1984—2023年那曲地区气温和降水的时空变化特征分析

1984—2023年那曲地区气温和降水的时空变化特征分析

白玛德庆[1]，拥珠卓嘎1，坚参旦达2，楼俊伟3*

(1.那曲市气象局，西藏 那曲 852000；2.索县气象局，西藏 索县 852200；3.武义县气象局，浙江 金华 321200)

摘要：基于1984—2023年那曲地区逐日的气温和降水数据，采用气象统计方法，分析了那曲地区平均气温和降水量的时空分布特征，得到以下结论：（1）1984年以来那曲地区平均气温和降水量的多年平均值分别为0.7 ℃和445.1 mm，二者分别以0.045 ℃/年、1.824 mm/年的速率显著增温、增多。那曲地区气候变化大，平均气温最高年较最低年偏高4.4 ℃，降水量最多年较最少年偏多275.4 mm（76%）。（2）那曲地区平均气温和降水量突变均是显著的，前者突变发生在2003年，后者突变发生在1999年。（3）1984—2023年那曲地区平均气温主要呈西低东高的空间分布特点，其中气温高值区位于比如和索县，低值区位于安多，空间差异明显；降水量主要呈西少东多的分布特征，其中降水量多值区位于嘉黎、索县、比如，少值区位于申扎、班戈，空间分布不均。

关键词：气温；降水；时空变化；那曲地区 

中图分类号：P468                   文献标识码：A

文章编号：

近年来，极端天气气候事件频发多发，使得气候变化带来的影响日益增大，从而引起了许多专家学者的关注[1-5]。目前研究发现，气候变化一大显著特征是气候变暖[6]，宋文起等[7]研究指出1981—2015年全国平均温度显著增加，且具有明显的阶段变化特征和地区差异；降水量的时间变化趋势在不同地区之间具有显著差异，西部干旱地区及山东半岛等地区，年降水量显著增加，而西南地区降水量显著减少。王闯等[8]基于1970—2019年青藏高原及其周边地区103个气象站逐日平均气温、降水资料发现，青藏高原主体气温呈显著升高趋势，降水量呈显著增加趋势。楼俊伟等[9]对金华地区气候态变化特征及极端气候敏感区域进行分析，指出不同气候态下金华地区平均气温、降水量均呈增加趋势，且分别在Ⅲ态、Ⅳ态最明显；但随着Ⅱ～Ⅳ态的转变，平均气温的增温效应在减弱，降水量的增加趋势则先增强再减弱。此外，一些学者基于数值模式对未来的气候影响进行模拟分析[10-14]。

那曲地区位于西藏自治区北部，青藏高原腹地，气候条件恶劣，十分有必要对其气候变化情况进行研究。拉巴等[15]研究指出2000—2018年那曲市NDVI与月平均气温和月降水量间存在显著正相关性，近年来的暖湿型气候，有利于植被的生长和恢复。蔺筠等[16]基于西藏那曲气象站(NQ站)1955—2014年气象资料，发现近60 a NQ站气温呈上升趋势，且2001—2014年的气温上升率大于1955—2014年和1987—2000年的气温变化趋势；NQ站2001—2014年的平均气温、最高和最低气温的升温率，分别为0.52℃·(10a)-1、0.60℃·(10a)-1和0.67℃·(10a)-1。洛桑卓玛等[17]基于那曲地区6个气象站1971—2011年逐年月降水量、降水日数资料，指出近41年来，那曲地区年降水量总体呈增加趋势，经历了由偏少到偏多的2个周期；降水增加夏季最明显，冬季变化很小。可见，前人研究取得许多确定性结论，但结合气温、降水两个要素，并从时间和空间全方面分析的研究还较少，十分有必要应用最新的数据对那曲地区气温和降水进行时空分布特征分析，以期为当地防灾减灾、农牧业生产布局和科研工作等提供科学参考。

1  资料与方法

1.1  资料

使用那曲市大气探测中心提供的那曲地区国家气象站逐日气温和降水数据，考虑到数据的连续性、统一性和时间一致性，选取1984—2023年班戈、安多、比如、嘉黎、那曲、申扎、索县等7个国家站点数据。此外，文中所涉及地图均是基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS（2016）1552号的标准地图制作，底图无修改。

