ABSTRACT

Based on homogeneity-adjusted monthly mean temperature, maximum and minimum temperature and precipitation data of 4 stations in Southeastern Tibet from 1971 to 2014, the climatic variations and climate abrupt characteristics of air temperature and precipitation are analyzed by using the methods of linear regression and Mann-Kendall test, etc. The results show that during the past 44 years the annual precipitation decreases with a rate of 1.24 mm/10 a, while that in spring increases, but decreases in other season, especially in autumn. The annual mean temperature has increased in Southeastern Tibet with a rate of 0.28℃/10 a, the trends of mean maximum and minimum temperatures are increasing. On the decadal scale, the annual mean temperature shows increase trend, and the annual precipitation is more in the 1990s and less in the other three decades. According to the Mann-Kendall test, the abrupt change of annual mean temperature occurred in 1994, but no abrupt change appeared for annual and seasonal precipitation.

Keywords:Interannual and Interdecadal Variations, Climate Abrupt, Low Latitude Upland, Southeastern Tibet

近44年藏东南低纬山地降水 和气温的气候变化分析

马鹏飞^1*，杜军^1#，杜晓辉²

¹西藏自治区气候中心，西藏 拉萨

²拉萨市气象局，西藏 拉萨

收稿日期：2016年1月3日；录用日期：2016年1月15日；发布日期：2016年1月22日

摘 要

选取1971~2014年藏东南4个气象站逐日气象资料，采用线性趋势、Mann-Kendall非参数检验等方法，分析了藏东南年、季降水量和气温的年际和年代际变化、气候突变。结果表明：近44 a年降水量呈现为减少趋势，平均每10 a减少1.24 mm，春季降水呈增加趋势，其他季节趋于减少，以秋季减少最为明显。年平均气温以0.28℃/10 a的速率显著升高，最高气温和最低气温都出现了升高的趋势。在10 a年际变化尺度上，年平均气温表现为逐年代升高趋势；年降水量在20世纪90年代偏多，其他3个年代均偏少。在时间突变点上，年平均气温出现在1994年；年、季降水量未出现突变。

关键词 :年际和年代际变化，气候突变，低纬山地，藏东南

1. 引言

IPCC第5次评估报告指出[1] ：全球地表持续升温，1880~2012年全球平均温度已升高0.85℃；过去30 a，每10 a地表温度的增暖幅度高于1850年以来的任何时期。在北半球，1983~2012年可能是最近1400 a来气温最高的30 a [1] 。中国近50年年平均气温上升趋势非常明显，升温率达0.22℃/10 a [2] 。区域气候变化响应及其特征的分析研究[3] -[9] 也验证了我国气候变暖的基本事实，而占中国陆地面积约四分之一的青藏高原近几十年气温变化的总趋势呈明显的上升趋势[10] -[14] ；降水量总体表现出增多趋势，但区域性差异较为明显，高原南部降水量呈增加趋势，而东北部有减少趋势[15] ，这说明区域气候变化也表现各自的特点。

藏东南(西藏自治区林芝地区)属低纬山地，境内多山，河谷纵横，地势西高东低，海拔高低悬殊，形成了独特的立体气候，以山地亚热带和热带湿润、高原温带湿润半湿润气候为主，气候宜人，水资源丰富，年降水量在600 mm以上，墨脱、察隅等低海拔地区高于1000 mm，甚至达3000 mm以上，是西藏降水最丰沛的地区，也是我国第二个多雨中心[16] 。藏东南林地面积264万hm²、森林覆盖率46.09%，为我国第3大林区，西藏森林的80%都集中在这里，广茂的原始森林蕴藏了丰富的林业资源。较高的海拔和无干扰的自然环境决定了其对气候变化敏感于其他，但有关藏东南气候变化特征研究的文献较少[17] [18] 。为此，本文利用最新的资料，采用线性趋势、Mann-Kendall非参数检验等方法，对藏东南降水和气温的年际和年代际变化特征、气候突变进行了再分析，以期把握高海拔近期气候对全球气候变化的响应程度。

2. 资料与方法

本文选取藏东南区域内林芝、米林、波密和察隅4个气象站1971~2014年逐月气象数据，其中米林站1980年建站，缺失数据利用同属一个气候类型的林芝站，采用文献[19] 的插值方法补齐。气象数据主要包括平均气温、平均最高、最低气温和降水量。藏东南区域年、季气象要素的数据序列采用对4个站进行算术平均得到。所有气象数据采用Excel和SPSS软件进行统计分析，并采用Mann-Kendall (M-K)方法[20] 进行突变检验。

