青藏高原雨季的客观监测方法及其近60年的变化趋势

2023-02-11 03:18王遵娅蒋兴文柯宗建
地球物理学报 2023年2期
关键词:雨量青藏高原水汽

王遵娅,蒋兴文,柯宗建

1 中国气象局国家气候中心,北京 100081 2 中国气象局成都高原气象研究所,成都 610072 3 高原与盆地暴雨洪涝灾害四川省重点实验室,成都 610072

0 引言

中国地处东亚,幅员辽阔,东部主要为季风气候,而西部主要为内陆性气候.受不同的大气环流系统影响,中国各地形成了不同的雨季(王遵娅和丁一汇, 2008).在中国东部,春季有江南春雨活跃(包澄澜, 1980; Lau et al., 1988; Ding, 1994; Tian and Yasunari, 1998);夏季伴随东亚夏季风的北进和南退,我国的主雨带经历三次停滞和两次北跳,分别形成华南前汛期盛期、江淮梅雨期和华北、东北雨季(Tao and Chen, 1987; Ding, 1992, 2004; Tanaka, 1992; Lau and Yang, 1997; 赵汉光, 1994; Matsumoto, 1997; Qian and Lee, 2000; Qian et al., 2002; Ding and Chan, 2005; 房一禾等, 2014);秋季随着东亚夏季风的撤退,华南迎来以台风降水为主的华南后汛期(Chen et al., 2004; Ding and Chan, 2005).并且,华西秋雨以绵绵细雨形成一个独特的多雨期(高由禧和郭其蕴, 1958; 高由禧, 1962; 何敏, 1984; 白虎志和董文杰, 2004; Wang and Zhou, 2019).中国西部则主要受西风带影响,干湿分明.青藏高原地处中国西部,被称为“亚洲水塔”,是亚洲诸多河流的起源地,也是亚洲地区水汽循环的重要一环(郑度和姚檀栋, 2004; Lu et al., 2005; 施小英和施晓晖, 2008; 徐祥德等, 2019; Yao et al., 2012; Lai C et al., 2022).一般而言,5—9月为青藏高原的湿季而10月至次年4月为干季(戴加洗, 1990; 罗四维, 1992; 乔全明和张雅高, 1994).虽然中国各地降水集中期具有明显的地域性差别,但在雨季都会因降水量大及降水频率高而易于引发暴雨洪涝及滑坡泥石流等灾害(丁一汇和张建云, 2009; 陶诗言等, 2004).而如果雨季降水稀少,则易于引发干旱而影响农业生产和用水安全等(张强等, 2009).因而,雨季监测无论对于我国复杂地形和气候背景下的水循环研究,暴雨洪涝和干旱机理分析,还是对防灾减灾实践等,都具有十分重要的意义.

为了定量地了解和分析各不同地区的雨季特征,很多研究给出了不同的雨季定义方法.最为简单易行的方法是根据时间进行粗略划分,如以6—8月作为主雨季,9—11月作为秋雨季等.在季风区,有学者将日降水量达5 mm或6 mm作为深对流降水,并利用该绝对阈值定义东亚季风雨季的开始和结束(Lau et al., 1988; Qian et al., 2002).针对不同地区降水量绝对值差异大的特征,有学者进一步发展了气候相对候降雨量(Wang and Lin, 2002)、降水相对系数(Chen et al., 2004)、标准化降水量(王遵娅和丁一汇, 2008)、多年平均候降水量(肖潺等, 2015)等相对阈值来进行亚洲或中国雨季开始和结束的定义.这些定义多被应用于气候平均的逐日或逐候降水量,开展雨季的气候态研究.由于每年的逐日降水受天气扰动影响而具有高频振荡的特征,会造成降水时而中断时而活跃,因而雨季的实时监测不仅要考虑降水强度,还需要考虑降水的持续和中断等特征(晏红明等, 2013).并且,为了使雨季的开始和结束与大气环流演变相匹配,一些研究还引入了环流特征量对雨季的开始和结束进行定义.如在对梅雨雨季进行定义时,就采用了西北太平洋副热带高压和气温等除降水外的物理量(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会, 2017).从前人的研究看,若要对雨季进行较为精细和准确的定义,客观化是趋势,对降水量特征的把握及其指标化是核心.