1.2  方法

1.2.1  一元线性回归  一元线性回归是气象统计分析中最常用的一种方法[18]，它处理2个变量之间的关系，即一个预报量与一个因子之间的关系。一般来说，对于容量为n的一组样本，预报量记为y，预报因子记为x，斜率设为a，截距设为b，则该一元线性回归方程为y=ax+b。

1.2.2   M-K突变检验  由于M-K（Mann-Kendall）突变检验法具有检测范围宽、定量化程度高和计算简便[19]等优点，常用于检测气候突变。同时，检测的气候序列需平稳、随机独立和概率分布等同[20]。在M-K突变检验中，利用UF、UB两个统计量进行序列分析，当UF与UB曲线的交点处于信度区间内时，则该点是突变的开始[21-22]。

2  气温和降水的时间变化

2.1  气温和降水的年际变化

将1984—2023年那曲地区逐年气温和降水数据进行线性回归，得到图1。由图1可知，近40年那曲地区平均气温呈显著升高的趋势，升高速率为0.045 ℃/年（

P<0.001），多年平均值为0.7 ℃，降水量呈显著的增加趋势，增加速率为1.824 mm/年（P<0.001），多年平均值为445.1 mm。其中，那曲地区平均气温最高为3.0 ℃，出现在2016年，最低为-1.4 ℃，出现在1997年；降水量最多为637.8 mm，出现在2008年，最少为362.4 mm，出现在1994年。可见，那曲地区气候变化大，平均气温最高年较最低年偏高4.4 ℃，降水量最多年较最少年偏多275.4 mm（76%）。

图1  那曲地区气温（a）和降水（b）的年际变化

2.2  M-K突变检验

图2分别为1984—2023年那曲地区气温和降水的突变。由图2a可知，1994年以来那曲地区平均气温主要呈升高的趋势，2004年起UF值超过α=0.05的显著性水平线，说明2004—2023年那曲地区的平均气温呈十分显著的升高趋势。此外，UF与UB曲线交点在2003年，且在信度区间内，故那曲地区平均气温突变发生在2003年。

由图2b可得，那曲地区降水量除1986—1988年、1993—1998年外，主要呈增多的趋势，其中2018以后UF值超过α=0.05的显著性水平线，说明2018—2023年主要呈十分显著的增多趋势。此外，UF与UB曲线交点在1999年，且处于信度区间内，故那曲地区降水量突变发生在1999年。

图2  那曲地区气温（a）和降水（b）的MK突变检验

3  气温和降水的空间变化

利用ArcGIS软件对那曲地区平均气温和降水量进行空间插值，从而得到图3。由图3a易知，1984—2023年那曲地区平均气温空间上主要呈西低东高的分布特点，其中气温高值区位于比如和索县，分别为4.0 ℃、2.6 ℃，低值区位于安多，仅为-1.9 ℃，最高和最低相差5.9 ℃之大，空间差异明显。

由图3b易得，近40年那曲地区降水量主要呈西少东多的分布特征，其中降水量多值区位于嘉黎、索县、比如，分别为758.9 mm、599.1 mm和596.7 mm，少值区位于申扎、班戈，分别为347.8 mm、350.0 mm，最多和最少相差411.1 mm之多，空间分布不均。

图3  那曲地区气温（a）和降水（b）的空间变化

4  结论

基于1984—2023年那曲地区逐日的气温和降水数据，采用气象统计方法，分析了那曲地区平均气温和降水量的时空分布特征，得到以下结论：

（1）1984年以来那曲地区平均气温和降水量的多年平均值分别为0.7 ℃和445.1 mm，二者分别以0.045 ℃/年、1.824 mm/年的速率显著增温、增多。那曲地区气候变化大，平均气温最高年较最低年偏高4.4 ℃，降水量最多年较最少年偏多275.4 mm（76%）。

（2）那曲地区平均气温和降水量突变均是显著的，前者突变发生在2003年，后者突变发生在1999年。

（3）1984—2023年那曲地区平均气温主要呈西低东高的空间分布特点，其中气温高值区位于比如和索县，低值区位于安多，空间差异明显；降水量主要呈西少东多的分布特征，其中降水量多值区位于嘉黎、索县、比如，少值区位于申扎、班戈，空间分布不均。

那曲地区幅员辽阔，境内地形地势复杂，气候差异明显，加之有长期观测记录的气象站点稀少，导致气象站点数据的代表性有限，今后可进一步利用卫星遥感等再分析数据，同时通过地理分区域来更加全面分析那曲地区气候变化特征及影响因素。

参考文献：  

[1] 楼俊伟,王可欣,张智利,等.近48a浙江省不同气候态下无霜期特征对比分析[J].中低纬山地气象,2023,47(6):59-65.

