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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   (641 HTML45 PDF(pc) (20535KB)(753)  

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4 各数据集降水量、降水日数距平的变化趋势及格点数据与其对应时间段的站点数据变化趋势的比值
正文中引用本图/表的段落
图2给出了多源降水数据统一插值到地面测站位置后的青藏高原雨季平均降水量、降水日数的变化序列。从表4可见,1961—2019年期间站点观测数据(STN)的降水量表现出4.77 mm/(10 a)的显著增加趋势,APHRO、CN05.1及CMFD数据也均反映出青藏高原长期降水量增加的趋势,这与以往研究的结果基本一致[14,33],这3套数据集监测到的变化趋势与站点观测数据对应时段变化趋势的比值分别为0.41、1.30及1.26,但1998—2019年间TRMM及GPCP数据显示的降水量变化趋势与该时段站点数据结果相反,趋势比分别为-0.05及-0.70。
同时,除CN05.1数据集显示在1961—2019年间高原雨季降水日数微弱增加,其他分析数据集都反映出与站点数据相同的减少趋势,但APHRO数据低估了变化趋势,CMFD、TRMM和GPCP数据则明显高估了变化趋势(表4)。
对于高原整体而言,覆盖全部区域的3套分析数据所反映的降水日数变化趋势与只有站点观测数据平均的结果相反(表6)。但在有观测站点的区域内,APHRO及CMFD数据均能表现出与站点观测相同的变化趋势(表4),这种差异与站点数据空间覆盖有限而分析数据集覆盖全部地区有关。综合来看,一些分析数据集特别是CMFD数据集高估降水日数和极端降水量变化趋势,综合其他以实测为主的降水数据集反映的变化,青藏高原雨季降水量、极端降水量、极端降水日数总体上呈现增加的趋势,而在降水日数变化趋势方面仍然存在较大不确定性。
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