第31卷 第2期2009年4月
冰 川 冻 土
JO U RN A L OF G L ACIO L OG Y A N D GEOC RYO LO G Y
V ol . 31 N o . 2Apr . 2009
文章编号:1000-0240(2009) 02-0301-10
40余年来中国地区季节性积雪的空间分布
及年际变化特征
王澄海
1, 2
, 王芝兰, 崔
1
洋
1
(1. 兰州大学大气科学学院, 甘肃兰州 730000; 2. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
冰冻圈科学国家重点实验室, 甘肃兰州 730000)
摘 要:利用全国700余个气象站的地面积雪观测资料, 分析了中国地区季节性积雪年际的时空变化特征. 结果表明:新疆北部, 东北-内蒙古地区和青藏高原西南和南部地区为我国季节性积雪的3个高值区, 也是积雪年际变化变化大的地区, 也即为中国积雪年际异常变化的敏感区. 综合积雪深度和积雪日数的变化趋势, 可大致分为3种变化类型:1) 增加和减小同步, 主要在新疆天山以北、青藏高原东部地区、内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区, 减少区大体在内蒙古西部、黄土高原和长江中下游地区; 2) 积雪深度增加但积雪日数减少, 主要在东北平原东部的部分地区, 长江上游的部分地区; 3) 积雪深度减小而积雪日数增加, 主要位于青藏高原中部的部分地区. 中国地区积雪总体上呈现出平缓的增长趋势, 积雪深度和积雪日数的年代际变化趋势在20世纪60年代呈现为稍有增加; 70年代有所下降; 80年代又增加; 90年代又有略有增加的趋势. 关键词:积雪; 累积深度和日数; 时空分布; 年代际变化中图分类号:P467:P 468. 0+25
文献标识码:A
0 引言
积雪是气候系统中的一个重要组成部分, 在年时间尺度上, 积雪对气温的变化是极其敏感的. 研究表明
[1]
区和东亚地区乃至整个北半球气候的影响成为人们研究的热点
[3-9]
. 20世纪70年代末, 陈烈庭等
[3]
首先分析了青藏高原冬春积雪对大气环流和我国南方降水的影响, 认为高原积雪与华南中部降水呈正相关. 许多研究也分析了青藏高原积雪分布和年际变化以及高原积雪异常对我国降水和气候的影响,
结果表明:高原积雪与西北春季降水存在弱的负相关关系, 与我国华南6月降水呈负相关
[12-15]
, 20世纪是有史以来气温最高的一段时
间. 高原积雪和季节性冻土是高原地表的重要特征量, 对气候的变化十分敏感, 对积雪的研究也可以反映出气候变化[2-7]. 韦志刚等[8-9]、董文杰等
[10]
.
研究认为, 青藏高原积雪的年变程不完全一
韦志刚等[4-6, 8]对积雪的分布特征作了比较系统的工作, 在对积雪的NOAA 卫星资料, SM M R 微波遥测资料以及地面观测资料进行对比后, 指出高原积雪及其变化的空间分布极不平衡, 高值区与低值区量级的差异十分明显, 高原西部、南部的积雪变化与中部、北部、东部的积雪变化趋势存在反位相关系. 对青藏高原SM M R 积雪深度资料和地面台站资料的EOF 分析结果也表明[16-17], 高原积
致, 高原积雪主要发生在上年10月到当年5月, 9月和6月的积雪相对来说很少, 7月和8月则基本无雪. 高原冬春积雪在20世纪后40a 呈平稳增长趋势
[11]
.
自1884年Blanford [2]根据少量的观测资料提出印度夏季风降水与喜马拉雅冬春积雪之间存在反相关关系的假设后, 青藏高原积雪对其周围邻近地
收稿日期:2008-08-05; 修订日期:2008-12-10
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划) 项目(2007CB411506) ; 国家自然科学基金项目(40875050; 40575037) 资助 作者简介:王澄海(1961—), 男, 甘肃天水人, 教授, 2002年在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所获博士学位, 主要从事陆面过程
和气候变化研究. E -mail :wch @lzu . edu . cn
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雪空间分布极不均匀, 四周多雪, 高原腹地少雪, 高原东部是年际变化最显著的地区. 随着研究的深入, 人们对冬春积雪变化的研究区域也扩大. 李培基等[18]系统地比较过青藏高原和我国西部积雪的变化特征, 并认为二者的变化趋势十分一致, 青藏高原积雪的变化基本代表了中国西部积雪的变化特征. 也有些研究[19]利用NOAA 资料对北半球近10a 积雪的时空变化特征进行了分析, 表明北半球年际变化的关键区位于青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山及北美中西部, 其中青藏高原是异常变化最为强烈的区域. 1993-2002年SSM /I 被动微波积雪反演资料对我国积雪水资源的研究表明[20], 近10a 来我国积雪储量比较稳定, 但是存在年际间的波动; 东北、北疆和青藏高原地区为稳定积雪区.
我国地域辽阔, 积雪发生的地区在地理空间上分布广泛, 有些地区常年有积雪存在. 观测资料表明, 冬春季节, 中国大部分地区均有降雪发生. 本文利用1960—2004年地面积雪观测资料, 对全国范围内积雪的时空分布特征进行分析, 试图得出过去40余年中国地区积雪变化的基本特征, 加深对全球气候变暖背景下我国积雪时空变化认识.
分析, 剔出一些观测时间短、缺测值较多的站点, 取1960年8月至2004年7月期间的同一时段进行分析. 这样, 则有667个台站用于EOF (如图1) 分
析.
定义从上年的8月1日到当年的7月31日为一个积雪年, 即本文当中的1961年的积雪是指1960年8月1日到1961年7月31日. 本文运用EOF 分析积雪年际异常的时空变化特征. 在分析年际变化时, 为代表性起见, 选取了个别观测长度小于44a 的站点.
2 中国地区40余年来积雪变化的平均特征
我国地域辽阔, 不仅不同地区的积雪存在显著差异, 积雪对温度的响应也不尽相同, 其时空变化也有着差异.
