念青唐古拉山地区的降水来源分析

来源 :中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:collinccs
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2007年度诺贝尔和平奖授予美国前副总统戈尔与联合国政府间气候变化门委员会(IPCC);这意味着,国际上气候变化问题正受到人们前所未有的关注。反映气候变化最主要的两个要素是温度和降水,直接获取温度和降水资料的唯一方法是气象站观测,然而气象站的分布极不均衡,对气候变化整体性和区域性的研究造成不利影响;这就需要在偏远的无人区,比如南极、北极、人迹罕至的高山高寒区,建立自动气象站。与温度相比,由于受海拔高度、坡向、地形等的区域影响大,山区降水更加复杂,更难以从替代指标(如冰芯)中恢复。念青唐古拉山地区位于青藏高原中部偏南的区域,处于西风环流与季风交替控制的地带,其降水更加复杂多样化,故定量分析不同降水来源对念青唐古拉山地区降水的贡献率具有重要的科学意义。   本文主要根据2003年10月8同在念青唐古拉山主峰东北侧西布冰川的垭口处(3002444.3" N,9003413.1",5,850 m a.s.l.)建立的自动气象站所获取的2003年~2007年间的温度、相对湿度、气压、风速、风向、累积雪面高程等气象要素资料,分析本地区的基本气象要素特征,并与周围9个气象台站(当雄、拉萨、日喀则、尼木、申扎、班戈、那曲、安多、纳木错站)进行了对比,在验证NCEP/NCAR再分析资料在念青唐古拉山地区的可行性之后,利用风云二号卫星云图和HYSPLIT模式反向轨迹图,重点定量分析讨论不同季节不同降水来源对念青唐古拉山地区降水的贡献,获得以下主要结论:   (1)2003年~2007年念青唐古拉山地区气象要素平均的季节变化特征为:冬季气温低,气压低,相对湿度也低,风速高,风向频率以南东南风和南风为主,最大风速风向是以南风为主,雪面高程的增加量小,表现为累积雪面高程减小的趋势,这是由于冬季本地区受西风环流、亚洲冬季风以及湖陆风的影响;相反,夏季气温高,气压也高,相对湿度高,风速低,风向以北风、北东北风为最多,雪面高程的增加量大,这是由于夏季本地区受南亚季风和湖陆风的影响。春季和秋季是冬季和夏季的转换季节,各气象要素特征介于冬季和夏季之间。   其同变化特征表现为:温度呈单峰单谷型,相对湿度呈单谷型,气压呈双峰双谷型,风速呈现不对称的单峰型,与大尺度的以及青藏高原的气象要素变化趋势相一致。   (2)与周围9个常规气象台站的相比,念青唐古拉高山地区温度低,气压低,相对湿度高(当雄除外);与此相对应的是,念青唐古拉山地区的年温差小,日温差小,气压的年变化幅度小、日变化幅度(秋季除外)也小,各季节的极高风速强,但是,平均风速低于其北方和西方的常规气象观测站。   (3)NCEP/NCAR再分析资料能够反映念青唐古拉山地区的天气尺度的温度和气压的变化,并且再分析气压和温度都系统性低于观测值,再分析气压的变化幅度被低估25%,而气温的变化幅度却被高估2%~5%;再分析资料反映的天气尺度的变化,基本上是与观测到的天气尺度的变化在同一天发生。   (4)本文以2003年11月1日0:00至2004年10月31日23:00念青唐古拉山自动气象站的雪面高程数据为基础,通过同期的自动气象站温度、相对湿度、气压、风速、风向等气象要素,及其周围8个常规气象站的同期的气象要素(主要是降水)的对比分析比较,结合同期风云二号卫星云图和HYSPLIT模式反向轨迹,以确认念青唐古拉山地区春季、夏季、秋季、冬季雪面高程的增加是风吹雪还是降水引起的。若是降水事件引起的,则定量估算不同降水来源为念青唐古拉山地区带来的降水量。降水的不同来源主要分以下几种:南亚季风、西风环流和局地降水,其中局地降水分大尺度和小尺度,大尺度的局地降水是指从青藏高原南缘和西缘及其周围上空爬升的水汽,随着海拔高度的升高,温度降低,相对湿度增大,引起降水;小尺度的局地降水是指念青唐古拉山及其周围地区局地蒸发、对流引起的降水,包括湖陆风引起的降水。   对春季雪面高程增加的贡献,风吹雪占6.64%、南亚季风占O%、西风环流占59.25%、局地降水占34.11%,其中,大尺度局地降水占12.25%、小尺度局地降水占21.86%。对春季降水的贡献,即:风吹雪的成分去除后,不同降水来源所占的百分比分别为:南亚季风占0%、西风环流占63.46%、局地降水占36.54%,其中,大尺度局地降水占13.13%、小尺度局地降水占23.4I%。   对夏季雪面高程增加的贡献,风吹雪占0%、南亚季风占29.66%、西风环流占0.48%、局地降水占69.86%,其中,大尺度局地降水占23.24%、小尺度局地降水占46.62%。由于夏季风速一般小于7m s-1,对于风速大于7m s-1的个别时段,一般主要为高降水量引起的雪面高程增加,故分析夏季雪面高程时,没有考虑风吹雪的影响。因此,不同降水来源对夏季降水的贡献等同于上述各来源对雪面高程增加的贡献。   对秋季雪面高程增加的贡献,风吹雪占6.06%、南亚季风占60.11%、西风环流占16.85%、局地降水占16.98%,其中,没有大尺度局地降水,即小尺度的局地降水占16.98%。不同降水来源对秋季降水的贡献百分比分别为:南亚季风63.99%、西风环流17.93%、局地降水(小尺度)占18.08%。   对冬季雪面高程增加的贡献,风吹雪占36.84%、南亚季风占0%、西环流占32.11%、局地降水占31.05%,其中,大尺度局地降水占3.94%、小尺度局地降水占27.11%。不同降水来源对冬季降水的贡献百分比分别为:南亚季风0%、西风环流50.83%、局地降水49.17%,其中,大尺度局地降水6.25%、小尺度局地降水42.92%。   对全年雪面高程增加的平均贡献,风吹雪占7.01%、南亚季风占22.74%、西风环流占26.29%、局地降水占43.96%,其中,大尺度局地降水占13.21%、小尺度局地降水占30.75%。不同降水来源对全年降水的贡献百分比分别为:南亚季风24.45%、西风环流28.27%、局地降水47.28%,其中,大尺度局地降水14.21%、小尺度局地降水33.07%。
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