3. 结果与分析

3.1. 年际变化

3.1.1. 降水

表1给出了近44 a藏东南年、季降水量的变化趋势，春季降水量呈现为增加的趋势，平均每10 a增加5.32 mm，其他3个季节都表现为减少趋势(−1.01~−4.16 mm/10 a)，以秋季减少幅度最大。因大部分季节降水趋于减少，年降水量也呈减少趋势，但减幅不大，为−1.24 mm/10 a (未通过统计检验)。从近34 a (1981~2014)年、季降水量的年际变化趋势来看，夏、秋两季降水量的减幅在加大，分别为−8.35 mm/10 a和−13.85 mm/10 a (P < 0.10)；春季降水量增幅也在加大，为6.24 mm/10 a，冬季变化不大；而年降水量减幅也在加大，为−16.81 mm/10 a (图1，未通过统计检验)。

表1. 1971-2014年藏东南年、季气象要素的气候倾向率

^*，^**，^***分别表示通过置信度90%，95%和99%的显著性。

图1. 1981~2014年藏东南年降水量的变化趋势

从年降水量变化趋势的地域分布来看，近44 a察隅和波密呈减少趋势，减幅分别为−20.98 mm/10 a和4.09 mm/10 a，林芝和米林呈增加趋势，依次为10.47 mm/10 a和9.63 mm/10 a。但近34 a来，区域内各站降水均呈现出减少趋势，减幅为−3.71~−29.9 mm/10 a，其中波密减幅最大，其次是察隅，为−29.55 mm/10 a。降水减少主要表现在夏季和秋季。

3.1.2. 气温

图2显示，1971~2014年藏东南年平均气温上升趋势较为明显，44 a平均上升了约1.4℃ (图1线性趋势)，升温率为0.28℃/10 a (通过置信度为99%的显著性)，这种趋势在1981~2014年期间表现的更明显，升温率达到0.35℃/10 a。就地域来看，近44 a年平均气温变化趋势为0.20~0.32℃/10 a，以米林最大、察隅最小。从季节变化来看(表1)，近44 a藏东南冬季增温最大，为0.32℃/10 a；夏季次之，为0.26℃/10 a；秋季增幅最小，为0.21℃/10 a，以上变化趋势均通过了置信度为99%的显著性。

近44 a，藏东南季平均最高气温以0.14~0.37℃/10 a的速度升高(表1)，以冬季最大、夏季最小，除夏季外，均通过了置信度为95%的显著性。季平均最低气温同样也呈现为明显的升高趋势，升幅为0.20~0.38℃/10 a，其中夏季升幅最大，其次是春季，为0.29℃/10 a。年平均最低气温的升温率为0.28℃/10 a，高于平均最高气温的升幅(0.24℃/10 a)，而冬季最高气温的升温率大于最低气温的，这与西藏其他区域最低气温升幅明显高于最高气温[10] 有所不同，体现了区域性气候变化的差异。

3.2. 年代际变化

根据近44 a藏东南平均气温的年代际变化分析来看(表2)，在10 a年际尺度上，20世纪70年代平均气温偏低，尤其是夏季和冬季；80年代除夏季气温偏高0.2℃外，其他季节气温正常或略偏低；90年代除冬季气温正常外，其余3季气温偏高，主要体现在秋季；进入21世纪最初的10年，四季平均气温偏高0.4℃~0 .7 ℃ ，以冬季最突出。过去44 a，年平均气温呈逐年代升温趋势，21世纪最初的10年较20世纪70年代偏高0.6℃。在30 a年际尺度上，1981~2014年与1971~2000年比较，四季平均气温均偏高0.3℃。

从藏东南降水量的年代际变化来看(表2)，在10 a年际尺度上，70年代除冬季正常外，其他季节降水量偏少，以夏季偏少的最多；80年代春、夏季降水偏多，秋、冬季降水偏少；90年代与80年代相反，春、夏季降水偏少，秋、冬季降水偏多；进入21世纪前10年，降水偏少主要体现在夏季和秋季，尤其是夏季偏少的最为明显，而春季和冬季降水偏多，以春季最为突出，较多年平均值偏多10.6 mm。近44 a，

图2. 1971-2014年藏东南年平均气温的变化趋势

年降水量与夏季变化一致，90年代偏多，其他3个年代均偏少，以21世纪最初的10年最明显，较平均值偏少了34.5 mm。在30 a年际尺度上，1981~2014年与1971~2000年比较，夏、秋两季降水偏少，春季偏多，冬季正常。

