近60年黄南州南部牧区雪灾特征研究

彭英超 陈晶 唐仲涛

摘要 利用1961—2020年共60 年的雪灾实际灾情资料、地面观测气象要素资料等，采用气候统计方法和天气诊断分析等方法，研究分析60年黄南南部两县的雪灾时空分布特征、雪灾变化趋势、天气环流特征等。得到结论：（1）泽库与河南发生雪灾频次相差不大，而轻灾在雪灾发生中占比较大，占总雪灾次数的70%左右;（2）1961—2020年轻度、中度、重度3种等级雪灾发生次数都呈现减少趋势，其中轻灾递减趋势最明显;（3）前冬、后冬、春季降雪累积量都呈减少趋势，后冬减少趋势最不明显，春季通过0.05显著性检验水平;（4）黄南南部出现中雪量级以上的高空环流形势主要有4类，分别是两槽一脊型、西高东低型、纬向环流型和两脊一槽型，其中两槽一脊型为主要系统类型。

关键词 黄南南部;雪灾;变化趋势;环流特征

中图分类号：P429 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）09–0084–03

雪災也称为白灾，是由于某地区受到较频繁的降雪或降雪持续时间较长的影响，气温一直较低，导致地面积雪无法消融，最后影响该地区居民的正常生活而形成的灾。雪灾给牧民生活带来了巨大的影响和损失。据统计，1993年1—5月黄南州牧区先后降中到大雪30多场，积雪深度达20～80 cm。全州22个乡6.9万人受灾，冻伤968人，死亡牲畜26.4万头，直接经济损失7 869万元。国内外不少学者对雪灾进行研究并取得了较好的成果。葛徽衍等[1]通过分析统计多年的气象要素相关资料，得出陕西省雪灾的时空分布特征，并对雪灾进行等级分类，得到了陕西地区雪灾情况。Changnon等[2]利用历史资料进行统计与分析，研究美国东北部的雪灾时空分布特征。针对黄南地区60年雪灾历史资料应用气候诊断分析统计，进一步了解该地区的冬春季节的雪灾特征，其目的是更充分、科学地指导对雪灾的防御，降低雪灾对畜牧业的影响，并提升黄南州气象防灾减灾能力。

1 研究概况

1.1 研究区的地理概况

黄南藏族自治州位于青海省的东南部，地处九曲黄河第一弯，地势南高北低，北部尖扎、同仁两县为农业区，南部泽库、河南两县属于青南牧区（图1），南部平均海拔在3 000 m以上，气候高寒，是自治州发展畜牧业的主要基地，长期以来影响南部牧业区的主要灾害是雪灾。雪灾发生一般出现在2个时段，冬雪一般在11—12月，春雪一般在4月。青海的雪灾主要集中在黄南南部、海南南部、果洛、玉树这4个偏南部海拔相对较高的州。

1.2 青海省牧区雪灾的地方指标

利用地面观测数据A文件中黄南南部河南、泽库两县1961—2020年60 年的春季（3—5月）和冬季（10月—翌年2月）的积雪深度以及固态降水量值，依照青海省牧区雪灾等级的地方指标，青海省技术监督局颁布的《气象灾害标准（DB63/T  372—2018）》分类雪灾等级，进行冬季（前冬、后冬）及春季雪灾等级分类。

2 结果与分析

2.1 雪灾发生情况

通过统计黄南南部两县1961—2020年的雪灾资料，得出泽库共出现35次雪灾、河南出现36次雪灾（图2）。其中，泽库出现轻灾23次、中灾7次、重灾5次，河南出现轻灾26次、中灾7次、重灾3次，综合来看泽库与河南发生雪灾频次相差不大，而轻灾在雪灾发生中占比较大，占总雪灾次数的66%～72%，重灾最少，占比为8%～14%。

2.2 雪灾发生时间趋势特征

通过A文件筛选和根据雪灾等级划分，主要是积雪深度与积雪持续时间，依次将雪灾分为轻、中、重度雪灾3个等级，并进行统计分析可以得出1961—2020年雪灾发生频次趋势图（图3）。近60 a年泽库、河南2个站点共发生雪灾71次，其中1961—1970年共出现10次，占总次数的14.1%，轻灾出现8次，占全雪灾的80%。1971—1980年共发生雪灾11次，占总次数的15.5%，轻灾出现6次、中灾3次、重灾2次;1981—1990年发生雪灾16次，占总次数的22.5%，轻灾12次，占全雪灾的75%，没有出现重灾;1991—2000年发生雪灾15次，占总次数的21%，轻灾9次，中灾和重灾各3次;2001—2010年发生雪灾8次，占总次数的11.3%，重灾2次，没有出现中灾;2011—2020年共发生雪灾11次，占总次数的15.5%，中灾3次，重灾没有出现。1961—2020年黄南南部地区雪灾发生次数总体呈减少趋势，以0.033次/10 年的速率递减。1990年是雪灾发生次数最多的年份，出现了4次，其中轻灾2次、中灾2次。轻度、中度、重度3种等级雪灾发生次数都呈现减少趋势，其中轻灾递减趋势最明显（0.021次/10 年）[3]。

