1980—2019年拉薩市降水氣候特征分析

邱大瑞 杜曉輝 扎西羅杰 拉巴次仁 貴桑央吉 崔潔雨

摘要 利用拉薩市1980—2019年均一化降水資料，在分析該市降水量、降水強(qiáng)度、不同等級降水日數(shù)以及降水量貢獻(xiàn)率等方面變化特征的基礎(chǔ)上，全面系統(tǒng)地揭示了拉薩市降水氣候特征。結(jié)果表明，1980—2019年拉薩市年降水量以28.81? mm/10 a的速率增加，主要是由于夏季降水量的增加造成的?？臻g上降水量均呈現(xiàn)增加趨勢;降水強(qiáng)度呈增大趨勢，降水量在時(shí)間上表現(xiàn)出更為集中，降水強(qiáng)度在空間上均呈增加趨勢;小雨降水日數(shù)和降水量貢獻(xiàn)率呈減少趨勢，而中雨和大雨降水日數(shù)則呈增加趨勢;分析不同等級降水對拉薩市空間分布的貢獻(xiàn)率，小雨對拉薩市北部降水量的貢獻(xiàn)最主要，而中雨和大雨對拉薩市東部降水量的貢獻(xiàn)最大。

關(guān)鍵詞 降水量;降水強(qiáng)度;降水日數(shù);降水量貢獻(xiàn)率;氣候特征;拉薩市

中圖分類號 S 161.6? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）12-0193-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.12.049

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Analysis of Climatic Characteristics of Precipitation in Lhasa from 1980 to 2019

QIU Da-rui1，DU Xiao-hui2，Zhaxiluojie1 et al

（1.Nimu County Meteorological Bureau，Lhasa，Tibet 850000;2.Lhasa Meteorological Observatory，Lhasa，Tibet 850000）

Abstract Using the normalized precipitation data in Lhasa from 1980 to 2019， based on the analysis of the changes in the precipitation， precipitation intensity， precipitation days of different grades and precipitation contribution rate of the city， the climate characteristics of precipitation in Lhasa were comprehensively and systematically revealed.The results showed that the annual precipitation in Lhasa increased at a rate of 28.81? mm/10 a from 1980 to 2019， which was mainly caused by the increase of summer precipitation. Spatially， precipitation shows an increasing trend. Precipitation intensity was increasing， precipitation was more concentrated in time and precipitation intensity was increasing in space. The precipitation days and contribution rate of light rain decreased， while moderate rain and heavy rain increased. By analyzing the contribution rate of different levels of precipitation to spatial distribution in Lhasa， it was found that light rain had the greatest contribution to precipitation in northern Lhasa， while moderate rain and heavy rain had the greatest contribution to precipitation in eastern Lhasa.

Key words Precipitation;Precipitation intensity;Precipitation days;Precipitation contribution rate;Climatic characteristics;Lhasa City

拉薩市地貌復(fù)雜多樣，平原、湖區(qū)、山地、濕地皆具備，氣候差異較明顯，降水變化特征差異較大。在全球氣候變化背景下，全球水資源循環(huán)和降水量分布發(fā)生了巨大變化，濕潤的地區(qū)可能變得更加濕潤，干旱的地區(qū)可能變得更加干旱 [1-11]，而拉薩市出現(xiàn)以氣溫升高為代表的區(qū)域氣候變化特征，進(jìn)一步加深了該市水資源短缺和極端氣候事件的發(fā)生概率，所以，掌握拉薩市降水時(shí)空分布對進(jìn)一步加深了解該市氣候的全面認(rèn)識是很有必要的。

