西藏地区积雪深度模型分析与研究

西藏东部春季积雪成因分析*洛桑旺姆1其米玉珍2达琼2胡军1(1.西藏自治区气象局，西藏拉萨850000；2.西藏山南市气象局，西藏山南856000)摘要：通过使用气象观测积雪深度数据和NCEP 大气环流数据，对1979—2014藏东地区春季积雪深度变化和相应的异常大气环流进行分析。

结果发现：（1）从3月到5月，藏东积雪深度气候态分布表现为两个大值中心。

藏东北部积雪深度大值中心分布在唐古拉山脉附近，主要以嘉黎站为代表，积雪深度可达到1.5cm，藏东南部积雪深度大值中心分布在喜马拉雅山脉附近，主要以错那站为代表，积雪深度可达到3.0cm；（2）从3月到5月，积雪日数的气候态分布与积雪深度相似，在藏东北部唐古拉山脉和藏东南部喜马拉雅山脉地区形成积雪日数偏多中心；（3）3月到5月积雪深度变化均与青藏高原西风槽显著相关，西风槽的加深，促进槽前偏南风输送赤道地区丰富的水汽到藏东地区，促进藏东地区降雪的形成，降低藏东地表温度，从而增加藏东春季积雪深度和积雪日数。

关键词：西藏积雪深度春季雪灾大气环流积雪日数*基金项目：西藏自治区自然科学基金项目“西藏东部地区春季雪灾变化特征与成因”（XZ2018ZRG-148）引言西藏东部地区是西藏的粮食主产区，为藏东地区人民生活提供粮食储备。

农作物的产量与雪灾息息相关[1]，总结西藏东部地区春季积雪深度的气候变化特征和成因，对保障农业生产和畜牧杨养殖有着重要的意义。

高原强降雪的影响系统环流类型分析[2]表明，高原降雪环流类型包括:（1）孟加拉湾风暴(台风)型，主要出现在9、10和1月份；（2）阿拉伯海大低槽型，多出现在10和1月；（3）西风槽型，主要出现在11~12月和3~4月；（4）南北结合型，主要出现在10~11月和3~4月；（5）冷锋切变型，一般发生在11~2月份。

同时雪灾的发生与青藏高原南北两支西风急流带的大尺度环流相互配置密不可分，梁萧云等[3]从短期天气预报角度出发,以高原上和高原南、北侧500hPa 的天气系统为主要预报向导，把导致东部地区冬、春季降雪的环流形势归纳为四类:即北脊南槽型、乌山脊型、阶梯槽型以及中哈国境槽型。

近50年青藏高原积雪的时空变化特征及其与大气环流因子的关系近50年青藏高原积雪的时空变化特征及其与大气环流因子的关系摘要：青藏高原作为全球居住人口最少的高原地带，对全球气候变化起着至关重要的作用。

本文通过对近50年来青藏高原积雪的时空变化进行研究，探讨了其与大气环流因子的关系。

研究表明，青藏高原积雪的时空变化呈现出明显的季节性和年际变化，同时与大气环流因子存在密切的关联。

这对于我们理解青藏高原积雪变化规律、预测未来气候变化以及采取应对措施具有重要的意义。

一、引言青藏高原位于亚洲大陆的中心位置，是世界上最大的高原地区之一，也是全球居住人口最少的地区之一。

青藏高原的积雪覆盖不仅对当地生态系统和人类活动起着重要的影响，而且对全球气候变化也有着重要的作用。

因此，研究青藏高原积雪的时空变化特征及其与大气环流因子的关系对于我们了解气候变化机制、预测未来气候变化以及采取有效的应对措施具有重要的意义。

二、方法本研究使用了近50年来青藏高原的积雪观测数据和大气环流数据。

首先，我们对积雪观测数据进行分析，得出青藏高原积雪的时空变化特征。

然后，我们将大气环流数据与积雪观测数据进行对比分析，探讨它们之间的关系。

最后，我们使用统计方法对结果进行验证，并进行灵敏度分析。

三、结果与讨论根据对近50年来青藏高原积雪的分析，我们发现其时空变化呈现出明显的季节性和年际变化的特征。

在季节性方面，冬季积雪最多，夏季积雪最少，春季和秋季积雪处于中等水平。

在年际变化方面，积雪的数量呈现出明显的波动，但总体呈下降趋势。

进一步的分析表明，这种时空变化与大气环流因子密切相关。

青藏高原的积雪主要受到青藏高原周边的大气环流系统的影响，如西风急流、喜马拉雅山脉的锋面系统等。

这些大气环流系统的强弱和位置变化会直接影响到青藏高原的降雪量和降雪分布。

而大气环流系统的变化则受到多个因素的影响，包括全球大气环流系统的变化、地形和地貌的影响以及人类活动的干扰等。

分会场：S4基于MODIS 的青藏高原积雪面积时空变化特征分析除多1，王鹏祥2，假拉3，王伟1(1. 西藏高原大气环境科学研究所；2.西藏自治区气象局；3.西藏自治区气象台，拉萨850000）摘要利用MODIS 积雪产品MOD10A2 分析了2000~2011 年青藏高原积雪面积的时空分布及动态变化特征以及与大气环流之间的关系。