2.3 雪灾的演变规律

2.3.1 前冬 由于青藏高原地区海拔普遍较高，气候差异大，故将冬季分为前冬、后冬来进行雪灾的讨论与研究。前冬（10—12月）平均降雪累积量的平均值为39 cm，平均降雪累积量在60 年里总体呈缓慢下降趋势（图4），以5.6 cm/10 年的速率递减，并通过了0.1的显著性检验。其中，1966年降雪累计深度值最大达225 cm，20世纪60～70年代为缓慢上升期，80年代以后一直为下降期。

2.3.2 后冬 分析后冬（1—2月）河南、泽库平均降雪累积量的平均值为29 cm（图5）。从趋势变化看出，平均降雪累积量在60年里总体呈缓慢减少趋势，但变化趋势不显著，以0.45 cm/10 年的速率递减，没有通过显著性检验。其中，1993年降雪累计深度值最大达223 cm，20世纪60～80年代初降雪量缓慢上升，1993—1995年降雪量骤增，1993年相对也出现重灾。20世纪90年代之后，降雪量呈下降趋势，虽然在全球气候变暖的气候背景下，后冬的降雪量明显增加，但由于该时段为该地年内最冷的时段，因此雪灾发生的概率相对较大[4-11]。

2.3.3 春季 春季（3—5月）平均降雪累积量的平均值为41 cm（图6），从趋势变化看出，春季降雪累计量的总体变化呈减少趋势，以3.8 cm/10 年的速率递减，并通过了0.05的显著性检验。其变化趋势主要分2个阶段：第一个阶段，20世纪60～90年代，积雪量值呈缓慢逐渐增长趋势，特别是80～90年代属于降雪量值偏多期，平均累计降雪量60 cm，1990年达到峰值147 cm，对照选出的灾害也是1990年河南出现春季轻灾，泽库出现2次春季中灾。第二个阶段， 21世纪初期降雪累计量开始呈减少趋势，并且平均值为30 cm左右，为降雪偏少期。对比春季降雪量值与前冬、后冬降雪量的平均值发现，春季累积降雪量值最大，其次是前冬，最后是后冬。从天气特征来看，青藏高原容易在春季出现大雪或暴雪，但是春季气温明显回升，积雪存在时间相对较短，随着气温升高很容易融化，更容易出现轻灾。

3 大雪类天气影响系统分型

通过分析36个大雪个例的分析，一般将日降水量3.8 mm≤R≤7.4 mm统计为一次中到大雪的天气过程。综合分析500 hPa的高空环流形势，归纳出影响黄南南部出现中雪量级以上的天气过程有4种类型：两槽一脊型、西高东低型、纬向环流型和两脊一槽型。其中，两槽一脊型有19例，占总次数的53%，其中，西高东低型7例、纬向环流型5例、两脊一槽型5例。同时，归纳出的这4种天气类型与王江山[12]总结的青海省降雪的天气类型较为一致，他认为影响青海省的中到大雪天气环流分析共有5类，分别是两槽一脊型、两脊一槽型、西高东低型、东高西低型和纬向环流型。

（1）两槽一脊型（图7）。长波脊位于西比利亚至贝加尔湖，在 80°E～100°E之间，两槽分别位于55°E～75°E和105°E～130°E之间，中高纬度为典型的两槽一脊型，中低纬多短波槽脊活动，当大槽与高原短波槽融合时，容易形成“北槽南切”型，在小唐古拉山、玉树至西藏中部存在南支切变，槽前西南暖湿气流与北方冷温槽携带的冷空气在青海省中东部交汇，容易在黄南造成大雪及以上量级天气，其预报着眼点要关注高压脊前部的冷温度槽，其冷空气与暖湿气流配合容易形成大降雪天气，其湿度范围一般在700 hPa达到80%～100%，500 hPa湿度在70%以上，这样的高低空湿度场的配置尤其重要。

（2）纬向环流型。亚洲高纬地区为一宽广的大低压，亚欧中纬度以纬向环流为主，偏西气流多波动，巴湖或新疆附近存在槽，中纬西风带中锋区较强并且南压，将高纬冷空气向中低纬输送，中纬度短波槽东移南下，底部锋区逐渐影响青海，南部西藏中部至印度上空存在南支槽，其水汽的来源比较充沛，南部的南支槽前的西南气流源源不断向青海省的东部及南部输送水汽，配合短波槽东移入境，此类型一般会形成大降雪天气（图8）。