近年來，對青藏高原降水時(shí)空分布、變化趨勢的研究主要集中在降水量、降水日數(shù)等方面，并取得了不少成果。周順武等[12]分析了1957—1998年沿雅魯藏布江一線觀測站的降水量等相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)夏季降水量變化呈現(xiàn)負(fù)趨勢（-9.4 mm/10 a）。建軍等[13]研究了近30年西藏汛期發(fā)生強(qiáng)降水事件的時(shí)空變化特征，結(jié)果表明，西藏地區(qū)汛期發(fā)生強(qiáng)降水事件頻數(shù)自東南向西北逐漸減少，但總體呈現(xiàn)不明顯的增多趨勢。黃曉清等[14-15]分析西藏地區(qū)汛期降水日數(shù)和強(qiáng)度的時(shí)空變化特征得出，西藏地區(qū)汛期降水日數(shù)和小雨日數(shù)呈北增南減的趨勢，中雨日數(shù)在雅魯藏布江中下游、昌都市東南部一帶增加，大雨日數(shù)主要出現(xiàn)在林芝市。杜軍等[16]研究拉薩近半個(gè)世紀(jì)降水的變化特征表明，拉薩年降水量呈現(xiàn)為前30年不顯著減少趨勢，減幅為17.8 mm/10 a，季降水量除夏季為不顯著減少趨勢外，其余季節(jié)均呈現(xiàn)為增加趨勢，以秋季增幅最大。尼瑪吉等[17]分析了1981—2010年拉薩市降水特征，結(jié)果表明，近30年來拉薩市降水量出現(xiàn)前枯后豐的形態(tài)，年降水量總體上為上升趨勢。

關(guān)于降水氣候特征的分析，大部分學(xué)者研究針對的是國家或區(qū)域尺度的氣候統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)以往研究大多數(shù)聚焦在青藏高原整體降水特征的較多，對具體區(qū)域研究較少，尤其是對拉薩市降水特征分析的更為稀少。另外現(xiàn)有研究關(guān)注較多的是降水量時(shí)空變化特征，對不同等級降水日數(shù)和貢獻(xiàn)率的影響分析還不夠豐富，特別是針對拉薩市開展的相互印證分析、多指標(biāo)聯(lián)合的研究更為稀少，因此很有必要對拉薩市開展綜合時(shí)空特征、多尺度、系統(tǒng)全面的降水氣候特征的變化分析，以了解掌握其降水氣候特征的最新變化特點(diǎn)。該研究利用最新拉薩市及其3個(gè)縣站的長年代均一化降水?dāng)?shù)據(jù)，從年代際、年、季降水3個(gè)時(shí)間尺度著手，對拉薩市整體和單獨(dú)區(qū)縣多重空間尺度的降水量、降水強(qiáng)度、不同等級降水日數(shù)和貢獻(xiàn)率的多指標(biāo)時(shí)空變化特征進(jìn)行分析，對其內(nèi)在的聯(lián)系和變化特點(diǎn)進(jìn)行了解和掌握，展現(xiàn)其區(qū)域性差異，研究結(jié)果可以加深對拉薩市降水氣候變化特征的認(rèn)識，豐富青藏高原氣候變化的區(qū)域性降水效應(yīng)研究，為西藏地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)、氣候變化應(yīng)對和氣候變化國家尺度評估報(bào)告編制提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)域拉薩地區(qū)包括拉薩市、尼木縣、當(dāng)雄縣、墨竹工卡縣，數(shù)據(jù)來源于西藏自治區(qū)氣象信息中心整編資料和中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：//data.cma.cn/site/index.html）地面氣象資料數(shù)據(jù)庫的日值數(shù)據(jù)集，時(shí)間尺度為1980—2019年，該數(shù)據(jù)集已經(jīng)經(jīng)過了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，采用近年來國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的SNHT標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)檢驗(yàn)方法[18]進(jìn)行了訂正。綜合考慮部分站點(diǎn)遷站、分析的站點(diǎn)區(qū)域代表性以及盡可能保證觀測站點(diǎn)時(shí)間連續(xù)性的原則，最后選取4個(gè)國家地面氣象觀測站進(jìn)行分析，所選站點(diǎn)分別為拉薩、墨竹工卡、當(dāng)雄、尼木（圖1）。

1.2 研究方法 按照地面氣象觀測規(guī)范要求，天氣現(xiàn)象記載以20：00為日界，假如某一次降水時(shí)間跨過20：00應(yīng)當(dāng)按照2個(gè)日數(shù)進(jìn)行計(jì)算。降水分級按照中國氣象局制定的降水量等級標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 28592—2012）[19]進(jìn)行劃分，將日降水量≥100 mm定義為大暴雨及以上量級，50.0～99.9 mm定義為暴雨量級，25.0～49.9 mm定義為大雨量級，10.0～24.9 mm定義為中雨量級，0.1～9.9 mm定義為小雨量級。季節(jié)劃分以春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）為標(biāo)準(zhǔn)，年劃分以自然年為標(biāo)準(zhǔn)。

