近60年黃南州南部牧區(qū)雪災(zāi)特征研究

彭英超 陳晶 唐仲濤

摘要 利用1961—2020年共60 年的雪災(zāi)實(shí)際災(zāi)情資料、地面觀測氣象要素資料等，采用氣候統(tǒng)計(jì)方法和天氣診斷分析等方法，研究分析60年黃南南部兩縣的雪災(zāi)時(shí)空分布特征、雪災(zāi)變化趨勢、天氣環(huán)流特征等。得到結(jié)論：（1）澤庫與河南發(fā)生雪災(zāi)頻次相差不大，而輕災(zāi)在雪災(zāi)發(fā)生中占比較大，占總雪災(zāi)次數(shù)的70%左右;（2）1961—2020年輕度、中度、重度3種等級雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)都呈現(xiàn)減少趨勢，其中輕災(zāi)遞減趨勢最明顯;（3）前冬、后冬、春季降雪累積量都呈減少趨勢，后冬減少趨勢最不明顯，春季通過0.05顯著性檢驗(yàn)水平;（4）黃南南部出現(xiàn)中雪量級以上的高空環(huán)流形勢主要有4類，分別是兩槽一脊型、西高東低型、緯向環(huán)流型和兩脊一槽型，其中兩槽一脊型為主要系統(tǒng)類型。

關(guān)鍵詞 黃南南部;雪災(zāi);變化趨勢;環(huán)流特征

中圖分類號：P429 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）09–0084–03

雪災(zāi)也稱為白災(zāi)，是由于某地區(qū)受到較頻繁的降雪或降雪持續(xù)時(shí)間較長的影響，氣溫一直較低，導(dǎo)致地面積雪無法消融，最后影響該地區(qū)居民的正常生活而形成的災(zāi)。雪災(zāi)給牧民生活帶來了巨大的影響和損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1993年1—5月黃南州牧區(qū)先后降中到大雪30多場，積雪深度達(dá)20～80 cm。全州22個(gè)鄉(xiāng)6.9萬人受災(zāi)，凍傷968人，死亡牲畜26.4萬頭，直接經(jīng)濟(jì)損失7 869萬元。國內(nèi)外不少學(xué)者對雪災(zāi)進(jìn)行研究并取得了較好的成果。葛徽衍等[1]通過分析統(tǒng)計(jì)多年的氣象要素相關(guān)資料，得出陜西省雪災(zāi)的時(shí)空分布特征，并對雪災(zāi)進(jìn)行等級分類，得到了陜西地區(qū)雪災(zāi)情況。Changnon等[2]利用歷史資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，研究美國東北部的雪災(zāi)時(shí)空分布特征。針對黃南地區(qū)60年雪災(zāi)歷史資料應(yīng)用氣候診斷分析統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步了解該地區(qū)的冬春季節(jié)的雪災(zāi)特征，其目的是更充分、科學(xué)地指導(dǎo)對雪災(zāi)的防御，降低雪災(zāi)對畜牧業(yè)的影響，并提升黃南州氣象防災(zāi)減災(zāi)能力。

1 研究概況

1.1 研究區(qū)的地理概況

黃南藏族自治州位于青海省的東南部，地處九曲黃河第一彎，地勢南高北低，北部尖扎、同仁兩縣為農(nóng)業(yè)區(qū)，南部澤庫、河南兩縣屬于青南牧區(qū)（圖1），南部平均海拔在3 000 m以上，氣候高寒，是自治州發(fā)展畜牧業(yè)的主要基地，長期以來影響南部牧業(yè)區(qū)的主要災(zāi)害是雪災(zāi)。雪災(zāi)發(fā)生一般出現(xiàn)在2個(gè)時(shí)段，冬雪一般在11—12月，春雪一般在4月。青海的雪災(zāi)主要集中在黃南南部、海南南部、果洛、玉樹這4個(gè)偏南部海拔相對較高的州。

1.2 青海省牧區(qū)雪災(zāi)的地方指標(biāo)

