高原气象

高原气象 >

2023 , Vol. 42 >Issue 2: 344 - 358

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0534.2022.00010

论文

1960年以来藏东南地区气温和降水的变化特征

  • 李朝月 ,
  • 崔鹏 ,
  • 郝建盛 ,
  • 张国涛 ,
  • 王姣 ,
  • 贾洋
展开
  • 1. 中国科学院地理科学与资源研究所 陆地表层格局与模拟重点实验室，北京 100101
    2. 中国科学院大学 资源与环境学院，北京 100049
    3. 中国科学院 水利部成都山地灾害与环境研究所 山地灾害与地表过程重点实验室，四川 成都 610041
    4. 中国-巴基斯坦地球科学研究中心 中国 科学院-巴基斯坦高等教育委员会，伊斯兰堡 ;45320，巴基斯坦
    5. 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610041

李朝月（1994 -）， 男， 山东聊城人， 博士研究生， 主要从事气候变化与积雪水文研究. E-mail：

收稿日期: 2021-05-21

  修回日期: 2022-01-19

  网络出版日期: 2023-04-03

基金资助

第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0903-2); 国家自然科学基金项目(41941017)

收起

Variation Characteristics of Temperature and Precipitation over the Southeast Xizang since 1960

  • Chaoyue LI ,
  • Peng CUI ,
  • Jiansheng HAO ,
  • Guotao ZHANG ,
  • Jiao WANG ,
  • Yang JIA
Expand
  • 1. Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation，Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China
    2. University of Chinese Academy of Science，Beijing 100049，China
    3. Key Laboratory of Mountain Hazards and Surface Process/Institute of Mountain Hazards and Environment，Chinese Academy of Sciences （CAS），Chengdu 610041，Sichuan，China
    4. China -Pakistan Joint Research Center on Earth Sciences，CAS-HEC，Islamabad 45320，Pakistan
    5. Sichuan Highway Planning，Survey，Design and Research Institute Ltd. ，Chengdu 610041，Sichuan，China

Received date: 2021-05-21

  Revised date: 2022-01-19

  Online published: 2023-04-03

Fold

本文引用格式

李朝月 , 崔鹏 , 郝建盛 , 张国涛 , 王姣 , 贾洋 . 1960年以来藏东南地区气温和降水的变化特征[J]. 高原气象, 2023 , 42(2) : 344 -358 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2022.00010

1 引言

气候变化是当下人类所面临的最大环境挑战之一（王雪琦和陈进， 2021）， 对人类社会生产和生活产生重大影响， 成为整个社会都十分关注的热点问题（周伟东等， 2010； 菅煜婷等， 2022）。近一个世纪以来， 气候变暖和极端气候事件频发已成为全球气候变化的主要特征（刘晓琼等， 2020）。IPCC第五次报告指出， 1983 -2012年可能是过去1400年以来温度最高的30年； 相较于1850 -1900年， 2003 -2012年全球地表气温升高约0.78 ℃（IPCC， 2013； Li and Fang， 2021）。同时， 20世纪以来全球降水日数呈显著增加态势， 特别是在北半球中高纬度地带（Alexander et al， 2006； 高文德等， 2021）。全球变暖加速了地表水循环过程， 极端气候事件的强度和发生频率增加（林而达等， 2006； 徐用兵等， 2020； 何静等， 2021）。在全球变暖的大背景之下， 相关专家和学者越来越重视中国的气候变化特征。近百年来中国陆域平均增温幅度明显高于全球平均水平（丁一汇等， 2006； 马转转等， 2019； 候启等， 2020）； 降水量时间变化趋势不显著， 但存在明显的空间差异性特征（Wu et al， 2016； 陈子凡等， 2022）。伴随着气候变暖， 我国近年来出现了一系列诸如高温、 强降水等极端气候事件（张德二， 2010）。
中国寒区陆地面积广， 其中西部高寒区面积为298.6×104 km2， 约占寒区面积的70%（陈仁升等， 2014）， 是我国主要大江、 大河的发源地和途经区， 更是干旱区的水塔。青藏高寒区因其高大险峻的地形及其特殊的地理位置， 具有独特而又复杂的气候， 被学者们公认为全球以及我国气候变化的“启动区”和“放大器”（冯松等， 1998； 马晓波和李栋梁， 2003； You et al， 2016； 马转转等， 2019； 冯晓莉等， 2020）。西藏高原由于其生态环境十分脆弱， 对气候变化异常敏感更是受到了广大关注， 许多学者针对该地区也展开了大量研究工作， 发现西藏升温开始于20世纪60年代， 但对降水变化的研究结果并不一致（杜军和马玉才， 2004； 徐宗学等， 2006； 唐小萍等， 2008； 李海东等， 2010； Zhong et al， 2019）。已有研究多集中于西藏全区， 代表性的有徐宗学等（2006）基于西藏高原近40年的逐月气象资料， 采用时间序列分析和非参数检验方法， 揭示了西藏高原日照时数、 平均气温、 蒸发量和降水量的变化特征； 杨春艳等（2013）利用1961 -2010年西藏高原38个气象站点资料， 采用累积曲线和M-K检验分析了西藏高原近50年气温和降水的时空变化特征； 闫立娟（2020）基于西藏13个气象站的平均气温和降水量数据， 分析了1981-2017年西藏地区的气候变化特征； 罗伦等（2021）根据藏东南色季拉山11个气象站的平均气温和降水量数据， 分析了气温和降水量与海拔的关系。以往针对西藏地区的研究进展， 大体可以归纳为两个方面： 一是研究区域集中在西藏全区或某一特定地区的气候变化特征分析， 所用资料年限较早， 不能反映气候变化的最新动态； 另一方面气候变化特征分析聚焦于平均状况， 极端气候变化的研究相对不足。西藏， 尤其是藏东南地区， 是我国自然灾害最发育、 最活跃、 类型最齐全、 危害最严重的区域， 被称为自然灾害的博物馆， 极端气候是不可忽视的灾害激发因子。
作为西藏主体的藏东南， 受青藏高原热源效应、 西风环流、 印度洋暖流及复杂地形多重影响， 不仅形成了典型的海洋性气候区， 还发育着较大面积对气候变化最为敏感的海洋性冰川积雪， 是我国最大的季风型海洋性冰川积雪分布区。此外， 作为我国重要的生态屏障， 该地区气候变化的微小波动都可能导致生态系统的剧烈反应， 引起山地植被增加、 草原面积减少、 冰雪消融等。同时， 川藏铁路途径藏东南地区， 其气候变化导致相关山地灾害的风险或在持续增加（崔鹏等， 2014）， 这也是川藏铁路安全运营面临的关键问题之一（彭建兵等， 2020）。因此有必要采用最新的气候资料对藏东南地区近期气候变化的平均特征和极端状况进行全面深入的分析。本文基于1960 -2017年藏东南地区27个站点的逐日最高气温、 最低气温和降水量数据， 从趋势、 周期、 突变和极端气候等视角分析了藏东南地区气候变化特征， 进而为该地区农牧业生产、 工程建设及安全运营提供科学的气候变化背景信息。

