曹曉云， 肖建設(shè)， 郝曉華， 史飛飛,4， 劉致遠(yuǎn)， 李素雲(yún)

（1.青海省防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810001；2.青海省氣象科學(xué)研究所，青海 西寧 810001；3.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，甘肅 蘭州 730099；4.青海師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，青海 西寧 810001）

積雪在控制能量循環(huán)、全球水循環(huán)、物質(zhì)循環(huán)等方面扮演著重要角色，對(duì)區(qū)域和全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境、氣候變化產(chǎn)生重要影響［1-4］。積雪日數(shù)可以直接影響積雪儲(chǔ)量及現(xiàn)代冰川的發(fā)育和維持，進(jìn)而調(diào)節(jié)周邊及下游江河湖泊的徑流量，同時(shí)，積雪日數(shù)也會(huì)改變區(qū)域地-氣系統(tǒng)的能量交換過(guò)程，對(duì)輻射和能量平衡也有深刻的影響［5-7］，因此是地球系統(tǒng)研究中重要的變量之一。準(zhǔn)確掌握積雪日數(shù)的時(shí)空變化特征對(duì)全球和區(qū)域氣候預(yù)測(cè)、水文模擬、水資源管理等具有重要科學(xué)意義。

三江源地區(qū)平均海拔4000 m以上，是青藏高原的重要組成部分，由于高寒生物資源豐富、生態(tài)環(huán)境脆弱、氣候變化敏感［8］，在國(guó)家生態(tài)安全方面具有戰(zhàn)略地位［9］。全球氣候變化問(wèn)題在三江源地區(qū)尤為突出［10］，研究表明，三江源地區(qū)在過(guò)去60 a平均增暖速率為0.37 ℃·（10a）-1，是全球平均水平［0.16 ℃·（10a）-1］的2 倍以上，且大幅高于同緯度［0.19 ℃·（10a）-1］及中國(guó)區(qū)域［0.28 ℃·（10a）-1］［8］。21世紀(jì)以來(lái)，三江源地區(qū)降水量顯著增加，各子源區(qū)降水顯現(xiàn)增強(qiáng)信號(hào)［11-13］。這一背景下，氣候變化對(duì)積雪的影響引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，通過(guò)野外調(diào)查、氣象臺(tái)站觀測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)與模式模擬等方式取得了大量有價(jià)值的研究成果［2,6,14-19］。研究發(fā)現(xiàn)，以20世紀(jì)90年代為轉(zhuǎn)折期，青藏高原積雪日數(shù)年際變化呈先增加后減少的趨勢(shì)，存在較大空間異質(zhì)性，氣溫和降水量是影響積雪日數(shù)的主要?dú)夂蛞蜃?。但是，現(xiàn)有研究一方面主要關(guān)注青藏高原整體的積雪時(shí)空變化，缺乏對(duì)三江源地區(qū)等重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的探討；另一方面，多側(cè)重于積雪時(shí)空演變格局和驅(qū)動(dòng)因素，關(guān)于積雪日數(shù)與地形因子，特別是與海拔、坡向之間的研究尚且缺乏。高原復(fù)雜的地形必然會(huì)導(dǎo)致積雪日數(shù)分布格局和變化特征存在較大的差異，而且青藏高原地區(qū)氣候變暖存在“海拔依賴現(xiàn)象”［20-21］，尤其在3000～5000 m之間存在海拔依賴型變暖，但青藏高原地區(qū)的積雪變化趨勢(shì)是否也存在一定的海拔依賴性仍然不清楚。最新研究表明，隨著全球變暖加劇，高海拔地區(qū)積雪深度顯著下降，很大程度上存在一定的海拔依賴性［22］，在三江源地區(qū)是否也存在這一現(xiàn)象值得深入研究。