（3）西高东低型。500 hPa欧亚中高纬度为一槽一脊型，其中在乌拉尔山附近存在一个高脊，而在贝加尔湖附近或以东的地区为低槽区，高压脊前低槽后部有较强的西北气流，整个青海省基本受偏西或西北气流控制，并随着西北气流有源源不断的冷空气自西北气流不断东移南下聚集在槽区中，或者在横槽转向的过程中携带冷空气南压而影响青海省，且35°N～45°N有较强的锋区，一般有3条以上等高线横穿全省，此时随着青海省冷平流一般也较强，在省中部地区有较浅的冷温度槽配合。在玉树至西藏中部到印度上空有南支槽，受南支槽的影响，一般青海省东部及东南部受槽前西南气流影响，并且在东南部由于受到大量的西南暖湿气流控制，该地区水汽较充沛，水汽源源不断地随西南风或偏南风输送。由北方冷空气的东移南下与南支槽前西南暖湿气流结合，容易造成青海东部出现大雪天气，并且此过程持续时间也较长（图9）。

（4）两脊一槽型。中高纬环流形式为两脊一槽型，槽位于贝加尔湖与巴尔科什湖之间，而脊分别位于乌山附近和贝湖以东，有时乌拉尔山高压脊朝着东北方向发展，此时贝加尔湖与巴尔科什湖之间的低槽发展较深厚呈东北—西南走向通常为横槽（图10）。在大槽不断分裂短波槽东移南下的影响下，且冷空气聚集在低槽内，在横槽转竖或者东移过程中青海省大部分地区受其影响。同时，南支槽一般在西藏中东部至印度上空，南部地区的暖湿气流随着西南风携带到青海省上空，其北部短波槽在东移南下的过程中与南部地区的南支槽叠加影响，容易造成青海东部出现大降水。

4 结论

（1）黄南南部两县（泽库、河南）60 年的雪灾资料统计，泽库共出现35次雪灾、河南出现36次，综合来看泽库与河南发生雪灾频次相差不大，而轻灾在雪灾发生中占比较大，占总雪灾次数70%左右，重灾次数最少，占比为10%左右。

（2）根据影响雪灾等级的2个因子积雪深度与积雪持续时间来划分，1961—2020年黄南南部地区雪灾发生雪灾71次，次数总体呈减少趋势，其中1981—2000年发生雪灾31次，占总次数的43.7%。轻度、中度、重度3种等级雪灾发生次数都呈减少趋势，其中轻灾递减趋势最明显（0.021次/10年）。

（3）雪灾的演变规律通过分析前冬、后冬及春季平均降雪累积量的变化，降雪累积量都呈减少趋势，后冬减少趋势最不明显，春季通过0.05显著性检验水平。对比降雪量值，春季累积降雪量值为最大，后冬为最小。

（4）分析500 hPa的高空环流形势，归纳出影响青海省黄南南部出现中雪量级以上的天气过程有4种类型，分别为两槽一脊型、西高东低型、纬向环流型和两脊一槽型，其中两槽一脊型是主要的系统类型，占总次数的60%。

参考文献

[1] 葛徽衍，张永红.陕西省40年雪灾特征分析[J].陕西气象，2008（2）：6-8.

[2] Changnon S A， Changnon J M. Snowstorm catastrophes in the United States[J]. Natural Hazards， 1992， 6（2）： 158-166.

[3] 李晨昊，萨楚拉，王牧兰，等.1961—2016年内蒙古雪災时空分布特征[J].自然灾害学报，2019，28（2）：138-146.

[4] 郭晓宁.青海高原近50a来雪灾特征研究[D].兰州：兰州大学，2010.

[5] 郝璐，王静爱，史培军，等.草地畜牧业雪灾脆弱性评价——以内蒙古牧区为例[J].自然灾害学报，2003（2）：51-57.

[6] 郝璐，王静爱，满苏尔，等.中国雪灾时空变化及畜牧业脆弱性分析[J].自然灾害学报，2002（4）：42-48.

[7] 时兴合，李凤霞，扎西才让，等.1961—2004年青海积雪及雪灾变化[J].应用气象学报，2006（3）：376-382.

[8] 时兴合，李生辰，李栋梁，等.青海南部冬季积雪和雪灾变化的特征[J].气候变化研究进展，2007（1）：36-40.

[9] 时兴合，秦宁生，李栋梁，等.青海南部冬季积雪和雪灾变化的特征及其预评估[J].山地学报，2007（2）：245-252.

[10] 时兴合，王振宇，戴升，等.青海南部冬春季雪灾的气候诊断与预测[J].冰川冻土，2012，34（6）：1441-1448.

[11] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].第2版.北京：气象出版社，2007.

[12] 王江山.青海天气气候[M].北京：气象出版社，2004.

责任编辑：黄艳飞