝市北部交界處,強降雪中心位于嘉黎站,多年累積頻次達到302次,并以此為中心向四周遞減。而在高原西北部強降雪發(fā)生的次數(shù)則很少,沿雅魯藏布江一線強降雪的發(fā)生次數(shù)也較少。
圖5 西藏冬季強降雪區(qū)域分布特征
圖6是1980年至2012年西藏年強降水次數(shù)的時間變化圖,從圖中可以看出,從20世紀80年代中后期開始,西藏強降水發(fā)生頻次不斷減少,一直到1992年,強降水次數(shù)達到最低值,西藏全區(qū)僅發(fā)生99次強降水事件,從1992年開始,西藏強降水開始不斷增多,在1998年達到峰值,共出現(xiàn)206次強降水事件。近33年來西藏全區(qū)平均每年出現(xiàn)146次強降水事件。對33年來西藏年強降水次數(shù)做線性趨勢分析,發(fā)現(xiàn)西藏年強降水次數(shù)呈現(xiàn)出震蕩上升的趨勢,上升的趨勢較為明顯,達到0.28次/10a。就總體的年際變化來看,1992年、2005年和2009年是西藏強降水發(fā)生較少的年份,1996年、1998年、2008年和2010年是西藏強降水發(fā)生較多的年份。
圖6 1980-2012年西藏歷年強降水次數(shù)時間變化特征
圖7是1980年至2012年西藏年強降雨次數(shù)的時間變化圖,從圖中可以看出,西藏夏半年強降雨次數(shù)變化幅度較大,近33年來年強降水次數(shù)在23次至77次之間,年平均強降雨事件為49次。在1985年強降雨次數(shù)達到峰值,共出現(xiàn)77次強降雨事件,之后呈現(xiàn)出震蕩減少的趨勢,1992年出現(xiàn)最低值,西藏全年僅發(fā)生23次強降雨事件。從1992年開始,西藏強降雨次數(shù)開始不斷增多。對33年來西藏年強降雨次數(shù)做線性趨勢分析,發(fā)現(xiàn)西藏年強降雨次數(shù)呈現(xiàn)出震蕩上升的趨勢,但是增多的趨勢不是十分明顯,上升的速度為0.03次/10a。就總體的年際變化來看,1983年和1992年是西藏強降雨發(fā)生較少的年份,1985年、1990年1998年和2007年是西藏強降水發(fā)生較多的年份。
圖7 1980-2012年西藏年強降雨次數(shù)時間變化特征
圖8是1980年至2012年西藏年強降雪次數(shù)的時間變化圖,從圖中可以看出,西藏冬半年強降雪次數(shù)變化劇烈,近33年來年強降水次數(shù)在54次至141次之間,年平均強降雪事件為98次。在1990年出現(xiàn)最低值,西藏全年僅發(fā)生54次強降雪事件,在2005年強降雪次數(shù)達到峰值,共出現(xiàn)141次強降雪事件。對33年來西藏年強降雪次數(shù)做線性趨勢分析,發(fā)現(xiàn)西藏年強降雪次數(shù)呈現(xiàn)出震蕩上升的趨勢,且上升的趨勢較為明顯,達到0.38次/10a。說明西藏的強降雪事件發(fā)生的越來越多。就總體的年際變化來看,1990年和2012年是西藏強降雪發(fā)生較少的年份,1996年、1998年、2005年、2008年和2010年是西藏強降雪發(fā)生較多的年份。
圖8 1980-2012年西藏年強降雪次數(shù)時間變化特征
圖9是1980年至2012年西藏年強降雨次數(shù)與強降雪次數(shù)的時間變化對比分析圖,從圖中可以看出,每年的強降雨與強降雪次數(shù)變化并不一致,有時甚至呈現(xiàn)出相反的變化特征。在20世紀80年代到90年代初期,強降雨次數(shù)與強降雪次數(shù)基本呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律,但從1992年開始到2003年期間,強降雨次數(shù)與強降雪次數(shù)呈現(xiàn)出相同的變化趨勢,2004年至今,強降雨次數(shù)與強降雪次數(shù)又呈現(xiàn)出相反的變化規(guī)律??傮w來看,強降雨的次數(shù)是明顯少于強降雪的次數(shù),僅在1990年出現(xiàn)強降雨次數(shù)多于強降雪次數(shù)的情況,這與西藏多雪災(zāi)的氣候背景是一致的。
圖9 1980-2012年西藏強降雨次數(shù)與強降雪次數(shù)對比分析
文章以西藏地區(qū)1980-2012年逐日降水統(tǒng)計資料為基礎(chǔ),通過統(tǒng)計學(xué)方法分析了西藏地區(qū)的強降水空間分布特征、時間分布特征,采用以10a為步長的直線滑動平均法來模擬各氣象要素年際趨勢變化,最終得出以下結(jié)論:
西藏的降水空間分布嚴重不均,主體上呈現(xiàn)出西低東高、南高北低的分布特征,并且有幾個強降水中心同時存在。強降水最大值中心位于東南部的林芝市,而在南部邊緣的喜馬拉雅山脈地區(qū)和藏東北部地區(qū)均存在一個強降水頻次中心,分別位于聶拉木站和嘉黎站。
西藏高原夏半年強降雨空間分布呈現(xiàn)出由東南向西北依次遞減的分布特征,大值中心位于東南部林芝市的波密站和察隅站,在藏北高原的申扎至安多一帶,存在一個強降雨頻次的次中心。西藏高原的強降雪區(qū)域空間分布,呈現(xiàn)出由東向西遞減的分布特征以外,并且分為南北兩個強降雪中心。一個位于日喀則市南部至山南市南部一線,強降雪中心為聶拉木站;另一個位于那曲地區(qū)東部、昌都市西部和林芝市北部交界處,強降雪中心位于嘉黎站。
近33年來西藏年強降水次數(shù)呈現(xiàn)出震蕩上升的趨勢,上升的趨勢達到0.28次/10a。其中強降雨次數(shù)上升的速度為0.03次/10a;強降雪次數(shù)上升的速度達到0.38次/10a。強降雪事件發(fā)生頻次遠遠大于強降雨事件發(fā)生的頻次。