李金鳳,李 興,李積芳,許學(xué)蓮
(格爾木市氣象局,青海 格爾木 816099)
長(zhǎng)江源區(qū)是典型的高原大陸性氣候,表現(xiàn)為冷熱兩季交替、干濕兩季分明、年溫差小、日溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、輻射強(qiáng)烈、氣候干寒、多大風(fēng)、沙塵天氣??卒h等[1]對(duì)1961~2016年中國(guó)近地表大風(fēng)日數(shù)時(shí)空分異特征進(jìn)行研究,唐國(guó)利等[2]分析了中國(guó)近49年沙塵暴變化趨勢(shì),李耀輝等[3]和白虎志等[4]分別對(duì)西北地區(qū)和青藏鐵路沿線大風(fēng)日數(shù)的時(shí)空特征進(jìn)行分析得出:大風(fēng)天氣最多的季節(jié)是春季,以5月最多,其次是冬季、夏季和秋季,特別是秋季大風(fēng)最少。張占峰等[5]研究柴達(dá)木盆地平均風(fēng)速與大風(fēng)日數(shù)的變化特征:大風(fēng)天氣最多的季節(jié)是春季,大風(fēng)日數(shù)多且風(fēng)速較大。以上學(xué)者對(duì)柴達(dá)木盆地乃至全國(guó)的風(fēng)沙天氣研究較多,但對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)的大風(fēng)、沙塵天氣研究較少。本研究利用1981~2019年序列氣候資料,對(duì)大風(fēng)日數(shù)、揚(yáng)沙、沙塵暴日數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析,研究結(jié)論對(duì)認(rèn)識(shí)該地區(qū)大風(fēng)天氣變化特征以及防風(fēng)、防沙塵天氣提供科學(xué)依據(jù)。
本文資料來源長(zhǎng)江源區(qū)五道梁、沱沱河2站1981~2019年大風(fēng)(風(fēng)速≥17.0 m/s)、沙塵暴日數(shù)數(shù)據(jù)。以2站的算術(shù)平均值代表該地區(qū)的大風(fēng)、沙塵天氣。四季劃分:12~次年2月為冬季,3~5月為春季,6~8月為夏季,9~11月為秋季。
將2站大風(fēng)日數(shù)、沙塵暴數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,生成年、季、月序列。
采用一元線性回歸法[6]對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)1981~2019年大風(fēng)日數(shù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。
通過對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)逐月平均大風(fēng)日數(shù)分析得出:長(zhǎng)江源區(qū)大風(fēng)日數(shù)年內(nèi)變化曲線呈倒“Z”型(圖1a),最多值出現(xiàn)在3月 (19.0次),最少值出現(xiàn)在8月(4.9次)。1~3月大風(fēng)日數(shù)呈增加趨勢(shì),4~8月呈減少趨勢(shì),9~12月又呈增加趨勢(shì)。2站年內(nèi)變化趨勢(shì)與整體變化趨勢(shì)基本一致,五道梁大風(fēng)最多出現(xiàn)在2月(17.7次),最少出現(xiàn)在8月(3.7次);沱沱河最多出現(xiàn)在3月(20.3次),最少出現(xiàn)在8月(6.1次)。從圖1b可以看出長(zhǎng)江源區(qū)大風(fēng)季節(jié)變化特征明顯,大風(fēng)主要集中在冬春兩季,冬季大風(fēng)出現(xiàn)最多(48.3次),春季次之(45.9次),秋季和夏季出現(xiàn)次數(shù)較少(26.3次和20.5次),極值相差27.8次。2站四季變化略有不同,五道梁表現(xiàn)為冬>春>秋>夏,與長(zhǎng)江源區(qū)變化特征一致;沱沱河表現(xiàn)為春>冬>秋>夏。
從圖1c可以看出長(zhǎng)江源區(qū)和2站平均沙塵暴日數(shù)變化曲線呈“U”型,沙塵暴日數(shù)1~6月呈明顯減少趨勢(shì),7~8月未出現(xiàn)沙塵暴,9~12呈增加趨勢(shì)。但極值出現(xiàn)各不相同,長(zhǎng)江源區(qū)最多值出現(xiàn)在1月 (1.6次),次多出現(xiàn)在2月(1.5次)。五道梁最多出現(xiàn)在2月(1.9次),次多出現(xiàn)在3月(1.8次);沱沱河最多出現(xiàn)在1月(1.4次),次多出現(xiàn)在11月(1.3次)。從圖1d可以看出長(zhǎng)江源區(qū)沙塵暴季節(jié)型分布明顯,沙塵暴主要集中在冬季,其次是春季。長(zhǎng)江源區(qū)、五道梁、沱沱河最多值和最少值出現(xiàn)季節(jié)一致,均為冬季和夏季,最多值分別為4.2次、4.6次、3.7次,最少值均為0.1次。沙塵暴日數(shù)表現(xiàn)為冬>春>秋>夏。