遙感技術(shù)以其多尺度、多時(shí)相、多譜段、多層次等特點(diǎn)為開展高海拔山區(qū)積雪研究提供了優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)源，NOAA-AVHRR、MODIS、TM、FY 等系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)是目前常用的積雪遙感數(shù)據(jù)源，尤其是MO?DIS 積雪面積產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用［1,3,17,18,23-25］。光學(xué)遙感產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是空間分辨率高，但受云影響無(wú)法識(shí)別云下積雪情況，是積雪實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的一大障礙，尤其在青藏高原地區(qū)，受地形和混合像元的影響精度較差［26-27］，因此急需一套高精度的青藏高原MO?DIS 積雪范圍產(chǎn)品。中國(guó)2001—2020 年積雪面積500 m逐日無(wú)云產(chǎn)品數(shù)據(jù)集有效提高了山區(qū)積雪面積精度，同時(shí)利用隱馬爾科夫算法、多源數(shù)據(jù)融合方法實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的完全去云［28-29］，在地形較為復(fù)雜的三江源地區(qū)進(jìn)行積雪日數(shù)研究具有很大的應(yīng)用潛力。

因此，本文基于積雪面積逐日無(wú)云遙感產(chǎn)品和氣象觀測(cè)資料，從積雪日數(shù)時(shí)空分布及演變特征、積雪日數(shù)分布及變化的地形分異、積雪日數(shù)對(duì)氣候變化的響應(yīng)3 個(gè)方面分析了2001—2020 年三江源地區(qū)積雪日數(shù)對(duì)氣候變化的響應(yīng)及地形差異特征，以期為三江源地區(qū)冰雪水資源合理利用、生態(tài)安全屏障和高質(zhì)量綠色發(fā)展的需求服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

青海省三江源地區(qū)（31°39′～36°12′N，89°45′～102°23′E）位于青藏高原腹地，總面積約為30.25×104km2，平均海拔3500～4800 m。三江源地區(qū)地形復(fù)雜，地勢(shì)總體呈西北高、東南低的態(tài)勢(shì)，昆侖山脈、唐古拉山脈、巴顏喀拉山、可可西里山橫貫其間，這些山脈海拔均5000 m 以上，高大山脈的雪線以上分布有終年不化的積雪，雪山冰川廣布，是中國(guó)冰川集中分布地之一［8］。長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江、湄公河均發(fā)源于此，且沼澤濕地、湖泊水體密布，是中國(guó)乃至東亞江河的重要水源涵養(yǎng)區(qū)，被譽(yù)為“江河源”、“中華水塔”和“亞洲水塔”，冰雪融水是重要的補(bǔ)給方式。三江源地區(qū)是典型的高原大陸性氣候，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、四季區(qū)分小。區(qū)內(nèi)主要以高寒草地及濕地、冰川和高山永久積雪為主，是重要的生態(tài)屏障和生態(tài)調(diào)節(jié)區(qū)（圖1）。

圖1 三江源地區(qū)氣象站點(diǎn)和地表覆蓋類型分布Fig.1 Distributions of meteorological stations and land cover types in Sanjiangyuan area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

2.1.1 中國(guó)2000—2020年積雪面積500m逐日無(wú)云產(chǎn)品中國(guó)2001—2020 年積雪面積500 m 逐日無(wú)云產(chǎn)品主要針對(duì)中國(guó)積雪特性，是基于MODIS反射率產(chǎn)品MOD/MYD09GA，利用Landsat TM 數(shù)據(jù)作為真值，結(jié)合MODIS 土地覆蓋分類產(chǎn)品MCD12Q1，利用不同土地覆蓋類型條件下發(fā)展的多指數(shù)結(jié)合積雪判別算法生成，有效提高了林區(qū)和山區(qū)積雪面積精度，同時(shí)利用隱馬爾科夫算法、多源數(shù)據(jù)融合等方法實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的完全去云。該數(shù)據(jù)集以HDF5文件格式存儲(chǔ)，每個(gè)HDF5文件包含18個(gè)數(shù)據(jù)要素，其中包括數(shù)據(jù)值（0=陸地、1=積雪、2=雪水當(dāng)量插補(bǔ)積雪、3=內(nèi)陸水或海洋、4=冰川、255=填充值）、數(shù)據(jù)起始日期、經(jīng)緯度等，從國(guó)家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心可免費(fèi)獲得（http://www.ncdc.ac.cn/portal/meta?data/be3a4134-2e5c-467f-8a5e-b1c0ed6cc341），精度滿足科學(xué)研究需求［29］。

