西藏東部大氣可降水量5月和12月氣候變化對比分析

趙永麗 洛桑平措 拉珍

（1.山南市氣象局，西藏 山南 856000；2.曲水縣氣象局，西藏 拉薩 850000）

西藏地區(qū)由于東西部地表特征的不同，使得東西部地區(qū)降水（雪）呈現(xiàn)不同的特征，西部降水以單峰型降水為主，東部降水以雙峰型降水為主［1］，東部地區(qū)是西藏農(nóng)牧業(yè)主要的經(jīng)濟區(qū)，降水（雪）與大氣可降水量有十分密切的關(guān)系，所以有必要對東部地區(qū)大氣的可降水量進行氣候變化分析。以往對西藏地區(qū)的研究中，均以整個西藏地區(qū)的大氣可降水量為主［2-5］，西藏大氣可降水量時空分布不均勻，空間分布由東南至西北遞減，大氣可降水量在夏季7、8月份最大，在冬季12月到次年1月最小，但是西藏降水量有明顯的區(qū)域特征，應(yīng)該分開研究西藏東西部的大氣可降水量的區(qū)域特征。

1 數(shù)據(jù)和研究方法

使用ERA-interim再分析數(shù)據(jù)中的風場、比濕場、地表氣壓場數(shù)據(jù)，考慮到高原海拔高度，分別計算低層（地面到500hPa）和高層（500-300hPa）整層大氣可降水量。

整層大氣可降水量的計算公式：

PW代表大氣可降水量，g表示重力加速度，q為比濕，PS和PT代表地表和大氣頂處的氣壓。

2 西藏東部大氣可降水量的季節(jié)變化

圖1是1979-2012年平均的西藏地區(qū)500-300hPa大氣可降水量逐月分布圖，在1-3月（圖1（a-c）），西藏東部地區(qū)存在一個大氣可降水量的中心區(qū)，量值在0.5-1mm；在4-6月（圖1（d-f）），在那區(qū)、昌都和林芝地區(qū)的交界處，中心區(qū)大氣可降水量量值增大，西藏東部地區(qū)的大氣可降水量逐漸增多，量值在1-4mm；在7-9月（圖1（g-i）），西藏東部地區(qū)大氣可降水量大值中心繼續(xù)維持，量值增加到3-4.7mm，但與此同時，西藏西部日喀則北部地區(qū)出現(xiàn)一個大氣可降水量大值中心，最大中心值比東部地區(qū)還要大一些，9月份西部大值中心消失，東部大氣可降水量中心仍然存在，數(shù)值減小；在10-12月（圖1（j-l））東部大氣可降水量大值中心逐漸減小。

3 西藏東部大氣可降水量季節(jié)變化的氣候變化

選取東經(jīng)92-99°E，北緯28-32.5°N區(qū)域為西藏東部地區(qū)（圖1黑色方框所示區(qū)域）計算東部地區(qū)的500-300hPa各月大氣可降水量區(qū)域平均值，再計算每個月東部地區(qū)大氣可降水量的氣候傾向率，其分布如圖2所示，大氣可降水量在1月和3-11月是增加的，在2月和12月是減少的，只有5月和12月大氣可降水量的氣候傾向率通過了顯著性檢驗，這說明5月和12月大氣可降水量氣候變化顯著，并且其與降水的氣候傾向率變化相一致，降水的氣候傾向率逐月分布如圖3，在5月和12月，降水增多和減少分別通過了98%和99.5%的顯著性檢驗，這和大氣可降水量在5月和12月的氣候傾向率相一致，說明東部地區(qū)降水的氣候變化在5月和12月與大氣可降水量密切相關(guān)。