得出的主要结论如下：(1) 虽然全球变暖使得北半球积雪面积呈下降趋势，但是青藏高原2000~2011 年最近的12 年间积雪面积除了其固有的季节性变化之外，总体变化不是很明显，基本保持在一个相对比较稳定的状态；从不同时段来看，2000~2005 年积雪面积略有增加的趋势，而2005~2011 年略有减少态势；冬春两季积雪面积最大，覆盖高原总面积的21%左右，其次为秋季(18%)，夏季积雪覆盖面积最小，仅为高原总面积的6%；冬春和夏秋积雪面积分别表现为不显著的减少和增加趋势。

(2) 青藏高原积雪的空间分布极不均匀，高原周围的高大山脉积雪丰富，覆盖时间长，而高原内部除了高大山脉积雪较多之外，广大的内陆地区积雪覆盖少。

青藏高原积雪覆盖时间最长两个的区域分别是高原西北部的帕米尔高原、喀喇昆仑山山脉、西昆仑山、西喜马拉雅山和西藏东南部的念青唐古拉山脉和伯舒拉岭山脉流域，而位于高原北部的柴达木盆地、南部的藏南谷地为青藏高原积雪覆盖最少的两个区域。

(3)积雪作为大气环流的产物，青藏高原积雪覆盖的时空分布与大气环流因子变化密不可分。

关键词：积雪面积；MODIS；大气环流; 青藏高原1 引言积雪是地球陆地表面重要的组成部分，由于其高反射率、低导热率，以及快速的季节性变化和融雪水文效应，不仅对地球表层和大气产生深刻的影响，对局地到全球的气候变化具有重要影响，成为冰冻圈中对气候变化最为敏感、变化速度最快的组成部分。

积雪，同时又是世界许多地方，特别是在北半球中高纬度地区是最重要的水资源，决定了区域和下游地区水源补给状况，与当地人们的生活和生存环境息息相关。

用EOF方法研究青藏高原积雪深度分布与变化
柯长青;李培基
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】1998(20)1
【摘要】对青藏高原１９７８～１９８７年ＳＭＭＲ微波候积雪深度资料、５５个地面基本气象台站１９６３～１９９２年逐日积雪深度记录进行了ＥＯＦ分析．结果表明，青藏高原积雪空间分布极不均匀，四周多雪，特别是东西两侧多雪与广大腹地少雪形成鲜明对比．高原东部是高原积雪年际变化最显著的地区，它主导了整个高原积雪的年际变化，并且与西部多雪区年际波动呈反位相关系．
【总页数】4页(P64-67)
【关键词】青藏高原;积雪深度;EOF分析;空间分布;积雪
【作者】柯长青;李培基
【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所;中国科学院兰州冰川冻土研究所【正文语种】中文
【中图分类】P426.635
【相关文献】
1.青藏高原冬季积雪时空变化特征EOF分析 [J], 高文良;陈忠明;闵文彬
2.青藏高原及其邻近地区年平均气温的EOF分析方法应用 [J], 彭骏;高文良
3.青藏高原地区积雪及其变化的不确定性:3种积雪观测资料的对比分析 [J], 李文杰;袁潮霞;赵平
4.20世纪后期青藏高原积雪和冻土变化及其与气候变化的关系 [J], 高荣;韦志刚;董文杰;王澄海;钟海玲
5.新疆北疆最大积雪深度EOF展开场的时间变化规律 [J], 王秋香;魏文寿;王金民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

近50年青藏高原积雪的时空变化特征及其与大气环流因子的关系近50年青藏高原积雪的时空变化特征及其与大气环流因子的关系青藏高原是世界上平均海拔最高的地区之一，也是全球重要的冰雪资源集中地。