3.3. 突变分析

通过M-K检验结果表明(表3)，近44 a藏东南年、季平均气温均出现了气候突变，从一个相对偏冷期跃变为一个相对偏暖期，除春季发生在21世纪初外，其他季节和年平均气温都发生在20世纪90年代，秋、冬季气温的突变要早于夏季。大部分季节的平均最高气温有突变现象，春季发生在2002年，秋、冬季均在1998年有明显突变，而夏季无突变。平均最低气温也出现了突变，春、冬两季突变出现在21世纪初，夏、秋季突变点出现在20世纪90年代中后期。过去44 a，藏东南年、季降水均未出现气候突变。总之，气温在20世纪90年代后期有明显的气候突变(图3)，且这种趋势超过了α = 0.05的临界线，表明藏东南升温趋势是十分显著的。

4. 讨论

1) 区域尺度上的气候变化对全球变化的响应程度与下垫面的类型有直接关系，但在相同下垫面条件下，不同的海拔和纬度造成的区域气候对全球变化响应的差异也不容忽视。藏东南分布着我国蓄积量最

表2. 1971~2014年藏东南年、季气象要素的年代际距平

表3. 1971~2014年藏东南年、季气象要素的突变时间

注：“/”表示无突变。

图3. 1971~2014年藏东南年平均气温的M-K检验

高的原始森林，较高的海拔和无干扰的自然环境决定了其对气候变化敏感于其他林区[17] 。在全球气候变化的背景下，藏东南林区气温上升趋势明显，44 a平均上升了1.2℃，高于东北[21] 、华北和西北地区[22] 。此外，华北、东北和西北的温度变化大多有人为活动，如工业生产、城市热岛效应等的干扰，而藏东南林区在没有人为活动影响下升温率仍高原其他区域，说明高海拔地区气温对全球变暖响应比较强烈。

2) 气候条件是植被分布和变化的直接驱动力，同时植被对气候也有反馈作用，可在一定程度上减缓或加剧气候变化的幅度[23] 。藏东南气温上升幅度明显比西藏其他区域小，这与藏东南分布着茂密的森林密切相关，一定程度上减缓了气温的升幅。另外，藏东南与西藏其他区域最低气温升幅明显高于最高气温[10] 有所不同，这与下垫面条件有关。

3) 由于研究区气象站点分布较少，且不同站点所处地形、海拔等自然条件不同，地域差异较大，因此本文重点从时间尺度方面分析了藏东南主要气象要素的变化特征。

5. 结论

1) 1971~2014年藏东南年平均气温上升趋势较为明显，44 a平均上升了约1.2℃，增温速率为0.27℃/10 a，尤其是1981~2014年期间升温更显著，升温率达0.35℃/10 a。44 a升温率冬季(0.32℃/10 a) > 夏季(0.26℃/10 a) > 春季(0.24℃/10 a) > 秋季(0.21℃/10 a)。年平均最低气温的升温率(0.26℃/10 a)略高于最高气温的升温率(0.24℃/10 a)，而冬季最高气温的升温率大于最低气温的。过去44 a，年平均气温呈逐年代上升趋势，并在1994年发生突变，升温率急剧增加。

2) 近44 a春季降水量呈增加趋势，为10.18 mm/10 a，其他3个季节都表现为弱的减少趋势，以夏季减幅较为明显。年降水量44年增加了14.7 mm，增幅为3.41 mm/10 a。年降水量与夏季变化一致，20世纪90年代偏多，其他3个年代均偏少，其中21世纪最初的10年偏少最明显。春季降水增加对于促进林木萌动、降低森林火险等级具有重要意义。

3) 根据气候模式预测，未来西藏高原及周边地区主要表现为增温，高原大部分地区2030~2049年年平均地表气温将较1980~1999年上升温1.4℃~2.2℃，高海拔地区的增温一般更为显著[24] 。未来西藏地区及其周边地区年降水量以增加为主[25] -[27] ，北部和西部地区增幅较大。总体来说，各模式预测西藏地区未来气候趋于暖湿化，这种趋势利于藏东南森林植被的生长。

基金项目

中国气象局气候变化专项(CCSF201443)。

文章引用

马鹏飞,杜 军,杜晓辉. 近44年藏东南低纬山地降水和气温的气候变化分析
Analysis of Climatic Variations of Precipitation and Temperature in Low Latitude Upland of Southeastern Tibet during 1971-2014[J]. 气候变化研究快报, 2016, 05(01): 8-14. http://dx.doi.org/10.12677/CCRL.2016.51002

参考文献 (References)