近51 a青藏高原雪災時空分布特征

張濤濤， 延軍平， 廖光明, 安 華

(陜西師范大學 旅游與環境學院， 陜西 西安 710062)

青藏高原是全球氣候變化啟動區[1]。高原自然環境敏感，自然災害類型多樣，雪災為該地區最嚴重的自然災害[2]。關于青藏高原積雪和雪災的研究很廣泛，柯長青等[3]研究認為青藏高原20世紀60—80年代以來，積雪年際波動幅度顯著增加；董文杰等[4]對青藏高原東部牧區雪災特征的研究表明，雪災主要發生在巴顏喀拉山南緣和東麓地區，近30 a來呈上升趨勢；董安祥等[5]通過奇異譜分析發現青藏高原東部牧區雪災總趨勢是增加的，特別是后冬；時興合等[6]對青海南部牧區雪災變化特征研究表明，20世紀60—90年代，青南牧區中雪和大雪出現站次以及雪災出現站次均呈逐步增多趨勢，未來10 a冬季積雪增多趨勢仍將持續，雪災發生幾率仍然偏大。眾多研究[3-9]均表明青藏高原雪災頻次具有增加趨勢。

近年來,雪災研究主要運用衛星遙感監測和氣象臺站實測資料統計方法。本文利用氣象資料統計方法，在前人研究基礎上，從天氣學角度出發探討青藏高原雪災時間發生趨勢和空間分布特征，為深入研究雪災形成機理提供事實依據。本文所研究的青藏高原地區在行政區劃上包括西藏自治區、青海省和四川省西部地區。

1 資料與方法

本文氣象數據主要來源于中國氣象科學數據共享服務網，包括西藏自治區、青海省以及川西地區共62個氣象站點逐日、逐月氣溫和降水量等氣象資料，除西藏自治區普蘭和改則由于建站時間較晚，研究時段選取1973—2011年，其余60個站點均以1961—2011年51 a為研究時間序列，站點分布分別為西藏19個，青海28個，川西15個。

利用線性方程擬合方法和空間Kriging插值法對雪災時間變化趨勢和空間分布特征進行分析。

青藏高原雪災主要發生在冬半年，即每年10月到翌年4月，共7個月，參考相關文獻劃分標準，根據雪災發生時期將10—12月定義為前冬，翌年1，2月定義為后冬， 3，4月定義為初春。

2 青藏高原雪災特征分析

2.1 雪災定義及等級指標

雪災又稱白災，是指冬、春季因降雪量大、氣溫低造成積雪持續不融化，致使牲畜采食困難或不能采食而發生不同程度的牲畜死亡事件，并可能伴有交通阻塞、牧民凍傷、電力和通訊線路中斷的一種雪害[8]。由于各地氣候、地理環境等差異，相同積雪量所造成的災害程度并不相同，因此目前對于雪災的定義及劃分沒有完全統一標準，關于雪災等級指標研究相對較少，相關研究有單從氣象氣候要素考慮的指標定義，也有結合實際災情要素的綜合指標定義[10]。

本文從氣象學方面定義雪災，考慮雪災發生時段氣溫和降水量等氣象要素，只從災的角度，不考慮害。參考李海紅等[10]在中國牧區雪災等級指標研究中指出的定義雪災的單要素指標(在氣溫很低時，可以選擇過程降雪量的某一臨界值作為有無雪災和雪災等級的標準)，將雪災定義為任一站點氣溫穩定低于0 ℃的月，降水量≥8 mm的降雪過程。降雪量在8～10 mm為輕度雪災，10～15 mm為中度雪災，≥15mm為重度雪災。

2.2 青藏高原雪災時間發生趨勢

2.2.1 雪災總頻次年際變化 對青藏高原地區62個站點1961—2011年(普蘭、改則為1973—2011年)氣溫、降水逐日數據按本文定義雪災標準進行統計分析，得出雪災年總頻次時間變化特征(圖1)。

圖1 1961-2011年青藏高原雪災年總頻次年際變化特征

1961—2011年青藏高原雪災年總頻次在增加，增加趨勢為0.165 6 次/a。近51 a的62個站共發生雪災706次，平均每年發生雪災11.4次(表1)。20世紀60年代雪災年均頻次最低為2.1次，70年代上升為5.2次，80年代有所下降為4.8次，90年代持續下降為3.1次，21世紀以來最高為14.6次。從變化傾向率可以看出，60年代雪災呈減少趨勢(-0.2 次/a)，70年代呈增加趨勢(0.53 次/a)，80年代呈減少趨勢(4.8 次/a)，90年代到21世紀以來增長趨勢很顯著(分別為0.41，0.85 次/a)。