由于青藏高原的地理特殊性和对全球气候的重要影响，研究青藏高原积雪的时空变化特征以及其与大气环流因子的关系具有重要的科学和实际意义。

近50年来，随着全球气候变暖和青藏高原周围地区气候变化的影响，青藏高原积雪的时空变化呈现出一些特征。

首先，近50年来青藏高原的积雪面积整体呈下降趋势。

据统计数据显示，青藏高原的积雪面积在过去几十年中呈现了逐渐减少的趋势。

这主要是由于全球气候变暖导致青藏高原地区的气温上升，夏季降雨增加，冬季降雪减少的结果。

同时，青藏高原周围的地区降雪量也减少，进一步导致了积雪面积的下降。

其次，青藏高原的积雪消融速度加快。

由于气温的上升，青藏高原的冰雪融化速度加快。

近50年来，青藏高原的冰川退缩速度加快，高山湖泊面积缩小，冰雪融化对水资源的补给减少。

这导致青藏高原周围地区的水资源供应紧张，对生态系统和人类的影响日益显现。

此外，青藏高原积雪的年际变化也受到大气环流因子的影响。

大气环流因子包括冬季风、青藏高原高压、喜马拉雅山系统等。

这些大气环流因子对青藏高原的降雪和积雪的形成和变化具有重要的影响。

例如，冬季风系统直接影响着青藏高原的降雪量，喜马拉雅山系统则影响着西南和东北季风的形成和强度。

这些大气环流因子的变化会直接影响到青藏高原积雪的时空变化特征。

综上所述，近50年来青藏高原的积雪呈现出下降的趋势，消融速度加快，并且受到大气环流因子的影响。

这些变化对青藏高原周围地区的水资源供应、生态系统和人类等方面都产生了重要的影响。

因此，更深入地研究青藏高原积雪的时空变化特征以及与大气环流因子之间的关系，对于我们更好地认识和应对全球变暖和气候变化具有重要意义。

未来的研究应该从多个角度，综合运用气象观测、遥感技术和数值模拟方法，进一步深化我们对青藏高原积雪时空分布、消融速度以及与大气环流因子之间的关系的认识综合以上讨论，近50年来青藏高原的冰雪融化速度加快，导致冰川退缩、高山湖泊面积缩小以及水资源供给紧张。

青藏高原冬春积雪的小波分析摘要采用eof、小波分析方法对国家气候中心提供的青藏高原39个台站1960—2003年的雪深资料进行分析，研究了近44年青藏高原冬春积雪的时间变化和空间分布特征。

青海境内、唐古拉山及川西高原一带，是青藏高原冬春积雪最主要的空间分布型；小波分析揭示出青藏高原冬春积雪具有16.0年和5.14年的显著周期变化尺度。

关键词青藏高原积雪；时间分布；eof分析；小波分析中图分类号 p426.63+4 文献标识码 a 文章编号 1007-5739（2012）23-0242-03青藏高原是世界上海拔最高、地形最复杂的高原，被称之为世界上的“第三极”。

多年来的研究表明，青藏高原热状况的变化对东亚乃至全球的大气环流和天气气候有重要的影响，因此探索高原积雪具有重要的意义。

高原积雪的变化历来受到国内外科学家的关注。

高荣等[1]研究了冬春积雪日数和冻结日数的变化及其气候变化的关系，表明冬春积雪日数的变化与冬春气温的变化呈负相关，与冬春降水的变化呈正相关；冻结日数的变化与冬春气温和冬春降水的变化均呈负相关；柯长青等[2]对青藏高原smmr候积雪深度、noaa周积雪面积、地面台站积雪深度进行了分析；韦志刚等[3]通过对1983年7月至1990年6月青藏高原主体58个格点积雪资料进行eof分析发现，青藏高原主体积雪分布以西部兴都库什山脉、天山山脉以及南部喜马拉雅山脉为主。

但是由于青藏高原上的测站较少，分布不均，所处的位置多位于河谷一带，测站观测资料的代表性受到一定影响[4]。

卫星资料也有一定的误差，而且由于不同年代的处理方法的变化经常带来资料精度的不同，因而从各种资料得出的结果存在显著差异。

有必要对积雪本身的空间分布和时间变化进一步研究，只有搞清楚其自身的变化特征，才能对其所起的影响作出准确的评判。

本文根据国家气候中心提供的青藏高原上39个台站1960—2003年的雪深资料，进一步用eof分析方法、小波分析方法，探讨高原积雪分布与变化特征。

基于遥感和GIS的青藏高原牧区积雪动态监测与雪灾预警研究基于遥感和GIS的青藏高原牧区积雪动态监测与雪灾预警研究一、引言青藏高原是中国重要的牧区之一，其特殊的地理环境和气候条件使得积雪动态监测与雪灾预警成为该地区牧民生产和生活的一个关键问题。

本文旨在利用遥感技术和地理信息系统（GIS）手段，对青藏高原牧区的积雪动态进行监测，并探讨如何进行雪灾预警研究。

二、青藏高原牧区积雪动态监测技术1. 遥感技术在积雪监测中的应用：借助卫星遥感数据，可以获取大范围、高时空分辨率的积雪信息。

通过对遥感影像的处理和分析，可以获取积雪覆盖度、雪深等相关参数，以及积雪变化的动态过程。

2. GIS技术在积雪监测中的应用：地理信息系统可以对积雪监测结果进行地理空间建模和空间分析。

通过将遥感数据与地理信息系统相结合，可以进行空间数据管理、可视化呈现、数据查询、分析和决策等工作，进一步提高积雪监测的效率和准确性。

三、青藏高原牧区积雪动态监测与雪灾预警研究案例1. 积雪监测案例：我们选择了某年冬季的青藏高原牧区作为研究对象，利用遥感数据和GIS技术，获取了该地区的积雪覆盖度和雪深信息，并结合地理信息系统进行了空间分析。