氣候分析中的基準(zhǔn)氣候條件氣候態(tài)一般處于實(shí)時(shí)變化中，按照中國氣象局要求，從2012年1月1日開始使用1981—2010年新一輪的平均值作為常年值或氣候值，以確保實(shí)現(xiàn)氣候值的適時(shí)更新，同時(shí)更好地表達(dá)新階段氣候信息[20]。該研究對氣候變化趨勢的分析采用線性傾向估計(jì)和5年滑動平均法[21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 拉薩市年降水量氣候特征分析

2.1.1 年降水量氣候特征分析。

從圖2可以看出，1980—2019年拉薩市年降水量以28.81 mm/10 a的速率增加，并且通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)，相比于1981—2010年的變化速率（3.44 mm/10 a）[17]，增加速率明顯變大。降水量年際間波動明顯，其中，1983年降水量最少（229.6 mm），2014年降水量最多（637.8 mm）。對降水量季節(jié)變化進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，冬季、春季和夏季降水量呈現(xiàn)增加趨勢，趨勢值分別為0.28、2.60和32.18 mm/10 a，秋季降水量呈現(xiàn)減少趨勢

（-6.25 mm/10 a），相比于1981—2010年拉薩市四季降水量變化趨勢（冬季、春季、夏季和秋季分別為-1.57、3.28、3.47和-0.71 mm/10 a）[17]，冬季降水量由下降趨勢變?yōu)樵黾于厔荩杭窘邓吭黾铀俾式档?，夏季降水量增加速率明顯加大，秋季降水量減少速率變大，四季中除夏季增加趨勢通過了0.05 的顯著性檢驗(yàn)，其余各季均不顯著。已有研究也表明，拉薩市夏季降水量呈現(xiàn)顯著增加趨勢[17，22]，由此可以得出，拉薩市年降水量的增加主要是由于夏季降水量的增加造成的。

進(jìn)一步分析拉薩市年降水量的空間分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1980—2019年拉薩市年降水量空間分布呈現(xiàn)東多西少的特點(diǎn)，降水量最大值區(qū)位于墨竹工卡縣（565.0 mm），最小值區(qū)位于尼木縣（345.0 mm）。楊榮等[22]研究表明拉薩市降水的多寡依靠于拉薩東部墨竹工卡縣降水量的變化。拉薩市尼木縣、當(dāng)雄縣和墨竹工卡縣的年降水量均呈現(xiàn)增加趨勢，趨勢值分別為8.59、9.76和23.63 mm/10 a，但均不顯著。值得關(guān)注的是，降水量最小值區(qū)的增加速率與最大值區(qū)的增加速率有較大的差距，從而進(jìn)一步造成拉薩市降水量空間上整體呈現(xiàn)東部地區(qū)越來越多、西部地區(qū)越來越少的現(xiàn)象。

2.1.2 年降水強(qiáng)度氣候特征分析。

分析拉薩市降水強(qiáng)度的時(shí)間變化特點(diǎn)（圖3）可以得到，1980—2019年拉薩市降水強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯增大趨勢，增大幅度為0.44 mm/（d·10 a），并且通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)。降水強(qiáng)度進(jìn)入2010年以后明顯增大，為5.82 mm/d。降水強(qiáng)度最小年份和最大年份分別為1986年（3.2 mm/d）和2014年（7.8 mm/d）。已有研究表明，拉薩市降水強(qiáng)度與降水量的變化存在較明顯的正相關(guān)，并且降水強(qiáng)度的增強(qiáng)是降水量增多的主要原因[23]。同時(shí)研究指出，高原夏季風(fēng)環(huán)流的形成為雅魯藏布江中部流域強(qiáng)降水天氣過程提供了大尺度環(huán)流背景[24]，高原夏季風(fēng)增強(qiáng)可能影響雅魯藏布江流域極端降水事件的發(fā)生[25-26]。

進(jìn)一步分析拉薩市年降水強(qiáng)度的空間分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1980—2019年拉薩市年降水強(qiáng)度空間分布上呈現(xiàn)東多北少的特點(diǎn)，降水強(qiáng)度最大值區(qū)位于拉薩市東部，最小值區(qū)位于拉薩市北部。拉薩市尼木縣、當(dāng)雄縣和墨竹工卡縣的年降水強(qiáng)度均呈現(xiàn)增加趨勢，趨勢值分別為0.03、0.09和0.24 mm/（d·10 a），其中墨竹工卡縣通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)。綜合分析得出，東部地區(qū)墨竹工卡縣的年降水量和年降水強(qiáng)度均為拉薩市最大值區(qū)，這將對當(dāng)?shù)爻鞘械姆篮榕艥郴A(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來巨大考驗(yàn)。