2.1.2 數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)DEM采用SRTM（Shuttle radar topography mission）數(shù)據(jù)，為V.003 版本，來(lái)源于美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS；https://lpdaac.usgs.gov/products/srtmgl1v003/），空間分辨率為90 m。本文利用DEM 數(shù)據(jù)研究不同地形因子和積雪日數(shù)空間分布及變化特征之間的關(guān)系，為進(jìn)行疊加分析，將其重采樣和重投影成與積雪數(shù)據(jù)一樣的空間分辨率和投影，并利用ArcGIS軟件生成海拔和坡向分布圖，將海拔從0～6.5 km按一定間隔劃分為14級(jí)（圖2a），將坡向按45°等間隔劃分為8類（圖2b）。

圖2 三江源地區(qū)海拔與坡向分布Fig.2 Spatial distributions of elevation and slope in Sanjiangyuan area

2.1.3 氣象數(shù)據(jù)選取2001年1月1日—2020年12月31 日三江源地區(qū)周圍134 個(gè)氣象站的逐日氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)，采用ANUSPLIN 專用氣候插值軟件［30］的薄盤樣條函數(shù)法實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)空間插值，并以DEM數(shù)據(jù)為協(xié)變量提高插值準(zhǔn)確性，獲得空間分辨率為500 m×500 m 的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)，最后裁出研究區(qū)范圍。其中，三江源地區(qū)氣象臺(tái)站分布如圖1 所示，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象局綜合氣象信息共享平臺(tái)（CIMISS；http://10.181.89.55/cimissapiweb/），經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制，準(zhǔn)確性及完整性滿足科學(xué)研究需求。

2.2 研究方法

2.2.1 趨勢(shì)分析基于最小二乘法［31］逐像元進(jìn)行積雪日數(shù)年際變化趨勢(shì)計(jì)算，計(jì)算公式為：

式中：θslope為變化斜率；i為1～20 的年序號(hào)；SCDi為第i年的積雪日數(shù)。當(dāng)θslope＞0 時(shí)，表示20 a來(lái)該像元的積雪日數(shù)呈增加趨勢(shì)；當(dāng)θslope＜0 時(shí)，表示積雪日數(shù)呈減少趨勢(shì)；θslope的絕對(duì)值越大，積雪日數(shù)的變化程度越大。最后采用F檢驗(yàn)進(jìn)行變化趨勢(shì)的顯著性檢驗(yàn)。

2.2.2 偏相關(guān)分析采用偏相關(guān)系數(shù)［31-32］分析積雪日數(shù)與氣溫和降水量之間的相關(guān)程度，研究氣溫（降水量）對(duì)積雪日數(shù)的影響且排除降水量（氣溫）的干擾。計(jì)算公式為：

式中：Rxy,z表示氣溫不變時(shí)，積雪日數(shù)和降水量的偏相關(guān)系數(shù)，即在分析積雪日數(shù)和降水量的相關(guān)性中排除了氣溫的影響；Rxy、Rxz、Ryz分別表示積雪日數(shù)和降水量、積雪日數(shù)和氣溫、氣溫和降水量的相關(guān)系數(shù)，最后采用F檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 積雪日數(shù)時(shí)空分布及演變

2001—2020 年三江源地區(qū)積雪日數(shù)分布的區(qū)域差異明顯，突出表現(xiàn)為西高東低、高海拔山脈地區(qū)大于盆地平原的特征?？煽晌骼锷?、唐古拉山脈、阿尼瑪卿山脈、巴顏喀拉山、格拉丹東冰川等是積雪日數(shù)高值區(qū)，積雪日數(shù)均值普遍大于200 d，部分地區(qū)甚至大于300 d，而環(huán)青海湖南部、共和盆地以及可可西里中部地區(qū)積雪日數(shù)不到100 d（圖3a）。這是由于三江源中西部地區(qū)冬春季受西北冷空氣和西南印度洋和孟加拉灣暖濕氣流的交匯，易形成有利于降雪的天氣條件，同時(shí)高海拔引起的低溫以及局地地形、環(huán)流影響有利于積雪的補(bǔ)給和保持，積雪日數(shù)較高［18,33］。而共和盆地和可可西里中部地區(qū)由于眾多高山阻擋了水汽輸送，季風(fēng)影響減弱，同時(shí)海拔的高低也影響了氣溫以及降水量特征，這些因素共同導(dǎo)致積雪日數(shù)較低［19,25］?？傮w上，2001—2020 年三江源地區(qū)積雪日數(shù)呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，年際變化速率為0.98 d·a-1（P＜0.1）（圖3b）。

