余燕群，熊秋芬，次旦巴桑

(1.西藏自治區(qū)氣象臺(tái)，西藏 拉薩 850000； 2.中國(guó)氣象局 氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，北京 100081)

國(guó)內(nèi)外對(duì)大到暴雪的研究始于20世紀(jì)70年代，采用數(shù)值模擬和動(dòng)力學(xué)診斷等方法相結(jié)合進(jìn)行了大量的研究與分析，并得出許多有價(jià)值的研究成果[1-6]，對(duì)于揭示此類天氣的成因和提高該類天氣的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率等均具有較大的作用。雪災(zāi)是西藏冬季的常發(fā)氣象災(zāi)害之一，幾乎每年都會(huì)發(fā)生[7-11]。青藏高原冬季降雪多少對(duì)我國(guó)夏季降水有一定的影響[12]，研究降雪和積雪狀況，不但對(duì)當(dāng)?shù)貧庀蠓罏?zāi)減災(zāi)具有一定的指導(dǎo)作用，還對(duì)了解我國(guó)氣候變化和演變有重要意義。目前，對(duì)青藏高原降雪研究多集中在南部暴雪和東部強(qiáng)降雪，強(qiáng)降雪多發(fā)生在南支槽、氣旋和切變線等環(huán)流背景下，西太平洋副熱帶高壓位置也是強(qiáng)降雪發(fā)生的關(guān)鍵因子；此外，強(qiáng)降雪的發(fā)生和發(fā)展與地形、低空急流的位置變化有密切的相關(guān)性[10,13-18]。針對(duì)藏北的強(qiáng)降雪發(fā)生和發(fā)展規(guī)律及成因分析較少，由于西藏南部和東部與藏北相鄰站間的距離較大，不能完全代表藏北的強(qiáng)降雪情況。藏北地理環(huán)境特殊，也是冬季雪災(zāi)發(fā)生的高頻區(qū)，加上藏北主要以牧業(yè)為主，極易對(duì)其生產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為此，選擇1988-2018年1-12月藏北11個(gè)站點(diǎn)逐日的地面降雪觀測(cè)資料，采用小波分析和M-K突變檢驗(yàn)等方法，研究藏北強(qiáng)降雪天氣的氣候變化特征，以期為該地區(qū)強(qiáng)降雪天氣的預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 降雪資料

1988-2018年1-12月逐日地面降雪資料，選自藏北11個(gè)氣象站的逐日地面降雪觀測(cè)資料。根據(jù)西藏的氣候和地理特征將西藏分為沿江一線、東部地區(qū)、藏北和南部邊緣[19]，藏北的站點(diǎn)分布見圖1，藏北中東部臺(tái)站分布比較均勻，站點(diǎn)較為密集，而藏北西部站點(diǎn)稀疏，只有改則和獅泉河，各地臺(tái)站分布很不均勻。

1.2 方法

按08:00至次日08:00或20:00至次日20:00的24 h降雪量(R)≥5 mm為大雪天氣；再根據(jù)降水相態(tài)，為排除每次降水中雨雪難以區(qū)分的站，在滿足降雪量(R)≥5mm同時(shí)，需滿足積雪≥1cm，且周圍有3個(gè)站以上出現(xiàn)降雪天氣，藏北各站滿足此標(biāo)準(zhǔn)的則判定為1次大范圍強(qiáng)降雪天氣。1988-2018年藏北共計(jì)篩選出強(qiáng)降雪天氣448次，應(yīng)用滑動(dòng)平均和氣候診斷，分析藏北強(qiáng)降雪天氣年代際變化和雪量強(qiáng)度月際變化等特征規(guī)律；利用小波分析和M-K檢驗(yàn)確定降水的周期和突變點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 藏北強(qiáng)降雪天氣的時(shí)空分布