2.2 拉薩市不同等級降水日數(shù)和貢獻(xiàn)率氣候特征分析

2.2.1 不同等級降水日數(shù)氣候特征分析。

從表1可以看出，1980—2019年拉薩市小雨日數(shù)呈現(xiàn)波動減少趨勢，減少速率為3.10 d/10 a，并且通過0.05的顯著性檢驗(yàn)，同時(shí)存在明顯的年代際變化特征，即2010年之前小雨日數(shù)偏多，尤其是在1990—1999年平均小雨日數(shù)達(dá)到78.8 d，之后小雨日數(shù)處于偏少階段，在2010—2019年減少為64.5 d。中雨日數(shù)總體呈現(xiàn)為波動增加趨勢，增加速率為1.38 d/10 a，通過0.05的顯著性檢驗(yàn)，平均最大值在2000—2009年，達(dá)到16.1 d。大雨日數(shù)呈現(xiàn)波動增加趨勢，增加速率為0.23 d/10 a，但未通過0.05的顯著性檢驗(yàn)。各等級降水日數(shù)占總降水日數(shù)的百分比分別為小雨83.0%、中雨15.4%、大雨1.6%，已有研究表明全國（不含港澳臺）降水日數(shù)減少主要源于小雨日數(shù)顯著下降導(dǎo)致的[27-30]，這與該研究得出的研究結(jié)果是一致的，拉薩市降水日數(shù)的減少主要是由于小雨降水日數(shù)減少造成的。同時(shí)降水日數(shù)減少也是近年來我國干旱化趨勢發(fā)展的一個(gè)重要特征[31]，這在青藏高原上將表現(xiàn)得更加明顯[32]。

進(jìn)一步分析拉薩市不同等級降水日數(shù)的空間分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1980—2019年拉薩市小雨日數(shù)總體呈現(xiàn)北多西少的空間分布特點(diǎn)，北部當(dāng)雄縣小雨日數(shù)的氣候值達(dá)到106.1 d;而西部尼木縣小雨日數(shù)較少，氣候值僅為69.7 d。中雨日數(shù)表現(xiàn)為東多西少的空間分布特點(diǎn)，其中，東部墨竹工卡縣中雨日數(shù)的氣候值達(dá)到16.9 d;而西部尼木縣中雨日數(shù)的氣候值僅為10.0 d。大雨日數(shù)的空間分布特點(diǎn)與中雨日數(shù)類似，也表現(xiàn)為東多西少現(xiàn)象，東部墨竹工卡縣大雨日數(shù)的氣候值達(dá)到2.4 d;而西部尼木縣大雨日數(shù)的氣候值僅為0.7 d。由此得出，拉薩市不同等級降水日數(shù)最小值區(qū)為西部地區(qū)尼木縣。

1980—2019年拉薩市小雨日數(shù)的變化存在明顯的空間差異，東部地區(qū)的墨竹工卡縣和北部地區(qū)的當(dāng)雄縣呈減少趨勢，其中墨竹工卡縣小雨日數(shù)減少速率為1.42 d/10 a;西部地區(qū)的尼木縣呈增加趨勢，增加速率為1.49 d/10 a。中雨日數(shù)的變化均呈現(xiàn)為增加趨勢，其中增加趨勢最明顯的地區(qū)位于東部地區(qū)的墨竹工卡縣，增加速率為1.13 d/10 a。大雨日數(shù)變化以增加趨勢為主，呈現(xiàn)增加趨勢的站點(diǎn)數(shù)占總站點(diǎn)數(shù)的66.67%，大值區(qū)位于拉薩市東部地區(qū)的墨竹工卡縣，增加速率達(dá)0.24 d/10 a。綜上所述，拉薩市不同等級降水日數(shù)以減少趨勢為主，降水日數(shù)減少的地區(qū)主要為東部墨竹工卡縣。