2 研究区概况

藏东南地区位于喜马拉雅山东段和雅鲁藏布江下游以及怒江、 澜沧江和金沙江三江流域地带， 横跨日喀则、 拉萨、 山南、 那曲、 林芝和昌都行政区（图1）， 地理位置为87.08°E -99.12°E， 26.85°N -33.24°N。研究区平均海拔4362 m左右， 地势总体上西北高， 向西南部和东部有减缓趋势。印度洋暖湿气流受地形阻挡在该地区形成海洋性气候， 年平均气温为2.62~5.74 ℃， 多年平均降水为588.40 mm。受气候影响藏东南地区发育有大规模的海洋性积雪， 多年平均积雪深度约为2.25 cm。文中涉及的地图是基于中华人民共和国自然资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载的审图号为GS（2016）1569号的中国地图制作， 底图无修改。
图1 藏东南地理位置（a）及气象台站分布（b）

Fig.1 Geographical location （a） and distribution of meteorological stations （b） in Southeast Xizang

3 数据来源与研究方法

3.1　数据来源

本研究所用的气象数据来自中国气象数据网（http： //www.cma.gov.cn/）—中国地面气候资料日值数据集（V3.0）。考虑到气象记录的时间序列不一致， 且部分站点存在迁移、 撤销情况， 为保证气象数据的一致性和连续性， 选取藏东南地区27个气象站数据， 数据时间跨度为1960年1月1日至2017年12月31日， 并对所有站点气象数据进行了质量检验。27个气象台站逐日的降水、 最低气温和最高气温在月、 季、 年和年代际尺度上进行统计； 季节上， 按3 -5月为春季、 6 -8月为夏季、 9 -11月为秋季、 12月至次年2月为冬季对气象资料进行划分； 按照1960 -1969年为20世纪60年代， 依次划分为70年代（1970 -1979年）、 80年代（1980 -1989年）、 90年代（1990 -1999年）、 21世纪00年代（2000 -2009年） 和10年代（2010 -2017年）。1979 - 2019年藏东南地区的逐日积雪深度数据来自国家青藏高原科学数据中心（http： //data.tpdc.ac.cn/zh-hans/）， 其空间分辨率为25 km（Che et al， 2008； Dai et al， 2015， 2017； 戴礼云和车涛， 2015）。

3.2　研究方法

3.2.1　气候倾向率

站点气候变化的倾向率（X）一般采用一元线性方程表示， 其公式表示如下：
X = a 0 + a 1 t
式中： a 0为常数； a 1为斜率， 代表线性变化趋势； t代表对应的年份。通常将 a 1的值放大10倍代表气候的倾向率（马伟东等， 2020）。

