1979～2012年祁連山及其周邊地區(qū)大氣0℃層高度變化及其對(duì)冰雪水資源的影響.pdf

1、0℃層高度是對(duì)流層中、低層的一個(gè)特性層，是大氣探測(cè)的一個(gè)重要特性層，反映著大氣對(duì)流層中下層的溫度狀況，與地面溫度相比0℃層較少受到城市化和熱島效應(yīng)等人類(lèi)活動(dòng)的影響，因而近年來(lái)受到全球變化研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。本文基于國(guó)家氣象部門(mén)在祁連山及其周邊地區(qū)設(shè)立的觀測(cè)站點(diǎn)的逐月探空資料、美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心/美國(guó)國(guó)家大氣研究中心提供的全球再分析資料、歐洲大氣研究中心提供的全球再分析資料等，并運(yùn)用空間差值法、MK檢驗(yàn)法、森斜率法、相關(guān)系數(shù)法等對(duì)197

2、9-2012年祁連山及其周邊地區(qū)各個(gè)季節(jié)自由大氣0℃層高度變化的時(shí)空特征進(jìn)行對(duì)比和分析，探討了春季0℃層高度變化與積雪消融日期的關(guān)系、夏季0℃層高度變化與不同尺度小冰川面積變化的關(guān)系，以及山區(qū)0℃層高度在冰凍圈研究中的意義。此外，選取有多年監(jiān)測(cè)記錄的七一冰川作為參照冰川，定量評(píng)估了大氣0℃層高度與冰川物質(zhì)平衡和平衡線高度變化的關(guān)系，綜合評(píng)估其對(duì)干旱區(qū)冰雪水資源的影響。結(jié)果表明：
　?。?）基于三種不同數(shù)據(jù)源的0℃層高度在相同的季節(jié)

3、具有相似的空間分布，基于ERA和NCEP兩種再分析數(shù)據(jù)得到的0℃層高度在祁連山及其周邊地區(qū)具有相同的區(qū)間值；祁連山及其周邊地區(qū)春季、秋季和夏季0℃層高度的傾向率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但三種數(shù)據(jù)源的0℃傾向率也存在一定的差異。其中，在夏季探空站點(diǎn)中有6個(gè)站點(diǎn)呈現(xiàn)顯著上升的趨勢(shì)?；贓RA和NCEP的0℃層高度的傾向率分別有95.2％和52.3%的格點(diǎn)通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)，在高海拔的冰川覆蓋區(qū)表現(xiàn)出北部比南部的增長(zhǎng)更快?；贓RA得到的傾向率

4、通常比基于NCEP得到的大。
　?。?）近34年祁連山及其周邊地區(qū)中8個(gè)站點(diǎn)的0℃層高度呈增加趨勢(shì)，其中都蘭、敦煌、茫崖和酒泉通過(guò)了0.05的顯著性檢驗(yàn)，呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)。而只有格爾木以-0.14m·a-1的速率呈現(xiàn)微弱下降趨勢(shì)?；诓煌瑪?shù)據(jù)源得到的0℃層高度均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中基于ERA的0℃層高度的趨勢(shì)為5.4m·a-1，而基于 NCEP的0℃層高度以4m·a-1的速度，表現(xiàn)出更低的趨勢(shì)。此外，探空站點(diǎn)年均0℃層高度通常大于

5、ERA和NCEP的再分析資料所得。
　?。?）都蘭、敦煌、茫崖、西寧和酒泉各個(gè)站點(diǎn)分別在1994、1996、2004年，1996年，1991、1994、2001年，1994、1996、2004年，1994年出現(xiàn)突變。格爾木、榆中、民勤和張掖未出現(xiàn)突變點(diǎn)；夏季0℃層高度與緯度和海拔高度有關(guān)，從低緯度到高緯度地區(qū)0℃層高度有下降的趨勢(shì)，但是隨著海拔增加不斷上升。
　　（4）0℃層高度與表面溫度的關(guān)系，與站點(diǎn)的海拔高度有極大的相關(guān)

6、性，0℃層高度更擅長(zhǎng)于描述高海拔地區(qū)的表面空氣溫度，因此0℃層高度可作為評(píng)估在高山地區(qū)溫度的氣象參數(shù)；未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)表明，祁連山及其周邊地區(qū)夏季0℃層高度變化趨勢(shì)與過(guò)去一致，并且大部分站點(diǎn)保持較強(qiáng)的持續(xù)性。
　　（5）在同一地區(qū)積雪消失日期與春季0℃層高度有很好的相關(guān)性，并且呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；在河西地區(qū)的北大河流域0℃層高度增長(zhǎng)最快，柴達(dá)木河流域增長(zhǎng)最慢。對(duì)小型冰川來(lái)說(shuō)，高度敏感和相對(duì)較迅速的變暖可能會(huì)導(dǎo)致它們巨大的消融和損失。在小型冰川