迪慶州夏季降水時空分布特征及其與地形關(guān)系分析

段志方　此永芝瑪　楊迎花　趙進(jìn)　馮國兵

摘 要 為了更準(zhǔn)確地全面分析迪慶州的降水分布情況，為規(guī)劃和部署氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù)，利用2006—2015年迪慶州夏季（6—8月）逐小時降水資料，按照現(xiàn)行降水強(qiáng)弱分級業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對不同時間尺度降水進(jìn)行（強(qiáng)弱）分級判識，獲取不同時間尺度下降水分級降水強(qiáng)弱資料集，并通過ArcGIS繪制分析得出相關(guān)結(jié)論。

關(guān)鍵詞 夏季降水；分布不均；地形差異

中圖分類號：P461.3；P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.074

1 研究背景

迪慶州地處云南省西北部，滇、藏、川三省區(qū)交界處，青藏高原伸延部分南北縱向排列的橫斷山脈，高山峽谷縱橫，境內(nèi)最高海拔為梅里雪山主峰卡瓦格博峰，達(dá)6 740 m，最低海拔為瀾滄江河谷，絕對高差達(dá)5 254 m，較小范圍內(nèi)巨大高差使境內(nèi)出現(xiàn)了垂直氣候和立體生態(tài)環(huán)境特征。州內(nèi)山脈海拔高度呈自南向北、自東到西陡升趨勢，這些山系對迪慶州乃至下游地區(qū)天氣氣候具有重要的影響。2007年，一些學(xué)者通過回顧國內(nèi)外有關(guān)地形對降水的影響，對地形降水相關(guān)問題進(jìn)行了全面總結(jié)，重點詳細(xì)分析了地形對氣候尺度、天氣尺度、中尺度及對流性天氣系統(tǒng)降水變化的影響[1-7]。復(fù)雜地形讓迪慶州的降水呈現(xiàn)出更復(fù)雜的分布特點，降水變化明顯，夏季多雨，冬季干冷。受當(dāng)?shù)丶夹g(shù)條件制約，迪慶州自2006年只有香格里拉市、德欽縣、維西縣3縣城內(nèi)有降水觀測站，導(dǎo)致觀測站站點不能較準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)氐慕邓植?，這也是迪慶州一直沒有詳細(xì)雨量分布圖的原因之一。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，2006年區(qū)域自動站、山洪站大量增加，為進(jìn)一步精確分析迪慶州的降水分布情況提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。圖1是迪慶州降水測站站點分布圖，可以看出降水測站分布密集，能較全面反映迪慶州的降水情況。因此，為了更準(zhǔn)確地全面分析迪慶州降水分布情況，利用2006—2015年迪慶州夏季（6—8月）逐時降水資料對全州已建99個各類氣象監(jiān)測站，利用極值檢驗、同場變量連續(xù)性檢驗對站點降水量資料進(jìn)行簡單質(zhì)量控制，獲取逐時降水資料集。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后均按頻次統(tǒng)一化，按照現(xiàn)行降水強(qiáng)弱分級業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對不同時間尺度降水進(jìn)行（強(qiáng)弱）分級判識，獲取不同時間尺度下降水分級降水強(qiáng)弱資料集，并通過ArcGIS繪制，通過小雨、中雨、大雨、暴雨出現(xiàn)頻次和月、季降水量分布，揭示迪慶州夏季降水時空分布特征、強(qiáng)降水活躍區(qū)及與復(fù)雜地形的關(guān)系。通過分析迪慶州的地質(zhì)災(zāi)害重點防御和監(jiān)視區(qū)域，旨在為更好地規(guī)劃和部署氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù)，同時為今后更好研究地形小氣候成因提供數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

文中所述不同等級的降水為日降水量，統(tǒng)計時效為每日20： 00?—次日20： 00，降雨量級為劃分與國家降雨量級劃分相一致，小雨（0.1～9.9 mm），中雨（10.0～24.9 mm），大雨（25.0～49.9 mm），暴雨（日降雨量≥50.0 mm，由于所有站次統(tǒng)計中只出現(xiàn)一次大暴雨，故將大暴雨一次統(tǒng)計在暴雨量級中）。由于迪慶州的降水觀測站時間序列存在差異，故運(yùn)用不同量級降水概率為每一站次出現(xiàn)相應(yīng)量級降水頻次比上該站出現(xiàn)降水總頻次，得出迪慶州不同降水量級的概率分布情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 迪慶州夏季降水量分布

