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基于多源数据的青藏高原雨季降水特征变化分析
栾澜, 翟盘茂
气候变化研究进展    2023, 19 (2): 173-190.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2022.046
摘要   (640 HTML45 PDF(pc) (20535KB)(744)  

高原地区地形复杂,气象测站的长期实地观测数据有限,且主要集中在东部区域。虽然近年来各种降水分析数据集得到了发展,但这些数据集的代表性及数据之间的一致性等问题制约了对高原地区的降水特征变化的认识。基于国家气象信息中心提供的青藏高原地区89个地面气象站降水数据及西部9个加密自动站数据,综合分析了多套逐日格点分析数据集(APHRO、CN05.1、CMFD、TRMM及GPCP)反映的雨季降水量、降水日数、极端降水量及极端降水日数与实际观测之间的一致性与差异,并深入研究了其区域变化特征。结果表明:(1)CN05.1及CMFD数据与高原实地观测的数据在区域平均降水量变化,降水量和极端降水量的空间分布格局及其变化趋势分布等方面均具有较好的一致性,但在降水日数与极端降水日数方面均存在一定差异;APHRO降水数据集揭示的高原雨季降水量和降水日数变化趋势偏小,极端降水量与日数的变化趋势与实地观测的趋势相反;GPCP与TRMM降水分析数据序列较短,反映的高原地区极端降水变化趋势与观测较一致,但高原总体降水量变化与观测结果反向,降水日数变化则被明显高估。(2)以实地降水观测为基准,考虑其他多套分析数据集的一致性特点,综合评估得到:对于高原整体,1961—2019年雨季降水量、极端降水量、极端降水日数总体上呈现增加的趋势;但对降水日数,由于实地观测得到的变化与其他分析数据结果之间差异较大,对其变化的认识仍存在不确定性。从不同气候分区上看,高原干旱区与半干旱区的降水量、降水日数、极端降水量、极端降水日数总体增加;对于半湿润区,极端降水日数微弱增加,降水量与极端降水量明显增加,但在其东部和中部地区微弱减少,而降水日数由于在其东部和南部显著减少引起半湿润区总体上呈现出减少趋势。


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表3 降水指数的定义
正文中引用本图/表的段落
本文采用百分位法[28]来确定极端降水阈值:对雨季所有日降水样本(日降水量≥0.1 mm)进行升序排列,得到从小到大的逐日降水序列,取第95个百分位值定义为极端降水的阈值。基于此阈值,定义极端降水量(R95ptot)为日降水量≥第95百分位值的降水总量,极端降水日数(R95pday)为日降水量≥第95百分位值的降水日数(表3)。
从表5中看出,多源降水数据统一插值到地面测站位置后的青藏高原平均极端降水量、极端降水日数分别表现出3.46 mm/(10 a)、0.15 d/(10 a)的显著增加趋势,除APHRO数据外,其他4套分析数据集均监测出相同的变化趋势,以往的研究也得到极端降水量呈现增加趋势[34??-37],同样有研究指出极端降水日数呈现增加的趋势[38]。其中,CN05.1、TRMM及GPCP数据增加趋势的量值与站点数据较为接近。CMFD数据在2000年前明显低估了极端降水量及极端降水日数,因此CMFD数据反映的增加趋势更为明显;而APHRO数据在2000年前主要表现为减少趋势,2000年后才开始增加,所以总体呈现减少趋势(图5)。
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