地理學(xué)

近50多年來我國西部地區(qū)降水的時空變化特征

郭慧，李棟梁，林紓，等

摘要：目的：在全球變暖的背景下，1954—2000年我國西部地區(qū)降水變化具有顯著的區(qū)域性變化特征。本文將西部地區(qū)作為一個整體開展降水變化研究。方法：本文建立了1954—2006年我國西部225 個氣象站的年平均降水量資料序列。采用EOF和REOF方法進(jìn)行降水分區(qū)。降水變化特征采用小波變換等統(tǒng)計方法進(jìn)行分析，利用EOF 方法開展我國西部氣候分區(qū)工作，通過顯著性檢驗的前幾項特征向量最大限度地表征了西部氣候變量場的變率分布結(jié)構(gòu)。結(jié)果：（1）研究表明，我國西部年平均降水量基本分布特征是由東南向西北地區(qū)遞減。由于青藏高原對西南暖濕氣流的阻擋作用，南疆盆地和甘肅河西西部是我國西部年平均降水量最少的地方，不足20 mm；云南南部降水量最多，其年平均降水量超過 2200 mm。南疆盆地、甘肅河西西部和內(nèi)蒙古西部是我國西部降水最不穩(wěn)定，降水年際間變動大的地區(qū)；而四川省西部地區(qū)的降水量比較穩(wěn)定，年際間變動小。（2）利用EOF 和REOF 方法，將我國西部地區(qū)年平均降水量場劃分為9 個區(qū)域類型，即：河套型、關(guān)中型、北疆型、青藏高原東南型、南疆型、三江源型、云貴高原西部型、貴渝型和河西走廊型。（3）我國西部地區(qū)降水總體呈增加的趨勢[1.4%·(10 a)-1]，降水空間分布大致以 100 E 為界，以西降水增加明顯，以東降水減少。降水顯著增加的區(qū)域是南疆型，達(dá)8.8%·(10 a)-1。其次是北疆型為4.5%·(10 a)-1。降水顯著減少的區(qū)域是西北地區(qū)東部的關(guān)中型，為-3.7·(10 a)-1，其次是河套型以-2.8%·(10 a)-1的趨勢減少。1980年代中期也是我國西部大部分地區(qū)降水量變化的轉(zhuǎn)折期，相對于1961— 1990年降水距平，西部地區(qū)降水在1990年代總體呈增加的趨勢，其中新疆地區(qū)的降水增加顯著，關(guān)中型降水減少最多。結(jié)論：1）我國西部的降水變化主要分為5種類型：（1）降水量由少轉(zhuǎn)多的變化類型，主要包括南疆型和三江源型；（2）降水量由多轉(zhuǎn)少的變化類型，主要包括河套型和關(guān)中型；（3）降水量呈多→少→多的“V 型”變化類型，主要包括北疆型和青藏高原東南型；（4）降水量呈少→多→少的“倒V 型”變化類型，主要分布在河西走廊型；（5）降水量呈少→多→少→多的變化類型，主要包括云貴高原和重慶地區(qū)。2）我國西部降水變化存在較為顯著的準(zhǔn)8～9 a和4～5 a的周期振蕩，另外，還存在準(zhǔn)11 a、準(zhǔn)16～17 a 和準(zhǔn)22 a的周期振蕩。

來源出版物：冰川凍土, 2013, 35(5): 1165-1175

入選年份：2017

新疆冰川、積雪對氣候變化的響應(yīng)（Ⅱ）：災(zāi)害效應(yīng)