圖1 1981~2019年長(zhǎng)江源區(qū)大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)的月際(a和c)和季節(jié)(b和d)變化
長(zhǎng)江源區(qū)1981~2019年平均大風(fēng)日數(shù)以9.7次/10 a的速率呈下降趨勢(shì)(圖2a),通過0.01的極顯著性檢驗(yàn),表明長(zhǎng)江源區(qū)大風(fēng)日數(shù)整體變化明顯。從三次多項(xiàng)式擬合曲線來看 ,大風(fēng)日數(shù)表現(xiàn)為三個(gè)階段,20世紀(jì)90年代前為上升階段,20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)10年代為緩慢下降階段,2011年至2019年為上升階段。大風(fēng)日數(shù)多年平均值為141.1次,最多值出現(xiàn)在1988年為204.5次,最少值出現(xiàn)在1997年為96.0次。1999年前多數(shù)年份高于平均值,1999年后多數(shù)年份低于平均值。
圖2 1981~2019年長(zhǎng)江源區(qū)大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)年際變化(虛線為平均值 直線為線性趨勢(shì) 粗線為三次多項(xiàng)擬合曲線)
平均沙塵暴日數(shù)以4.3次/10 a的速率呈下降趨勢(shì)(圖2b),并通過0.01的極顯著性檢驗(yàn)。三次多項(xiàng)式擬合曲線表現(xiàn)為直線下降。長(zhǎng)江源區(qū)沙塵暴日數(shù)多年平均值為7.6次,最多值出現(xiàn)在1984年為34.5次,最少值出現(xiàn)在2013~2014年為1.0次。1999年前多數(shù)年份高于平均值,1999年后多數(shù)年份低于平均值,這與大風(fēng)日數(shù)的出現(xiàn)時(shí)間相吻合,說明大風(fēng)是引起沙塵暴的直接因素。
表1和表2分別給出了長(zhǎng)江源區(qū)四季和各月大風(fēng)日數(shù)的年際變化趨勢(shì),可以看出,春、夏和秋季大風(fēng)日數(shù)呈顯著下降趨勢(shì),并通過了0.01的極顯著性檢驗(yàn),而冬季大風(fēng)日數(shù)呈不明顯的增加趨勢(shì)。冬季的2月大風(fēng)日數(shù)表現(xiàn)為增加趨勢(shì),其他月份均為下降趨勢(shì),6~8月和10月大風(fēng)日數(shù)通過了0.05和0.01的顯著性檢驗(yàn)。
表1 長(zhǎng)江源區(qū)四季大風(fēng)日數(shù)的變化趨勢(shì)
表2 長(zhǎng)江源區(qū)逐月大風(fēng)日數(shù)的變化趨勢(shì)
表3和表4分別給出了長(zhǎng)江源區(qū)四季和各月沙塵暴日數(shù)的年際變化趨勢(shì)。從表3可以看出,四季沙塵暴日數(shù)均呈顯著下降趨勢(shì),并通過了0.01的極顯著性檢驗(yàn)。冬季下降最快,春季次之。從表4可以看出,1~12月除8月未出現(xiàn)沙塵暴外,其他月份均呈下降趨勢(shì),其中有9個(gè)月通過了0.05和0.01的顯著性檢驗(yàn)。
表3 長(zhǎng)江源區(qū)四季沙塵暴日數(shù)的變化趨勢(shì)
表4 長(zhǎng)江源區(qū)逐月沙塵暴日數(shù)的變化趨勢(shì)
(1)長(zhǎng)江源區(qū)平均大風(fēng)日數(shù)年內(nèi)變化曲線呈倒“Z”型。大風(fēng)主要集中在冬春兩季,表現(xiàn)為冬>春>秋>夏。平均沙塵暴日數(shù)變化曲線呈“U”型,表現(xiàn)為冬>春>秋>夏。
(2)1981~2019年長(zhǎng)江源區(qū)年平均大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)呈下降趨勢(shì),并通過0.01的極顯著性檢驗(yàn),表明長(zhǎng)江源區(qū)大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)整體變化明顯。
(3)春、夏和秋季大風(fēng)日數(shù)呈顯著下降趨勢(shì),并通過了0.01的極顯著性檢驗(yàn),而冬季大風(fēng)日數(shù)呈不明顯的增加趨勢(shì)。6~8月和10月大風(fēng)日數(shù)通過了0.05和0.01的顯著性檢驗(yàn)。
(4)四季沙塵暴日數(shù)均呈顯著下降趨勢(shì),并通過了0.01的極顯著性檢驗(yàn)。8月未出現(xiàn)沙塵暴外,其他月份均呈下降趨勢(shì),其中有9個(gè)月通過了0.05和0.01的顯著性檢驗(yàn)。
(5)長(zhǎng)江源區(qū)年平均大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)呈下降趨勢(shì),主要原因是該地區(qū)在氣候變暖的背景下,整體的平均風(fēng)速減小,但風(fēng)速減小的原因和機(jī)理有待于深入的研究。