王春華,安英玉,閆 平
(1.黑龍江省氣候中心,黑龍江 哈爾濱150030;2.黑龍江省人工影響天氣辦公室,黑龍江 哈爾濱 150030;3.黑龍江省氣象科學(xué)研究所,黑龍江 哈爾濱 150030)
1961-2008年黑龍江省積雪變化特征
王春華1,安英玉2,閆 平3
(1.黑龍江省氣候中心,黑龍江 哈爾濱150030;2.黑龍江省人工影響天氣辦公室,黑龍江 哈爾濱 150030;3.黑龍江省氣象科學(xué)研究所,黑龍江 哈爾濱 150030)
利用黑龍江省1961-2008年積雪初日、終日、最大積雪深度資料,采用統(tǒng)計(jì)方法分析了黑龍江省積雪時(shí)空變化特征。結(jié)果顯示:黑龍江省積雪初日明顯推遲,速率為2.5 d/10 a;終日明顯提前,速率為1.6 d/10 a;最大積雪深度明顯減少,速率為1.1 cm/10 a。
積雪初終日;最大積雪深度;趨勢(shì)
積雪對(duì)氣候、自然環(huán)境和人類活動(dòng)等具有不可忽視的影響作用[1],其對(duì)氣候環(huán)境變化十分敏感,特別是季節(jié)性積雪,在干旱區(qū)和寒冷區(qū)既是最活躍的環(huán)境影響因素,也是最敏感的環(huán)境變化響應(yīng)因子[2]。積雪是氣候的產(chǎn)物,其長(zhǎng)期變化能夠反映冬季氣候的長(zhǎng)期變化[3],區(qū)域積雪長(zhǎng)期波動(dòng)變化無疑是區(qū)域氣候長(zhǎng)期變化的結(jié)果。因此,積雪已經(jīng)成為檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)全球變化的一個(gè)重要的指數(shù)[4],研究積雪隨時(shí)間、空間的變化特征,在氣候研究、水資源利用、雪災(zāi)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著重要的作用[5]。Leathers[6]等研究得出:北美冬季極端積雪的正值(負(fù)值)與氣溫的低(高)有關(guān);張佳華等[7]對(duì)藏北地區(qū)積雪分布及影響因子進(jìn)行分析,指出積雪時(shí)空分布等受溫度、降水等因子影響顯著,1998—2003年藏北積雪的減少與全球變暖有關(guān),但降水的減少可能是導(dǎo)致近年來藏北積雪減少的更主要原因;劉俊風(fēng)等[8]研究表明,在暖季(5-9月)降水對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)冬克瑪?shù)缀恿饔蚍e雪覆蓋的影響微弱,而溫度是流域積雪覆蓋變化的主要影響因素;秦大河[9]指出,中國(guó)三大積雪區(qū)在青藏高原地區(qū)、北疆和天山地區(qū)、東北和內(nèi)蒙古地區(qū),西部積雪有確定的長(zhǎng)期增加趨勢(shì),東北-內(nèi)蒙古呈減少趨勢(shì);李培基[10]分析了新疆積雪對(duì)氣候變暖的響應(yīng),闡明積雪年際變化特征及其與冬季氣溫和降水量年際波動(dòng)的關(guān)系;李棟梁[11]等分析了1951-2006年黑龍江省積雪初終日的變化特征,得到初日推遲、終日提前的結(jié)論。
黑龍江省位于中國(guó)東北部,屬溫帶寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,是穩(wěn)定積雪區(qū)。本文利用黑龍江省地面觀測(cè)臺(tái)站資料,建立積雪初、終日、積雪日數(shù)、最大積雪深度序列,結(jié)合統(tǒng)計(jì)方法分析全省1961-2008年積雪變化特征,研究?jī)?nèi)容更豐富、全面,有助于更深入地認(rèn)識(shí)氣候變化背景下黑龍江省積雪的變化特征。