2. 1 中国地区积雪分布的空间特征
图2(a ) ～(b ) 分别是我国1961—2004年累积积雪深度和积雪日数年平均分布图. 从图2(a ) 可以看出, 全国积雪深度有3个主要的高值区:1) 东北地区, 主要位于大、小兴安岭山区, 最大年累积积雪深度可达20m ; 2) 新疆北部, 位于天山以北地区, 年累积积雪深度介于5～28m 之间, 最大值位于阿尔泰山南侧, 准噶尔盆地是积雪相对较少的区域; 3) 位于喜马拉雅山脉北麓以聂拉木、帕里、那错站为代表的高原南部高值区, 年累积积雪深度的变化范围在5～10m 之间. 积雪日数分布图与累积雪深尽管存在一些差异, 但基本分布大致相同. 累积积雪日数的3个主要高值区分别位于:1) 东北地区, 年累积积雪日数高达150d 以上; 2) 天山以北的阿尔泰山南侧, 年累积积雪日数在50～150d 范围, 同积雪深度的分布基本一致; 3) 青藏高原地区, 存在两个中心:喜马拉雅山北麓和位于阿尼玛卿山和巴颜喀拉山的东部地区, 与喜马拉雅山脉北麓地区平均75d 的年累积积雪日数相比, 后者的年累积积雪日数高达125d . 秦岭以南、四川盆地、云贵高原、中南部及其南部地区年平均累积积雪深度50cm 以下, 积雪日数也较少, 年平均10d 以下. 纬度和海拔较低, 气候湿润温暖, 冬春降雪较少, 是导致该地区年累积积雪深度和积雪日数较小的主要原因.
比较年平均累积积雪深度和积雪日数的分布, 可以看出:1) 全国年累积积雪深度的最大值中心位于阿尔泰山南侧地区, 积雪日数的最大值位于东; 1 资料与方法
本文所用原始资料来自全国700余个气象观测站的地面积雪逐日观测资料. 由于气象观测站一般都分布在季节性积雪的地区, 因此, 本研究的内容是指积雪出现季节性融化和产生的地区, 不包含常年积雪地区. 由于观测站的建站或开始观测积雪的时间不同, 所以资料的起始时间不同, 为便于
EOF
图1 研究区站点分布
F ig . 1 Distribution of the mentioned statio ns
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图2 1961-2004年年平均积雪深度和积雪日数分布
a . 积雪深度(cm ) ; b . 积雪日数(d )
Fig . 2 Distribu tions of the m ean annu al sn ow dep th and snow cover days from 1961to 2004.
(a ) s now depth , u nit :cm , (b ) sn ow cover days , u nit :day
表1 10个特征向量占总方差的百分比
Table 1 T he first -ten eigenvalues and their co ntributio ns fo r the total variance
特征向量方差贡献率/%方差累计贡献率/%
112. 5712. 57
28. 6421. 21
36. 7427. 95
45. 3133. 26
54. 8038. 06
64. 3842. 44
74. 1646. 60
83. 3949. 99
93. 0353. 02
102. 8955. 91
尼玛卿山和巴颜喀拉山地区是积雪日数在青藏高原上的一个高值中心. 该地区年积雪深度只有1～5m , 积雪日数却在75～125d , 即这一地区冬春降
雪量相对较少, 但由于气温较低, 积雪日数较长. 而相邻的高原南侧虽然降雪量多, 但该地区的气温比较高, 年平均积雪日数不长.
需要指出的是, 由于青藏高原中北部等区域无观测台站, 在本文的讨论中可能会由于插值造成结果的虚假, 故本文对这些地区不做讨论.
为分析中国地区积雪年际变化的时空异常特征, 对积雪深度进行了EOF 分解. 表1列出了前十个特征向量的方差贡献率和累计方差贡献率. 由
表可知, 前10个特征向量占总方差的55. 91%.收敛较慢, 反映出了积雪空间分布的高度差异性. 对特征向量的收敛性进行分析, 并用公式(1) 对特征向量进行显著性检验[21]. 结果表明前5个特征值有意义. 由于我们只关心与研究范围尺度相当的时空特征, 因此, 我们只分析第一、二特征向量场.
λi -λi +1i
n
1/2
(1)
对比图2给出
图3(a ) 是第一特征向量场图,
的积雪平均分布, 东北
、新疆北部、高原南侧和东南部是中国地区积雪年际变化的主要异常敏感区.
图3 中国地区积雪深度的年际变化
Fig . 3 Inte rannual chang es of sno w depth o ver China
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上述3个地区和全国其他地区的积雪分布呈现出有意思的反相变化特征. 显然, 这种分布型不能用气温, 也不能用降水单一的年际变化进行解释. 在青藏高原地区, 广袤的藏北高原、藏南各地以及柴达木盆地的积雪和高原以南的边缘地区的积雪呈现相反的年际异常变化, 从而形成了青藏高原四周山地, 尤其是西南侧, 东侧多雪与广大腹地少雪的空间分布特征, 这与用美国宇航局(NASA ) SMM R 微波资料的研究结果相符合[17]. 第一特征向量场反映的空间分布与年平均积雪深度均方差图(图4a ) 相一致, 既反映了我国积雪年际变化异常最主要的异常变化的敏感区域, 也揭示了积雪年际变化的空间变化特征. 图3(b ) 是中国地区冬春积雪年际变化的第二特征向量场, 图中可清楚地看出, 以淮河-秦岭为分界, 中国地区冬春积雪年际变化表现出南北反相的变化. 分界区也与中国地区1月0℃线基本吻合. 东北、新疆北部、华南北部-华中为主的长江中下游地区是年际异常最为敏感的地区, 其中后者(华南北部-华中为主的长江中下游地区) 是2008年冰雪冻害的地区. 这一空间分布型既反映了冬春积雪年际变化的次要异常特征是与冬季(1月) 温度分布相一致, 也反映了南北反相变化的基本特征. 为进一步分析中国地区冬春积雪深度和日数的年际变化, 图4(a ) 和4(b ) 分别给出了1961-2004年中国地区积雪深度和积雪日数的方差图. 从图中可以看出, 北疆地区(阿尔泰山南侧) 、青藏高原南部(以聂拉木﹑帕里, 错那站为代表) 和东北地区的积雪年际变化最大; 青藏高原中东部和内蒙古高原东部地区积雪日数的年际变化最大. 我国东北地区的年平均累积积雪日数最多, 但该地区积雪日数的
年际变化比青藏高原中东部要小, 反映出东北地区的积雪相对稳定少变, 这与东北地区纬度较高, 气温低有关. 积雪深度的变差大值区仍然和积雪年际
变化的敏感区基本一致, 但也有存在部分差异. 综合积雪深度和积雪日数标准差变化, 积雪深度和积雪日数的年际变化基本是一致的, 但是东北和北疆积雪深度和日数的年际变化最大的中心地区并不完全吻合, 积雪深度的变化很大程度上反映了该地区降雪量年际变率大, 即极端降雪事件较多; 而积雪日数的最大值主要反映出了气温的年际变化. 在青藏高原地区, 巴颜喀拉山和阿尼玛卿山的东部地区和高原南部地区是积雪深度和积雪日数年际变化较大的地区, 这与韦志刚等根据1978-1987年SMM R 资料, 计算的青藏高原积雪深度距平得到的从唐古拉山东段以北到巴颜喀拉山和阿尼玛卿山地区是高原雪深波动最大的地区, 与NO -AA 卫星反演的积雪面积资料研究结果基本一致[8].