利用所获取的数据，我们可以了解到积雪分布的状况、雪深变化的趋势等信息。

2. 雪灾预警研究案例：根据青藏高原牧区的积雪监测结果，可以建立一个雪灾预警系统。

通过监测和分析积雪的覆盖状况、厚度等指标，结合气象数据和地形特征，可以预测可能发生的雪灾风险区，并及时发出预警信息，提醒相关部门和牧民采取相应措施。

四、结论与展望通过基于遥感和GIS的青藏高原牧区积雪动态监测与雪灾预警研究，我们可以更好地了解积雪的时空分布情况，为牧民生产和生活提供科学依据。

未来，可以进一步完善雪灾预警模型，引入更多地理要素和气象数据，提高预警的准确性和及时性。

此外，也可以将遥感和GIS技术应用于其他相关领域，比如农业、环境保护等，为青藏高原牧区的可持续发展做出更大的贡献。

文章编号:100020240(2007)06208552072000-2005年青藏高原积雪时空变化分析 收稿日期:2007203219;修订日期:2007208209 基金项目:国家自然科学基金项目(90411003;40121101);中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX32SW 2344);中国科学院百人计划项目资助 作者简介:王叶堂(1979—),男,山东临沂人,2004年毕业于聊城大学,现为中国科学院寒区旱区环境与工程研究所在读博士生,主要从事遥感与地理信息系统在冰冻圈中的应用研究.E 2mail :wangyetang @王叶堂1,　何勇2,　侯书贵1(1.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;2.中国气象局国家气候中心,北京　100081)摘　要:利用MODIS 卫星反演的积雪资料以及同期气象资料,分析了2000-2005年青藏高原积雪分布特征、年际变化及其与同期气温和降水的关系,结果表明:青藏高原积雪分布极不均匀,四周山区多雪,腹地少雪;高原积雪期主要集中在10月到翌年5月;2000-2005年高原积雪年际变化差异较大,积雪面积总体上呈现冬春季减少、夏秋季增加的趋势;气温和降水是影响高原积雪变化的基本因子.冬季,高原积雪面积变化对降水更为敏感;春季,气温是影响高原积雪面积变化更主要的因素.关键词:青藏高原;积雪;气温;降水中图分类号:P468.0+25文献标识码:A0　引言 积雪是气候系统中比较活跃的因子,对气候环境变化十分敏感,它既是最活跃的环境影响因素,也是最敏感的环境变化响应因子.青藏高原地处纬度低,平均海拔4000m 以上,积雪是高原下垫面的一个重要特征,一方面它反射能力强,热传导性差;另一方面融化过程中吸收大量的热量及其水文学效应,使土壤增湿降温,将会改变积雪地表面的辐射平衡和大气热状况,引起大气环流变化,从而对区域气候产生影响[1].应用地面站观测资料、NOAA 卫星周面积和被动微波SMMR 雪深资料对高原积雪空间分布特征、年际变化[2]及对区域气候[3],尤其是亚洲夏季风降水影响[4-7]进行了大量的研究,但是由于积雪资料本身质量的限制以及数值模拟试验中陆面水文过程和积雪强迫处理的过于简单.高原积雪的气候效应是辐射效应为主还是水文效应为主还没有定论,高原积雪与印度夏季风降水呈反相关关系的结论也值得进一步商榷.青藏高原积雪变化对全球变暖的响应是区域气候研究一个重要的课题[2],如何准确翔实地监测高原积雪时空变化对于探测区域气候异常变化、诊断区域气候与积雪相互作用机理有着重要的意义.监测高原积雪的方法主要有地面站观测和卫星遥感监测,地面观测台站测雪具有空间上的不连续性、分布不规则性和不均匀性等弱点,而且在分布有大面积积雪的山区,那里积雪年际变化也最为显著,通常却很少甚至无台站分布[8],这使得地面观测资料的区域代表性非常有限.青藏高原西部站点尤其稀少,很难有效的监测该区域积雪变化情况,仅从地面站观测资料很难获得准确而完整的高原积雪信息,卫星遥感观测资料可以弥补这一不足.早期青藏高原积雪范围监测主要使用NOAAN ESDIS 数字化周积雪面积资料,李培基[9]指出该卫星资料深受云的干扰,在高山地区积雪缺测漏测现象时有发生,而且积雪资料网格分辨率低,仅适合半球和大陆尺度积雪研究.郭艳君等[10]的研究表明,NOAA 卫星遥感与常规观测的青藏高原空间平均全年积雪日数未达到显著相关,二者年际变化存在一定差异.与NOAA卫星相比,EOS/MODIS (对地观测系统/中分辨率成像光谱仪)卫星波谱、空间和时间分辨率大大提高,辨别云和雪的能力增强,有森林地区也可以很第29卷　第6期2007年12月冰　川　冻　土J OU RNAL OF G L ACIOLO GY AND GEOCR YOLO GYVol.29　No.6Dec.2007好的监测积雪,所以MODIS数据在地形复杂地区积雪变化监测的应用具有更大的潜力.文军等[11]用EOS/MODIS数据中心提供的以8d为一个时段的MODIS遥感资料成功的监测了青藏高原念青唐古拉山脉地区积雪范围及季节变化,证实了MO2 DIS监测青藏高原积雪情况的可行性.本文采用MODIS卫星资料来分析2000-2005年青藏高原积雪分布特征、季节和年际变化以及与气象要素的关系,了解青藏高原积雪近期变化情况,同时为进一步分析高原积雪气候效应和弄清其机理做铺垫.1　数据来源与处理方法1.1　积雪资料 本文采用的积雪资料来源于美国EOS/MODIS 数据中心[12]提供的MODIS/Terra积雪8d合成数据(MOD10A2和MOD10C2),卫星的重复期是16 d,选取8d合成的原因是从MODIS仪器可以选取最佳的地表覆盖.MOD10A2数据空间分辨率为500m×500m,投影方式为正弦投影;MOD10C2是MOD10A2原始数据生成的0.05°×0.05°经纬度格点的积雪覆盖率数据.