迪庆州夏季降水时空分布特征及其与地形关系分析

2018-05-14段志方此永芝玛杨迎花赵进冯国兵

南方农业·中旬 2018年9期

段志方　此永芝玛　杨迎花　赵进　冯国兵

摘要为了更准确地全面分析迪庆州的降水分布情况，为规划和部署气象防灾减灾工作提供理论依据，利用2006—2015年迪庆州夏季（6—8月）逐小时降水资料，按照现行降水强弱分级业务标准对不同时间尺度降水进行（强弱）分级判识，获取不同时间尺度下降水分级降水强弱资料集，并通过ArcGIS绘制分析得出相关结论。

关键词夏季降水；分布不均；地形差异

中图分类号：P461.3；P426.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.074

1 研究背景

迪庆州地处云南省西北部，滇、藏、川三省区交界处，青藏高原伸延部分南北纵向排列的横断山脉，高山峡谷纵横，境内最高海拔为梅里雪山主峰卡瓦格博峰，达6 740 m，最低海拔为澜沧江河谷，绝对高差达5 254 m，较小范围内巨大高差使境内出现了垂直气候和立体生态环境特征。州内山脉海拔高度呈自南向北、自东到西陡升趋势，这些山系对迪庆州乃至下游地区天气气候具有重要的影响。2007年，一些学者通过回顾国内外有关地形对降水的影响，对地形降水相关问题进行了全面总结，重点详细分析了地形对气候尺度、天气尺度、中尺度及对流性天气系统降水变化的影响[1-7]。复杂地形让迪庆州的降水呈现出更复杂的分布特点，降水变化明显，夏季多雨，冬季干冷。受当地技术条件制约，迪庆州自2006年只有香格里拉市、德钦县、维西县3县城内有降水观测站，导致观测站站点不能较准确反映当地的降水分布，这也是迪庆州一直没有详细雨量分布图的原因之一。随着技术的快速发展，2006年区域自动站、山洪站大量增加，为进一步精确分析迪庆州的降水分布情况提供了数据基础。图1是迪庆州降水测站站点分布图，可以看出降水测站分布密集，能较全面反映迪庆州的降水情况。因此，为了更准确地全面分析迪庆州降水分布情况，利用2006—2015年迪庆州夏季（6—8月）逐时降水资料对全州已建99个各类气象监测站，利用極值检验、同场变量连续性检验对站点降水量资料进行简单质量控制，获取逐时降水资料集。数据质量控制后均按频次统一化，按照现行降水强弱分级业务标准对不同时间尺度降水进行（强弱）分级判识，获取不同时间尺度下降水分级降水强弱资料集，并通过ArcGIS绘制，通过小雨、中雨、大雨、暴雨出现频次和月、季降水量分布，揭示迪庆州夏季降水时空分布特征、强降水活跃区及与复杂地形的关系。通过分析迪庆州的地质灾害重点防御和监视区域，旨在为更好地规划和部署气象防灾减灾工作提供理论依据，同时为今后更好研究地形小气候成因提供数据和理论基础。

文中所述不同等级的降水为日降水量，统计时效为每日20： 00?—次日20： 00，降雨量级为划分与国家降雨量级划分相一致，小雨（0.1～9.9 mm），中雨（10.0～24.9 mm），大雨（25.0～49.9 mm），暴雨（日降雨量≥50.0 mm，由于所有站次统计中只出现一次大暴雨，故将大暴雨一次统计在暴雨量级中）。由于迪庆州的降水观测站时间序列存在差异，故运用不同量级降水概率为每一站次出现相应量级降水频次比上该站出现降水总频次，得出迪庆州不同降水量级的概率分布情况。

2 结果与分析

2.1 迪庆州夏季降水量分布

根据大监站、区域站、山洪站数据统计得出图2，迪庆州夏季降水量最少的为德钦县升平镇阿东站，平均降水量116.05 mm，最大降雨量为迪庆州香格里拉市土官村站，为620.1 mm。其中，降雨量100.0～200.0 mm的有11个站次，全部为德钦县测站；200.0～300.0 mm的有13站次，德钦县占近7个站次，300.0～400.0 mm的有32站次，多为迪庆州中南部地区的测站，降雨量在400.0～500.0 mm的有28个站次，主要集中在迪庆州中南部，500.0～600.0 mm的有9个测站，600 mm以上的有2个测站，分别为位于维西县庆福站和香格里拉市南部土官村站。迪庆州降水分布不均匀，整体呈东南降水较多、西北降水较少态势，东南往西北方向呈阶梯型减少。其中，迪庆州西北德钦县境内出现2个相对降水较周围区域大值区，分别为明永冰川到白马雪山一线区域和羊拉乡东部区域。迪庆州3县（市）中维西降水分布较香格里拉市和德钦县均匀。