利用地面觀測數(shù)據(jù)A文件中黃南南部河南、澤庫兩縣1961—2020年60 年的春季（3—5月）和冬季（10月—翌年2月）的積雪深度以及固態(tài)降水量值，依照青海省牧區(qū)雪災(zāi)等級的地方指標(biāo)，青海省技術(shù)監(jiān)督局頒布的《氣象災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)（DB63/T? 372—2018）》分類雪災(zāi)等級，進(jìn)行冬季（前冬、后冬）及春季雪災(zāi)等級分類。

2 結(jié)果與分析

2.1 雪災(zāi)發(fā)生情況

通過統(tǒng)計(jì)黃南南部兩縣1961—2020年的雪災(zāi)資料，得出澤庫共出現(xiàn)35次雪災(zāi)、河南出現(xiàn)36次雪災(zāi)（圖2）。其中，澤庫出現(xiàn)輕災(zāi)23次、中災(zāi)7次、重災(zāi)5次，河南出現(xiàn)輕災(zāi)26次、中災(zāi)7次、重災(zāi)3次，綜合來看澤庫與河南發(fā)生雪災(zāi)頻次相差不大，而輕災(zāi)在雪災(zāi)發(fā)生中占比較大，占總雪災(zāi)次數(shù)的66%～72%，重災(zāi)最少，占比為8%～14%。

2.2 雪災(zāi)發(fā)生時(shí)間趨勢特征

通過A文件篩選和根據(jù)雪災(zāi)等級劃分，主要是積雪深度與積雪持續(xù)時(shí)間，依次將雪災(zāi)分為輕、中、重度雪災(zāi)3個(gè)等級，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以得出1961—2020年雪災(zāi)發(fā)生頻次趨勢圖（圖3）。近60 a年澤庫、河南2個(gè)站點(diǎn)共發(fā)生雪災(zāi)71次，其中1961—1970年共出現(xiàn)10次，占總次數(shù)的14.1%，輕災(zāi)出現(xiàn)8次，占全雪災(zāi)的80%。1971—1980年共發(fā)生雪災(zāi)11次，占總次數(shù)的15.5%，輕災(zāi)出現(xiàn)6次、中災(zāi)3次、重災(zāi)2次;1981—1990年發(fā)生雪災(zāi)16次，占總次數(shù)的22.5%，輕災(zāi)12次，占全雪災(zāi)的75%，沒有出現(xiàn)重災(zāi);1991—2000年發(fā)生雪災(zāi)15次，占總次數(shù)的21%，輕災(zāi)9次，中災(zāi)和重災(zāi)各3次;2001—2010年發(fā)生雪災(zāi)8次，占總次數(shù)的11.3%，重災(zāi)2次，沒有出現(xiàn)中災(zāi);2011—2020年共發(fā)生雪災(zāi)11次，占總次數(shù)的15.5%，中災(zāi)3次，重災(zāi)沒有出現(xiàn)。1961—2020年黃南南部地區(qū)雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)總體呈減少趨勢，以0.033次/10 年的速率遞減。1990年是雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多的年份，出現(xiàn)了4次，其中輕災(zāi)2次、中災(zāi)2次。輕度、中度、重度3種等級雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)都呈現(xiàn)減少趨勢，其中輕災(zāi)遞減趨勢最明顯（0.021次/10 年）[3]。

2.3 雪災(zāi)的演變規(guī)律

2.3.1 前冬 由于青藏高原地區(qū)海拔普遍較高，氣候差異大，故將冬季分為前冬、后冬來進(jìn)行雪災(zāi)的討論與研究。前冬（10—12月）平均降雪累積量的平均值為39 cm，平均降雪累積量在60 年里總體呈緩慢下降趨勢（圖4），以5.6 cm/10 年的速率遞減，并通過了0.1的顯著性檢驗(yàn)。其中，1966年降雪累計(jì)深度值最大達(dá)225 cm，20世紀(jì)60～70年代為緩慢上升期，80年代以后一直為下降期。