表1 青藏高原各年代雪災年均頻次變化特征

2.2.2 雪災發生時段特征 將青藏高原冬半年分為前冬、后冬和初春3個時段，各時段雪災發生頻次特征不同(表2)。

整個區域1961—2011年共發生雪災706次，初春發生次數最多為321次，占到45.5%，其次是前冬發生雪災255次，占到36.1%，后冬發生次數最少為130次，僅占18.4%。雪災區域分布不均，西藏最多為352次，青海次之為217次，川西最少為137次。除青海前冬雪災發生頻率較大，其余地區初春雪災發生頻率較高。

表2 青藏高原及各省區雪災發生時段特征

各區域不同時段雪災發生頻次比率有所差別，青海地區前冬雪災發生頻次較多為116次，占到53.5%，其次是初春共發生雪災74次，占34.1%，后冬發生雪災最少為27次，僅占12.4%；西藏地區初春雪災發生頻次最多為186次，占52.8%，其次是前冬發生101次占28.7%，后冬季節發生雪災次數最少為65次，占18.5%；川西地區初春發生雪災頻次最多為61次，占44.6%，前冬和后冬雪災發生頻次相同，為38次占27.7%。

2.2.3 雪災發生站次年際變化 1961—2011年雪災發生站次數量呈增長趨勢(圖2)，增長速率為0.147 1站/a。近51 a，青藏高原平均每年有11.7個站發生雪災(表3)。20世紀60年代平均每年有7.1個站發生雪災，70年代平均每年發生雪災站數增加到10.5個，80年代繼續增加為13.4個，90年代增加到最多為13.9個，21世紀以來有所下降為13個。從變化傾向率可以看出，60年代雪災呈減少趨勢(-0.07站/a)，70年代呈增加趨勢(0.35站/a)，80年代呈減少趨勢(-0.12站/a)，90年代到21世紀以來增長趨勢很顯著(分別為0.19和0.87次/a)。這個趨勢和雪災頻次年代變化趨勢一致，說明雪災頻次增加年代，雪災發生站次也在增多。

圖2 1961-2011年青藏高原雪災發生站次年際變化特征

表3青藏高原各年代雪災發生站次變化特征

年 代 60年代70年代80年代90年代21世紀來多年平均均值/站7.1010.5013.4013.9013.0011.70變化率/(站·a-1)-0.070.35-0.120.190.870.15

區域分布上，西藏、青海和川西雪災發生站數均呈增長趨勢，增長速率分別為0.079，0.032和0.035站/a；西藏平均每年有5.9個站，青海平均每年有3.8個站，川西平均每年有2.3個站發生雪災。

2.3 青藏高原雪災空間變化特征

2.3.1 雪災頻次空間分布 近51 a除巴塘、小金、九龍、馬爾康、格爾木、冷胡、茫崖、民和、諾木洪、祁連、林芝、日喀則、澤當等14個站點沒有發生雪災，其余48個站點都有不同程度雪災發生。

青藏高原雪災空間分布很不均勻(圖3)，雪災頻次最高的地方位于高原東南邊緣普蘭及帕里一帶，近51 a來，共發生雪災頻次在20～40次；高原中部地區也有一個次高值中心，位于嘉黎、那曲一帶，雪災發生頻次在20～25次，這一高值中心向外廣大區域也是雪災發生頻次較多區域，包括玉樹、清水河、雜多、囊謙、石渠一帶，雪災發生頻次在15～20次，北部五道梁、托托河一帶，西部申扎、班戈一帶，東部班瑪、紅原、松潘一帶以及南部林芝、波密、昌都一帶，雪災發生頻次在10～15次；高原東南部雪災頻次較少，主要包括康定、理塘、稻城一帶，雪災發生頻次在5～10次；高原東北部柴達木盆地及以北地區雪災頻次最低，包括格爾木、德令哈、剛察、門源、冷胡、大柴旦、托勒以及祁連一帶，雪災發生頻次在0～5次。

