应用气象学报  2000, 11 (2): 199-204   PDF    
引用本文
杨梅学, 姚檀栋, 田立德, Ken′ichi UENO. 青藏高原唐古拉山南北坡夏季风降水特征的对比分析[J]. 应用气象学报, 2000, 11(2): 199-204.
Yang Meixue, Yao Tandong, Tian Lide, Ken′ichi UENO. COMPARISON OF SUMMER MONSOON PRECIPITATION BETWEEN NORTHERN AND SOUTHERN SLOPE OF TANGGULA MOUNTAIN OVER THE TIBETAN PLATEAU[J]. Journal of Applied Meteorological Science, 2000, 11(2): 199-204  
青藏高原唐古拉山南北坡夏季风降水特征的对比分析
杨梅学1, 姚檀栋1, 田立德1, Ken′ichi UENO2     
1. 中国科学院兰州冰川冻土研究所, 兰州 730000;
2. The university of Shiga Prefecture, Shiga, Japan 522
1999-03-26 收到, 1999-05-25 收到修改稿.
资助项目: 本研究由国家重点基础研究发展规划项目 (G1998040800)、中国科学院重大项目 (KZ951-B1-212, KZ951-A1-204, KZ951-A1-402) 及中日国际合作项目GAME-Tibet共同资助    
摘要: 根据GAME-Tibet加强观测期间 (1998年5~9月) 所得到的位于青藏高原唐古拉山北坡的D105站和南坡的WADD站夏季风降水资料, 对唐古拉山南北坡夏季风降水特征进行了初步的对比分析.结果表明两地夏季风降水频率较高.在1998年6月25日~9月19日, WADD站的降水量比D105站的降水量多48.8%, 而发生的降水次数在WADD站比D105站多10次, 两者的累积降水次数基本上差不多.同时, WADD站平均降水强度高于D105站.这两地的夏季风降水存在明显的活跃期和中断期, 7月中旬夏季风降水都不活跃.大多数情况下, 这两地的日降水量的变化有较为一致的趋势, 表明两地降水可能受同一降水过程的控制.9月初以后, 夏季风降水已明显减弱.
关键词: 唐古拉山    夏季风    降水特征    
COMPARISON OF SUMMER MONSOON PRECIPITATION BETWEEN NORTHERN AND SOUTHERN SLOPE OF TANGGULA MOUNTAIN OVER THE TIBETAN PLATEAU
Yang Meixue1, Yao Tandong1, Tian Lide1, Ken′ichi UENO2     
1. Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000;
2. The University of Shiga Prefecture, Shiga Japan 522
Abstract: Based on the precipitation data of D105 station located in northern slope and WADD station located in southern slope of Tanggula Mountain over the Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau obtained by GAME-Tibet fieldwork group duing May-September, 1998, the features of summer monsoon precipitation are compared.The results show that the precipitation of each side occurs with high frequency. The precipitation at WADD is 48.8% more than that at D105. However, the accumulation frequency of precipitation at WADD is a little bit higher than that at D105. Meanwhile, the mean precipitation intensity at WADD is higher than that at D105. In most cases, the daily precipitation varies similarly on each side, it is shown that the precipitation processes on both sides could be similar.
Key words: Tanggula mountain     Summer monsoon     Precipitation features    
引言

青藏高原降水大多发生在夏季风期间, 但高原上气象台站较少, 尤其在边远山区, 气象记录更稀少.1989年中日科学家进行了“中日青藏高原冰川联合考察研究” [1], 并对唐古拉山地区的气候学特征进行了初步的分析[2~4].此后, Ueno等[5]根据1993年夏季唐古拉地区的降水观测资料, 对1993年夏季风期间唐古拉地区降水分布的特征进行了研究, 但基本上仅限于唐古拉山北坡.田立德等[6]对青藏高原降水中δ18O空间分布的分析表明, 青藏高原降水中δ18O平均值有从南到北逐渐升高的趋势, 在剔除海拔高度影响后这种趋势更加明显.δ18O从南到北逐渐升高的特征主要是由于青藏高原南北特别是唐古拉山南北不同性质气团的差异造成的[6~7].由于唐古拉山南北两侧水汽来源不同, 因而其两侧δ18O含量有所差异.

1997~1998年中日科学家合作进行了“全球能水平衡试验-青藏高原亚洲季风试验” (GAME-Tibet) 的野外工作, 并于1998年5~9月进行了加强观测.在青藏高原不同地点安装了雨量计, 进行夏季风降水的观测.本文主要就唐古拉山南北两侧D105站和WADD站夏季风降水特征进行初步分析.