对青藏高原而言,基于干季到雨季降水量明显增大的特征,一般采用降水相对系数来定义雨季,即计算多年平均逐日(候、旬等)降水量与多年日(候、旬等)平均降水量的比值,当其增至某一阈值则判定雨季开始.不同研究者会选取不同时间尺度的降水量来计算降水相对系数,且会确定不同的阈值(徐国昌和李梅芳, 1982; 章凝丹和姚辉, 1984; 周顺武和假拉, 1999).通过这样的定义,前人揭示了青藏高原雨季的开始自东南向西北推进,雨季的结束西部早于东部,雨季东部长而西部短等特征.一方面,现有的研究主要利用气候平均降水量针对气候学特征来定义青藏高原雨季,尚未有比较简单易行适合实时监测的定义方法.为此,本文将基于青藏高原的降水特点,提出一个客观的且适合于业务实时应用的青藏高原雨季定义方法.另一方面,前述研究并未给出在全球变暖背景下青藏高原雨季的变化特征.那么,本文将在客观识别青藏高原1961—2019年逐年雨季的基础上,分析其开始时间、结束时间、雨季长度和雨季雨量等特征量的气候特征和变化趋势.

1 资料和方法

本文主要使用了1961—2019年中国2419台站逐日降水观测数据.该数据由中国气象局国家气象信息中心整编发布,并进行质量控制.选取西藏、四川西部、云南西北部和青海南部80个站点作为青藏高原雨季的监测站点(图1).这些站点具有至少30年的降水记录,资料质量较好.该80个站点的海拔高度均在2500 m以上,最高为4800 m.青藏高原东部和南部的站点密集且均匀分布,而高原西部站点稀少.降水量自高原东南向西北逐渐减少,东南部站点年降水量接近800 mm,而西北部站点年降水量不足50 mm.

图1 青藏高原站点(黑点)及年总降水量气候场(阴影区,单位:mm)分布

本文还使用了NCEP/NCAR1再分析的大气环流资料进行与青藏高原雨季相关的环流场分析,水平分辨率为2.5°×2.5°(Kalnay et al., 1996).本文使用傅里叶谐波分析提取年代际分量,对1961—2019年的59年时间序列,取1~6波之和作为年代际分量.本文利用最小二乘法计算时间序列的线性变趋势系数,并采用t检验确定其统计显著性.

2 青藏高原雨季的客观监测方法

青藏高原降水具有干湿季分明的气候特征.雨季主要集中在5—9月,绝大部分地区的5—9月降水量能占到全年降水总量的70%以上,其中在中南部地区5—9月降水量普遍占年总降水量的80%以上(图2).青藏高原5—9月的降水量自东南向西北减少.期间,高原东南部地区的日均降水量可达5 mm以上,而西北部地区的日均降水量不足1 mm.10月至次年4月为青藏高原的干季,降水稀少.干湿季分明,进入雨季以后降水量会出现明显的增加,采用降水相对系数对青藏高原雨季进行定义就是基于此特点.依据这种思路,并考虑到青藏高原降水主要发生在5—9月,我们采用各站5—9月平均降水量的气候值作为该站雨季开始的降水强度阈值,以此表征雨季开始后的降水量明显增大.在本文中,我们将日降水量超过本站5—9月气候平均降水量的降水称为明显降水.