2. 2 40余年来中国地区积雪时间异常变化特征 为分析中国地区积雪深度和积雪日数趋势变化的空间分布特征, 分别计算了各台站40a 来的平均倾向率(图5a , b ) . 就统计的时间尺度而言, 天山以北地区, 东北北部至内蒙古东北部, 青藏高原南部的部分地区积雪深度呈增加趋势; 东北地区的西北部至内蒙古高原东部是积雪日数增加区. 积雪日数增加区比积雪深度增加区范围小. 青藏高原中东部也存在一个积雪日数增加区. 我国中部地区积雪呈减少趋势, 但区域性强, 表现为分布区相对分散. 对比积雪深度和积雪日数的变化趋势可以看出, 二者在同一区间上的变化趋势基本一致. 联系到积雪深度和积雪日数的年际异常特征(图3) ,
在
[5]
图4 1961—2004年积雪深度和日数的标准差
a . 积雪深度(cm ) ; b . 积雪日数(d )
Fig . 4 Dist ributions of the sno w depth (a ) and snow cover day s (b ) standar d devia tions from 1961to 2004
(a ) snow depth , unit :cm ; (b ) snow co ver day s , unit :day
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图5 1961-2004年积雪深度和积雪日数变化趋势
a . 积雪深度变化趋势(cm ·a -1) ; b . 积雪日数变化趋势(d ·a -1)
Fig . 5 Distributio ns of the snow depth and sno w cov er days cha nging tendencies .
(a ) snow depth , unit :cm ·a -1, (b ) snow co ver day s , unit :day ·a -1
积雪深度和积雪日数的年际变化异常特征较大的地
区, 也是积雪深度增加、积雪日数增加的区域. 也就是说, 在东北地区、青藏高原东南、新疆北部地区积雪总的变化趋势是积雪日数增加、积雪深度也增加, 即降雪过程在上述3个主要地区基本上处于相对平稳的增加阶段.
2. 2. 1 40余年来中国地区积雪的年代际变化 为了进一步分析积雪的时间变化特征, 我们对积雪的年代际变化特征进行分析. 首先对研究区的台站逐一计算年代际变化趋势, 比较图6可以看出, 20世纪60年代和80年代我国积雪深度变化趋势为正的区域面积比变化趋势为负的面积大, 70年代变化为正的区域比变化为负的区域面积小, 90年代正、负变化的区域面积基本相当. 即60年代我国积雪深度呈增加的趋势; 70年代的积雪深度有所下降; 到80年代积雪深度又呈增加的趋势; 90年代积雪深度较80年代又有所减少. 其中, 70年代到80年代的增长比60年代到70年代, 80年代到90年代减小剧烈.
在积雪日数的年代际变化趋势图上可以看出(图6e ～h ) , 60年代积雪日数呈增加的趋势, 70年代有所下降; 到80年代又呈增加的趋势, 90年代又有所减少. 但积雪日数是60年代到70年代和80年代到90年代的减少趋势比70年代到80年代的增加趋势剧烈得多, 尤其在90年代我国积雪日数变化趋势为负的区域面积大大增加, 这也表明由于气候变暖, 气温升高, 积雪融化加快, 故积雪日数有所减少. 比较积雪深度和积雪日数的倾向率分布, 可以看出我国大部分地区积雪深度和积雪日数的年际变化趋势基本相同. 但在青藏高原地区东南
部地区20世纪70年代积雪深度呈现增加而积雪日
数呈现减少趋势, 反映出该地区的加速变暖过程; 在20世纪90年代该地区积雪深度和积雪日数均呈现出减小趋势, 反映出该地区的加速变暖趋势; 而在长江中游的华中地区进入1991的20世纪后期, 出现积雪深度增加而积雪日数减小的趋势, 反映出降雪量增加而气温较高的变化趋势.
2. 2. 2 40余年来中国地区积雪的年际变化趋势 就全国而言, 我国积雪期主要出现在冬春季节, 积雪最大区可达半年左右, 秦岭以北除积雪高值区外其他地区可达1～2个月, 而秦岭以南的地区积雪期都在1个月以内, 其中大部分地区在10d 以内. 从积雪的平均情况来看, 多雪区积雪时间一般在10-翌年4月, 少雪区积雪时间在12-翌年2月, 且大部分地区1月的积雪量达到最大. 积雪大小依赖于降雪的多少和同期的气温, 从全国700多个台站的积雪分布和变化来看, 降雪可出现在前一年的10-12月和下一年的1-4月, 少部分地区5月也有降雪出现. 其中, 12月、1月、2月降雪次数最大, 这3个月也是我国气温最冷的时期. 因此, 积雪深度和积雪日数也就在一定程度上反映了降雪过程和气温上升的综合变化.
青藏高原积雪期开始的最早, 于9月中旬, 可一直延续到6月份; 新疆地区的积雪期于11月中旬形成, 晚两个月的时间; 东北-内蒙古的积雪出现日期, 北部早, 于10月中旬, 4月下旬结束, 南端的积雪开始于11月中旬, 结束在3月底. 由此可见, 青藏高原积雪期开始的最早, 持续时间也最长
[5-6, 8]
.
为研究积雪的年际变化特征, 在积雪年际异常
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图6 积雪深度(cm ·a -1) (a ～d ) 和积雪日数(d ·a -1) (e ～h ) 年代际变化趋势分布
Fig . 6 Distributions of the decadal chang es of the sno w depth (a ～d ) and sno w cov er days (e ～h ) 表2 代表台站积雪深度和积雪日数倾向率(积雪深度(cm ·a ) , 积雪日数(d ·a ) )
-1
-1
的敏感区(新疆北部、青藏高原中东部、东北-内蒙古地区) 各选取2个台站, 对其积雪深度和积雪
日数的年际变化进行分析比较(图7) , 表2和表3是所选台站积雪深度和积雪日数的变化倾向率. 漠河, 图里河作为我国东北-内蒙古地区的代表站, 这两站积雪年际变化的趋势大体一致. 总体上, 两地的积雪深度都是呈缓慢增加的趋势(倾向率为正) , 而积雪日数则是表现为缓慢减少的趋势(倾向值为负) . 平均而言, 漠河地区的积雪深度比图里河地区的大, 但2000年以后两站积雪深度的差距有减小的趋势. 选取阿勒泰, 塔城为新疆北部积雪的代表站, 阿勒泰地区的积雪深度和积雪日数有逐年增长的趋势, 且积雪日数比积雪深度增长得平缓; 塔城地区的积雪深度随年份有所增加, 但积. , T able 2 T he changing tendencie s o f snow depth and sno w cov er days of some representative statio ns
漠河
积雪深度倾向率
8. 87
图里河17. 13
阿勒泰32. 840. 11
塔城聂拉木错那5. 50
13. 331. 86
0. 64
积雪日数倾向率-0. 18-0. 20-0. 070. 26
表3 各台站积雪深度和积雪日数倾向率(积雪深度(cm ·a -1) , 积雪日数(d ·a -1) ) T able 3 T he changing tendencies of snow depth a nd snow cove r day s of some o ther representa tive statio ns
错那那仁宝力格漠河
积雪深度倾向率1. 8612. 888. 87
塔城玛多吐尔尕特5. 50-1. 43-0. 63
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图7 各台站积雪深度(cm ·a -1) 和积雪日数年际变化(d ·a -1) Fig . 7 T he interannual change s o f snow de pth (unit :cm ·a -1) and snow
co ver day s (unit :day ·a -1) o f the me ntioned statio ns .