在无云情况下,该MO2 DIS积雪数据在整个北半球范围尺度上年均估计误差大约为8%[13];在青藏高原误差大约为10%[14].因此,该数据是监测高原积雪变化较好的资料.1.2　气象数据 气象数据是由国家气候中心提供的青藏高原上72台站2000-2005年的日降水和日气温资料,为了便于与上述积雪资料进行对比分析,我们将该数据合成为以8d为一个时段的气温和降水数据.1.3　MODIS反演积雪的方法 雪/云判别技术是建立在云和雪/冰反射率及辐射率不同的基础上,雪/冰在太阳光谱辐射的较短波段有很高的反射率,在近红外波段的反射率比较小,而云在可见光和近红外部分一般有高的反射率[15],结合EOS/MODIS多通道遥感观测资料,定义检测下垫面积雪状况的归一化积雪指数NDSI[16]:N DS I=(ch4-ch6)/(ch4+ch6)(1)式中:NDSI为归一化积雪指数;ch4和ch6分别为MODIS第4通道和第6通道的反射率,当积雪指数、第2和4通道反射率满足下列条件时则认为陆面是雪[14].N DS I>0.4,ch2>0.11,ch4<0.1(2)冰雪和云在MODIS第4和第6波段有相似的反射特性,但云顶和冰雪温度有比较明显的差异,可以将雪和大部分云区分开来.对于有森林地区的雪的监测采用NDSI积雪指数和NDV I植被指数相结合的方法[17].根据上述方法对每一轨道、每500m像素进行积雪识别,就可以得到每天积雪数据.通过组合连续几天的积雪覆盖数据,就可以合成8d积雪覆盖产品,得到8d的最大积雪覆盖范围图.在8d 的期间内,如果某一轨道上的某一像素是积雪,即使在8d中其它轨道上的该像素都不是积雪,该像素也要标识为积雪[18].1.4　MOD10A2数据处理方法 为了便于计算积雪面积,用EOS/MODIS数据中心提供的MR T软件对MOD10A2数据进行投影转换,将其转化为0.01°×0.01°的经纬度地理坐标投影,然后用IDL进行编程计算青藏高原地区2000年3月至2006年2月每8d积雪面积.2　结果与讨论2.1　青藏高原积雪分布特征 MODIS资料受时间序列的限制(2000年2月至今),为了更好的分析高原积雪季节分布特征,以当年3月至次年2月确定为一个年周期,将数据资料分为6个年周期.图1是用MOD10C2(0.05°×0.05°)格网数据计算出的高原四季2000-2005年平均积雪面积覆盖率分布情况,从图中可以看出,高原积雪分布明显的特征是在全区上分布极不均匀,呈补丁状分布形态.高积雪区(积雪百分率超过60%)主要集中在西部的喀喇昆仑山山脉,南部的喜马拉雅山,东南部的念青唐古拉山脉附近,沿季节向西伸展.广阔的高原中部腹地由于受四周高山地形的影响,水汽输送较少,是积雪的小值区域.北部的昆仑山、柴达木盆地积雪分布很少,在积雪鼎盛时期祁连山、阿尼玛卿山、巴颜喀拉山、横断山和唐古拉山的积雪相对丰富.因此,形成了四周山地积雪多,而腹地积雪少的空间分布格局,这与用被动微波SMMR和SSM/I数据反演的近28a(1978-2005年)平均积雪深度分布基本一致[19],这也说明了MODIS资料可以很好的监测高原积雪变化情况. 高原积雪的分布特征主要受寒潮入侵路径以及水气输送方向的影响.西风带高空冷槽通过高原上空,受高原地形阻流作用,在高原西北部出现分支,北支绕过天山,南支沿高原西侧南下,高原西658 冰 川 冻 土 29卷　图1　青藏高原2000—2005年6a平均的四季积雪分布特征a.冬季;b.夏季;c.秋季;d.春季Fig.1　The spatial distribution of seasonal snow cover over the Tibetan Plateauaveraged from2000to2005侧的兴都库什山、帕米尔高原正处于该西风带的上升运动区,降水较多[20-21];青藏高原东南部受孟加拉湾和阿拉伯海暖湿气流的影响.李吉均等[22]分析认为,冬季南支西风急流在绕过喜马拉雅山后常在这里形成一个低槽,孟加拉湾的湿润气流常因槽前偏南气流的吸引而登临高原形成强大的降雪,使得念青唐古拉山区为多雪区,降水明显增加,进而形成多积雪区.藏北高原虽然海拔也较高,但离水汽源较远,降水较少;柴达木盆地位于内陆地区,不但离水汽源较远,海拔高度也低,所以积雪较少.2.2　青藏高原积雪季节变化特征 青藏高原积雪季节变化明显(图1、图2),从2000-2005年青藏高原以8d为一个时段积雪面积平均值变化序列(图2)不难看出:青藏高原积雪的增长期主要集中在当年10月到翌年5月,而且积累过程并不是持续的增加;积雪面积的最大值出现在春季,而不是冬季.高原积雪建立迅速,持续的时间长,消退过程缓慢.具体过程为:积雪9月中旬开始建立,于10月到11月积雪面积迅速扩展, 12月出现波动减少趋势,而且在中旬出现了一个相对低值;12月下旬又迅速发展,于12月中旬到5月上旬为积雪面积相对稳定阶段,3月上旬达到峰值,3月下旬随着消融的增加积雪面积开始减少,4～5月由于降雪的增加出现积雪面积小规模的波动扩展.进一步分析表明,高原平均积雪面积春季(3～5月)比冬季(12～翌年2月)大16.3×104km2.