1981～2019年长江源区大风、沙尘天气变化特征

李金凤，李 兴，李积芳，许学莲

(格尔木市气象局，青海 格尔木 816099)

引言

长江源区是典型的高原大陆性气候，表现为冷热两季交替、干湿两季分明、年温差小、日温差大、日照时间长、辐射强烈、气候干寒、多大风、沙尘天气。孔锋等[1]对1961～2016年中国近地表大风日数时空分异特征进行研究，唐国利等[2]分析了中国近49年沙尘暴变化趋势，李耀辉等[3]和白虎志等[4]分别对西北地区和青藏铁路沿线大风日数的时空特征进行分析得出：大风天气最多的季节是春季，以5月最多，其次是冬季、夏季和秋季，特别是秋季大风最少。张占峰等[5]研究柴达木盆地平均风速与大风日数的变化特征：大风天气最多的季节是春季，大风日数多且风速较大。以上学者对柴达木盆地乃至全国的风沙天气研究较多，但对长江源区的大风、沙尘天气研究较少。本研究利用1981～2019年序列气候资料，对大风日数、扬沙、沙尘暴日数进行详细分析，研究结论对认识该地区大风天气变化特征以及防风、防沙尘天气提供科学依据。

1 资料与研究方法

1.1 资料来源

本文资料来源长江源区五道梁、沱沱河2站1981～2019年大风(风速≥17.0 m/s)、沙尘暴日数数据。以2站的算术平均值代表该地区的大风、沙尘天气。四季划分：12～次年2月为冬季，3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季。

1.2 研究方法

将2站大风日数、沙尘暴数据进行处理，生成年、季、月序列。

采用一元线性回归法[6]对长江源区1981～2019年大风日数的变化趋势进行分析。

2 结果分析

2.1 月际和季节变化特征

通过对长江源区逐月平均大风日数分析得出：长江源区大风日数年内变化曲线呈倒“Z”型(图1a)，最多值出现在3月 (19.0次)，最少值出现在8月(4.9次)。1～3月大风日数呈增加趋势，4～8月呈减少趋势，9～12月又呈增加趋势。2站年内变化趋势与整体变化趋势基本一致，五道梁大风最多出现在2月(17.7次)，最少出现在8月(3.7次)；沱沱河最多出现在3月(20.3次)，最少出现在8月(6.1次)。从图1b可以看出长江源区大风季节变化特征明显，大风主要集中在冬春两季，冬季大风出现最多(48.3次)，春季次之(45.9次)，秋季和夏季出现次数较少(26.3次和20.5次)，极值相差27.8次。2站四季变化略有不同，五道梁表现为冬>春>秋>夏，与长江源区变化特征一致；沱沱河表现为春>冬>秋>夏。

从图1c可以看出长江源区和2站平均沙尘暴日数变化曲线呈“U”型，沙尘暴日数1～6月呈明显减少趋势，7～8月未出现沙尘暴，9～12呈增加趋势。但极值出现各不相同，长江源区最多值出现在1月 (1.6次)，次多出现在2月(1.5次)。五道梁最多出现在2月(1.9次)，次多出现在3月(1.8次)；沱沱河最多出现在1月(1.4次)，次多出现在11月(1.3次)。从图1d可以看出长江源区沙尘暴季节型分布明显，沙尘暴主要集中在冬季，其次是春季。长江源区、五道梁、沱沱河最多值和最少值出现季节一致，均为冬季和夏季，最多值分别为4.2次、4.6次、3.7次，最少值均为0.1次。沙尘暴日数表现为冬>春>秋>夏。

图1 1981～2019年长江源区大风、沙尘暴日数的月际(a和c)和季节(b和d)变化

2.2 年际变化特征

长江源区1981～2019年平均大风日数以9.7次/10 a的速率呈下降趋势(图2a)，通过0.01的极显著性检验，表明长江源区大风日数整体变化明显。从三次多项式拟合曲线来看 ，大风日数表现为三个阶段，20世纪90年代前为上升阶段，20世纪90年代至21世纪10年代为缓慢下降阶段，2011年至2019年为上升阶段。大风日数多年平均值为141.1次，最多值出现在1988年为204.5次，最少值出现在1997年为96.0次。1999年前多数年份高于平均值，1999年后多数年份低于平均值。

图2 1981～2019年长江源区大风、沙尘暴日数年际变化(虚线为平均值 直线为线性趋势 粗线为三次多项拟合曲线)

平均沙尘暴日数以4.3次/10 a的速率呈下降趋势(图2b)，并通过0.01的极显著性检验。三次多项式拟合曲线表现为直线下降。长江源区沙尘暴日数多年平均值为7.6次，最多值出现在1984年为34.5次，最少值出现在2013～2014年为1.0次。1999年前多数年份高于平均值，1999年后多数年份低于平均值，这与大风日数的出现时间相吻合，说明大风是引起沙尘暴的直接因素。

表1和表2分别给出了长江源区四季和各月大风日数的年际变化趋势，可以看出，春、夏和秋季大风日数呈显著下降趋势，并通过了0.01的极显著性检验，而冬季大风日数呈不明显的增加趋势。冬季的2月大风日数表现为增加趋势，其他月份均为下降趋势，6～8月和10月大风日数通过了0.05和0.01的显著性检验。

表1 长江源区四季大风日数的变化趋势

表2 长江源区逐月大风日数的变化趋势

表3和表4分别给出了长江源区四季和各月沙尘暴日数的年际变化趋势。从表3可以看出，四季沙尘暴日数均呈显著下降趋势，并通过了0.01的极显著性检验。冬季下降最快，春季次之。从表4可以看出，1～12月除8月未出现沙尘暴外，其他月份均呈下降趋势，其中有9个月通过了0.05和0.01的显著性检验。

表3 长江源区四季沙尘暴日数的变化趋势

表4 长江源区逐月沙尘暴日数的变化趋势

3 结果与讨论

(1)长江源区平均大风日数年内变化曲线呈倒“Z”型。大风主要集中在冬春两季，表现为冬>春>秋>夏。平均沙尘暴日数变化曲线呈“U”型，表现为冬>春>秋>夏。

(2)1981～2019年长江源区年平均大风、沙尘暴日数呈下降趋势，并通过0.01的极显著性检验，表明长江源区大风、沙尘暴日数整体变化明显。

(3)春、夏和秋季大风日数呈显著下降趋势，并通过了0.01的极显著性检验，而冬季大风日数呈不明显的增加趋势。6～8月和10月大风日数通过了0.05和0.01的显著性检验。

(4)四季沙尘暴日数均呈显著下降趋势，并通过了0.01的极显著性检验。8月未出现沙尘暴外，其他月份均呈下降趋势，其中有9个月通过了0.05和0.01的显著性检验。

(5)长江源区年平均大风、沙尘暴日数呈下降趋势，主要原因是该地区在气候变暖的背景下，整体的平均风速减小，但风速减小的原因和机理有待于深入的研究。