表站的积雪深度比积雪日数增加得快, 说明该地区降雪量增大.
在青藏高原的积雪研究中, 大多选取聂拉木、
错那两个站代表青藏高原南侧的高值区. 聂拉木和错那台站的地面观测资料时段为1967—2004年. 可以看出, 1992年以前缓慢增加, 1992年以后积雪量呈现减少趋势, 到2002年又现增长趋势, 聂拉木尤为明显. 在1989年和1996年出现异常大值的多雪年. 就分析的时间尺度而言, 两地区的积雪深度和积雪日数都有缓慢增加的趋势, 但积雪日数的增长率比积雪深度的增长率大.
综合上述分析, 我们可以将全国的积雪变化大致分为以下3种类型(图8) : 类型I :积雪深度和积雪日数都呈缓慢增长或减少趋势. 增长区在我国新疆天山以北, 青藏高原
中东部地区和内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区. 减少区大体在内蒙古西部, 黄土高原和长江中下游地区.
类型II :年积雪深度缓慢增长, 积雪日数却有所下降. 主要在东北平原东部的部分地区, 长江上游的部分地区. 类型III :年积雪深度有所下降, 积雪日数缓慢增长. 主要在青藏高原中部的部分地区.
3 结论与讨论
利用全国600余个观测站1960-2004年逐日积雪观测资料, 对全国累积积雪深度和积雪日数的基本特征进行了分析, 并运用EOF 分析方法对其年际异常时空特征进行了综合研究. 得到以下几点主要结论.
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图8 台站积雪深度(cm ·a -1) 和积雪日数年际变化(d ·a -1) Fig . 8 The inter annual chang es o f sno w depth (unit :cm ·a -1) and
snow cove r day s (unit :day ·a -1) of the mentioned stations .
中国地区40余年来季节性平均积雪深度和积雪日数的年际变化区分布基本一致. 主要存在3个高值区, 分别在新疆北部, 东北-内蒙古地区和青藏高原西南-南部地区. 新疆北部的阿尔泰山南侧地区是季节性积雪年累积雪深中国境内的最大区, 但积雪日数的大值区则位于我国东北的大、小兴安岭北部山区; 青藏高原东部阿尼玛卿山和巴颜喀拉山地区是积雪日数在青藏高原上的高值中心, 且高原东部比高原南部的积雪日数更长.
新疆北部地区、青藏高原的东南部和巴颜喀拉山东段, 东北以及内蒙古中东部地区的积雪年际变化较大, 是积雪年际变化的主要敏感区. 这些测站也许更接近高山雪线, 既受温度变化也受到积雪效问题; 也可能与年尺度上的温差变化相联系, 尚需进一步的工作.
综合考虑积雪深度和积雪日数的倾向率变化, 中国地区的积雪变化可分为3种主要类型:1) 积雪深度和积雪日数同增减型, 增长区在新疆天山以北, 青藏高原中东部地区和内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区. 减少区在内蒙古西部, 黄土高原和长江中下游地区; 2) 积雪深度增加而积雪日数减少型, 主要在东北平原东部的部分地区, 长江上游的部分地区; 3) 积雪深度减小而积雪日数增加型, 主要是青藏高原中部的部分地区.
就研究的时间尺度而言, 中国地区积雪深度和积雪日数的年际变化趋势空间场上基本一致, 从河
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中、华南地区均为减少趋势, 大兴安岭以西地区、新疆北部地区为增加趋势. 就10a 尺度而言, 除20世纪70年代积雪增加趋势的区域大于为负的区域外, 60年代、80、90年代积雪深度变化趋势呈现正的面积要大. 参考文献(References ) :
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冰 川 冻 土310
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Snow Cover of China during the Last 40Years :Spatial
Distribution and Interannual Variation
WANG Cheng -hai
1, 2
, WANG Zhi -lan , CUI Yang
11
(1. S chool o f Atmosp here S ciences , Lanz hou Un iver sity , Lanzhou Gsnsu 730000, China ; 2. S tate Key Laborator y o f
Cr yos pher ic Sciences , Cold and Arid Reg ions E nvironmental and Eng ineering Res earch Institute ,
Ch inese Acad emy o f S ciences , Lanz hou Gansu 730000, Ch ina )
A bstract :Using the observation snow cove r data
fro m more then 700w eather statio ns , the interan -nual temporal and spatial characteristics o f seasonal snow cover over China w ere analy zed . Nor thern Xinjiang Regio n , Nor theast China -Inner M ongo lia Region , and the region of so uthweste rn and south -ern Tibetan Plateau are the high -value areas o f sea -sonal snow cov er , as w ell as the sensitive areas o f interannual anomaly variation of snow cover , over China . Comparing the chang ing tendencies of snow depth and snow y day s , three changing patterns can decadal variation
be seen . The first patte rn is both snow depth and snow y day s chang ing in the same phase . T he sec -ond pattern is the snow depth increasing w ith snow y day s decreasing . The third pattern is the snow depth decreasing w ith snow y day s increas -ing . During the last 40years , snow cover presents a slow increasing tendency o ver China as a w hole . The decadal changing tendency of snow depth and snow y day s w as slight po sitive in the 1960s , then neg ative in the 1970s , ag ain po sitive in the 1980s , and slight positive in the 1990s .