1 D105站和WADD站简介

D105站位于唐古拉山北坡青藏公路105道班附近 (33.067°N, 91.938°E), 海拔高度5020 m, 为多年冻土地区.WADD站位于唐古拉山南面的妥尔久山南坡, 青藏公路113道班以北 (32.46°N, 91.80°E), 海拔高度5153 m.

在1998年5~9月的GAME-Tibet加强观测期间, 分别在上述两站安装了雨量计, 每小时记录一次.在下面的分析中, 所用时间为北京时间, 比当地时间提前约2 h.08:00~09:00的降水量计为09:00的降雨量, 其它时刻相同.WADD站的降水量记录实际上是从6月25日14:00开始, 而野外的加强观测于9月19日14:00结束.因此, 我们主要对WADD站和D105站1998年6月25日14:00~9月19日14:00的降水特征进行对比分析.

2 WADD站和D105站夏季风降水的时间变化

图 1为WADD站和D105站夏季风降水的逐时变化.由图 1可见, 这两地夏季风降水频率较高, 从6月26日到9月18日共85天, WADD站81天有降水, 占研究日数的95.3%; D105站72天有降水, 占研究日数的84.7%.且降水存在明显的活跃期和中断期.在研究时段, D105站的降水量为228.1 mm, WADD站的降水量为339.4 mm, 比D105站多111.3 mm, 即比D105站的降水量多了48.8%.表明唐古拉山南坡的降水量大于北坡的降水量, 同时可以看出, 虽然WADD和D105两站相距不太远, 但降水发生的时间和强度存在一定的差别.D105站1 h最大降水量发生在8月22日21:00 (当地时间19:00), 为9.4 mm; 而WADD站1 h最大降水量发生在8月3日20:00 (当地时间18:00), 为7.4 mm.就逐时降水而言, WADD站的降水量一般要大于D105站的降水量.

图 1. 1998-06-25 00:00～1998-09-13 24:00 D105站 (a) 和WADD站 (b) 夏季风降水的逐时变化

对每天的逐时降水量进行累加, 得到逐日降水量 (图 2), 从逐日降水量的变化可以更明显的看到夏季风降水的活跃期和中断期, 但这两地降水的活跃与中断既有一致性, 也存在着差别.较为明显的7月中旬这两地的夏季风降水都不活跃.6月27日WADD站的降水量达18.9 mm, 而D110站的降水量只有0.25 mm; 7月3日WADD站的降水量为0 mm, D105站的降水量为12.95 mm.7月29日D105站的降水量达13.46 mm, 而WADD站的降水量只有0.6 mm.但大多数情况下, 这两地的降水量的变化有较为一致的趋势, 表明这两地的降水可能受同一降水过程的控制.尤其是8月18日, WADD的日降水量达到最大, 为32.5 mm, 这一天D105处的日降水量也较大, 为13.46 mm.9月初以后, 这两地的夏季风降水已明显减弱.

图 2. 1998-06-25～1998-09-13 D105站和WADD站夏季风降水逐日变化 (实线: D105, 虚线: WADD)

3 WADD站和D105站夏季风降水的日变化

为了研究WADD站和D105站夏季风降水的日变化特征, 首先对所研究时段 (1998年6月25日14:00~9月19日14:00) 各时刻的降水进行累加, 同时对各时刻发生的降水次数 (1 h之内有降水为一次降水, 如果连续几小时发生降水即为几次降水) 也进行累加, 这样就得到各时刻的累积降水量和累积降水次数, 然后这两者相除, 便得到各时刻降水强度.

图 3~5分别为D105站和WADD站在所研究时段的累积降水量、累积降水次数和降水强度.可以看出, 在D105站01:00~14:00 (当地时间23:00~12:00), 累积降水量均较小, 这14 h的累积降水量只有77.48 mm, 而15:00~00:00 (当地时间13:00~22:00) 这10 h的累积降水量为150.27 mm, 占24 h总累积降水量的66%.但累积降水次数在14:00以后明显较多, 在15:00达到最多, 为25次; 其中14:00~20:00这7 h的累积降水次数 (142次) 是24 h总降水次数 (280次) 的51%.然而就降水强度而言, 恰恰是20:00~9:00的较大 (1.507 mm/次), 10:00~19:00的较小 (0.511 mm/次).

图 3. D105站和WADD站逐时的累积降水量 (_ _ ×_ _: D105, _·_: WADD下同)

图 4. D105站和WADD站逐时的累积降水次数

图 5. D105和WADD站逐时的降水强度

在WADD站, 累积降水量在19:00~23:00 (当地时间17:00~21:00) 较高, 最高为21:00~22:00, 3 h累积降水量 (111 mm) 占24 h总降水量 (339.4 mm) 的32.7%.14:00~23:00这10 h的累积降水次数较高 (183次), 占24 h总降水次数 (290次) 的63%.但降水强度在04:00~11:00和20:00~23:00较高, 而03:00不论是降水量还是降水次数均较小, 因而降水强度也较小.同时21:00累积降水量较大而累积降水次数较小, 因此降水强度较大.