青藏高原积雪主要受降雪和气温年内分配的影响[23],这里早春季降雪较多,而且3月份平均气温图2　青藏高原积雪的季节变化序列Fig.2　The seasonal variation of snowcover over the Tibetan Plateau7586期王叶堂等:2000-2005年青藏高原积雪时空变化分析　偏低,为积雪的继续发育创造了条件.冬季由于升华、风吹雪而导致积雪再分布会有大量积雪损失掉[2],这可能是春季积雪面积大于冬季的原因.2.3　2000-2005年青藏高原积雪面积年际波动 用2000-2005年月积雪资料来分析青藏高原积雪面积线性年变化趋势(图3),2000年以来,在冬、春季积雪面积呈现了小幅度的线性下降趋势.20世纪90年代青藏高原冬春季积雪已表现出减少趋势[24],进入21世纪积雪进一步延续该趋势.随着全球变暖,青藏高原冬春降水增多、积雪增大[2,21],在一定程度后降水的增加可能变得不明显,气温的变暖将起主要作用,积雪将易融化,高原冬春季积雪呈减少趋势(韦志刚,私人交流).高原秋季积雪面积呈增加趋势,而且年振荡幅度较大;夏季积雪面积年际变化趋势不明显,近6a 来呈现了微弱的增加趋势.这主要是因为夏季积雪零散的分布在高海拔的山区,而且主要是常年不化的永久性积雪,它的多少与气温有直接的关系[25],青藏高原夏季近6a 平均月气温略有下降趋势,而月降水总量总体呈微弱的增加趋势(图4),这使得高海拔山区夏季积雪得以维持. 青藏高原冬春季积雪异常的气候效应显著,因此我们有必要讨论高原冬春季积雪年变化情况.表1是青藏高原2000-2005年冬春季积雪面积距平资料,6a 的积雪面积平均值作为多年平均值,该表显示青藏高原冬春季积雪年变化差异很大.2001/2002、2004/2005年冬季,青藏高原积雪面积异常偏大;2005/2006年冬季积雪异常偏少,比平均值少近13.4×104km 2.2001年和2005年青藏高原春季积雪面积偏大,2004年春季青藏高原积雪面积较常年明显偏小,比平均值少近15×104km 2.上述结果与国家气候中心积雪监测业务系统利用NOAA 卫星较长时间序列(1973-2006年)所监测的青藏高原积雪面积结果基本一致. 气温和降水是表征气候变化的两个主要的因子,而低温与降雪是积雪得以形成和维持的天气气候条件,积雪的变化自然与冬、春季气温和降水的变化密不可分.了解青藏高原积雪与气候的相互关系,阐明积雪对气温和降水变化的敏感性,是探讨积雪对气候变化响应的主要内容之一,也是预测积雪未来变化的基础. 首先将2000-2005年冬春季气温和降水资料处理成8d 均值序列,然后与同时期青藏高原积雪面积做相关分析(表2),结果显示:青藏高原冬春季858 冰 川 冻 土 29卷　积雪面积与气温成反相关,与降雪量成正相关.湿而冷的冬春季最有利于积雪的发育和维持,积雪面积偏大;暖而干的冬春季不利于积雪的形成和维持,积雪面积偏小;在暖湿和冷干两种情况下,积雪面积的变化由降水和气温两者影响的大小来决定.冬季,积雪面积与降水相关系数大于积雪面积与气温相关系数的绝对值,而在春季正好相反.因此,冬季,高原积雪变化对降水更敏感,而在春季与降水相比,气温成为影响青藏高原积雪年变化更主要的因素. 蔡学湛等[26]的研究表明:冬季,欧洲长波槽脊异常加强,导致下游乌拉尔山西侧欧洲东部大槽明显偏东偏强,随着欧洲东部大槽加深南压,乌拉尔山东侧高压脊也随着偏东,在中亚地区稳定加强,脊前西北气流引导冷空气南下;另一方面,频繁的西风冷槽通过高原上空,由于高原地形阻流作用,在高原西北部出现分支,北支绕过天山,在高原东北部南下,南支东移则产生波动,使得南支槽活动较少雪年活跃,构成了导致青藏高原持续雨雪的关键天气系统.陈乾金等[27]指出,多雪年冬季,东亚大槽较常年位置偏东,强度偏弱;青藏高原西侧有频繁的西风冷槽活动或加深通过青藏高原,影响青藏高原降雪和降温天气.多雪年前冬(11月和12月),副热带高压明显偏强,欧洲槽加深,乌山脊加强,东亚大槽从东北向西南明显倾斜,我国南海和阿拉伯海西岸各有一反气旋距平环流,而高原南部、印度半岛到孟加拉湾为一明显的气旋距平环流,有利于洋面暖湿气流抬升爬上高原;另一方面,从西伯利亚向我国出现北风距平,同时我国北方地区出现东风距平,这一形势使得西伯利亚冷空气多流向高原,冷暖空气在高原交汇,产生降雪.同时,这种冷空气流保证了高原温度偏低,因而冬春高原多雪;少雪年正好相反[28].表1　青藏高原冬春季积雪面积变化百分率(%)多年平均值为2000-2005年6a平均Table1　The changing percentages of snow cover extent over the Tibetan Plateau in springand winter f rom2000to2005年200020012002200320042005冬季/%0.713.10.3-1.812.8-25.2春季/%-0.57.6 6.1 1.0-30.718.6 注:多年平均值为2000-2005年6a平均.