Key words :snow cover ; cum ulative snow depth and snow cover day s ; temporal and spatial distribution ;
第31卷 第2期2009年4月
冰 川 冻 土
JO U RN A L OF G L ACIO L OG Y A N D GEOC RYO LO G Y
V ol . 31 N o . 2Apr . 2009
文章编号:1000-0240(2009) 02-0301-10
40余年来中国地区季节性积雪的空间分布
及年际变化特征
王澄海
1, 2
, 王芝兰, 崔
1
洋
1
(1. 兰州大学大气科学学院, 甘肃兰州 730000; 2. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
冰冻圈科学国家重点实验室, 甘肃兰州 730000)
摘 要:利用全国700余个气象站的地面积雪观测资料, 分析了中国地区季节性积雪年际的时空变化特征. 结果表明:新疆北部, 东北-内蒙古地区和青藏高原西南和南部地区为我国季节性积雪的3个高值区, 也是积雪年际变化变化大的地区, 也即为中国积雪年际异常变化的敏感区. 综合积雪深度和积雪日数的变化趋势, 可大致分为3种变化类型:1) 增加和减小同步, 主要在新疆天山以北、青藏高原东部地区、内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区, 减少区大体在内蒙古西部、黄土高原和长江中下游地区; 2) 积雪深度增加但积雪日数减少, 主要在东北平原东部的部分地区, 长江上游的部分地区; 3) 积雪深度减小而积雪日数增加, 主要位于青藏高原中部的部分地区. 中国地区积雪总体上呈现出平缓的增长趋势, 积雪深度和积雪日数的年代际变化趋势在20世纪60年代呈现为稍有增加; 70年代有所下降; 80年代又增加; 90年代又有略有增加的趋势. 关键词:积雪; 累积深度和日数; 时空分布; 年代际变化中图分类号:P467:P 468. 0+25
文献标识码:A
0 引言
积雪是气候系统中的一个重要组成部分, 在年时间尺度上, 积雪对气温的变化是极其敏感的. 研究表明
[1]
区和东亚地区乃至整个北半球气候的影响成为人们研究的热点
[3-9]
. 20世纪70年代末, 陈烈庭等
[3]
首先分析了青藏高原冬春积雪对大气环流和我国南方降水的影响, 认为高原积雪与华南中部降水呈正相关. 许多研究也分析了青藏高原积雪分布和年际变化以及高原积雪异常对我国降水和气候的影响,
结果表明:高原积雪与西北春季降水存在弱的负相关关系, 与我国华南6月降水呈负相关
[12-15]
, 20世纪是有史以来气温最高的一段时
间. 高原积雪和季节性冻土是高原地表的重要特征量, 对气候的变化十分敏感, 对积雪的研究也可以反映出气候变化[2-7]. 韦志刚等[8-9]、董文杰等
[10]
.
研究认为, 青藏高原积雪的年变程不完全一
韦志刚等[4-6, 8]对积雪的分布特征作了比较系统的工作, 在对积雪的NOAA 卫星资料, SM M R 微波遥测资料以及地面观测资料进行对比后, 指出高原积雪及其变化的空间分布极不平衡, 高值区与低值区量级的差异十分明显, 高原西部、南部的积雪变化与中部、北部、东部的积雪变化趋势存在反位相关系. 对青藏高原SM M R 积雪深度资料和地面台站资料的EOF 分析结果也表明[16-17], 高原积
致, 高原积雪主要发生在上年10月到当年5月, 9月和6月的积雪相对来说很少, 7月和8月则基本无雪. 高原冬春积雪在20世纪后40a 呈平稳增长趋势
[11]
.
自1884年Blanford [2]根据少量的观测资料提出印度夏季风降水与喜马拉雅冬春积雪之间存在反相关关系的假设后, 青藏高原积雪对其周围邻近地
收稿日期:2008-08-05; 修订日期:2008-12-10
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划) 项目(2007CB411506) ; 国家自然科学基金项目(40875050; 40575037) 资助 作者简介:王澄海(1961—), 男, 甘肃天水人, 教授, 2002年在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所获博士学位, 主要从事陆面过程
和气候变化研究. E -mail :wch @lzu . edu . cn
冰 川 冻 土302
31卷
雪空间分布极不均匀, 四周多雪, 高原腹地少雪, 高原东部是年际变化最显著的地区. 随着研究的深入, 人们对冬春积雪变化的研究区域也扩大. 李培基等[18]系统地比较过青藏高原和我国西部积雪的变化特征, 并认为二者的变化趋势十分一致, 青藏高原积雪的变化基本代表了中国西部积雪的变化特征. 也有些研究[19]利用NOAA 资料对北半球近10a 积雪的时空变化特征进行了分析, 表明北半球年际变化的关键区位于青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山及北美中西部, 其中青藏高原是异常变化最为强烈的区域. 1993-2002年SSM /I 被动微波积雪反演资料对我国积雪水资源的研究表明[20], 近10a 来我国积雪储量比较稳定, 但是存在年际间的波动; 东北、北疆和青藏高原地区为稳定积雪区.
我国地域辽阔, 积雪发生的地区在地理空间上分布广泛, 有些地区常年有积雪存在. 观测资料表明, 冬春季节, 中国大部分地区均有降雪发生. 本文利用1960—2004年地面积雪观测资料, 对全国范围内积雪的时空分布特征进行分析, 试图得出过去40余年中国地区积雪变化的基本特征, 加深对全球气候变暖背景下我国积雪时空变化认识.
分析, 剔出一些观测时间短、缺测值较多的站点, 取1960年8月至2004年7月期间的同一时段进行分析. 这样, 则有667个台站用于EOF (如图1) 分
析.
定义从上年的8月1日到当年的7月31日为一个积雪年, 即本文当中的1961年的积雪是指1960年8月1日到1961年7月31日. 本文运用EOF 分析积雪年际异常的时空变化特征. 在分析年际变化时, 为代表性起见, 选取了个别观测长度小于44a 的站点.
2 中国地区40余年来积雪变化的平均特征
我国地域辽阔, 不仅不同地区的积雪存在显著差异, 积雪对温度的响应也不尽相同, 其时空变化也有着差异.