图2 青藏高原5—9月日平均降水量(阴影区,单位:mm)及5—9月降水量占年总降水量的百分比(数字,单位:%)分布

对青藏高原的某一单站而言,其气候平均逐日降水量从冬季、春季到夏季持续增加,则利用相对降水系数或类似的降水量指标即可对气候态的雨季开始日进行识别.但该方法对单个年份的雨季定义则不够,因为无论在任何季节,天气扰动都会产生较强的阶段性降水,从而使雨季虚假开始.为了解决这一问题,我们分析了青藏高原降水的年内变化,发现虽然5月以前也会出现明显降水,但相邻两次明显降水的间隔时间很长;而5—9月期间,相邻两次明显降水的间隔时间大幅变短,明显降水频繁发生.以青海乌兰1989年的降水为例,如图3所示,首次与第二次明显降水的时间间隔长达45天;从年初到年中,明显降水的间隔时间大幅缩短,表明从干季向雨季转换的时候明显降水的发生频率不断增加.与此相反,从年中至年末,即从雨季向干季转换的阶段,明显降水发生的时间间隔逐渐拉长.这种降水特性在青藏高原各站都很明显.因而,可以利用明显降水的间隔时间来定义雨季.

图3 青海乌兰站1989年相邻两次明显降水(日降水量≥5—9月气候平均日降水量)的间隔时间分布(单位:天)

为了确定合理的明显降水间隔阈值,将青藏高原所有站1961—2019年明显降水间隔日数进行了统计,并制作其概率密度分布图.如图4所示,明显降水间隔日数的最高频率是1天,占所有间隔时间样本的40%以上.随着间隔时间拉长,发生频率逐渐下降,间隔时间超过1个月的频率不到1%.可以看到,间隔时间在7~10天左右形成转折,频率的减少幅度在此之后趋缓.

图4 青藏高原各站1961—2019年两相邻明显降水间隔日数的概率密度分布(单位:%)

前述分析表明,青藏高原在由干季向雨季转换的过程中会表现出降水量增大和降水频率增加两大特征.因此,可综合考虑降水强度阈值和明显降水的时间间隔阈值来判定高原雨季的起止.

单站雨季开始的判定条件为:自4月1日起,若本站日降水量≥本站5—9月气候平均日降水量,则定义当日为一个明显降水日;若某明显降水日与下一个明显降水日的间隔时间首次≤7日,则定义当日为本站雨季开始日.若始终无法满足上述条件,则定义当年为空雨季.

单站雨季结束的判定条件为:本站雨季开始以后,自9月15日起,若某明显降水日与下一个明显降水日的间隔时间首次≥20日,则定义当日为本站雨季结束日.

青藏高原雨季开始的判定条件为:若某日雨季已开始的单站站数占总站数的百分比≥55%,则定义当日为青藏高原雨季开始日.

青藏高原雨季结束判定条件为:青藏高原雨季开始后,若某日雨季已结束的单站站数占总站数的百分比≥55%,则定义当日为青藏高原雨季结束日.

在上述定义中,雨季开始的明显降水时间间隔阈值我们取为7天.根据明显降水时间间隔的概率密度分布(图4),7天以后频率变化趋于平稳,并且1~7天的累计频率百分比达到85%以上.为了进一步确定哪个阈值更加适合,我们做了对比试验,选取3,5,7,10,12和15天作为明显降水时间间隔阈值,分别计算了青藏高原雨季逐年开始时间.如图5所示,不同阈值所确定的青藏高原雨季开始日表现出了较好的一致性变化,尤其是5天及更长时间间隔所确定的雨季开始日,无论是年际变化还是长期变化趋势都更为一致.但对于不同时间间隔阈值所确定的雨季开始日,其数值略有差异,两个相邻阈值所确定的雨季开始时间气候值相差3天左右.总体而言,时间间隔阈值越长则雨季开始时间越早,反之亦然.这很好理解,因为越靠近夏季明显降水的间隔时间越短.