2.2.2 不同等級降水貢獻(xiàn)率氣候特征分析。

從拉薩市不同等級降水量貢獻(xiàn)率年際變化（圖4）可以看出，1980—2002年，小雨是拉薩市主要的降水形式，貢獻(xiàn)率從大到小依次為小雨、中雨和大雨;2003—2019年，中雨是拉薩市主要的降水形式，貢獻(xiàn)率從大到小依次為中雨、小雨和大雨。近40年來小雨降水量貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)減少趨勢，減少速率為3.58%/10 a，并且通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)，而中雨和大雨降水量貢獻(xiàn)率均呈現(xiàn)增加趨勢，增加速率分別為2.01和1.27%/10 a，但兩者增加趨勢不顯著（未通過0.05的顯著性檢驗(yàn)）。

進(jìn)一步分析拉薩市不同等級降水量占總降水量貢獻(xiàn)率的空間分布特點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1980—2019年拉薩市不同等級降水量占總降水量貢獻(xiàn)率存在明顯的空間差異。小雨對拉薩市北部地區(qū)當(dāng)雄縣降水量的貢獻(xiàn)較大，貢獻(xiàn)率為58%，其次是拉薩市西部地區(qū)尼木縣，貢獻(xiàn)率為52%，而對于拉薩市東部地區(qū)墨竹工卡縣，小雨的貢獻(xiàn)率相對較小，僅為42%。中雨對拉薩市東部地區(qū)墨竹工卡縣的貢獻(xiàn)率相對較大，達(dá)45%，其次是拉薩市西部地區(qū)尼木縣，貢獻(xiàn)率為43%，而在拉薩市北部地區(qū)當(dāng)雄縣中雨貢獻(xiàn)率相對較小，為38%。大雨對于拉薩市降水量貢獻(xiàn)率的空間分布差異影響則更為明顯，東部地區(qū)墨竹工卡縣大雨貢獻(xiàn)率達(dá)13%，而西部地區(qū)尼木縣和北部地區(qū)當(dāng)雄縣大雨貢獻(xiàn)率僅分別為5%和4%。綜上所述，小雨對拉薩市北部降水量的貢獻(xiàn)最大，而中雨和大雨對拉薩市東部降水量的貢獻(xiàn)較大。

3 結(jié)論

該研究采用1980—2019年經(jīng)嚴(yán)格質(zhì)量控制的均一化降水資料，全面系統(tǒng)地揭示了拉薩市降水氣候特征和不同等級降水日數(shù)以及貢獻(xiàn)率等的變化，得出以下主要結(jié)論：

（1）近40年拉薩市年降水量以28.81 mm/10 a的速率增加，年際間波動較大，冬季、春季和夏季呈現(xiàn)增加趨勢，秋季呈現(xiàn)減少趨勢，年降水量的增加主要是由于夏季降水量的增加造成的。相比于1981—2010年拉薩市降水量氣候變化趨勢，冬季和夏季降水量氣候傾向率變大，春季和秋季降水量氣候傾向率變小?？臻g分布上年降水量均呈現(xiàn)增加趨勢，最大增加速率為23.63 mm/10 a，降水量最小值區(qū)與最大值區(qū)的增加速率有較大的差距，造成拉薩市降水量空間上整體呈現(xiàn)東部地區(qū)越來越多、西部地區(qū)越來越少的現(xiàn)象。

（2）近40年拉薩市降水強(qiáng)度呈增大趨勢，增大幅度為0.44 mm/（d·10 a），2010年以后達(dá)到最大，降水量在時(shí)間分布上表現(xiàn)出更為集中，單日降水量有所增加。拉薩市降水強(qiáng)度在空間分布上均呈現(xiàn)增加趨勢。拉薩市年降水量與年降水強(qiáng)度最大值區(qū)均為墨竹工卡縣。

（3）近40年拉薩市小雨降水日數(shù)和降水量貢獻(xiàn)率呈減少趨勢，而中雨和大雨降水日數(shù)呈增加趨勢，拉薩市降水日數(shù)的減少主要由于小雨降水日數(shù)減少造成的，降水日數(shù)減少的地區(qū)主要為墨竹工卡縣，不同等級降水日數(shù)最小值區(qū)為尼木縣。小雨對拉薩市北部降水量的貢獻(xiàn)最大，而中雨和大雨對拉薩市東部降水量的貢獻(xiàn)較大。

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