摘 要：青藏高原东侧地区地势高低起伏，地形复杂，受极端降水影响极易发生地质灾害。本文利用该地区台站降水数据以及海拔高程数据揭示海拔对该地区极端降水的影响，结果表明：青藏高原东侧地区极端降水和海拔呈现明显的负相关关系，海拔低的地方极端降水较强，海拔高的地方极端降水较弱；根据不同海拔高度下极端降水的增速可以看出，绝大多数极端降水指数在不同海拔高度均呈现增加趋势，而在低海拔地区其增速比高海拔地区更快，极端降水在高原东侧地区表现出“湿的地区增湿更快，干的地区增湿较慢”的特点。不同持续时间的最大降水量均呈现随着持续时间的增加，最大降水量随高度减少的越快，且云贵高原和秦巴山区这种现象比四川盆地和青藏高原东部更为明显。

关键词：青藏高原东侧；极端降水；海拔高度

引 言

自工业革命以来，地球气候正经历以全球变暖为主要特征的显著变化，在全球变暖的背景下，极端事件在21世纪将变得更加频繁和强烈[1]。为了推动对极端天气气候事件的研究，世界气象组织（WMO， World Meteorological Organization）气候委员会等组织成立了气候变化监测和指标专家组（ETCCDI， Expert Team on Climate Change Detection and Indices），并定义了27个极端气候指数，其中极端降水指数有11个，这些指数已被广泛应用于极端天气气候事件的研究当中。

我国许多学者研究了中国极端降水事件的特征，发现中国极端降水事件在空间分布上有明显的区域性差异；大部分地区降雨日数有显著减少，而降水强度则有显著增加；极端降水在中国西部、长江中下游以及西南和华南沿海的部分地区显著增加[2-3]。我国西南地区在过去60年里有变干的倾向，但降水变得更加集中、极端降水变得更加严重，极端降水在上世纪90年代后有一个突增，西南地区极端降水的变化在空间上有明显的不一致性，不同地区极端降水的变化差异很大，反映了西南地区气候的复杂性[4-8]。而地形对极端降水有着重要的影响，陈明等[9]分析了山区地形对暴雨的影响，指出地形性强迫抬升和辐合是触发暴雨和使之加强的重要机制。王成鑫等[10]分析了地形扰动对四川降水分布的影响，发现四川夏季降水在纬向地形强迫下，降水系统尺度减小，但强度大大增加，同时四川雅安地区地形扰动比四川整体扰动更明显，故雅安地区产生的降水也更大。

青藏高原东侧地区地势高低起伏，且落差较大，地形复杂，各种地形地貌纵横交错地坐落在不同地区，地区内具有独特的气候特征和显著的区域差异。极端降水在该地区频发，受其影响青藏高原东侧也是我国地质灾害多发地区，因此对该地区极端降水的研究具有一定的现实意义。本文旨在利用相关数据研究海拔高度对该地区极端降水的影响。

1 资料与方法

本文所采用的降水数据是位于青藏高原东侧地区的国家级地面自动观测站逐小时降水数据，选取时段为2004—2019年暖季5—9月份，站点分布如图1所示。海拔高程数据使用的DEM是由美国宇航局NASA提供的16个SRTM3产品在ArcGIS中拼接而成的，空间分辨率为90m×90m。水平精度和高程精度达20m和4m。

利用10个极端降水指数（表1 ）来表征高原东侧极端降水的情况，并利用这些指数分析海拔对极端降水的影响。

2 结果

2.1 海拔高程与极端降水的关系

青藏高原东侧地区各站点极端降水指数与海拔的关系如图2所示。绝大多数的极端降水指数均随海拔增加呈现递减的态势，只有CWD和R10是随海拔线性增加的。其中PRCPTOT随海拔的线性递减速率（K）为-0.088，其与海拔高程的相关系数（R）为-0.40。SDII随海拔的线性递减速率为-0.003，相关系数为-0.74。R95和R99与海拔高程呈负相关，相关系数分别为-0.58和-0.63，线性递减速率为-0.048和-0.041。Rx1day和Rx5day随海拔的线性递减速率为-0.023和-0.030，其与海拔高程的相关系数为-0.72和-0.62。青藏高原东侧地区CWD随海拔是递增的，线性递增速率为0.001，相关系数为0.52。CDD与海拔高程的相关性不强，相关系数只有-0.14，线性递减速率近乎为0。R10与海拔高程的相关系数为0.41，线性递增速率为0.002。R25随海拔的线性递减速率为-0.002，其与海拔高程的相关系数为-0.59。除了CDD外，所有极端降水指数与海拔的相关系数和回归系数均通过了0.01显著性检验。在所有指数中SDII和Rx1day与海拔高程的相关性最好，相关系数都超过了-0.7，随海拔线性递减速率最快的是PRCPTOT。