图5 1961—2019年不同明显降水时间间隔阈值确定的青藏高原雨季开始时间的历年变化(单位:日序)

为了客观反映不同时间间隔阈值所确定的青藏高原雨季开始日之间变化的一致性,本文计算了其相互间的线性相关系数(表1).总体而言,不同时间间隔阈值所确定的青藏高原雨季开始时间之间呈显著的正相关关系,即使是最小的相关系数值也达到了0.59,通过了99%的显著性检验.这表明青藏高原雨季开始时间对该阈值并不敏感,即使取不同的阈值,所得的青藏高原雨季开始时间差别也较小.另外可发现,阈值间的差值越小,相关系数越高.当时间间隔为7天时,青藏高原雨季开始时间与其他阈值所确定的雨季开始时间具有最高的相关系数,均在0.7以上,表明该阈值确定的雨季开始日具有更好的代表性和稳定性.因此,本文选取7天作为青藏高原雨季开始的时间间隔阈值.

表1 1961—2019年不同明显降水时间间隔阈值确定的青藏高原雨季开始时间序列的相关系数

同样,我们试验了不同阈值确定的青藏高原雨季结束时间.为了尽可能多地将明显降水囊括入雨季内,选取的雨季结束时间间隔阈值长于7天,分别试验了10,15,20和25天阈值.如图6所示,不同阈值确定的青藏高原雨季结束时间也具有较高的一致性,无论是年际变化还是长期变化趋势都较为相似.阈值越大,即间隔时间越长,青藏高原雨季的结束时间也越晚.每两个相邻的阈值所确定的雨季结束时间气候值相差5天左右.表2显示了各不同阈值确定的青藏高原雨季结束时间的相关系数,最小的相关系数为0.34,通过了95%的显著性检验.当阈值为20天时,雨季结束时间与其他各阈值确定的结束时间具有最高相关,均在0.5及以上.因此,这里采用20天作为青藏高原雨季结束的时间间隔阈值.

图6 1961—2019年不同明显降水时间间隔阈值确定的青藏高原雨季结束时间历年变化(单位:日序)

表2 1961—2019年不同明显降水时间间隔阈值确定的青藏高原雨季结束时间序列的相关系数

在青藏高原雨季的定义中,还涉及到一个阈值,即雨季开始(结束)的站数百分比达到55%.图7显示了站数百分比阈值分别取为50%,55%,60%和65%时青藏高原雨季的开始时间.两相邻阈值确定的雨季开始时间气候值相差3天左右.很明显,各序列的演变特征非常相似,它们相互间的相关系数均在0.75以上,其中55%阈值确定的雨季开始时间序列与其他序列具有最高相关,均在0.82及以上,通过了99%的显著性检验(表3).为此,本文选取55%作为青藏高原雨季开始的站数百分比阈值.

图7 1961—2019年不同的站数百分比阈值确定的青藏高原雨季开始时间历年变化(单位:日序)

表3 1961—2019年不同站数百分比阈值确定的青藏高原雨季开始时间序列的相关系数

对不同站数百分比与青藏高原雨季结束时间的关系分析也可得到相同结果.由50%,55%,60%和65%等不同阈值分别确定的青藏高原雨季结束时间演变非常一致,每两个相邻阈值所确定的雨季结束气候值相差约2天(图8).各不同阈值确定的青藏高原雨季结束时间呈显著的正相关关系,最小相关系数也高达0.80(表4).由55%阈值所确定的雨季结束时间与其他各阈值所确定的雨季结束时间具有最高相关,达0.86及以上.因此,我们采用55%的站数百分比值作为阈值来定义青藏高原雨季的结束.

图8 1961—2019年不同的站数百分比阈值确定的青藏高原雨季结束时间历年变化(单位:日序)

表4 1961—2019年不同站点百分比阈值确定的青藏高原雨季结束时间序列的相关系数

3 青藏高原雨季的气候特征和变化趋势

根据前述定义,可以得到青藏高原各站和高原整体逐年的雨季开始时间、结束时间、持续时间及雨季雨量等特征量.本节主要对这些特征量的气候特征及变化趋势进行分析.