表2　青藏高原冬春季积雪面积与气温和降水的相关系数Table2　Correlation coefficients between winter andspring snow cover and temperature and precipitationover the Tibetan Plateau项目冬季春季气温降水-0.23330.353-0.4430.2233注:3相关系数通过了0.05水平检验;33相关系数通过了0.1水平检验.3　结论基于EOS/MODIS资料,对2000-2005年青藏高原积雪时空变化特征作了分析,得到以下主要结论: (1)高原积雪空间分布上呈补丁状,四周山区多雪、腹地少雪;西部的喀喇昆仑山,南部的喜马拉雅山脉,位于东南部的念青唐古拉山是丰雪区. (2)青藏高原积雪在时间分布上主要表现在两方面,在年内季节变化明显,积雪过程主要集中在10月到翌年5月;11月中旬到3月上旬是高原积雪的鼎盛阶段,峰值出现在3月上旬,积雪面积在夏季8月份达到最小.从年际波动来看,高原积雪近6a来的总体线性变化趋势为:冬春季积雪呈现减少趋势,而夏秋季积雪呈现增加趋势.冬春季积雪年变化差异大,并且在2001、2004年冬季积雪异常偏多,2005/2006年度冬季积雪异常偏少. (3)对研究区积雪面积与气候资料的相关分析表明,冬季,青藏高原积雪变化对降水更敏感;春季,与降水相比,气温是影响青藏高原积雪面积变化的更主要的因素. 由于MODIS卫星分辨率较高,可以通过对其获取资料的分析,探讨青藏高原积雪分布状况和季节变化特征;但是MODIS资料的时间尺度还比较短,对较长时间尺度的积雪变化还无法了解.因此,本文青藏高原积雪年际变化及其与气候资料的相关分析是粗浅的,还需要相关的工作来进一步验证.致谢:感谢韦志刚研究员对本文提出了许多宝贵意见;同时也对NASA数据中心提供的EOS/ MODIS资料和国家气候中心提供的气象数据表示感谢.参考文献(R eferences):[1]　Liu Gemin,Qian Zhengan.The Impact of Sea-land Interac29586期王叶堂等:2000-2005年青藏高原积雪时空变化分析　tion on Chinese Climate Change[M].Beijing:China Meteoro2 logical Press,2005:1-193[刘屹岷,钱正安.海-陆热力差异对我国气候变化的影响[M].北京:气象出版社2005:1-193][2]　Qin Dahe,Liu Shiyin,Li Peiji.Snow cover distribution,vari2ability,and response to climate change in western China[J].Journal of Climate,2006,19:1820-1833.[3]　Luo Y ong.Studies on t he effect s of spring and winter snowcover over t he Tibetan Plateau on general circulation over t he east Asia in summer[J].Plateau Meteorology,1995,14(4): 505-512.[罗勇.青藏高原冬春季雪盖对东亚夏季大气环流影响的研究[J].高原气象,1995,14(4):505-512.][4]　Kripalani R H,Kulkarni A,Sabade S S.Western Himalayanand Indian monsoon rainfall:A re-examination wit h INSA T and NCEP/NCAR data[J].Theor.Appl.Climatol.2003: 74,1-18.[5]　Wu Tongwen,Zhengan Qian.The relation between t he Tibet2an winter snow and t he Asian summer monsoon and rainfall: an observational investigation[J].Journal of Climate,2003, 16:2038-2051.[6]　Zhao Hongxu,Moore G W K.On t he relationship betweenTibetan snow cover,t he Tibetan plateau monsoon and t he In2 dian summer monsoon[J].Geophysical Research Letters, 2004,31:14204-14208.[7]　Wu Tongwen,Qian Zhengan.Furt her analysis of t he linkagebetween winter and spring snow cover anomaly over Tibet Plateau and summer rainfall of eastern China[J].Acta Metorologica Sinica,2000,58(5):570-581.[吴统文,钱正安.青藏高原冬春积雪异常与中国东部地区夏季降水关系的进一步分析[J].气象学报,2000,58(5):570-581.][8]　Li Peiji.Distribution of snow cover over t he high Asia[J].Journal of G laciology and Geocryology.1995,17(4):292-295.[李培基.高亚洲积雪分布[J].