圖1 1979-2012年平均500-300hPa大氣可降水量逐月分布圖（單位：mm）

圖2 1979-2012年西藏東部500-300hPa大氣可降水量氣候傾向率的季節(jié)變化（5月：通過99.5%顯著性檢驗，12月：通過98%顯著性檢驗）

圖3 1979-2012年西藏東部降水氣候傾向率的季節(jié)變化（5月：通過98%顯著性檢驗，12月：通過99.5%顯著性檢驗）

4 西藏東部5月和12月大氣可降水量變化的可能原因

大氣可降水量的變化在很大程度上來源于水汽輸送，水汽輸送使得遠離西藏東部地區(qū)的水汽得以經(jīng)過風場的輸送，聚集在西藏東部地區(qū)。

由于西藏地區(qū)高海拔屬性，將西藏東部地區(qū)大氣可降水量的來源分地面到500hPa和500-300hPa考慮。分別計算5月和12月西藏東部地區(qū)大氣可降水量與地面到500hPa大氣可降水量的相關(guān)系數(shù)分布，如圖4，5月（圖4（a）），西藏東部大氣可降水量與阿拉伯海、印度半島、孟加拉灣和中南半島的北部的大氣可降水量顯著相關(guān)，同時與菲律賓到西北太平洋地區(qū)的大氣可降水量顯著相關(guān)；12月（圖4（b）），西藏東部地區(qū)的大氣可降水量與印度洋西部、阿拉伯半島、伊朗高原地區(qū)的大氣可降水量顯著相關(guān)。在計算5月和12月西藏東部地區(qū)大氣可降水量與500-300hPa大氣可降水量的相關(guān)系數(shù)分布后（圖5（a）），發(fā)現(xiàn)高原東部大氣可降水量與周圍地區(qū)500-300hPa大氣可降水量的相關(guān)系數(shù)分布圖（圖5（b））和與地面到500hPa大氣可降水量的相關(guān)系數(shù)分布圖相似，這說明東部地區(qū)大氣可降水量的氣候變化是周圍大氣高低層共同作用的結(jié)果。

分別計算西藏東部地區(qū)大氣可降水量與低層（圖6）和高層（圖7）整層水汽通量的相關(guān)系數(shù)。如圖6，5月（圖6（a））在西藏南側(cè)有顯著的從阿拉伯海和孟加拉灣向高原東部地區(qū)的水汽輸送帶；12月（圖6（b））在西藏的西南側(cè)有顯著的從阿拉伯海北部向高原東部地區(qū)的水汽輸送帶，兩個月份，雖然水汽輸送都經(jīng)過阿拉伯海，但是兩個月份的水汽源區(qū)是不同的，這在圖5中西藏東部大氣可降水量與周圍地區(qū)大氣可降水量的分布圖中可以看出來。在圖7中，5月（圖7（a）），可以發(fā)現(xiàn)雖然西藏東部地區(qū)大氣可降水量在高低層與周圍地區(qū)大氣可降水量的分布圖相似，但是與高低層水汽通量的相關(guān)系數(shù)矢量圖卻不同，東部地區(qū)大氣可降水量與高層水汽通量相關(guān)系數(shù)的矢量圖表明，沒有顯著的水汽輸向高原地區(qū)，存在一個顯著的從高原東部地區(qū)向華南地區(qū)的水汽輸送帶；12月（圖7（b）），西藏東部地區(qū)大氣可降水量與高層水汽通量相關(guān)系數(shù)矢量圖和與低層水汽通量相關(guān)系數(shù)矢量圖相似，這說明東部大氣可降水量在5月與低層的水汽輸送相關(guān)，在12月與高低層水汽輸送均相關(guān)。

5 結(jié)論

圖4 1979-2012年西藏東部降水與地面到500hPa大氣可降水量的（a）5月（b）12月同期相關(guān)系數(shù)分布圖

圖5 1979-2012年西藏東部降水與500-300hPa大氣可降水量的（a）5月（b）12月同期相關(guān)系數(shù)分布圖

通過計算歐洲中心1979-2012年ERA-interim再分析數(shù)據(jù)的西藏大氣大氣可降水量，分析西藏東部地區(qū)大氣可降水量的季節(jié)和氣候變化特征，進而對比分析西藏東部地區(qū)5月和12月大氣可降水量的不同氣候變化特征。發(fā)現(xiàn)在季節(jié)變化上，西藏東部地區(qū)大氣可降水量由冬至夏均存在一個大值中心，且在春季西藏東部地區(qū)大氣可降水量就開始增多，而在西藏西部地區(qū)，僅在7-8月存在一個大氣可降水量的大值中心。在氣候變化上，西藏東部地區(qū)大氣可降水量在5月顯著增加，在12月顯著減少，這與降水的氣候變化相一致，5月西藏東部地區(qū)大氣可降水量的增加主要與與阿拉伯海、印度半島、孟加拉灣和中南半島地面到500hPa的大氣可降水量和水汽輸送顯著相關(guān)，而12月西藏東部地區(qū)大氣可降水量的減少與印度洋西部、阿拉伯半島、伊朗高原地區(qū)地面到300hPa的大氣可降水量和水汽輸送顯著相關(guān)。

圖6 1979-2012年西藏東部降水與地面到500hPa水汽通量的（a）5月（b）12月同期相關(guān)系數(shù)矢量圖

圖7 1979-2012年西藏東部降水與500-300hPa水汽通量的（a）5月（b）12月同期相關(guān)系數(shù)矢量圖