2.3.2 后冬 分析后冬（1—2月）河南、澤庫平均降雪累積量的平均值為29 cm（圖5）。從趨勢變化看出，平均降雪累積量在60年里總體呈緩慢減少趨勢，但變化趨勢不顯著，以0.45 cm/10 年的速率遞減，沒有通過顯著性檢驗(yàn)。其中，1993年降雪累計(jì)深度值最大達(dá)223 cm，20世紀(jì)60～80年代初降雪量緩慢上升，1993—1995年降雪量驟增，1993年相對也出現(xiàn)重災(zāi)。20世紀(jì)90年代之后，降雪量呈下降趨勢，雖然在全球氣候變暖的氣候背景下，后冬的降雪量明顯增加，但由于該時(shí)段為該地年內(nèi)最冷的時(shí)段，因此雪災(zāi)發(fā)生的概率相對較大[4-11]。

2.3.3 春季 春季（3—5月）平均降雪累積量的平均值為41 cm（圖6），從趨勢變化看出，春季降雪累計(jì)量的總體變化呈減少趨勢，以3.8 cm/10 年的速率遞減，并通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)。其變化趨勢主要分2個(gè)階段：第一個(gè)階段，20世紀(jì)60～90年代，積雪量值呈緩慢逐漸增長趨勢，特別是80～90年代屬于降雪量值偏多期，平均累計(jì)降雪量60 cm，1990年達(dá)到峰值147 cm，對照選出的災(zāi)害也是1990年河南出現(xiàn)春季輕災(zāi)，澤庫出現(xiàn)2次春季中災(zāi)。第二個(gè)階段， 21世紀(jì)初期降雪累計(jì)量開始呈減少趨勢，并且平均值為30 cm左右，為降雪偏少期。對比春季降雪量值與前冬、后冬降雪量的平均值發(fā)現(xiàn)，春季累積降雪量值最大，其次是前冬，最后是后冬。從天氣特征來看，青藏高原容易在春季出現(xiàn)大雪或暴雪，但是春季氣溫明顯回升，積雪存在時(shí)間相對較短，隨著氣溫升高很容易融化，更容易出現(xiàn)輕災(zāi)。

3 大雪類天氣影響系統(tǒng)分型

通過分析36個(gè)大雪個(gè)例的分析，一般將日降水量3.8 mm≤R≤7.4 mm統(tǒng)計(jì)為一次中到大雪的天氣過程。綜合分析500 hPa的高空環(huán)流形勢，歸納出影響黃南南部出現(xiàn)中雪量級以上的天氣過程有4種類型：兩槽一脊型、西高東低型、緯向環(huán)流型和兩脊一槽型。其中，兩槽一脊型有19例，占總次數(shù)的53%，其中，西高東低型7例、緯向環(huán)流型5例、兩脊一槽型5例。同時(shí)，歸納出的這4種天氣類型與王江山[12]總結(jié)的青海省降雪的天氣類型較為一致，他認(rèn)為影響青海省的中到大雪天氣環(huán)流分析共有5類，分別是兩槽一脊型、兩脊一槽型、西高東低型、東高西低型和緯向環(huán)流型。

（1）兩槽一脊型（圖7）。長波脊位于西比利亞至貝加爾湖，在 80°E～100°E之間，兩槽分別位于55°E～75°E和105°E～130°E之間，中高緯度為典型的兩槽一脊型，中低緯多短波槽脊活動(dòng)，當(dāng)大槽與高原短波槽融合時(shí)，容易形成“北槽南切”型，在小唐古拉山、玉樹至西藏中部存在南支切變，槽前西南暖濕氣流與北方冷溫槽攜帶的冷空氣在青海省中東部交匯，容易在黃南造成大雪及以上量級天氣，其預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)要關(guān)注高壓脊前部的冷溫度槽，其冷空氣與暖濕氣流配合容易形成大降雪天氣，其濕度范圍一般在700 hPa達(dá)到80%～100%，500 hPa濕度在70%以上，這樣的高低空濕度場的配置尤其重要。

（2）緯向環(huán)流型。亞洲高緯地區(qū)為一寬廣的大低壓，亞歐中緯度以緯向環(huán)流為主，偏西氣流多波動(dòng)，巴湖或新疆附近存在槽，中緯西風(fēng)帶中鋒區(qū)較強(qiáng)并且南壓，將高緯冷空氣向中低緯輸送，中緯度短波槽東移南下，底部鋒區(qū)逐漸影響青海，南部西藏中部至印度上空存在南支槽，其水汽的來源比較充沛，南部的南支槽前的西南氣流源源不斷向青海省的東部及南部輸送水汽，配合短波槽東移入境，此類型一般會形成大降雪天氣（圖8）。