2. 1 中国地区积雪分布的空间特征
图2(a ) ～(b ) 分别是我国1961—2004年累积积雪深度和积雪日数年平均分布图. 从图2(a ) 可以看出, 全国积雪深度有3个主要的高值区:1) 东北地区, 主要位于大、小兴安岭山区, 最大年累积积雪深度可达20m ; 2) 新疆北部, 位于天山以北地区, 年累积积雪深度介于5～28m 之间, 最大值位于阿尔泰山南侧, 准噶尔盆地是积雪相对较少的区域; 3) 位于喜马拉雅山脉北麓以聂拉木、帕里、那错站为代表的高原南部高值区, 年累积积雪深度的变化范围在5～10m 之间. 积雪日数分布图与累积雪深尽管存在一些差异, 但基本分布大致相同. 累积积雪日数的3个主要高值区分别位于:1) 东北地区, 年累积积雪日数高达150d 以上; 2) 天山以北的阿尔泰山南侧, 年累积积雪日数在50～150d 范围, 同积雪深度的分布基本一致; 3) 青藏高原地区, 存在两个中心:喜马拉雅山北麓和位于阿尼玛卿山和巴颜喀拉山的东部地区, 与喜马拉雅山脉北麓地区平均75d 的年累积积雪日数相比, 后者的年累积积雪日数高达125d . 秦岭以南、四川盆地、云贵高原、中南部及其南部地区年平均累积积雪深度50cm 以下, 积雪日数也较少, 年平均10d 以下. 纬度和海拔较低, 气候湿润温暖, 冬春降雪较少, 是导致该地区年累积积雪深度和积雪日数较小的主要原因.
比较年平均累积积雪深度和积雪日数的分布, 可以看出:1) 全国年累积积雪深度的最大值中心位于阿尔泰山南侧地区, 积雪日数的最大值位于东; 1 资料与方法
本文所用原始资料来自全国700余个气象观测站的地面积雪逐日观测资料. 由于气象观测站一般都分布在季节性积雪的地区, 因此, 本研究的内容是指积雪出现季节性融化和产生的地区, 不包含常年积雪地区. 由于观测站的建站或开始观测积雪的时间不同, 所以资料的起始时间不同, 为便于
EOF
图1 研究区站点分布
F ig . 1 Distribution of the mentioned statio ns
2期王澄海等:40余年来中国地区季节性积雪的空间分布及年际变化特征
303
图2 1961-2004年年平均积雪深度和积雪日数分布
a . 积雪深度(cm ) ; b . 积雪日数(d )
Fig . 2 Distribu tions of the m ean annu al sn ow dep th and snow cover days from 1961to 2004.
(a ) s now depth , u nit :cm , (b ) sn ow cover days , u nit :day
表1 10个特征向量占总方差的百分比
Table 1 T he first -ten eigenvalues and their co ntributio ns fo r the total variance
特征向量方差贡献率/%方差累计贡献率/%
112. 5712. 57
28. 6421. 21
36. 7427. 95
45. 3133. 26
54. 8038. 06
64. 3842. 44
74. 1646. 60
83. 3949. 99
93. 0353. 02
102. 8955. 91
尼玛卿山和巴颜喀拉山地区是积雪日数在青藏高原上的一个高值中心. 该地区年积雪深度只有1～5m , 积雪日数却在75～125d , 即这一地区冬春降
雪量相对较少, 但由于气温较低, 积雪日数较长. 而相邻的高原南侧虽然降雪量多, 但该地区的气温比较高, 年平均积雪日数不长.
需要指出的是, 由于青藏高原中北部等区域无观测台站, 在本文的讨论中可能会由于插值造成结果的虚假, 故本文对这些地区不做讨论.
为分析中国地区积雪年际变化的时空异常特征, 对积雪深度进行了EOF 分解. 表1列出了前十个特征向量的方差贡献率和累计方差贡献率. 由
表可知, 前10个特征向量占总方差的55. 91%.收敛较慢, 反映出了积雪空间分布的高度差异性. 对特征向量的收敛性进行分析, 并用公式(1) 对特征向量进行显著性检验[21]. 结果表明前5个特征值有意义. 由于我们只关心与研究范围尺度相当的时空特征, 因此, 我们只分析第一、二特征向量场.
λi -λi +1i
n
1/2
(1)
对比图2给出
图3(a ) 是第一特征向量场图,
的积雪平均分布, 东北
、新疆北部、高原南侧和东南部是中国地区积雪年际变化的主要异常敏感区.
图3 中国地区积雪深度的年际变化
Fig . 3 Inte rannual chang es of sno w depth o ver China
冰 川 冻 土304
31卷
上述3个地区和全国其他地区的积雪分布呈现出有意思的反相变化特征. 显然, 这种分布型不能用气温, 也不能用降水单一的年际变化进行解释. 在青藏高原地区, 广袤的藏北高原、藏南各地以及柴达木盆地的积雪和高原以南的边缘地区的积雪呈现相反的年际异常变化, 从而形成了青藏高原四周山地, 尤其是西南侧, 东侧多雪与广大腹地少雪的空间分布特征, 这与用美国宇航局(NASA ) SMM R 微波资料的研究结果相符合[17]. 第一特征向量场反映的空间分布与年平均积雪深度均方差图(图4a ) 相一致, 既反映了我国积雪年际变化异常最主要的异常变化的敏感区域, 也揭示了积雪年际变化的空间变化特征. 图3(b ) 是中国地区冬春积雪年际变化的第二特征向量场, 图中可清楚地看出, 以淮河-秦岭为分界, 中国地区冬春积雪年际变化表现出南北反相的变化. 分界区也与中国地区1月0℃线基本吻合. 东北、新疆北部、华南北部-华中为主的长江中下游地区是年际异常最为敏感的地区, 其中后者(华南北部-华中为主的长江中下游地区) 是2008年冰雪冻害的地区. 这一空间分布型既反映了冬春积雪年际变化的次要异常特征是与冬季(1月) 温度分布相一致, 也反映了南北反相变化的基本特征. 为进一步分析中国地区冬春积雪深度和日数的年际变化, 图4(a ) 和4(b ) 分别给出了1961-2004年中国地区积雪深度和积雪日数的方差图. 从图中可以看出, 北疆地区(阿尔泰山南侧) 、青藏高原南部(以聂拉木﹑帕里, 错那站为代表) 和东北地区的积雪年际变化最大; 青藏高原中东部和内蒙古高原东部地区积雪日数的年际变化最大. 我国东北地区的年平均累积积雪日数最多, 但该地区积雪日数的
年际变化比青藏高原中东部要小, 反映出东北地区的积雪相对稳定少变, 这与东北地区纬度较高, 气温低有关. 积雪深度的变差大值区仍然和积雪年际
变化的敏感区基本一致, 但也有存在部分差异. 综合积雪深度和积雪日数标准差变化, 积雪深度和积雪日数的年际变化基本是一致的, 但是东北和北疆积雪深度和日数的年际变化最大的中心地区并不完全吻合, 积雪深度的变化很大程度上反映了该地区降雪量年际变率大, 即极端降雪事件较多; 而积雪日数的最大值主要反映出了气温的年际变化. 在青藏高原地区, 巴颜喀拉山和阿尼玛卿山的东部地区和高原南部地区是积雪深度和积雪日数年际变化较大的地区, 这与韦志刚等根据1978-1987年SMM R 资料, 计算的青藏高原积雪深度距平得到的从唐古拉山东段以北到巴颜喀拉山和阿尼玛卿山地区是高原雪深波动最大的地区, 与NO -AA 卫星反演的积雪面积资料研究结果基本一致[8].