本文選取黑龍江省83個(gè)臺(tái)站1961-2008年積雪數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)資料。包括32個(gè)國(guó)家基準(zhǔn)站和51個(gè)國(guó)家一般站,其中62個(gè)臺(tái)站的資料為1961年至今連續(xù)可用,因其中依安遷站4次,林口遷站5次,雞西遷站6次對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量影響較大,故最后選取了59個(gè)臺(tái)站1961-2008年逐日≥0 mm降雪量、≥0 mm積雪日數(shù)、最大積雪深度資料。歷年值采用1971-2000年的30 a氣候標(biāo)準(zhǔn)值。
在分析積雪的時(shí)空變化特征時(shí),分別采用線性傾向估計(jì)、趨勢(shì)系數(shù)[12]作為指標(biāo)來反映積雪的變化趨勢(shì)及顯著性。
黑龍江省積雪初日推遲趨勢(shì)比較顯著 (圖1),通過了0.05的置信水平檢驗(yàn),推遲速率為2.5 d/10 a,近50 a推遲了12 d左右。1961-1969年積雪初日逐漸提前,1970-1977年變化較穩(wěn)定,1978年至今則逐漸推遲。全省各地的積雪初日變化基本一致(圖2),均有日期推遲的趨勢(shì)。推遲比較顯著的地區(qū)有大興安嶺東北部、齊齊哈爾北部和西南部、綏化東部和西部、哈爾濱東部和西部、伊春南部、牡丹江西北部和西南部、三江平原西部,趨勢(shì)系數(shù)>0.3,推遲速率平均為3.5 d/10 a,近50 a推遲了17.5 d,伊春南部和牡丹江西南部地區(qū)推遲尤為明顯,速率為4.1 d/10 a,近50 a推遲了20 d左右。
圖1 黑龍江省積雪初日距平
圖2 黑龍江省積雪初日空間趨勢(shì)變化
黑龍江省積雪終日提前趨勢(shì)比較顯著 (圖3),通過了0.05的置信水平檢驗(yàn),提前速率為1.6 d/10 a,近50 a提前了8 d左右。1961-1969年積雪終日緩慢推遲,1970-1977年變化較穩(wěn)定,1978年至今則逐漸提前。全省各地的積雪終日變化基本一致(圖4),均有日期提前的趨勢(shì)。提前比較顯著的地區(qū)有大興安嶺北部、哈爾濱中部和三江平原西北部,趨勢(shì)系數(shù)<-0.3,提前速率平均為3.1 d/10 a,近50 a提前了15.5 d,其中大興安嶺東北部地區(qū)的提前速率尤為明顯,為4 d/10 a,近50 a提前了20 d左右。
圖3 黑龍江省積雪終日距平
圖4 黑龍江省積雪終日空間趨勢(shì)變化
黑龍江省積雪初終間日數(shù)減少趨勢(shì)比較顯著(圖5),通過了0.05的置信水平檢驗(yàn),減少速率為4.1 d/10 a,近50 a減少了20 d左右。1961-1977年積雪初終間日數(shù)緩慢增加,1978年至今則逐漸減少,尤其是90年代以后日數(shù)減少相對(duì)明顯。全省各地的積雪初終間日數(shù)變化基本一致(圖6),均呈減少的趨勢(shì)。減少比較顯著的地區(qū)有大興安嶺北部、哈爾濱大部、綏化中部和東部、伊春南部、牡丹江大部和三江平原大部,趨勢(shì)系數(shù)<-0.3,減少速率平均為5.3 d/10 a,近50 a提前了26.5 d,其中大興安嶺北部、哈爾濱東部、伊春南部和三江平原西部地區(qū)的減少速率尤為明顯,為6 d/10 a,近50 a減少了30 d左右。
圖5 黑龍江省積雪初終間日數(shù)距平
圖6 黑龍江省積雪初終間日數(shù)空間趨勢(shì)變化
黑龍江省最大積雪深度減少趨勢(shì)比較顯著(圖7),通過了0.05的置信水平檢驗(yàn),減少速率為1.1 cm/10 a,近50 a減少了5.5 cm左右。1961-1974年最大積雪深度緩慢增加,1975-1985年變化較小,1986年至今則顯著減小。全省各地的最大積雪深度變化基本一致(圖8),除了哈爾濱中部和牡丹江東部和南部地區(qū)外均呈減少的趨勢(shì)。減少比較顯著的地區(qū)有齊齊哈爾大部、黑河南部和綏化大部,趨勢(shì)系數(shù)<-0.3,減少速率平均為2 cm/10 a,近50 a減少了10 cm,其中綏化中部地區(qū)的減少速率尤為明顯,為2.3 cm/10 a,近50 a減少了11.5 cm左右。