2.1.1 時(shí)間分布

1) 月際變化。從圖2看出，1988-2018年藏北強(qiáng)降雪天氣呈雙峰型，主要集中在10月至翌年5月，除7-8月未出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣外，其余月份基本都出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣，每年9月強(qiáng)降雪天氣逐漸增多，10月出現(xiàn)第2峰值區(qū)，為87次；11月開始強(qiáng)降雪天氣逐步減少，11月至翌年2月為強(qiáng)降雪天氣出現(xiàn)次數(shù)最少的時(shí)段，整個(gè)藏北出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣次數(shù)較少，為14～22次；3月開始強(qiáng)降雪天氣又逐漸增多，4月強(qiáng)降雪天氣次數(shù)出現(xiàn)峰值，達(dá)89次，為第1峰值；5月的強(qiáng)降雪天氣只比4月少4次，為全年的第3峰值區(qū)。從各月的降雪次數(shù)看，藏北強(qiáng)降雪天氣主要發(fā)生在春季和秋季。

2) 年際變化。從圖3看出，在1988-2018年的31年中，1997年是中強(qiáng)降雪天氣次數(shù)最多的一年，為第1峰值，全年藏北出現(xiàn)27次強(qiáng)降雪天氣；2001年出現(xiàn)第2峰值，為22次；2002-2013年間藏北強(qiáng)降雪天氣次數(shù)明顯減少，2011年出現(xiàn)次數(shù)最少，僅5次，為歷史同期最少值。從5年滑動(dòng)曲線可知，1988-2018年藏北強(qiáng)降雪天氣總體呈減少趨勢(shì)，強(qiáng)降雪天氣主要集中在2個(gè)時(shí)段，1993-1998年和2000-2005年；強(qiáng)降雪天氣次數(shù)減少時(shí)段為1992-1995年和2006-2011年。

從圖4看出，1988-2018年的31年中，藏北強(qiáng)降雪過程呈偏少-偏多-偏少-偏多的變化趨勢(shì)，1988-1995年是少發(fā)階段，呈持續(xù)偏少趨勢(shì)，但沒有出現(xiàn)最小極值，偏少不是很明顯；1996年和1997年為強(qiáng)降雪過程多發(fā)階段，明顯偏多，為31年強(qiáng)降雪偏多年份最集中的時(shí)段，出現(xiàn)極大值，其中1997年與常年同期相比偏多13%，1996年比常年同期偏多10%；1998-2000年偏多和偏少年交替出現(xiàn)，但沒有出現(xiàn)極值；2001-2005年為多發(fā)階段，除2001年

偏多10%外，其余各年偏多不明顯；2006-2014年基本為少發(fā)階段，強(qiáng)降雪天氣與歷年同期相比明顯偏少，2006年、2007年和2011年是偏少最明顯的3年，其中2011年強(qiáng)降雪天氣較常年偏少8%以上，是31年中強(qiáng)降雪天氣出現(xiàn)最少的一年；2015-2018年藏北強(qiáng)降雪天氣出現(xiàn)次數(shù)呈增多趨勢(shì)?？傮w看，1988-2018年藏北強(qiáng)降雪天氣發(fā)生次數(shù)的年際變化以下降趨勢(shì)為主。