图9显示了青藏高原各站雨季开始时间、结束时间、持续日数和雨季雨量气候平均值的空间分布.可以看到,雨季开始时间自东向西逐渐推进(图9a).西藏南缘和东南角雨季开始最早,4月初就开始了.四川中部和青海东北部雨季的开始时间也较早,在4月上旬至中旬.青海中部、四川西部和西藏东部等地雨季开始时间大致为4月底至5月初.青海西北部和西藏西南部是雨季开始最晚的地区,为5月底至6月初,最晚可至6月下旬.青藏高原雨季的结束时间则正好相反,总体呈西早东晚的分布特征(图9b).青海西部、西藏西部和南部的雨季一般在9月底至10月初结束,青海东部、西藏东部的雨季在10月上旬至中旬结束,四川西部和中北部雨季结束最晚,在10月下旬至11月初.高原雨季的持续日数呈东长西短的态势(图9c).四川西部和青海东北部雨季持续时间最长,以180—190天之间为主,最长达206天.西藏南缘和东南角的雨季持续时间也很长,在180天左右,最长达204天.西藏南部雨季持续时间最短,110~120天左右.雨季雨量的分布特征与雨季持续日数一致,自东向西逐渐减少(图9d).四川西部、青海东北部、西藏南缘和东南角的雨季雨量在700 mm以上,普遍占年总降水量的80%以上.青海西北部雨季雨量最少,不足100 mm,接近全年降水总量的70%.总体而言,青藏高原雨季东部开始早,结束晚,雨季长,雨量多;而西部开始晚,结束早,雨季短,雨量少.该特征与前人利用气候平均逐日降水量定义的青藏高原雨季特征相一致.这也从一个侧面反映了本文提出的青藏高原雨季监测方法是合理可行的.

图9 青藏高原各站雨季开始日(a,阴影和数字,单位:日序),结束日(b,阴影和数字,单位:日序),雨季持续日数(c,阴影和数字,单位:天)和雨季雨量(d,阴影,单位:mm)及其占全年降水的百分率(d,数字,单位:%)的气候平均值分布

图10显示了1961—2019年青藏高原各站雨季特征量的变化趋势系数分布.青藏高原有88.8%(71站)站的雨季开始日为负趋势,其中41站通过了95%的显著性检验,表明雨季开始日呈提早趋势,各地雨季平均每十年提早1~6天不等;而仅有9个站点的雨季开始日呈推迟趋势,其中2站通过了95%的显著性检验.并且可以看到,越往西,雨季提前开始的幅度越大.对雨季结束日而言,有57.5%的站点(46站)呈增加趋势,其中19站通过了95%的显著性检验,主要分布在四川西部、西藏东部等地,平均每十年推迟1~2天.青海东南部、西藏南部和云南西北部等地的雨季结束日呈提早趋势,但仅有6站通过了显著性检验.青藏高原有81.3%(65站)的站点雨季变长,平均每十年增长2~4天,其中30站通过了95%的显著性检验.仅有青海东南部部分站点和西藏西南部和南缘的部分站点雨季缩短,其中仅1站通过显著性检验.随着雨季的延长,青藏高原大部地区(80%)雨季雨量呈增多趋势,其中32个站点通过了95%的显著性检验,降水量平均每十年增加3~25 mm不等.四川西北部分站点、云南西北部和西藏南部部分地区的雨季雨量呈减少趋势,但这些趋势并不显著.虽然各不同站点间有区别,但总体而言,青藏高原大部分站点的雨季开始提前,结束推迟,雨季延长,雨季雨量增加.

图10 1961—2019年青藏高原各站雨季开始日(a,单位:天/10a),结束日(b,单位:天/10a),雨季持续日数(c,单位:天/10a)和雨季雨量(d,单位:mm/10a)线性变化系数分布(蓝点表示负趋势,红点表示正趋势,×表示通过95%的显著性检验)