2.2 迪庆州夏季月降水时空分布

迪庆州夏季降水分布存在明显的月份差异，7月最多，8月次之，6月最少（图3）。其中，6月降水分布情况与迪庆州夏季总降水分布一致，西北地区也存在两个相对周围其他区域降水较大区域，分别为明永冰川到白马雪山一线和羊拉东部区域；7月迪庆州降水最多，降水较大区域普遍，其中在维西县东部及香格里拉东南部降水较其他区域大。8月降水北部地区仍与7月大体相同，南部相对大降水区域比7月小。迪庆州夏季降水月降水分布均为南部地区高于北部，德钦县存在几个降水相对较少区域，分别为佛山乡片区和云岭—燕门片区及奔子栏片区。

2.3 迪庆州夏季不同降水量级发生概率分布

迪庆州小雨量级降水概率比较大，达到65%以上，北部地区较南部地区概率大，概率最大值达到90%以上（图4a）。降雨量级为中雨概率北部地区低于南部地区，整体呈东南向西北递减的趋势，其中降中雨概率较大的在迪庆州南部，为20%以上，较小区域是燕门云岭一带以及奔子栏角玛一带，概率在8%以下（图4b）。大雨量级降水概率与中雨量级降水概率分布一致，大体呈迪庆东南地区高于西北地区分布，东南地区降大雨概率较大地方高于6%，而西北地区降大雨概率最小为巴美，概率为0，其余多站次也在2%左右。德钦县降大雨概率相对较大区域分散，分别在白马雪山、明永冰川、以及羊拉片区，降水大雨概率为3%～4%（图4c）。迪庆州北部出现暴雨概率极小，只有明永冰川、白马雪山及羊拉地区有0.2%～0.3%，其他大多数地区降暴雨概率基本为零；南部主要分布在维西及香格里拉市南部，降暴雨概率最大的地方在维西工农及拖枝地区，概率分别为1.08%和1.16%（图4d）。

2.4 迪庆州观测站降水量与地形的关系

云南省夏季风降水有两支水汽来源，最强一支来自越赤道气流转向后在孟加拉湾北部形成西南水汽输送，水汽源地在印度洋、孟加拉湾；另一支为副热带高压南侧东风气流，源地是西太平洋、南海；云南省夏季降水的主要水汽通道是南亚夏季风水汽输送[8-11]。夏季降水受南亚季风影响明显。迪庆州夏季降水水汽来源基本为南亚季风水汽输送，根据图5可知迪庆西边高黎贡山、碧罗雪山和梅里雪山等高耸山脉阻挡底层南亚季风将水汽输送到迪庆地区。因此，只有印度洋、孟加拉湾有足够深厚水汽层翻过迪庆西高大山脉，到达迪庆境内才能形成有效降水，且迪庆州南部西边山脉海拔相对较低，降水量也就较北部大。云南省第一高峰卡瓦格博山脉屹立于迪庆西，阻挡了大量水汽输送，因而迪庆德钦县降水量较其他区域异常偏少。

由于迪庆州降水南北差异较大，故挑出降水差异较大的地区地形进行具体分析。圖6a为迪庆西北部地区地形，可以看出，德钦西边梅里雪山巍峨耸立，从西南输送过来水汽很难翻越梅里雪山往东北方向输送。往德钦输送水汽基本绕雪山两侧输送，水汽绕过梅里雪山后就进入干热澜沧江峡谷，气流下沉，使本来凝结小水滴在下沉过程受热蒸发，造成燕门乡、云岭乡、佛山乡降水异常偏少[12]。绕行两支气流在经过梅里雪山后在梅里雪山东边交混，形成局地辐合上升，空气中水汽凝结，加之梅里雪山终年积雪，气温较周围低，气流上升过程中因气温降低而凝结效果更好，所以澜沧江西边明永冰川站监测到降水较周围站点大。气流在经过河谷后继续向东输送过程中，白马雪山存在让气流因地形作用再次被抬升，抬升过程中冷却凝结，形成降水，因而在白马雪山上的降水也比周围地区大。

从图6b可知，迪庆州南部地势相对较低，加上西部高耸山脉从北到南逐渐降低，使水汽可以较易较多到达境内，形成降水。迪庆州西侧梅里雪山山系向南海拔逐渐降低，并在维西西侧碧落地区与高黎贡山山系形成一个“V”型地形缺口，使西南水汽在输送过程中，可从缺口涌入迪庆州境内，水汽流在涌入过程中在缺口处形成“狭管效应”，造成维西碧落地区降水相对较多。