沈永平，蘇宏超，王國亞，等

摘要：目的：新疆地區(qū)冰川、積雪廣泛分布，在其融水補(bǔ)給河川徑流的同時，也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突發(fā)洪水、冰川泥石流、冰雪崩和風(fēng)吹雪等冰雪災(zāi)害發(fā)生，這些災(zāi)害正在對當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)居民居住地以及重要國防干線的安全運(yùn)營形成較大威脅。我們在研究新疆冰川、積雪對氣候變化響應(yīng)的水文效應(yīng)基礎(chǔ)上，對氣候變化影響下的冰雪災(zāi)害進(jìn)行分析，研究其分布規(guī)律、形成機(jī)理，提出適應(yīng)氣候變化的新疆冰雪災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)的適應(yīng)性對策，使科學(xué)技術(shù)在減災(zāi)方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。尤其是面對新疆應(yīng)對氣候變化對冰雪洪水防洪安全影響的重大需求，需要開展氣候變化對冰雪洪水的強(qiáng)度、頻率及時空分布影響研究。為制定應(yīng)對氣候變化對冰雪洪水災(zāi)害防洪安全影響的適應(yīng)性措施提供科學(xué)支撐。方法：通過分析冰雪災(zāi)害頻次和強(qiáng)度對氣候變化的響應(yīng)機(jī)理以及冰雪洪水事件對區(qū)域防洪安全方面的影響，揭示氣候變化背景下新疆冰雪洪水災(zāi)害發(fā)生、演變及極端事件發(fā)生的規(guī)律，研究適應(yīng)和利用冰雪洪水的調(diào)控機(jī)理，建立適合于新疆冰雪洪水水資源特點(diǎn)的適應(yīng)性管理對策。結(jié)果：不同補(bǔ)給類型河流的水文過程發(fā)生變化，其相應(yīng)對下游的水資源供給和洪水安全管理產(chǎn)生了重大影響，在水資源管理方面需要適應(yīng)氣候變化對水文過程的調(diào)整，減緩氣候變化對水資源安全的影響。隨著全球氣候變暖，冰川退縮加劇，融水量增大，冰川洪水和冰川泥石流災(zāi)害隨著冰川融水徑流的增加而增多；而融雪洪水、雪崩和風(fēng)吹雪隨著氣候變化引起的冬季積雪增加和氣溫升高，其災(zāi)害強(qiáng)度在增強(qiáng)；冰崩災(zāi)害隨著氣溫升高引起的高山冰體崩解而呈增加趨勢。頻率增大的冰雪洪水，雖對進(jìn)入荒漠區(qū)的河流生態(tài)有一定改善作用，但有相當(dāng)部分白白流失，危害農(nóng)田、道路，如果將退縮的冰川固體水庫產(chǎn)生的出山徑流增量，特別是以洪水形式出現(xiàn)的流量加以人工調(diào)蓄和資源化利用，一方面可以提高水資源的利用效率，另一方面可以緩解氣候變化下冰川退縮消亡帶來的水資源危機(jī)。因此，要積極增建山區(qū)水庫，攔蓄洪水，減輕水災(zāi)；要充分考慮洪峰流量的增加特點(diǎn)，設(shè)計庫容與泄水量；要加快現(xiàn)有病險水庫治理，增加可利用水資源的供水量，同時開發(fā)水電增加能源。結(jié)論：冰川、積雪變化直接影響到冰雪災(zāi)害發(fā)生的程度與影響范圍，新疆的冰川洪水和冰湖突發(fā)洪水災(zāi)害主要發(fā)生在塔里木河流域的喀喇昆侖山、昆侖山以及天山南坡西部一帶，融雪洪水災(zāi)害主要發(fā)生在新疆北部的阿勒泰地區(qū)、塔城地區(qū)和天山北坡一帶，冰川泥石流、冰雪崩災(zāi)害主要發(fā)生在帕米爾高原、天山西段和西昆侖山地區(qū)，風(fēng)吹雪主要在天山中、西段地區(qū)。隨著全球氣候變暖，尤其是新疆從1987年開始的氣候由暖干向暖濕的轉(zhuǎn)型，冰川退縮加劇，融水量增大，冰川洪水和冰川泥石流災(zāi)害隨著冰川融水徑流的增加而增多；而融雪洪水、雪崩和風(fēng)吹雪隨著氣候變化引起的冬季積雪增加和氣溫升高，其災(zāi)害強(qiáng)度在增強(qiáng)；冰崩災(zāi)害隨著氣溫升高引起的高山冰體崩解而呈增加趨勢。在新疆地區(qū)，冰雪災(zāi)害主要表現(xiàn)為冰雪洪水，已觀測到近十幾年來在氣候變化影響下冰雪洪水發(fā)生的頻次和強(qiáng)度有增加的趨勢，塔里木河流域的冰湖潰決洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已對當(dāng)?shù)氐纳敭a(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大危害，使新疆的水資源安全、災(zāi)害等問題日益凸顯。預(yù)計未來，隨著氣候增溫引起的冰雪融水徑流的增加，相關(guān)的冰雪災(zāi)害增多，因而增加了冰雪災(zāi)害的危險程度，并可能形成若干新的災(zāi)害點(diǎn)。面對氣候變化誘發(fā)的眾多冰川、積雪災(zāi)害，目前還缺乏對災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警方面的適應(yīng)對策。因此，在全球氣候變化不斷加速的趨勢下，冰雪災(zāi)害應(yīng)引起有關(guān)方面的足夠重視，加強(qiáng)氣候變化對冰雪災(zāi)害的影響評估和適應(yīng)性管理對策研究，使科學(xué)技術(shù)在減災(zāi)方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。

來源出版物：冰川凍土, 2013, 35(5): 1355-1370

入選年份：2017