用图 3~5来进一步比较唐古拉山南北坡WADD站和D105站夏季风降水的日变化特征.由图 3可以看出, 除了个别时刻外, WADD站的累积降水量均高于D105站, 且两站均在14:00~23:00的累积降水量高于其它时刻.WADD站的降水量比唐古拉山北坡高111.33 mm.发生的降水次数WADD站比D105站多10次, 两者的累积降水次数基本上差不多 (图 4).但这两地14:00~23:00的累积降水次数均要比其它时刻的多 (图 4).WADD站平均降水强度为1.17 mm/次, 高于D105站 (0.81 mm/次), 两站降水强度 (图 5) 有一定的一致性, 也有所差别, 但它们都在12:00~20:00较小.钱正安等[8]在分析了1979年夏季青藏高原地区对流云的分布特征后指出, 在高原35°N以北及羌塘高原地区, 一般日出以后, 因地面迅速增温, 10:00左右积云 (Cu) 开始发展, 待到13:00大气已近于午后的不稳定层结, 积云进一步发展, 发展旺盛的积云还演变成积雨云 (Cb), 直到14:00积云达最高频数, 20:00积雨云达最高频数.但终因水汽不足, 这些地区只有少量的积云能发展成积雨云.日落以后, 地面气温骤降, 夜间01:00大气已转为清晨的较稳定层结, 对流活动自然也很快减弱, 所以夜间及清晨对流云 (特别是积云) 很少.这也许在某种程度上可以解释D105站和WADD站的累积降水量、累积降水次数和平均降水强度的时间分布.

4 结论

(1) 青藏高原唐古拉山南、北坡两个降水测站夏季风降水频率较高.其中WADD站降水日数占研究总日数的95.3%, D105站降水日数占研究总日数的84.7%.在研究的时段内, D105站的降水量为228.1 mm, 而WADD的降水量为339.4 mm, 比D105站的降水量多了48.8%.说明唐古拉山南坡的降水量大于北坡的降水量.而发生的降水次数在WADD站为290次, 比D105站 (280次) 多10次, 两者的累积降水次数基本上差不多.同时, WADD站平均降水强度为1.17 mm/次, 高于D105站 (0.81 mm/次).除了个别时刻外, WADD站的累积降水量均高于D105站且两站均在14:00~23:00累积降水量高于其它时刻, 累积降水次数也比其它时刻的多.

(2) 大多数情况下, 两站降水量的变化有较为一致的趋势, 表明两站的降水可能受同一降水过程的控制, 尤其是8月18日, WADD站的日降水量达到最大, 为32.5 mm, 同一天D105站的日降水量也较大, 为13.46 mm.9月初以后, 两站的夏季风降水已明显减弱.

致谢 中日GAME-Tibet野外工作人员在野外工作期间给予诸多帮助, 特此感谢!
参考文献
[1] 姚檀栋, 上田丰, 大田哲夫, 等.1989年中日青藏高原冰川联合考察研究.见:姚檀栋, 上田丰主编.青藏高原冰川气候与环境.北京:科学出版社, 1993.1~8.
[2] 姚檀栋, 蒲建辰, 刘景寿.唐古拉冰芯气候学研究.见:姚檀栋, 上田丰主编.青藏高原冰川气候与环境.北京:科学出版社, 1993.8~16.
[3] 姚檀栋, 丁良福, 蒲建辰, 等.青藏高原唐古拉山地区降雪中δ18O特征及其与水汽来源的关系.见:姚檀栋, 上田丰主编.青藏高原冰川气候与环境.北京:科学出版社, 1993.16~32.
[4] 张寅生, 丁良福.唐古拉山区夏季气候特征.见:姚檀栋, 上田丰主编.青藏高原冰川气候与环境.北京:科学出版社, 1993.106~111.
[5] Ueno K, Endoh N, Ohatal T, et al. Characteristcs of precipitation distribution in Tanggula, monsoon, 1993. Bull.Glacier.Res, 1994, 12: 39–47.
[6] 田立德, 姚檀栋, 杨志红. 青藏高原降水中δ18O的空间分布特征及其影响因素. 青藏高原形成演化、环境变迁和生态系统研究学术年刊, 1995: 243–250.
[7] 徐淑英, 殷延珍.1979年夏季风活动时期水汽输送的变化.青藏高原科学实验文集 (三).北京:科学出版社, 1984.73~85.
[8] 钱正安, 张世敏, 单扶民.1979年夏季高原地区对流云的分析.青藏高原科学实验文集 (一).北京:科学出版社, 1984.243~258.