2.2 不同海拔区间极端降水的增速变化

为了进一步了解海拔高度对极端降水的影响，分析在不同的海拔高度极端降水的变化是否一致，现将站点根据海拔高度分为8组，其海拔高度分别为（1）<250m、（2）250—500m、（3）500—750m、（4）750—1000m、（5）1000—1500m、（6）1500—2000m、（7）2000—3000m和（8）>3000m，每一组的站点数分别为22、142、59、41、64、70、30和16。图2为不同海拔分组的站点其极端降水指数的变化情况，从图中可以看出在青藏高原东侧PRCPTOT的变化速率是随海拔增加而减慢的（图3 a），PRCPTOT在海拔250m以下的站点增加的最快，在海拔位于250—500m的站点里PRCPTOT的变化速率明显减慢，而后其变化速率逐渐减慢，到2000—3000m其变化速率降到最低，而在海拔大于3000m的站点里其PRCPTOT的变化速率较2000—3000m又有所加快。SDII的变化速率随海拔的变化（图3 b）是先剧烈减慢，而后增加，再减慢的态势，SDII和PRCPTOT类似也在海拔250m以下的站点增加的最快，在500—700m的站点增加的最慢，SDII的变化速率以海拔700m和1500m为界，700m以下SDII的变化速率随海拔升高而减慢，700—1500mSDII的变化速率随海拔升高而加快，在1500m以上SDII的变化速率又随海拔的升高而减慢。R95的变化速率随海拔的变化（图3 c）主要是呈现减慢的态势，R95在低海拔地区增加的最快，在高海拔地区增加的最慢。R99（图3 d）的变化速率先随海拔是升高而增加，在海拔500—1000m，R99的增加速率最快，1000m以后R99的增加速率开始降低，在海拔2000—3000m区间内R99的增加速率最慢。Rx1day的变化速率在海拔1000m以下都是随海拔的升高而减慢的，甚至在海拔750—1000m处，Rx1day的变化速率发生了符号转变，海拔750m以下的站点Rx1day呈增加的趋势，海拔750—1000m处的站点Rx1day呈减少趋势，海拔1000m以上的站点其Rx1day的变化速率也随海拔的升高而减慢，但其变化速率均大于750—1000m处的速率。Rx5day（图3 f）在海拔250m以下的站点是呈现减少的趋势，随着海拔增加其变化速率由负转为正，并且变化速率逐渐加快，在海拔500—750m和1000—1500m区间内Rx5day的增加速率最快，而在750—1000m和1500—2000m区间内其速率较前一海拔区间有明显回落，海拔1500m以上Rx5day的变化速率随海拔的升高缓慢降低。CWD（图3g）变化速率随海拔升高而加快，在海拔250m以下CWD的变化速率还是负的，250m以上其速率转为正的，在海拔2000—3000m区间内，CWD的变化速率最快。大部分海拔区间站点的CDD都是减少的趋势（图5-2 h），在海拔250m以下的站点其CDD减少的最快，随着海拔增加CDD减少的速率开始放缓，到海拔1000—2000m区间内CDD的变化速率变为正值，呈增加趋势，2000m以上的站点CDD又呈减少趋势，并且其减少速率随海拔高度增加而加快。R10（图3 i）变化速率首先随海拔升高而减慢，到了海拔1500—2000m区间时，R10的变化速率达到最慢，2000m以上R10的变化速率随海拔高度快速增长，在海拔3000m以上R10的变化速率达到最快。R25（图3 j）的变化速率随海拔升高而减慢，在海拔250m以下R25增加的最快，R25的变化速率在海拔250—500m和2000—3000m区间里有一个快速的下降，而在海拔500—2000m区间里R25的变化速率随海拔升高的变化很小，海拔3000m以上的地区R25的变化速率最小。

2.2 不同持续时间的极端降水随海拔的变化

由以上分析可以看出在不同海拔区间里极端降水的变化速率是有所不同的，那不同持续时间的极端降水随海拔是如何变化的呢？由图2可知Rx1day和海拔的相关性很好，因此接下来统计1h、2h、3h、4h、6h、8h、12h和24h的年最大降水量，并分析其随海拔变化的速率。从图4（a）可以看出，青藏高原东侧地区，随着降水持续时间的增加，年最大降水随海拔增高减少的越快，对于1h年最大降水来说，海拔每升高1000m，1h年最大降水量下降9.2mm，而24h年最大降水量会下降22.7mm。对于青藏高原东侧四个子区域来说，总体上都呈现随着降水持续时间的增加，年最大降水量随海拔的减少速率加快的特征，但四川盆地和青藏高原东部地区年最大降水量随持续时间增加，其减少速率加快的不明显。而云贵高原和秦巴山区不同持续时间的年最大降水量，其随海拔变化的速率有明显不同，持续时间越长，减少速率越快。

3 结论

青藏高原东侧地区除了CDD和R10外，其余极端降水指数均与海拔呈显著的负相关关系。随着海拔高度增加，极端降水明显减弱。

同时大多数极端降水指数在低海拔地区随时间的变化速率快于在高海拔地区，存在“湿的地区增湿更快，干的地区增湿较慢”的特征。

高原东侧四个子区域不同持续时间的最大降水量均呈现随着持续时间的增加，最大降水量随高度减少的越快，且云贵高原和秦巴山区这种现象比四川盆地和青藏高原东部更为明显。

参考文献

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[10] 陈明，傅抱璞，于强.山区地形对暴雨的影响[J]地理学报，1995，50（3）：256-263

[11] 王成鑫，高守亭，冉令坤等.四川地形扰动对降水分布影响[J]应用气象学报，2019，30（5）：586-597

作者简介：段汀，1997.07，男，汉族，四川乐山人，助理工程师，硕士研究生，主要研究方向为极端降水事件

单位：中国民用航空飞行学院广汉分院，邮编：618300