圖3 2001—2020年三江源地區(qū)積雪日數(shù)分布與年際變化Fig.3 Spatial distribution and interannual variation of snow cover days in Sanjiangyuan area from 2001 to 2020

三江源地區(qū)85.48%的區(qū)域積雪日數(shù)年際變化速率大于0，顯著增多區(qū)域面積占比16.59%，表明近20 a 來(lái)三江源地區(qū)積雪日數(shù)以增多趨勢(shì)為主，黃河源瑪多縣積雪日數(shù)增多速率最快，平均增多速率為2.03 d·a-1，其次是稱多縣、達(dá)日縣、玉樹市、曲麻萊縣、瑪沁縣和久治縣，平均積雪日數(shù)增多速率均超過(guò)1.00 d·a-1。其中，瑪多縣中部、達(dá)日縣中南部、曲麻萊縣西北部、治多縣東南部、玉樹市北部、瑪沁縣北部和興?？h西南部等地區(qū)積雪日數(shù)增加趨勢(shì)最為顯著；而東北部的共和盆地、西部的唐古拉山鎮(zhèn)、治多的中部及西北部、雜多的西南部地區(qū)積雪日數(shù)呈不顯著減少趨勢(shì)，格拉丹東冰川邊緣地區(qū)以及部分高海拔山脈局部地區(qū)積雪日數(shù)呈顯著減少趨勢(shì)，顯著減少區(qū)域占比為0.44%，減少速率達(dá)3.32 d·a-1（圖4）。研究表明，三江源自西南方向的水汽輸送在過(guò)去近30 a增強(qiáng)［34-35］，尤其是21世紀(jì)以來(lái)降水量顯著增加［11］，這可能是三江源中部地區(qū)積雪日數(shù)增多趨勢(shì)顯著的主要原因，而格拉丹東冰川邊緣地區(qū)以及部分高海拔山脈局部地區(qū)積雪日數(shù)顯著減少可能與氣溫升高具有較大的海拔依賴性以及降水量的空間格局差異性有關(guān)。

圖4 2001—2020年三江源地區(qū)積雪日數(shù)變化趨勢(shì)及其顯著性檢驗(yàn)Fig.4 Variation trend and significance test of snow cover days in Sanjiangyuan area from 2001 to 2020

3.2 積雪日數(shù)地形分異

三江源地區(qū)積雪日數(shù)在不同海拔高度上具有較大的差異性。整體上，積雪日數(shù)隨海拔上升呈指數(shù)型增加（R2＞0.92），其中，海拔3.0～5.2 km地區(qū)為三江源地區(qū)積雪日數(shù)主要分布區(qū)，面積占比為93.67%，3 km 以下地區(qū)積雪日數(shù)＜10 d，3.0～5.2 km地區(qū)積雪日數(shù)為11.71～107.27 d，呈階梯式增多，5.2～5.5 km 地區(qū)積雪日數(shù)為153.73 d，5.5～6.0 km 地區(qū)積雪日數(shù)為284.74 d，6.0～6.5 km地區(qū)積雪日數(shù)最高，為328.01 d（圖5）。分析認(rèn)為，較低海拔（＜3.0 km）區(qū)域氣溫較高，不利于積雪的保存，積雪日數(shù)相對(duì)較少；海拔3.0～5.5 km 地區(qū)氣溫較低且受高大山脈的地形作用、大氣環(huán)流影響多降水，這些分布特點(diǎn)有利于積雪累積；而海拔＞5.5 km 區(qū)域多雪山冰川，為永久或半永久積雪區(qū)，因此積雪日數(shù)最高。