[2] 张 鑫,楼俊伟,范瑜越,等.不同气候背景下北疆霜期的时空变化特征[J].沙漠与绿洲气象,2023,17(6):89-95.

[3] 张智利,楼俊伟,王智楷等.不同气候态下金华市降水特征的对比分析[J].中南农业科技,2023,44(3):122-125.

[4] 楼俊伟,李正泉,章永辉,等.金华市气温和日照时数气候态变化特征[J].中南农业科技,2022,43(4):91-96,114.

[5] 楼俊伟,张 鑫,王可欣,等.1951—2016年秦巴山区霜期变化的时空特征分析[J].沙漠与绿洲气象,2019,13(5):82-88.

[6] 丁一汇,王会军. 近百年中国气候变化科学问题的新认识[J]. 科学通报,2016,61(10):1029-1041.

[7] 宋文起,王志恒.近30年来中国气温、降水和水分盈亏的趋势及其变化[J].气候与环境研究,2023,28(01):1-16.

[8] 王 闯,戴长雷,宋成杰.青藏高原气候变化的时空分布特征分析[J].人民黄河,2022,44(9):76-82..

[9] 楼俊伟,王可欣,张 鑫,等.金华地区气候态变化特征及极端气候敏感区域分析[J].沙漠与绿洲气象,2024,18(1):126-133.

[10] 季玉枝,杨小玲,周波涛,等. 基于CMIP6模式对青藏高原平均降水的模拟评估与预估[J]. 南京大学学报(自然科学), 2024, 60 (2): 301-316.

[11] 戴 君,胡海珠,毛晓敏,等. 基于CMIP6多模式预估数据的石羊河流域未来气候变化趋势分析[J]. 干旱区研究, 2023, 40 (10): 1547-1562.

[12] 杨婧雯,何 燕,李 蒙. 基于CMIP6模式对云南2023—2060年气温及降水变化的预估[J]. 环境科学导刊, 2023, 42 (4): 59-64.

[13] 杨明鑫,肖天贵,李 勇,等. CMIP6模式对我国西南地区夏季气候变化的模拟和预估[J]. 高原气象, 2022, 41 (6): 1557-1571.

[14] 张娇艳,李 扬,王玥彤,等. 未来气候变化对西南地区地质灾害的可能影响[J]. 高原山地气象研究, 2020, 40 (2): 70-77.

[15] 拉 巴,拉 珍,拉巴卓玛,等.2000—2018年那曲市植被NDVI变化及气候变化响应[J].山地学报,2019,37(4):499-507.

[16] 蔺 筠,胡泽勇,孙根厚,等.城镇化发展背景下那曲地区气温变化的特征分析[J].冰川冻土,2016,38(3):634-644.

[17] 洛桑卓玛,拉 巴,巴丹卓玛.西藏那曲地区40多年来降水趋势变化气候分析[J].山地学报,2014,32(3):380-384.

[18] 楼俊伟,高昕瑜,王可欣,等.不同气候态下金华市无霜期变化特征的对比分析[J].中南农业科技,2023,44(9):119-124,136.

[19] 刘胜娅,王会肖,王艳阳,等. 北京市潜在蒸散发量的时间序列变化特征分析[J]. 南水北调与水利科技, 2013, 11(4): 13-16.

[20] 符淙斌, 王  强. 气候突变的定义和检测方法[J]. 大气科学, 1992, 16(4): 482-493.

[21] 莫跃爽, 周秋文. 贵州省1960—2014年不同地貌类型的气温变化特征[J]. 水土保持研究, 2019, 26(4): 166-170,176.

[22] 李  政, 张文太, 轩俊伟. 伊宁市1956—2015年强降雨特征及对洪灾的影响[J]. 水资源保护, 2018, 34(6): 49-55.

作者简介：白玛德庆（1996.05），女，西藏日喀则人，助理工程师，大学本科，主要从事气象观测保障、气候与环境变化方面研究工作。
*通信作者，楼俊伟（1995.08），男，浙江金华人，工程师，大学本科，主要从事气候与环境变化方面研究工作。