（3）西高東低型。500 hPa歐亞中高緯度為一槽一脊型，其中在烏拉爾山附近存在一個(gè)高脊，而在貝加爾湖附近或以東的地區(qū)為低槽區(qū)，高壓脊前低槽后部有較強(qiáng)的西北氣流，整個(gè)青海省基本受偏西或西北氣流控制，并隨著西北氣流有源源不斷的冷空氣自西北氣流不斷東移南下聚集在槽區(qū)中，或者在橫槽轉(zhuǎn)向的過程中攜帶冷空氣南壓而影響青海省，且35°N～45°N有較強(qiáng)的鋒區(qū)，一般有3條以上等高線橫穿全省，此時(shí)隨著青海省冷平流一般也較強(qiáng)，在省中部地區(qū)有較淺的冷溫度槽配合。在玉樹至西藏中部到印度上空有南支槽，受南支槽的影響，一般青海省東部及東南部受槽前西南氣流影響，并且在東南部由于受到大量的西南暖濕氣流控制，該地區(qū)水汽較充沛，水汽源源不斷地隨西南風(fēng)或偏南風(fēng)輸送。由北方冷空氣的東移南下與南支槽前西南暖濕氣流結(jié)合，容易造成青海東部出現(xiàn)大雪天氣，并且此過程持續(xù)時(shí)間也較長（圖9）。

（4）兩脊一槽型。中高緯環(huán)流形式為兩脊一槽型，槽位于貝加爾湖與巴爾科什湖之間，而脊分別位于烏山附近和貝湖以東，有時(shí)烏拉爾山高壓脊朝著東北方向發(fā)展，此時(shí)貝加爾湖與巴爾科什湖之間的低槽發(fā)展較深厚呈東北—西南走向通常為橫槽（圖10）。在大槽不斷分裂短波槽東移南下的影響下，且冷空氣聚集在低槽內(nèi)，在橫槽轉(zhuǎn)豎或者東移過程中青海省大部分地區(qū)受其影響。同時(shí)，南支槽一般在西藏中東部至印度上空，南部地區(qū)的暖濕氣流隨著西南風(fēng)攜帶到青海省上空，其北部短波槽在東移南下的過程中與南部地區(qū)的南支槽疊加影響，容易造成青海東部出現(xiàn)大降水。

4 結(jié)論

（1）黃南南部兩縣（澤庫、河南）60 年的雪災(zāi)資料統(tǒng)計(jì)，澤庫共出現(xiàn)35次雪災(zāi)、河南出現(xiàn)36次，綜合來看澤庫與河南發(fā)生雪災(zāi)頻次相差不大，而輕災(zāi)在雪災(zāi)發(fā)生中占比較大，占總雪災(zāi)次數(shù)70%左右，重災(zāi)次數(shù)最少，占比為10%左右。

（2）根據(jù)影響雪災(zāi)等級的2個(gè)因子積雪深度與積雪持續(xù)時(shí)間來劃分，1961—2020年黃南南部地區(qū)雪災(zāi)發(fā)生雪災(zāi)71次，次數(shù)總體呈減少趨勢，其中1981—2000年發(fā)生雪災(zāi)31次，占總次數(shù)的43.7%。輕度、中度、重度3種等級雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)都呈減少趨勢，其中輕災(zāi)遞減趨勢最明顯（0.021次/10年）。

（3）雪災(zāi)的演變規(guī)律通過分析前冬、后冬及春季平均降雪累積量的變化，降雪累積量都呈減少趨勢，后冬減少趨勢最不明顯，春季通過0.05顯著性檢驗(yàn)水平。對比降雪量值，春季累積降雪量值為最大，后冬為最小。

（4）分析500 hPa的高空環(huán)流形勢，歸納出影響青海省黃南南部出現(xiàn)中雪量級以上的天氣過程有4種類型，分別為兩槽一脊型、西高東低型、緯向環(huán)流型和兩脊一槽型，其中兩槽一脊型是主要的系統(tǒng)類型，占總次數(shù)的60%。

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責(zé)任編輯：黃艷飛