2. 2 40余年来中国地区积雪时间异常变化特征 为分析中国地区积雪深度和积雪日数趋势变化的空间分布特征, 分别计算了各台站40a 来的平均倾向率(图5a , b ) . 就统计的时间尺度而言, 天山以北地区, 东北北部至内蒙古东北部, 青藏高原南部的部分地区积雪深度呈增加趋势; 东北地区的西北部至内蒙古高原东部是积雪日数增加区. 积雪日数增加区比积雪深度增加区范围小. 青藏高原中东部也存在一个积雪日数增加区. 我国中部地区积雪呈减少趋势, 但区域性强, 表现为分布区相对分散. 对比积雪深度和积雪日数的变化趋势可以看出, 二者在同一区间上的变化趋势基本一致. 联系到积雪深度和积雪日数的年际异常特征(图3) ,
在
[5]
图4 1961—2004年积雪深度和日数的标准差
a . 积雪深度(cm ) ; b . 积雪日数(d )
Fig . 4 Dist ributions of the sno w depth (a ) and snow cover day s (b ) standar d devia tions from 1961to 2004
(a ) snow depth , unit :cm ; (b ) snow co ver day s , unit :day
2期王澄海等:40余年来中国地区季节性积雪的空间分布及年际变化特征
305
图5 1961-2004年积雪深度和积雪日数变化趋势
a . 积雪深度变化趋势(cm ·a -1) ; b . 积雪日数变化趋势(d ·a -1)
Fig . 5 Distributio ns of the snow depth and sno w cov er days cha nging tendencies .
(a ) snow depth , unit :cm ·a -1, (b ) snow co ver day s , unit :day ·a -1
积雪深度和积雪日数的年际变化异常特征较大的地
区, 也是积雪深度增加、积雪日数增加的区域. 也就是说, 在东北地区、青藏高原东南、新疆北部地区积雪总的变化趋势是积雪日数增加、积雪深度也增加, 即降雪过程在上述3个主要地区基本上处于相对平稳的增加阶段.
2. 2. 1 40余年来中国地区积雪的年代际变化 为了进一步分析积雪的时间变化特征, 我们对积雪的年代际变化特征进行分析. 首先对研究区的台站逐一计算年代际变化趋势, 比较图6可以看出, 20世纪60年代和80年代我国积雪深度变化趋势为正的区域面积比变化趋势为负的面积大, 70年代变化为正的区域比变化为负的区域面积小, 90年代正、负变化的区域面积基本相当. 即60年代我国积雪深度呈增加的趋势; 70年代的积雪深度有所下降; 到80年代积雪深度又呈增加的趋势; 90年代积雪深度较80年代又有所减少. 其中, 70年代到80年代的增长比60年代到70年代, 80年代到90年代减小剧烈.
在积雪日数的年代际变化趋势图上可以看出(图6e ～h ) , 60年代积雪日数呈增加的趋势, 70年代有所下降; 到80年代又呈增加的趋势, 90年代又有所减少. 但积雪日数是60年代到70年代和80年代到90年代的减少趋势比70年代到80年代的增加趋势剧烈得多, 尤其在90年代我国积雪日数变化趋势为负的区域面积大大增加, 这也表明由于气候变暖, 气温升高, 积雪融化加快, 故积雪日数有所减少. 比较积雪深度和积雪日数的倾向率分布, 可以看出我国大部分地区积雪深度和积雪日数的年际变化趋势基本相同. 但在青藏高原地区东南
部地区20世纪70年代积雪深度呈现增加而积雪日
数呈现减少趋势, 反映出该地区的加速变暖过程; 在20世纪90年代该地区积雪深度和积雪日数均呈现出减小趋势, 反映出该地区的加速变暖趋势; 而在长江中游的华中地区进入1991的20世纪后期, 出现积雪深度增加而积雪日数减小的趋势, 反映出降雪量增加而气温较高的变化趋势.
2. 2. 2 40余年来中国地区积雪的年际变化趋势 就全国而言, 我国积雪期主要出现在冬春季节, 积雪最大区可达半年左右, 秦岭以北除积雪高值区外其他地区可达1～2个月, 而秦岭以南的地区积雪期都在1个月以内, 其中大部分地区在10d 以内. 从积雪的平均情况来看, 多雪区积雪时间一般在10-翌年4月, 少雪区积雪时间在12-翌年2月, 且大部分地区1月的积雪量达到最大. 积雪大小依赖于降雪的多少和同期的气温, 从全国700多个台站的积雪分布和变化来看, 降雪可出现在前一年的10-12月和下一年的1-4月, 少部分地区5月也有降雪出现. 其中, 12月、1月、2月降雪次数最大, 这3个月也是我国气温最冷的时期. 因此, 积雪深度和积雪日数也就在一定程度上反映了降雪过程和气温上升的综合变化.
青藏高原积雪期开始的最早, 于9月中旬, 可一直延续到6月份; 新疆地区的积雪期于11月中旬形成, 晚两个月的时间; 东北-内蒙古的积雪出现日期, 北部早, 于10月中旬, 4月下旬结束, 南端的积雪开始于11月中旬, 结束在3月底. 由此可见, 青藏高原积雪期开始的最早, 持续时间也最长
[5-6, 8]
.