圖5 三江源地區(qū)不同海拔高度多年平均積雪日數(shù)及占地面積變化Fig.5 Variations of average snow cover days and land area at different altitude ranges in Sanjiangyuan area

從圖6 可以看出，2001—2020 年三江源地區(qū)海拔＜3.0 km的區(qū)域年平均積雪日數(shù)基本呈減少趨勢(shì)，減少速率隨海拔高度上升而加快；2.5～3.0 km 地區(qū)積雪日數(shù)減少速率較快，為0.09 d·a-1，顯著減少的區(qū)域面積占比為4.70%；3.0～5.5 km地區(qū)積雪日數(shù)均呈增多趨勢(shì)，其中≤4.4 km的地區(qū)平均積雪日數(shù)增多速率隨海拔上升而加快；4.2～4.4 km地區(qū)增多速率達(dá)1.34 d·a-1，顯著增多的區(qū)域面積占比為22.59%；＞4.4 km 的地區(qū)平均積雪日數(shù)增多速率隨海拔上升而減緩；5.5～6.0 km地區(qū)平均積雪日數(shù)呈減少趨勢(shì)，減少速率為0.13 d·a-1，顯著減少的區(qū)域面積占比為11.83%，表明高海拔地區(qū)積雪日數(shù)變化在一定程度上存在“海拔依賴性”；6.0～6.5 km 地區(qū)平均積雪日數(shù)增多速率較快，為1.14 d·a-1，顯著增多的區(qū)域面積占比為63.97%；5.5～6.0 km 地區(qū)多為冰川和雪山邊緣地區(qū)，說(shuō)明在整體水汽充沛的條件下，受升溫影響冰川和雪山邊緣地區(qū)仍有消融退縮趨勢(shì)。

圖6 三江源地區(qū)積雪日數(shù)變化趨勢(shì)的海拔梯度分異Fig.6 Altitudinal gradient variation of snow cover days in Sanjiangyuan area

由三江源地區(qū)不同坡向的面積占比及積雪日數(shù)可以看出，三江源地區(qū)不同坡向的年平均積雪日數(shù)差異明顯；雖然三江源地區(qū)以北坡、南坡、東北坡和西南坡為主，其面積占比分別為16.53%、16.17%、15.28%和13.01%（圖7a），但多年平均積雪日數(shù)呈現(xiàn)北坡大于南坡、西坡大于東坡的分布格局；其中，西北坡積雪日數(shù)最多，為78.30 d，其次是北坡、東北坡、西坡、東坡、東南坡、西南坡，年平均積雪日數(shù)分別為76.84 d、73.98 d、71.14 d、70.61 d、62.94 d、59.62 d，南坡的最少，為55.68 d（圖7b）。分析認(rèn)為，積雪分布主要受溫度、地形地勢(shì)和水汽輸送的影響，而坡向主要通過(guò)影響太陽(yáng)輻射和氣流的地形抬升而影響積雪分布。雖然三江源地區(qū)主要受西北冷空氣和西南印度洋、孟加拉灣暖濕氣流的交匯，經(jīng)地形抬升作用形成降雪，南坡是迎風(fēng)坡，降雪較多，但相比于北坡，南坡為陽(yáng)坡，可以吸收更多的太陽(yáng)輻射，加之三江源地區(qū)輻射強(qiáng)烈，會(huì)導(dǎo)致積雪快速消融，不利于積雪的累積，這是南坡和北坡的主要區(qū)別，也使得南坡的平均積雪日數(shù)最低；東坡和西坡接收的太陽(yáng)輻射基本相同，但是西南方向的暖濕氣流會(huì)使得西坡的降雪大于東坡，這是西坡積雪日數(shù)大于東坡的主要原因［17］。

圖7 三江源地區(qū)不同坡向的面積占比及積雪日數(shù)Fig.7 Area proportions and snow cover days of different slope directions in Sanjiangyuan area