根據(jù)大監(jiān)站、區(qū)域站、山洪站數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出圖2，迪慶州夏季降水量最少的為德欽縣升平鎮(zhèn)阿東站，平均降水量116.05 mm，最大降雨量為迪慶州香格里拉市土官村站，為620.1 mm。其中，降雨量100.0～200.0 mm的有11個站次，全部為德欽縣測站；200.0～300.0 mm的有13站次，德欽縣占近7個站次，300.0～400.0 mm的有32站次，多為迪慶州中南部地區(qū)的測站，降雨量在400.0～500.0 mm的有28個站次，主要集中在迪慶州中南部，500.0～600.0 mm的有9個測站，600 mm以上的有2個測站，分別為位于維西縣慶福站和香格里拉市南部土官村站。迪慶州降水分布不均勻，整體呈東南降水較多、西北降水較少態(tài)勢，東南往西北方向呈階梯型減少。其中，迪慶州西北德欽縣境內(nèi)出現(xiàn)2個相對降水較周圍區(qū)域大值區(qū)，分別為明永冰川到白馬雪山一線區(qū)域和羊拉鄉(xiāng)東部區(qū)域。迪慶州3縣（市）中維西降水分布較香格里拉市和德欽縣均勻。

2.2 迪慶州夏季月降水時空分布

迪慶州夏季降水分布存在明顯的月份差異，7月最多，8月次之，6月最少（圖3）。其中，6月降水分布情況與迪慶州夏季總降水分布一致，西北地區(qū)也存在兩個相對周圍其他區(qū)域降水較大區(qū)域，分別為明永冰川到白馬雪山一線和羊拉東部區(qū)域；7月迪慶州降水最多，降水較大區(qū)域普遍，其中在維西縣東部及香格里拉東南部降水較其他區(qū)域大。8月降水北部地區(qū)仍與7月大體相同，南部相對大降水區(qū)域比7月小。迪慶州夏季降水月降水分布均為南部地區(qū)高于北部，德欽縣存在幾個降水相對較少區(qū)域，分別為佛山鄉(xiāng)片區(qū)和云嶺—燕門片區(qū)及奔子欄片區(qū)。

2.3 迪慶州夏季不同降水量級發(fā)生概率分布

迪慶州小雨量級降水概率比較大，達(dá)到65%以上，北部地區(qū)較南部地區(qū)概率大，概率最大值達(dá)到90%以上（圖4a）。降雨量級為中雨概率北部地區(qū)低于南部地區(qū)，整體呈東南向西北遞減的趨勢，其中降中雨概率較大的在迪慶州南部，為20%以上，較小區(qū)域是燕門云嶺一帶以及奔子欄角瑪一帶，概率在8%以下（圖4b）。大雨量級降水概率與中雨量級降水概率分布一致，大體呈迪慶東南地區(qū)高于西北地區(qū)分布，東南地區(qū)降大雨概率較大地方高于6%，而西北地區(qū)降大雨概率最小為巴美，概率為0，其余多站次也在2%左右。德欽縣降大雨概率相對較大區(qū)域分散，分別在白馬雪山、明永冰川、以及羊拉片區(qū)，降水大雨概率為3%～4%（圖4c）。迪慶州北部出現(xiàn)暴雨概率極小，只有明永冰川、白馬雪山及羊拉地區(qū)有0.2%～0.3%，其他大多數(shù)地區(qū)降暴雨概率基本為零；南部主要分布在維西及香格里拉市南部，降暴雨概率最大的地方在維西工農(nóng)及拖枝地區(qū)，概率分別為1.08%和1.16%（圖4d）。

2.4 迪慶州觀測站降水量與地形的關(guān)系

云南省夏季風(fēng)降水有兩支水汽來源，最強(qiáng)一支來自越赤道氣流轉(zhuǎn)向后在孟加拉灣北部形成西南水汽輸送，水汽源地在印度洋、孟加拉灣；另一支為副熱帶高壓南側(cè)東風(fēng)氣流，源地是西太平洋、南海；云南省夏季降水的主要水汽通道是南亞夏季風(fēng)水汽輸送[8-11]。夏季降水受南亞季風(fēng)影響明顯。迪慶州夏季降水水汽來源基本為南亞季風(fēng)水汽輸送，根據(jù)圖5可知迪慶西邊高黎貢山、碧羅雪山和梅里雪山等高聳山脈阻擋底層南亞季風(fēng)將水汽輸送到迪慶地區(qū)。因此，只有印度洋、孟加拉灣有足夠深厚水汽層翻過迪慶西高大山脈，到達(dá)迪慶境內(nèi)才能形成有效降水，且迪慶州南部西邊山脈海拔相對較低，降水量也就較北部大。云南省第一高峰卡瓦格博山脈屹立于迪慶西，阻擋了大量水汽輸送，因而迪慶德欽縣降水量較其他區(qū)域異常偏少。