圖3 青藏高原雪災年總頻次空間分布

2.3.2 輕度和中度雪災頻次空間分布特征 1961—2011年有45個站發生了輕度雪災，區域分布很不均勻(表4)，輕度雪災發生頻次較多的地方為高原中部清水河、那曲、索縣、五道梁、嘉黎以及東南邊緣帕里、普蘭等地，川西北部高原紅原、石渠、理塘等地輕度雪災發生頻次也較多。

1961—2011年有41個站發生了中度雪災，空間分布亦不均勻(表5)。中度雪災發生頻次較多的地方與輕度雪災頻次大體一致，為高原中部清水河、曲麻萊、嘉黎、那曲、石渠等地；東南邊緣帕里、普蘭等地以及川西北部高原紅原、理塘、班瑪、康定等地。

表4 1961-2011年青藏高原輕度雪災總頻次站點分布特征

表5 1961-2011年青藏高原中度雪災頻次站點分布特征

2.3.3 重度雪災頻次空間分布特征 1961—2011年有24個站點發生了重度雪災(表6)。高原中部嘉黎、清水河、托托河、那曲、雜多等地重度雪災頻次較多，另外高原東部邊緣帕里、普蘭等地尤其偏多。

表6 1961-2011年青藏高原重度雪災頻次站點分布特征

3 結 論

(1)1961—2011年青藏高原雪災總頻次在增加，增加趨勢為0.17次/a。近51 a的62個站共發生雪災706次，平均每年發生雪災11.4次。各年代雪災變化不同，90年代以來雪災頻次增長趨勢極其顯著。

(2)青藏高原地區初春發生雪災次數最多為321次占45.50%，其次是前冬發生雪災255次占36.10%，后冬發生雪災次數最少為130次僅占18.40%。

(3)1961—2011年雪災發生站次呈增長趨勢，增長速率為0.15站/a。近51 a，青藏高原平均每年有11.70個站發生雪災。90年代以來雪災發生站次增長趨勢尤為顯著，這個趨勢和雪災頻次年代變化趨勢一致，說明雪災頻次增加年代，雪災發生站次也在增多，區域雪災發生范圍在擴大。

(4)青藏高原雪災空間分布很不均勻。雪災頻次最高的地方位于高原東南邊緣普蘭及帕里一帶，高原中部也有一個次高值中心，位于嘉黎、那曲一帶；高原東北部柴達木盆地及以北地區雪災頻次最低，包括格爾木、德令哈、剛察、門源、冷胡、大柴旦、托勒以及祁連一帶。雪災發生較多區域，輕、中、重度雪災都發生頻繁，這些地區主要位于高原中部和高原東南部邊緣。

近51 a青藏高原雪災在增加，雪災發生區域也在擴大，尤其是90年代以來雪災增長趨勢更為顯著，驗證了全球變化下災害事件有增長趨勢這一結論，與前人研究一致。

[參考文獻]

[1]馮松,湯懋蒼,王冬梅.青藏高原是我國氣候變化啟動區的新證據[J].科學通報,1998,43(6):633-636.

[2]高懋芳,邱建軍.青藏高原主要自然災害特點及分布規律研究[J].干旱區資源與環境,2011,25(8):101-106.

[3]柯長青,李培基.青藏高原積雪分布與變化特征[J].地理學報,1998,53(3)：209-215.

[4]董文杰,韋志剛,范麗軍.青藏高原東部牧區雪災的氣候特征分析[J].高原氣象,2001,20(4):402-406.

[5]董安祥，瞿章，尹憲志,等.青藏高原東部雪災的奇異譜分析[J].高原氣象，2001,20(2)：214-219.

[6]時興合,李生辰,李棟梁,等.青海南部冬季積雪和雪災變化特征[J].氣候變化研究進展,2007,3(1):36-40.

[7]郭曉寧,李林,劉彩紅,等.青海高原1961—2008年雪災時空分布特征[J].氣候系統變化，2010，6(5)：332-337.

[8]周陸生,李海紅,汪青春.青藏高原東部牧區大暴雪過程及雪災分布的基本特征[J].高原氣象,2000,19(4):450-458.

[9]李培基.青藏高原雪災時空分布特征[C]∥中國氣象局氣象服務與氣候司.牧區雪災的分析研究.北京:氣象出版社,1998:15-18.

[10]李海紅,李錫福,張海珍,等.中國牧區雪災等級指標研究[J].青海氣象,2006(1):24-28.