2001—2020 年三江源地區(qū)不同坡向的積雪日數(shù)均呈增多趨勢(shì)，其中西坡的增多速率最快，為1.04 d·a-1，其次是西北坡、東北坡、東坡、北坡、西南坡和東南坡，積雪日數(shù)增多速率分別為1.02 d·a-1、1.01 d·a-1、0.10 d·a-1、0.99 d·a-1、0.95 d·a-1和0.92 d·a-1，南坡的增多速率最慢，為0.89 d·a-1（圖8a）。由不同坡向積雪日數(shù)的變化方向及程度分析可知，不同坡向積雪日數(shù)均以不顯著增多為主，面積占比為68.25%～69.82%，顯著增多區(qū)域面積占比為15.83%～17.07%，差異較?。▓D8b）。南坡受強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射影響積雪消融較快，不利于積雪的積累，在西南方向的水汽輸送增強(qiáng)的背景下積雪日數(shù)增多速率最慢，而相比于西北坡，西坡受西北冷空氣的吹雪效應(yīng)較小，因此積雪日數(shù)增多速率最快［17,34-35］。

圖8 三江源地區(qū)積雪日數(shù)變化趨勢(shì)的坡向分異Fig.8 Slope variation of snow cover days in Sanjiangyuan area

3.3 積雪日數(shù)對(duì)氣候變化的響應(yīng)

2001—2020 年三江源地區(qū)年平均氣溫為0.74～1.59 ℃，年降水量為383.04～608.07 mm；近20 a 來(lái)，三江源地區(qū)氣候表現(xiàn)出明顯的“暖濕化”，其中平均氣溫以0.35 ℃·（10a）-1（P＜0.01）的速率極顯著升溫，年降水量以49.13 mm·（10a）-1（P＜0.05）的速率顯著增多，年際波動(dòng)較大。對(duì)比年積雪日數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，通常“冷濕”年份（如2008、2019 年和2020 年等）積雪日數(shù)偏多，“暖干”年份（如2010、2015 年和2016年等）積雪日數(shù)偏少（圖9），表明三江源地區(qū)明顯的“暖濕化”氣候特征是影響積雪日數(shù)變化的主要原因之一。

圖9 2001—2020年三江源地區(qū)年平均氣溫、年降水量年際變化趨勢(shì)Fig.9 Interannual variation trends of annual average temperature and annual precipitation in Sanjiangyuan area from 2001 to 2020

進(jìn)一步分析三江源地區(qū)積雪日數(shù)與同期氣溫、降水量的偏相關(guān)系數(shù)及顯著性分布發(fā)現(xiàn)，三江源地區(qū)86.18%的區(qū)域積雪日數(shù)與氣溫呈負(fù)相關(guān)，其中36.38%呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.1），主要分布于三江源中部、東部地區(qū)，說(shuō)明這些地區(qū)的氣溫對(duì)積雪日數(shù)的影響比較大，氣溫升高將導(dǎo)致積雪日數(shù)減少，而治多北部、唐古拉山鎮(zhèn)、雜多西部、達(dá)日南部、久治和班瑪?shù)牟糠值貐^(qū)積雪日數(shù)與氣溫相關(guān)性較低（圖10a～b）。降水方面，三江源地區(qū)95.71%的區(qū)域積雪日數(shù)與降水量呈正比，其中60.18%呈顯著正相關(guān)（P＜0.1），主要分布在除治多北部、唐古拉山鎮(zhèn)、雜多西部、囊謙南部、達(dá)日南部、久治和班瑪以外的大部地區(qū)，表明這些地區(qū)降水量的增加是積雪日數(shù)增多的主要原因（圖10c～d）。積雪日數(shù)與降水量的平均偏相關(guān)系數(shù)為0.42（P＜0.05），偏相關(guān)系數(shù)隨海拔高度上升而線性增大；積雪日數(shù)與氣溫的平均偏相關(guān)系數(shù)為-0.28，偏相關(guān)系數(shù)隨海拔高度上升而線性減?。▓D11）。這說(shuō)明降水量是三江源地區(qū)積雪日數(shù)變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。近20 a來(lái)三江源地區(qū)積雪日數(shù)增多與降水量增多密切相關(guān)，且三江源地區(qū)積雪日數(shù)與氣溫和降水量的相關(guān)性存在“海拔依賴現(xiàn)象”，高海拔地區(qū)積雪日數(shù)對(duì)降水量的依賴性更強(qiáng)，低海拔地區(qū)對(duì)氣溫的依賴性更強(qiáng)。