圖7 黑龍江省最大積雪深度距平
圖8 黑龍江省最大積雪深度空間趨勢(shì)變化
黑龍江省積雪初日顯著推遲、積雪終日顯著提前,速率分別為2.5 d/10 a和1.6 d/10 a。全省各地的積雪初日均有推遲的趨勢(shì)、終日則均表現(xiàn)出提前的趨勢(shì)。初日在伊春南部和牡丹江西南部地區(qū)的推遲尤為明顯,速率為4.1 d/10 a;終日在大興安嶺東北部地區(qū)的提前尤為明顯,為4 d/10 a。
積雪初終間日數(shù)減少趨勢(shì)顯著,速率為4.1 d/10 a。全省各地的積雪初終間日數(shù)均呈減少的趨勢(shì)。大興安嶺北部、哈爾濱東部、伊春南部和三江平原西部地區(qū)的減少尤為明顯,平均為6 d/10 a。
最大積雪深度減少趨勢(shì)也很顯著,速率為1.1 cm/10 a,近50 a減少了5.5 cm左右。全省除了哈爾濱中部、牡丹江東部和南部地區(qū)外均呈減少的趨勢(shì)。綏化中部地區(qū)的減少尤為明顯,為 2.3 cm/10 a。
[1]鄭照軍,劉玉沽,張炳川.中國(guó)地區(qū)冬季積雪遙感監(jiān)測(cè)方法改進(jìn)[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2004,15:75-84.
[2]高衛(wèi)東,魏文壽,張麗旭.近30 a來天山西部積雪與氣候變化-以天山積雪雪崩研究站為例[J].冰川凍土,2005,27(1):68-73.
[3]崔彩霞,楊青,王勝利.1960-2003年新疆山區(qū)與平原積雪長(zhǎng)期變化的對(duì)比分析[J].冰川凍土,2005,27(4):486-490.
[4]RobiosonDAetal.RecentsecularvariationsintheextentofNorthern Hemispheresnowcover[J].Geophysical Research Letters,1990,17(I0):I557-I560.
[5]曹梅盛,李新,陳賢章,等.冰凍圈遙感[M].北京:科學(xué)出版社,2005.
[6]Leathers,DanielJ.,DayidA.Robinson.The Association between Extremes in North American Snow Cover Extentand United States Temperatures[J].Climate,1993,6,1345-1355.
[7]張佳華,吳楊,姚風(fēng)梅.衛(wèi)星遙感藏北積雪分布及影響因子分析[J].地球物理學(xué)報(bào),2008,51(4):1013-1021.
[8]劉俊峰,楊建平,陳仁升.長(zhǎng)江源區(qū)典型流域積雪年變化及其與氣溫、降水的關(guān)系[J].冰川凍土,2007,29(6):96-101.
[9]秦大河.中國(guó)氣候與環(huán)境演變[M].北京:氣象出版社,2005:121-129.
[10]李培基.新疆積雪對(duì)氣候變暖的響應(yīng)[J].氣象學(xué)報(bào),2001,59(4):491-500.
[11]李棟梁,劉玉蓮,于宏敏,等.1951-2006年黑龍江省積雪初終日期變化特征[J].冰川凍土,2009,31(6):1011-1018.
[12]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].北京:氣象出版社,2007:63-66.
P426.63+5
A
1002-252X(2012)02-0010-03
2012-2-1
王春華(1979-),女,黑龍江省海倫市人,東北農(nóng)業(yè)大學(xué),本科生,工程師.