青藏高原热状况与长江流域旱涝关系的初步分析
青藏高原热状况与长江流域旱涝关系的初步分析水文处预报科黄忠恕、一、引言位于我国西南地区的青藏高原平均海拔在4000米以上,总面积约200万平方公里,与长江流域面积相当,是世界上最高的高原,有“世界屋脊。之称。许多地区终年为冰雪和冻土复盖.其寒冷和荒漠可与地球的南、北极地区相比,因此又有。第三极”之称。重要的是这个高原对东亚大气环流和天气气候的影响早已为人们所注意,国内外的气象工作者对此从不同的角度进行了许多重要的研究(1~3)。其结论虽然不完全一致,但对它的重要作用却有着共同的认识.,青藏高原对大气环流的影响,一般可归结为热力作用和动力作用两个方面.在早期的研·38·究中,注意劐高原作为一个庞大的物体在运动着的大气中起着中流砥柱的作用,因而比较重视高原的机械动力作用的研究。但随着认识的深入,高原对大气环流的热力作用日益受到重视。我国气象工作者近年来开展了广泛的青藏高原气象科学研究,把青藏高原气象学推向一个新的发展阶段,已取得了丰硕的成果(4~6)。与此同时,青藏高原对我国东部地区天气气候的影响也是我国气象工作者十分注意的一个问题(7—9)。鉴于长江流域东临浩瀚的太平洋、西接“世界屋脊”青藏高原的特殊地理位置,见图l,这种影响更不客忽视。近年来,我们在预报工作中分析了青藏高原下垫面前期热力状况的变化与长江流域旱涝之间的关系,初步揭露了这个高原热状况对长江流域旱涝影响的若干事实并应用于长期预报,已取得了一定的效果(10]。在此基础上,本文试就青藏高原热状况的影响问题作若干进一步的分析。这对研究它对长江流域天气气候的影响、研究该地区旱涝的长期预报是很有意义的。高原选站1一海南,2一玛多,3一玉树,4一甘孜,5一拉萨,6一昌都,7一理塘,8一康定图1长江流域、青藏高原和黑潮区分布高原热状况的指标地球下垫面热力状况对大气环流的影响,是研究长期天气过程和气象学基本理论的一个重要问题。为了表征下垫面热力状况,通常对于水下垫面以海水温度或冰况作为指标,陆下垫面以地温为指标,而对于像青藏高原这样特殊的陆下垫面,还可用积雪面积、积雪时间、雪线高度,冻土深度或冰川进退等作为指标。毫无疑问,这些指标都能在一定程度上反映高原热力状况的变化,也是影响长期天气过程的一些较为稳定可靠的物理因子(11)。但是这些资料非常短缺,应用它们作为预报的主要依据目前还存在许多困难。为此,本文应用地面气温场作为高原下垫面热状况的指标。分析表明,青藏高原气温场具有许多明显的特点,特别是其等温线的分布有着不因季节变化而受到破坏的定常形式(12),它是高原大地形对大气环流的机械阻挡作用与热力作用的结果。因此,作为高原影晌大气环流的指标,气温场较上述诸指标似乎更好一些。但气温场也有稳定性较差的缺点。为了消除地面气温的局地性和不稳定性,我们对单站资料进行了时间和空间平滑处理,采用时间平均和面平均气温作为指标。平滑处理后的气温与地温有较好的相关性(13),稳定性也较高,例如高原五站(拉萨、噶尔、斑戈湖、托托河和玉树,下同。)平均候温,同符号的距平值一般可持续五至八个候,最长可达十四个候。单站月平均气温也有类似的性质。三、高原热状况与长江流域旱涝的关系的几个事实我们从以下三个方面来说明高原热状况对长江流域旱涝的重要影响。(一)冬半年(头年九月罂当年三月)高原地区平均候温的变化形式与长江流域中下游地区梅雨丰枯的关系。分析高原地区五站冬半年平均候温累积距平曲线,可以看出其变化形式各年差别很大(参见附表)。考虑曲线升降的主要趋势,可归纳为下列五种变温型,如图2所示.升降型(I):候温累积距平曲线半年内只有一个长波,先升后降。上升段在九月第一候至十一月三、四候之间。随后有一个短暂的相对平稳阶段,升降趋势不明显,时间大约出现在十一月五、六候至次年元月底。从元月底开始,气温转为急剧下降,累积曲线有一个明显的下降趋势。’全升型(Ⅱ):小振动。累积曲线没有明显的长波振动,但有一个上升趋势,其间可以叠加一些波动型(Ⅲ):它与全升型类似的是没有明显的长波振动,但也没有明显的升降趋势,而是一些小振动,曲线在横坐标附近摆动。降升型(Ⅳ)与全降型(V):它们分别对应于升降型和全升型,只是变化趋势完全相反而已。根据高原各年变温型别与相应年┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃l/I—一、——≮/≤一~/’,一┃┃{/L———\┃┃/二/、\\┃┃一一