圖10 2001—2020年三江源地區(qū)積雪日數(shù)與同期氣溫、降水量的偏相關(guān)系數(shù)及顯著性分布Fig.10 Partial correlation coefficient and significant distributions of snow cover days with temperature and precipitation in the same period in Sanjiangyuan area from 2001 to 2020

圖11 2001—2020年三江源地區(qū)不同海拔高度積雪日數(shù)與降水量、氣溫偏相關(guān)系數(shù)的變化Fig.11 Variations of partial correlation coefficient of snow cover days with precipitation and temperature at different altitude ranges in Sanjiangyuan area from 2001 to 2020

4 結(jié)論

本文基于積雪面積逐日無(wú)云遙感產(chǎn)品和氣象觀測(cè)資料，分析了2001—2020年三江源地區(qū)積雪日數(shù)的水平、垂直分布特征和變化規(guī)律，并結(jié)合水熱因子進(jìn)行了積雪日數(shù)與氣溫和降水量的相關(guān)分析，主要結(jié)論如下：

（1）2001—2020年三江源地區(qū)積雪日數(shù)呈西高東低、高海拔山脈大于盆地平原的分布格局。積雪日數(shù)高值區(qū)主要集中在可可西里山、唐古拉山脈、阿尼瑪卿山脈、巴顏喀拉山、格拉丹東冰川等高海拔地區(qū)，積雪日數(shù)均值普遍大于200 d。85.48%的區(qū)域積雪日數(shù)呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，顯著增加區(qū)域面積占比為16.59%，平均增加速率為0.98 d·a-1，其中瑪多中部、達(dá)日中南部、曲麻萊西北部等三江源中部地區(qū)積雪日數(shù)增加最為顯著。

（2）2001—2020年三江源地區(qū)平均積雪日數(shù)及其變化趨勢(shì)存在較明顯的海拔和坡向分異。積雪日數(shù)整體上隨海拔上升呈指數(shù)型增加，較低海拔（＜3.0 km）區(qū)域積雪日數(shù)少，呈減少趨勢(shì)且減少速率隨海拔上升而加快；高海拔區(qū)域積雪日數(shù)較多且呈增多趨勢(shì)，但大于4.4 km的地區(qū)平均積雪日數(shù)增多速率隨海拔上升而減緩，且5.5～6.0 km 地區(qū)積雪日數(shù)呈減少趨勢(shì)，高海拔地區(qū)積雪日數(shù)存在一定程度的“海拔依賴性”，在整體水汽充沛的條件下，受升溫影響冰川和雪山邊緣地區(qū)仍有消融退縮趨勢(shì)。積雪日數(shù)呈北坡大于南坡、西坡大于東坡的分布格局，其中西北坡積雪日數(shù)最多，為78.30 d，不同坡向的積雪日數(shù)均呈增多趨勢(shì)，西坡的增多速率最快，為1.04 d·a-1，其次是西北坡、東北坡、東坡、北坡、西南坡和東南坡。

（3）2001—2020 年三江源地區(qū)氣溫以0.35 ℃·（10a）-1的速率極顯著升溫，降水以49.13 mm·（10a）-1的速率顯著增多，明顯的“暖濕化”氣候特征是影響積雪日數(shù)變化的主要原因之一。降水量是三江源地區(qū)積雪日數(shù)變化的主要驅(qū)動(dòng)因素，近20 a來(lái)三江源地區(qū)積雪日數(shù)增多與降水量增多密切相關(guān)，且三江源地區(qū)積雪日數(shù)與氣溫、降水量的相關(guān)性存在“海拔依賴現(xiàn)象”，高海拔地區(qū)積雪日數(shù)對(duì)降水量的依賴性更強(qiáng)。