图11显示了1961—2019年青藏高原雨季的开始时间、结束时间、持续日数和雨量的历年变化.可以看出,青藏高原雨季的各特征量都表现出不同时间尺度的气候变率,以线性变化趋势最为明显.青藏高原雨季的平均开始日期为5月4日,呈显著的下降趋势,表明近60年来青藏高原雨季的开始时间逐年提前,平均每十年提前2天,通过95%的显著性检验.青藏高原雨季的平均结束时间为10月15日,呈显著的上升趋势,表示雨季的结束时间逐年推后,平均每十年推迟1天,此变化趋势也通过了95%的显著性检验.开始时间不断提前而结束时间逐渐推后,使青藏高原雨季的持续日数呈显著增加的趋势.青藏高原雨季平均持续163天,1961—2019年间平均每十年增加3天.伴随雨季变长的是雨季雨量的显著增多.青藏高原雨季的平均雨量为413.2 mm,在近60年呈显著的增加趋势,平均每十年增加5.1 mm.可以看到,根据本文的定义,青藏高原雨季集中在5—9月,这与高原雨季和干季的气候态相一致,也表明了本文定义的合理性.并且,雨季的延长和雨季雨量的增加也与近60年来青藏高原降水总体的增多趋势相一致.

图11 1961—2019年青藏高原雨季开始日(a,单位:日序),结束日(b,单位:日序),雨季持续日数(c,单位:天)和雨季雨量(d,单位:mm)历年变化

前述分析表明,青藏高原尤其是中东部地区在近60年表现出显著的雨季开始提前和结束推后变化,即1960 s雨季开始晚结束早,而2010 s雨季开始早结束晚.为了验证降水量是否发生了与雨季一致的变化,我们选取1961—1970年和2010—2019年两个时段,分别计算了青藏高原中东部(92.5°E—102.5°E, 30°N—35°N)的气候逐日降水量演变.如图12所示,两个时段降水的年内演变特征一致,呈夏季降水和秋季降水的双峰型分布.对比分析表明,6月以前2010—2019年降水整体超前于1961—1970年;而9月以后2010—2019年降水整体落后于1961—1970年.这种差异与雨季的变化特征相一致,从降水量的角度直观地表现了青藏高原雨季开始提前而结束推迟的变化特征.并且,这种一致性也表明本文对青藏高原雨季的客观定义合理可信.

图12 1961—1970年(点线)和2010—2019年(实线)青藏高原中东部(92.5°E—102.5°E,30°N—35°N)平均逐日降水量演变(单位:mm)

根据雨季的开始和结束时间,将全年分为三个时期,即1月1日—4月30的雨季开始之前,5月4日—10月15日的青藏高原雨季期和11—12月的雨季结束之后.图13(a—c)显示了不同时期的大气环流特征.可以看到,在三个时期青藏高原上空500 hPa均为西风环流控制.雨季开始前,主要是偏西风和西北风控制青藏高原,干冷空气主导干季的维持.雨季期间环流明显调整,主要表现在:西风气流明显减弱,偏南风明显增强,西太副高北抬西伸,高原南侧低压加强.这表明东亚夏季风环流和南亚季风环流的共同加强,以及西风气流的减弱使得高原雨季得以维持.雨季结束后,西风再次增强,逐渐恢复到雨季开始前的状态.很明显,青藏高原雨季是伴随其上空西风气流的减弱及偏南风增强发生的.

水汽是降水的主要来源.由图13(d—f)可见,青藏高原上空的水汽输送相对周边区域是较弱的,尤其是高海拔地区.雨季开始前,青藏高原上空以西风水汽输送为主,其南部地区水汽输送较明显,而越往北越弱.雨季期间高原上空的水汽输送发生了明显变化,来自孟加拉湾的偏南风水汽输送大幅增加,且高原东部地区的西南水汽输送明显增强.而在雨季结束后,水汽输送大幅减弱,较之雨季开始之前更弱.可见,偏南风水汽输送的增强对于青藏高原雨季的发生具有重要作用.

