王興麗 石代鑫,2 賀海燕,3 楊春芽
(1甘南州氣象局,甘肅合作 747000;2臨潭縣氣象局,甘肅臨潭 747500;3卓尼縣氣象局,甘肅卓尼 747600)
甘南藏族自治州地處青藏高原東北邊緣與黃土高原西部過渡地帶,牧事活動為甘南重要的生產活動,畜牧業為甘南重要的支柱產業。雪災是甘南牧區冬、春季最為嚴重的自然災害,特別是2020年4月連續出現2次暴雪天氣過程,累計5個站達到暴雪,其中最大積雪深度達25 cm,給交通運輸、農牧業生產以及電力輸送造成了很大影響,給當地造成了較大的經濟損失。
暴雪作為災害性天氣研究的一個重要分支,也是國內外廣大學者關注的主要內容。從20世紀70年代開始,很多氣象工作者對暴雪天氣氣候特征進行了系統的研究,并得出了一些有意義的結論。孟雪峰等[1]利用地面氣象觀測站常規觀測資料,研究了大雪的時空分布特征和天氣學分型。周陸生等[2]從基本分布、氣候特征、環流分型及水汽來源等角度對青藏高原牧區大到暴雪及其引發的雪災進行了分析。李昌玉等[3]利用MICAPS常規天氣和物理量場等資料,采用天氣學診斷方法,分析了近10年西寧市出現的5次大到暴雪天氣過程。邊秀珊等[4]研究了青海南部大到暴雪過程的環流成因。馬國濤等[5]通過統計分析固原市大到暴雪的環流形勢,得出概念模型。林志強等[6]利用逐日降水和積雪深度資料分析了西藏高原大到暴雪的氣候特征。
本文針對甘南州冬、春季的主要災害,運用地面降水數據和天氣現象數據,采用統計分析方法,利用1979—2020年近 40年(缺 2000—2004年)數據,分析研究了甘南州大到暴雪天氣過程的氣候特征和時空演變規律,對提高本地大到暴雪的預報準確率有重要參考作用。
本文所用數據為甘南高原8個國家及基準(基本)氣象臺站1979年1月至2020年12月的逐日降水量、逐日天氣現象資料。從逐日降水量和逐日天氣現象數據中提取降雪量數據,當某日有降雪天氣現象時且降水量為降雪量,則考慮雨夾雪出現的情況。大到暴雪量和日數分別指24 h降雪量≥7.5 mm(純雪)或24 h降雪量≥10 mm且積雪深度≥10 cm的降雪總量和降雪天數,針對雨夾雪性質的降雪僅討論暴雪過程。大到暴雪強度為一次大到暴雪天氣中24 h最大降雪量。
1979年1月至2020年12月,甘南州共出現107次大到暴雪天氣過程:單站次的大到暴雪天氣過程共出現83次,占總數的77.6%;2~3站次的大到暴雪天氣過程共出現21次,占總數的19.6%;≥4站次的大到暴雪天氣過程共出現3次,占總數的2.8%。由圖1可知,1979—1999年期間,大到暴雪天氣過程變化緩慢,無明顯的變化趨勢。2005—2020年期間,大到暴雪天氣過程呈明顯增加趨勢,增長率為0.30,其中2020年、2016年、2017年出現次數最多(圖2)。由此可知,在全球氣候變暖的大環境之下,進入21世紀以后,全州大到暴雪天氣過程總體呈現增加的趨勢,特別是近5年大到暴雪天氣出現次數增加尤為明顯。
從圖3可以看出,近40年各站共出現大到暴雪天氣過程141次,其中:純雪性質的大到暴雪天氣過程出現114次,占總數的80.9%;雨夾雪性質的暴雪天氣過程出現27次,占總數的19.1%。純雪性質的大到暴雪天氣過程最多出現在3月和4月,超過了40%;雨夾雪性質的暴雪天氣過程最多出現在4月(為11次),占7.8%??傮w上看,甘南高原大到暴雪天氣過程主要出現在3月和4月,且以純雪性質為主。雨夾雪性質的暴雪天氣過程雖然出現次數的占比較小,但是一旦出現便很容易造成較大的累計雨量和積雪深度。因此,雨夾雪性質的暴雪天氣也是極端天氣研究中不容忽視的一部分內容。
分析總降雪量分布情況(圖4)可知,近40年中,降雪中心主要位于合作、碌曲、瑪曲,總降雪量均≥280.0 mm。降雪高值中心是合作(415.4 mm),其次是碌曲。降雪總量自北向南、自東向西逐漸減少。由最大降雪強度分布(圖5)可知,降雪強度有2個強中心,分別位于夏河—碌曲一帶和臨潭—卓尼一帶,最強的降雪強度中心是臨潭—卓尼一帶,平均降雪強度>30 mm/次。綜上所述:大到暴雪天氣過程主要集中在合作,其次是碌曲;強降雪中心主要位于夏河—碌曲和臨潭—卓尼一帶;就最大降雪強度而言,雨夾雪性質的大到暴雪貢獻最大,特別是臨潭—卓尼一帶。
在全球氣候變暖的大環境背景之下,進入21世紀以后,甘南州大到暴雪天氣過程總體呈增加的趨勢,特別是近5年增加尤為明顯。全州大到暴雪天氣過程以單站次的降雪為主、局地性降雪為輔,區域性降大到暴雪天氣在甘南州并不常見。受海拔分布的影響,大到暴雪天氣過程分布存在明顯的差異,就出現頻次而言,大到暴雪天氣過程主要集中在合作,其次是碌曲;強降雪中心主要位于夏河—碌曲和臨潭—卓尼一帶;就降雪性質而言,各站大到暴雪天氣過程以純雪性質為主。