冰川冻土:1995,17(4): 292-295.][9]　Li Peiji.Response of snow cover over Xinjiang to global war2ming[J].Acta Metorologica Sinica,2001,59(4):491-501 [李培基.新疆积雪对全球变暖的响应[J].气象学报:2001,59(4):491-501.][10]Guo Yanjun,Zhai Panmao,Li Wei.Snow cover in China,de2rived from NOAA satellite remote sensing and conventional observation[J].Journal of G laciology and Geocryology,2004, 26(6):755-760.[郭艳君,翟盘茂,李威.NOAA卫星遥感与常规观测中国积雪的对比研究[J].冰川冻土:2004,26(6):755-760.][11]Wen J un,DaiMo,DeroinJ ean,et al.Extent and dept h of snowcover over t he Nyainqntanghla range derived from ASAR and MODIS data[J].Journal of G laciology and Geocryology, 2006,28(1):54-61.[文军,DaiMo,DeroinJeanPaul等.利用MODIS和ASAR资料估算青藏高原念青唐古拉山脉地区冰雪范围及厚度[J].冰川冻土,2006,28(1):54-61][12]/NASA/MODIS.[13]Hall,D.K.,J.L.Foster,V.V.Salomonson,et al.Devel2opment of a technique to assess snow-cover mapping errors2 from space[J].IEEE Trans.Geosci.Remote.Sens.,2001, 39:432-438.[14]Pu Zhaoxia,Xu Li,Salomonson V V.MODIS/Terra observedseasonal variations of snow cover over t he Tibetan Plateau [J].Geophysical Research Letters2007,34,L06706,doi:10.1029/2007G L029262.[15]Rossow WB,Garder L C.Validation of ISCCP cloud detection[J].Journal of Climate,1993,6(12):2370-2393[16]Edwin P,Maurer,Joshua D,et al.Evaluation of t he snow-covered area data product from MODIS[J].Hydrological Processes,2003,17:59-71.[17]Salomonson V V,Appel I.Estimating fractional snow coverfrom MODIS using t he normalized difference snow index[J].Remote Sensing of Environment,2004,89:351-360. 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In t he perip heral high mountains snow cover dis2 t ributes extensively and has a long duratio n,but in t he vast interior it is rare or even t hin.The dura2tion of snow cover in t he Tibetan Plateau is f rom October to May of t he next year.Inter2annual change of snow cover is evident during2000-2005.The Plateau snow cover extent slowly in2 creases in summer and aut umn,but decreases in winter and spring.Temperat ure and precipitation are t he main factors affecting t he change of snow cover in t he Tibetan Plateau.In winter,p recipita2 tion has more significant effect on snow cover ex2 tent t han temperat ure does.But in spring,temper2 at ure has more important impact on snow cover.K ey w ords:Tibetan Plateau;snow cover;air temperat ure;precipitation 1686期王叶堂等:2000-2005年青藏高原积雪时空变化分析　。