图13 1月1日—4月30日(a和d),5月4日—10月15日(b和e)和11月1日—12月31日(c和f)平均的500 hPa风场(a—c,单位:m·s-1)和地面垂直积分至100 hPa的水汽输送通量(d—f,单位:kg·(m·s)-1)分布,阴影区为高于1500 m的地形

从青藏高原上空各环流要素的逐日演变(图14)也可以看出,从年初到年中,500 hPa西风持续减弱;南风先减弱而在110天左右(4月下旬)转而增强;500 hPa位势高度则不断增高.而从年中到年末,500 hPa西风增强、南风减弱、位势高度下降.相应于西风的变化,高原上空西风水汽输送的变化也表现为上半年持续减少,至8月上旬达到最小,之后又逐渐增大.青藏高原上空南风水汽输送的年内演变与降水量非常一致.从年初至年中,南风水汽输送持续增强,降水量也不断增多;年中至年末,南风水汽不断减弱,降水量也逐渐变小.这种一致性变化表明了南风水汽输送对雨季的重要影响.总体而言,西风气流减弱、位势高度增加、南风及偏南水汽输送增加伴随着青藏高原雨季的开始和加强,而西风气流增强、位势高度减小、南风及偏南水汽输送的减弱则导致青藏高原雨季减弱和结束.

图14 青藏高原地区平均(70°E—105°E,20°N—40°N)(a)500 hPa纬向风速U500(实线,单位:m·s-1)、经向风速V500(虚线,单位:m·s-1)和位势高度场H500(点线,单位:gpm)气候平均值逐日演变;(b)地面垂直积分至100 hPa纬向水汽输送通量Uq(实线,单位:kg·(m·s)-1)、经向水汽输送通量Vq(虚线,单位:kg·(m·s)-1)和降水量(点线,单位:mm)气候平均值逐日演变

4 结论

青藏高原降水具有干湿分明的特征.从干季到雨季,降水强度明显增强且降水频率逐渐增大;而从雨季到干季,降水的变化正相反.根据青藏高原的降水量和降水频率特征,本文选取各站5—9月平均日降水量的气候值作为降水强度阈值,并选取明显降水的间隔时间小于或等于7天(大于或等于20天)作为雨季开始(结束)的降水频率阈值,对青藏高原各站点及全区的雨季进行了定义.在此基础上,本文揭示了1961—2019年青藏高原雨季开始日,结束日,雨季长度和雨季雨量等特征量的气候和变化特征.

(1)青藏高原雨季的开始自东向西推进,而结束西早东晚,雨季长度自东向西缩短,雨季雨量东多西少.就青藏高原整体而言,雨季开始的平均日期在5月4日,结束的平均日期在10月15日,雨季平均长度为163天,雨季雨量平均为413.2 mm.

(2)1961—2019年,青藏高原雨季发生了显著变化.高原雨季的开始时间明显提前,结束时间大幅推迟,雨季长度相应延长,雨季雨量显著增多.青藏高原各站点雨季的变化趋势具有一定的区域性差异.虽然高原整体雨季提前且雨季变长,但东部边缘地区的变化幅度相对较小.高原南部和北部地区雨季结束时间有所提前而中部和东部地区雨季结束时间推后.高原雨季雨量整体增多,但南部边缘等部分地区雨季雨量略有减少.

(3)在青藏高原干湿季节转换的过程中,青藏高原及周边地区大气环流发生了明显的改变.与青藏高原雨季开始相伴随的大气环流特征主要表现为:偏西风减弱,位势高度增加,并且偏南风及南风水汽输送大幅增加.而青藏高原雨季减弱和结束时,大气环流表现出相反的变化特征.

猜你喜欢
雨量青藏高原水汽
青藏高原上空平流层水汽的时空演变特征
青藏高原上的“含羞花”
宁夏红柳沟流域水沙变化及产沙分析
给青藏高原的班公湖量体温
区域MODIS水汽季节修正模型
为了让青藏高原的天更蓝、水更绿、草原更美
基于小波去噪的称重雨量数据分析
暴雨强度公式编制之基础数据质量控制
1979~2011年间平流层温度及平流层水汽的演变趋势
SL—1 型雨量传感器故障分析排除和维护