在同一纬度上，不同海拔高度降水分布差异同样存在很大差异，选取金江站、安乐站、虎跳峡站和土官村站作为对比。站点位置如图7所示，结合图8b可知，金江镇站和安乐站均位于迎风破，且基本处于同一纬度上，主要区别为站点所在位置海拔高度。根据统计数据可知金江镇站夏季的平均降水量为417.0 mm，而安乐站的降水量为543.8 mm，降水量相差126.8 mm，而两站相距较近，可见迪庆州降水分布在不同海拔高度上存在很大差异，同一纬度、同一迎风面上，海拔越高，降水量就越大，其主要原因为西南来水汽在不断往东或东北方向输送过程中遇山脉阻挡，气流堆积并受地形抬升作用，使水汽在上升过程中冷却后不断凝结形成更多雨滴降落。而虎跳峡站及土官村站基本在同一经度，土官村站位置偏北，其夏季平均降雨量为620.1 mm，比往南方向虎跳峡站的491.5 mm高出128.6 mm，两站夏季降水分布与迪庆州夏季降水自南向北呈递减分布，存在较大差异。主要原因为偏南水汽在往偏北方向输送过程中，遇到虎跳峡东面高耸哈巴雪山时，气流选择绕流，一支气流就沿着虎跳峡北面沟壑向北输送，在往北输送过程中随着海拔不断上升，在土官村一带形成水汽堆积，由于后部不断有气流不断补充，导致水汽在土官村一带强迫抬升，上升冷却凝结形成降水。

3 结论与讨论

迪庆州降水分布不均匀，整体呈东南地区降水较多、西北地区降水较少的态势，东南往西南方向呈现阶梯型减少。在向西北地区过程中，德钦县出现两个相对降水较周围区域大值区，分别为明永冰川到白马雪山测站一线区域和羊拉乡东部区域。迪庆州三县（市）中，维西降水分布较香格里拉市和德钦县均匀。迪庆州夏季降水分布存在明显的月份变化，7月最多，8月次之，6月最少。月降水分布情况与迪庆州夏季降水分布一致，均为南部高于北部。德钦县一致存在一个几个降水相对较少的区域，分别为佛山乡片区和云岭—燕门片区及奔子栏片区。

迪庆州小雨量级降水概率比较大，达65%以上，北部较南部概率大，概率最大值达90%以上。中雨量级概率北部低于南部，呈东南向西北递减态势，降中雨概率较大在迪庆州南部，为20%以上。大雨量级降水概率相对较大区域分散，大体呈东南高于西北分布；迪庆州北部除明永冰川、白马雪山及羊拉地区外出现暴雨的概率极小，南部主要集中在香格里拉市南部及维西县。从西南到达迪庆州境内，水汽在复杂地形作用下被迫辐合辐散，导致境内降水在局地出现很大的分布差异。在大山脉背风坡一面降雨量相对较少，在不同海拔高度上存在很大差异，同一纬度、同一迎风面上，海拔越高，降水量就越大。

参考文献：

[1] 廖菲，洪延超，郑国光.地形对降水的影响研究概述[J].气象科技，2007，35（3）：56.

[2] 何钰，李国平.青藏高原大地形对华南持续性暴雨影响的数值试验[J].大气科学，2013，37（4）：933-944.

[3] 周长艳，李跃清，李薇，等.青藏高原东部及邻近地区水汽输送的气候特征[J].高原气象，2005，24（6）：101-103.

[4] 周晓霞，丁一汇，王盘兴.夏季亚洲季风区的水汽输送及其对中国降水的影响[J].气象学报，2008，66（1）：59-70.

[5] 陈际龙，黄荣辉.亚洲夏季风水汽输送的年际年代际变化与中国旱涝的关系[J].地球物理学报，2008，51（2）：88-89.

[6] 郭欣，郭学良，付丹红，等.钟形地形动力抬升和重力波传播与地形云和降水形成关系研究[J].大气科学，2013，37（4）：786-800.

[7] 付超，谌芸，单九生.地形因子对降水的影响研究综述[J].气象与减灾研究，2017，40（4）：318-324.

[8] 任宏利，张培群，李维京，等.中国西北东部地区春季降水及其水汽输送特征[J].气象学报，2004，62（3）：365-374.

[9] 王秀荣，徐祥德，王维国.西北地区春、夏季降水的水汽输送特征[J].高原气象，2007，26（4）：749-758.

[10] 冯蕾，魏凤英.青藏高原夏季降水的区域特征及其与周边地区水汽条件的配置[J].高原气象，2008，27（3）：491-499.

[11] 周长艳，蒋兴文，李跃清，等.高原东部及邻近地区空中水汽资源的气候变化特征[J].高原气象，2009，28（1）：55-63.