2.1.2 空間分布 藏北強(qiáng)降雪天氣空間分布呈西部較少東部較多的變化趨勢(shì)，自西北向東南方向逐漸遞增，東部明顯多于西部。1988-2018年的31年中，那曲以東的各站強(qiáng)降雪天氣次數(shù)在30次以上，中心值位于嘉黎，出現(xiàn)199次強(qiáng)降雪天氣，丁青和索縣次之，均在40次以上；90°E以西的各站均在15次以下，其中獅泉河和改則出現(xiàn)次數(shù)不足5次；從氣候分布看，西部屬于干旱區(qū)域，而東部屬于濕潤(rùn)氣候區(qū)，水汽充足，利于降雪過程，與地理分布較為一致；從強(qiáng)降雪天氣高發(fā)中心看，與地形有著密切的聯(lián)系，藏北的整個(gè)地勢(shì)由西北傾向東南，強(qiáng)降雪次數(shù)也是東部山區(qū)明顯多于西部(圖5)。1988-2018年的31年中，藏北各站的年平均降雪量自西向東呈逐漸遞增趨勢(shì)，強(qiáng)降雪的平均雪量與降雪次數(shù)存在較好的相關(guān)性，且中心大值區(qū)域位于嘉黎縣，但整個(gè)降雪量分布不均勻，主要集中在東部，西部改則和獅泉河年平均雪量不足2 mm，中西部的申扎、班戈和安多平均雪量為10 mm左右，當(dāng)雄和索縣平均雪量均>20 mm，中心大值區(qū)位于嘉黎縣，年平均雪量達(dá)75 mm(圖6a)。1988-2018年的31年中藏北各站的年平均降雪日數(shù)與年平均降雪量的多少分布較為一致，均為自西向東呈遞增趨勢(shì)，且中心值和大值區(qū)都位于東部地區(qū)的嘉黎縣；藏北的年平均降雪日數(shù)為1.3 d，西部改則和獅泉河年平均強(qiáng)降雪日數(shù)為0.1 d，是31年中強(qiáng)降雪平均日數(shù)最少的區(qū)域，中西部各站年平均降雪日數(shù)為0.5 d左右，而東部各站除比如外，其余各站年平均降雪日數(shù)均>1.3 d，尤其是強(qiáng)降雪雪量中心的嘉黎站年平均降雪日數(shù)達(dá)6.6 d，比東部其他各站多5 d以上(圖6b)。

2.2 藏北強(qiáng)降雪天氣的強(qiáng)度和初終日

2.2.1 強(qiáng)度 1988-2018年藏北大雪天氣占總過程的62%，暴雪天氣占總過程的30%，大暴雪占總過程的6%，特大暴雪占總過程的2%；暴雪天氣主要集中在1996-2000年，年均7次以上，暴雪天氣最少年份為2004年和2015年，均只出現(xiàn)1次；大暴雪天氣集中在2002年，出現(xiàn)4次；特大暴雪天氣集中在2001年，出現(xiàn)2次?？梢姡乇睆?qiáng)降雪天氣主要以大雪、暴雪和大暴雪天氣為主，特大暴雪天氣出現(xiàn)次數(shù)最少。

2.2.2 初終日 從表1看出，1988-2018年藏北各站強(qiáng)降雪天氣的最早初日和最晚終日的變化情況。最早初日：90°E以西的各站強(qiáng)降雪初日比東部各站晚，主要集中出現(xiàn)在各年的9月和10月。其中，嘉黎最早，出現(xiàn)在1996年9月2日；獅泉河最晚，出現(xiàn)在1988年12月11日。最晚終日：除比如出現(xiàn)在4月外，其余各站集中出現(xiàn)在各年的5月和6月。其中，比如最早，出現(xiàn)在2018年4月1日；那曲最晚，出現(xiàn)在2002年6月22日。總體看，在31年中，藏北各站強(qiáng)降雪天氣初日東部較西部早，2006年后東部地區(qū)的初雪日均有所推遲；終雪日西部變化不明顯，東部各站均有所提前，尤其是2002年以后終雪日提前最明顯，其中那曲站提前33 d。

2.2 藏北強(qiáng)降雪天氣的周期變化

從圖7a看出，在31年中，強(qiáng)降雪天氣經(jīng)歷少發(fā)期-多發(fā)期-少發(fā)期-多發(fā)期的循環(huán)交替變化，強(qiáng)降雪天氣次數(shù)存在準(zhǔn)3 a、6 a和20 a的周期變化，準(zhǔn)6 a周期變化一直存在降雪次數(shù)正負(fù)位相變化特別明顯，但由于時(shí)間尺度不長(zhǎng)，強(qiáng)度較20 a周期弱，25 a的震蕩周期未閉合，表明強(qiáng)降雪天氣偏少年仍會(huì)持續(xù)。經(jīng)方差分析，存在較為明顯的峰值，依次是3 a、6 a、19 a和21 a，其中最大峰值出現(xiàn)在21 a，為第1主周期(圖7b)。