为研究积雪的年际变化特征, 在积雪年际异常
冰 川 冻 土306
31卷
图6 积雪深度(cm ·a -1) (a ～d ) 和积雪日数(d ·a -1) (e ～h ) 年代际变化趋势分布
Fig . 6 Distributions of the decadal chang es of the sno w depth (a ～d ) and sno w cov er days (e ～h ) 表2 代表台站积雪深度和积雪日数倾向率(积雪深度(cm ·a ) , 积雪日数(d ·a ) )
-1
-1
的敏感区(新疆北部、青藏高原中东部、东北-内蒙古地区) 各选取2个台站, 对其积雪深度和积雪
日数的年际变化进行分析比较(图7) , 表2和表3是所选台站积雪深度和积雪日数的变化倾向率. 漠河, 图里河作为我国东北-内蒙古地区的代表站, 这两站积雪年际变化的趋势大体一致. 总体上, 两地的积雪深度都是呈缓慢增加的趋势(倾向率为正) , 而积雪日数则是表现为缓慢减少的趋势(倾向值为负) . 平均而言, 漠河地区的积雪深度比图里河地区的大, 但2000年以后两站积雪深度的差距有减小的趋势. 选取阿勒泰, 塔城为新疆北部积雪的代表站, 阿勒泰地区的积雪深度和积雪日数有逐年增长的趋势, 且积雪日数比积雪深度增长得平缓; 塔城地区的积雪深度随年份有所增加, 但积. , T able 2 T he changing tendencie s o f snow depth and sno w cov er days of some representative statio ns
漠河
积雪深度倾向率
8. 87
图里河17. 13
阿勒泰32. 840. 11
塔城聂拉木错那5. 50
13. 331. 86
0. 64
积雪日数倾向率-0. 18-0. 20-0. 070. 26
表3 各台站积雪深度和积雪日数倾向率(积雪深度(cm ·a -1) , 积雪日数(d ·a -1) ) T able 3 T he changing tendencies of snow depth a nd snow cove r day s of some o ther representa tive statio ns
错那那仁宝力格漠河
积雪深度倾向率1. 8612. 888. 87
塔城玛多吐尔尕特5. 50-1. 43-0. 63
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图7 各台站积雪深度(cm ·a -1) 和积雪日数年际变化(d ·a -1) Fig . 7 T he interannual change s o f snow de pth (unit :cm ·a -1) and snow
co ver day s (unit :day ·a -1) o f the me ntioned statio ns .
表站的积雪深度比积雪日数增加得快, 说明该地区降雪量增大.
在青藏高原的积雪研究中, 大多选取聂拉木、
错那两个站代表青藏高原南侧的高值区. 聂拉木和错那台站的地面观测资料时段为1967—2004年. 可以看出, 1992年以前缓慢增加, 1992年以后积雪量呈现减少趋势, 到2002年又现增长趋势, 聂拉木尤为明显. 在1989年和1996年出现异常大值的多雪年. 就分析的时间尺度而言, 两地区的积雪深度和积雪日数都有缓慢增加的趋势, 但积雪日数的增长率比积雪深度的增长率大.
综合上述分析, 我们可以将全国的积雪变化大致分为以下3种类型(图8) : 类型I :积雪深度和积雪日数都呈缓慢增长或减少趋势. 增长区在我国新疆天山以北, 青藏高原
中东部地区和内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区. 减少区大体在内蒙古西部, 黄土高原和长江中下游地区.
类型II :年积雪深度缓慢增长, 积雪日数却有所下降. 主要在东北平原东部的部分地区, 长江上游的部分地区. 类型III :年积雪深度有所下降, 积雪日数缓慢增长. 主要在青藏高原中部的部分地区.
3 结论与讨论
利用全国600余个观测站1960-2004年逐日积雪观测资料, 对全国累积积雪深度和积雪日数的基本特征进行了分析, 并运用EOF 分析方法对其年际异常时空特征进行了综合研究. 得到以下几点主要结论.
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31卷
图8 台站积雪深度(cm ·a -1) 和积雪日数年际变化(d ·a -1) Fig . 8 The inter annual chang es o f sno w depth (unit :cm ·a -1) and
snow cove r day s (unit :day ·a -1) of the mentioned stations .
中国地区40余年来季节性平均积雪深度和积雪日数的年际变化区分布基本一致. 主要存在3个高值区, 分别在新疆北部, 东北-内蒙古地区和青藏高原西南-南部地区. 新疆北部的阿尔泰山南侧地区是季节性积雪年累积雪深中国境内的最大区, 但积雪日数的大值区则位于我国东北的大、小兴安岭北部山区; 青藏高原东部阿尼玛卿山和巴颜喀拉山地区是积雪日数在青藏高原上的高值中心, 且高原东部比高原南部的积雪日数更长.
新疆北部地区、青藏高原的东南部和巴颜喀拉山东段, 东北以及内蒙古中东部地区的积雪年际变化较大, 是积雪年际变化的主要敏感区. 这些测站也许更接近高山雪线, 既受温度变化也受到积雪效问题; 也可能与年尺度上的温差变化相联系, 尚需进一步的工作.
综合考虑积雪深度和积雪日数的倾向率变化, 中国地区的积雪变化可分为3种主要类型:1) 积雪深度和积雪日数同增减型, 增长区在新疆天山以北, 青藏高原中东部地区和内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区. 减少区在内蒙古西部, 黄土高原和长江中下游地区; 2) 积雪深度增加而积雪日数减少型, 主要在东北平原东部的部分地区, 长江上游的部分地区; 3) 积雪深度减小而积雪日数增加型, 主要是青藏高原中部的部分地区.
就研究的时间尺度而言, 中国地区积雪深度和积雪日数的年际变化趋势空间场上基本一致, 从河
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中、华南地区均为减少趋势, 大兴安岭以西地区、新疆北部地区为增加趋势. 就10a 尺度而言, 除20世纪70年代积雪增加趋势的区域大于为负的区域外, 60年代、80、90年代积雪深度变化趋势呈现正的面积要大. 参考文献(References ) :
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Snow Cover of China during the Last 40Years :Spatial
Distribution and Interannual Variation
WANG Cheng -hai
1, 2
, WANG Zhi -lan , CUI Yang
11
(1. S chool o f Atmosp here S ciences , Lanz hou Un iver sity , Lanzhou Gsnsu 730000, China ; 2. S tate Key Laborator y o f
Cr yos pher ic Sciences , Cold and Arid Reg ions E nvironmental and Eng ineering Res earch Institute ,
Ch inese Acad emy o f S ciences , Lanz hou Gansu 730000, Ch ina )
A bstract :Using the observation snow cove r data
fro m more then 700w eather statio ns , the interan -nual temporal and spatial characteristics o f seasonal snow cover over China w ere analy zed . Nor thern Xinjiang Regio n , Nor theast China -Inner M ongo lia Region , and the region of so uthweste rn and south -ern Tibetan Plateau are the high -value areas o f sea -sonal snow cov er , as w ell as the sensitive areas o f interannual anomaly variation of snow cover , over China . Comparing the chang ing tendencies of snow depth and snow y day s , three changing patterns can decadal variation
be seen . The first patte rn is both snow depth and snow y day s chang ing in the same phase . T he sec -ond pattern is the snow depth increasing w ith snow y day s decreasing . The third pattern is the snow depth decreasing w ith snow y day s increas -ing . During the last 40years , snow cover presents a slow increasing tendency o ver China as a w hole . The decadal changing tendency of snow depth and snow y day s w as slight po sitive in the 1960s , then neg ative in the 1970s , ag ain po sitive in the 1980s , and slight positive in the 1990s .
Key words :snow cover ; cum ulative snow depth and snow cover day s ; temporal and spatial distribution ;