由于迪慶州降水南北差異較大，故挑出降水差異較大的地區(qū)地形進(jìn)行具體分析。圖6a為迪慶西北部地區(qū)地形，可以看出，德欽西邊梅里雪山巍峨聳立，從西南輸送過來水汽很難翻越梅里雪山往東北方向輸送。往德欽輸送水汽基本繞雪山兩側(cè)輸送，水汽繞過梅里雪山后就進(jìn)入干熱瀾滄江峽谷，氣流下沉，使本來凝結(jié)小水滴在下沉過程受熱蒸發(fā)，造成燕門鄉(xiāng)、云嶺鄉(xiāng)、佛山鄉(xiāng)降水異常偏少[12]。繞行兩支氣流在經(jīng)過梅里雪山后在梅里雪山東邊交混，形成局地輻合上升，空氣中水汽凝結(jié)，加之梅里雪山終年積雪，氣溫較周圍低，氣流上升過程中因氣溫降低而凝結(jié)效果更好，所以瀾滄江西邊明永冰川站監(jiān)測到降水較周圍站點大。氣流在經(jīng)過河谷后繼續(xù)向東輸送過程中，白馬雪山存在讓氣流因地形作用再次被抬升，抬升過程中冷卻凝結(jié)，形成降水，因而在白馬雪山上的降水也比周圍地區(qū)大。

從圖6b可知，迪慶州南部地勢相對較低，加上西部高聳山脈從北到南逐漸降低，使水汽可以較易較多到達(dá)境內(nèi)，形成降水。迪慶州西側(cè)梅里雪山山系向南海拔逐漸降低，并在維西西側(cè)碧落地區(qū)與高黎貢山山系形成一個“V”型地形缺口，使西南水汽在輸送過程中，可從缺口涌入迪慶州境內(nèi)，水汽流在涌入過程中在缺口處形成“狹管效應(yīng)”，造成維西碧落地區(qū)降水相對較多。

在同一緯度上，不同海拔高度降水分布差異同樣存在很大差異，選取金江站、安樂站、虎跳峽站和土官村站作為對比。站點位置如圖7所示，結(jié)合圖8b可知，金江鎮(zhèn)站和安樂站均位于迎風(fēng)破，且基本處于同一緯度上，主要區(qū)別為站點所在位置海拔高度。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知金江鎮(zhèn)站夏季的平均降水量為417.0 mm，而安樂站的降水量為543.8 mm，降水量相差126.8 mm，而兩站相距較近，可見迪慶州降水分布在不同海拔高度上存在很大差異，同一緯度、同一迎風(fēng)面上，海拔越高，降水量就越大，其主要原因為西南來水汽在不斷往東或東北方向輸送過程中遇山脈阻擋，氣流堆積并受地形抬升作用，使水汽在上升過程中冷卻后不斷凝結(jié)形成更多雨滴降落。而虎跳峽站及土官村站基本在同一經(jīng)度，土官村站位置偏北，其夏季平均降雨量為620.1 mm，比往南方向虎跳峽站的491.5 mm高出128.6 mm，兩站夏季降水分布與迪慶州夏季降水自南向北呈遞減分布，存在較大差異。主要原因為偏南水汽在往偏北方向輸送過程中，遇到虎跳峽東面高聳哈巴雪山時，氣流選擇繞流，一支氣流就沿著虎跳峽北面溝壑向北輸送，在往北輸送過程中隨著海拔不斷上升，在土官村一帶形成水汽堆積，由于后部不斷有氣流不斷補(bǔ)充，導(dǎo)致水汽在土官村一帶強(qiáng)迫抬升，上升冷卻凝結(jié)形成降水。

3 結(jié)論與討論

迪慶州降水分布不均勻，整體呈東南地區(qū)降水較多、西北地區(qū)降水較少的態(tài)勢，東南往西南方向呈現(xiàn)階梯型減少。在向西北地區(qū)過程中，德欽縣出現(xiàn)兩個相對降水較周圍區(qū)域大值區(qū)，分別為明永冰川到白馬雪山測站一線區(qū)域和羊拉鄉(xiāng)東部區(qū)域。迪慶州三縣（市）中，維西降水分布較香格里拉市和德欽縣均勻。迪慶州夏季降水分布存在明顯的月份變化，7月最多，8月次之，6月最少。月降水分布情況與迪慶州夏季降水分布一致，均為南部高于北部。德欽縣一致存在一個幾個降水相對較少的區(qū)域，分別為佛山鄉(xiāng)片區(qū)和云嶺—燕門片區(qū)及奔子欄片區(qū)。

迪慶州小雨量級降水概率比較大，達(dá)65%以上，北部較南部概率大，概率最大值達(dá)90%以上。中雨量級概率北部低于南部，呈東南向西北遞減態(tài)勢，降中雨概率較大在迪慶州南部，為20%以上。大雨量級降水概率相對較大區(qū)域分散，大體呈東南高于西北分布；迪慶州北部除明永冰川、白馬雪山及羊拉地區(qū)外出現(xiàn)暴雨的概率極小，南部主要集中在香格里拉市南部及維西縣。從西南到達(dá)迪慶州境內(nèi)，水汽在復(fù)雜地形作用下被迫輻合輻散，導(dǎo)致境內(nèi)降水在局地出現(xiàn)很大的分布差異。在大山脈背風(fēng)坡一面降雨量相對較少，在不同海拔高度上存在很大差異，同一緯度、同一迎風(fēng)面上，海拔越高，降水量就越大。

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（責(zé)任編輯：劉昀）