2.3 藏北強(qiáng)降雪天氣的環(huán)流形勢(shì)

經(jīng)對(duì)1988-2018年藏北448次強(qiáng)降雪過程的環(huán)流特征分析發(fā)現(xiàn)，500 hPa高空?qǐng)D上造成藏北強(qiáng)降雪的主要環(huán)流形勢(shì)可分為南部印度低壓型、西風(fēng)槽型、低渦-切變型和倒槽型。南部印度低壓型的環(huán)流特點(diǎn)(圖8a)：每年10-11月是孟加拉灣熱帶氣旋活躍時(shí)期[20]，孟加拉灣熱帶風(fēng)暴登陸后減弱為印度低壓，外圍云系沿584 dagm線邊緣的西南風(fēng)北上影響高原，北部阿里至那曲西部有短波槽活動(dòng)，冷暖空氣在高原上匯合，當(dāng)584 dagm線西脊點(diǎn)位于90°E以西時(shí)，藏北偏西的各站點(diǎn)易出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣；584 dagm東撤位于95°E附近時(shí)，藏北有短波槽或切變線活動(dòng)，冷暖空氣在中東部交匯，藏北中東部易出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣，此型最易出現(xiàn)暴雪以上的天氣。西風(fēng)槽型環(huán)流特點(diǎn)(圖8b)：高原以西或巴爾喀什湖底部有西風(fēng)槽活動(dòng)，在南支槽的配合下，兩槽在東移過程中呈階梯狀配置，影響路徑為自西向東，利于藏北中西部先出現(xiàn)降雪，后隨著槽的東移，藏北偏東的地方出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣。低渦-切變型環(huán)流特點(diǎn)(圖8c)：冬季藏北低渦和切變線活動(dòng)雖然沒有夏季頻繁[21]，但仍是強(qiáng)降雪天氣的主要影響系統(tǒng)之一，低渦或切變線位于藏北，在南支槽的配合下，造成藏北大范圍的強(qiáng)降雪天氣過程，低渦和切變線移速較慢時(shí)，藏北易出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣，低渦和切變的東南側(cè)易出現(xiàn)特大暴雪天氣。伊朗高壓型環(huán)流特點(diǎn)(圖8d)：中高緯呈緯向型環(huán)流，伊朗高壓東北向發(fā)展，南支槽位于高原西南側(cè)，青海南部至藏北受高壓底部的切變線影響，主體位置偏南，偏東南氣流與南支槽的西南暖濕氣流在藏北匯合，藏北形成明顯的輻合區(qū)，強(qiáng)降雪天氣發(fā)生在切變線底部。

3 結(jié)論

1988-2018年藏北強(qiáng)降雪過程次數(shù)呈減少趨勢(shì)，強(qiáng)降雪主要集中在10月至翌年5月；年平均降雪量、年平均降雪日數(shù)和空間分布地域差異特別明顯，自西向東南方向逐漸遞增，東部明顯多于西部。

1988-2018年藏北強(qiáng)降雪過程的強(qiáng)度主要以大雪、暴雪和大暴雪天氣為主，特大暴雪過程出現(xiàn)次數(shù)最少；藏北強(qiáng)降雪天氣初日東部地區(qū)比西部早很多，最早出現(xiàn)在9月上旬，最晚出現(xiàn)在10月下旬，東部地區(qū)的初雪日從2006年后均有所推遲；強(qiáng)降雪天氣終日西部和東部都主要集中在5月和6月，2002年以后終雪日提前最明顯，其中那曲站提前33 d。

1988-2018年藏北強(qiáng)降雪天氣經(jīng)歷少發(fā)期-多發(fā)期-少發(fā)期-多發(fā)期的循環(huán)交替變化，強(qiáng)降雪天氣次數(shù)存在準(zhǔn)3 a、6 a和20 a的周期變化，準(zhǔn)6 a的周期變化一直存在。藏北強(qiáng)降雪天過程的環(huán)流形勢(shì)可分為南部印度低壓型、西風(fēng)槽型、低渦-切變型和倒槽型。