3.2.2　突变检测

利用Mann-Kendall（以下简称“M-K”）来检验气温和降水时间序列的突变情况。M-K突变检验法是世界气象组织推荐并在气象水文领域广泛使用的一种非参数检验方法， 该方法既可以检验时间序列变化的显著程度， 也可以检出时间序列的突变点（贾文雄， 2012）。在检验过程中， 设一长度为n的气象序列X（x 1， x 2， …， xn ）， 定义一个统计量Sk ：
S k = ∑ i = 1 k r i ( k = 2,3 , … , n )
r i = 1 x i > x j 0 x i ≤ x j    ( j = 1,2 , … , i )
假设时间序列随机独立， 定义统计量UFk ：
U F k = | S k - E ( S k ) | V a r ( S k )    ( k = 1,2 , … , n )
E ( S k ) = k ( k + 1 ) / 4
V a r ( S k ) = k ( k - 1 ) ( 2 k + 5 ) / 72
式中： E ( S k )、 V a r ( S k )分别为 S k的均值和方差； U F k服从标准正态分布， 给定显著性水平α， 若 | U F k | > U α / 2， 则表明时间序列存在明显的趋势变化。将气象序列X按逆序排列， 再按照上述方法计算， 同时令
U B k = - U F k k = n + 1 - k    ( k = 1,2 , … , n )
若 U F k值大于0， 则表明序列呈上升趋势； U F k值小于0， 则表明序列呈减小趋势。当 U F k和 U B k两条曲线相交， 且交点位于临界曲线之间， 说明交点对应的时间即是突变开始的时间。

3.2.3　小波分析

小波分析已被广泛应用于气象领域（刘永婷等， 2017； 刘凯等， 2020）， 其在时域、 频域具有局部诊断能力可识别出气象序列中隐藏的多种周期变化的工具。小波函数 Ψ ( t )具有震荡性、 能够在短时间内迅速衰减为零， 其定义如下：
∫ - ∞ + ∞ Ψ ( t ) d t = 0
Ψ ( t )基于时间域平移和尺度域伸缩形成一簇函数系：
Ψ a , b ( t ) = | a | - 1 / 2 Ψ t - b a
式中： Ψ a , b ( t )为基小波函数， b ∈ R， a ∈ R， a≠0； a为尺度因子， 反映小波的周期长度； b为时间因子， 反映在时间上的平移。
小波函数选取是小波分析的关键， 本研究采用Morlet函数：
Ψ ( t ) = e i c t e - t 2 / 2
式中： c=6.2为常数； i为虚数。
对于选定的小波函数， 时间序列f（t）的连续小波变换为：
W f ( a , b ) = | a | - 1 / 2 ∫ - ∞ + ∞ f ( t ) Ψ ¯ t - b a d t
式中： Ψ ¯ ( t )为 Ψ ( t )的复共轭函数； W f ( a , b )为小波变换系数。
小波系数的平方值在时间域上积分即为小波方差：
V a r ( a ) = ∫ - ∞ + ∞ | W f ( a , b ) | 2 d b

3.2.4　极端气候指数

定义与极端事件相关的气候指数， 通过分析极端气候指数的变化特征来揭示极端气候事件的变化情况是目前研究极端气候变化的常用方法之一（贾文雄等， 2014）。世界气象组织气候委员会定义了27个代用的极端气候指数， 基于逐日的降水量、 最低气温和最高气温可计算得出。根据研究需要选取了16个气候指数指示藏东南地区的气温和降水的极端特征， 具体指数含义见表1。
表1 选取的极端气候指数及其定义

Table 1 Selected extreme climate index and its definition

类型 指数 名称 单位 定义
极端气温指数 极端高温 TXx 极端最高气温 ℃ 日最高气温的年最大值
TNx 最高气温极小值 ℃ 最高气温极小值
高温事件频率 TX90p 暖昼日数 d 日最高气温>90%分位值的日数
TN90p 暖夜日数 d 日最低气温>90%分位值的日数
极端低温 TXn 最低气温极大值 ℃ 日最低气温的年最大值
TNn 极端最低气温 ℃ 日最低气温的年最小值
低温事件频率 TX10p 冷昼日数 d 日最高气温<10％分位值的日数
TN10p 冷夜日数 d 日最低气温<10%分位值的日数
极端降水指数 量级指数 RX1d 最大1 d降水量 mm 最大1 d降水量
RX5d 最大5 d 降水量 mm 最大连续5 d降水量
R95p 极端降水量 mm 单日降水量大于第95％的降水量和
R99p 非常极端降水量 mm 单日降水量大于第99％的降水量和
持续指数 降水持续指数 CWD 持续湿润指数 d 日降水量≥1mm 的最长连续日数
CDD 持续干旱指数 d 日降水量<1mm 的最长连续日数
气温持续指数 WSDI 持续暖日指数 d 至少连续6 d 日最高气温>90%分位数的日数
CSDI 持续冷日指数 d 至少连续6 d 日最高气温<10%分位数的日数

4 结果分析

4.1　气温变化特征分析

4.1.1　气温变化趋势分析

1960 -2017年藏东南地区平均气温、 平均最低气温和平均最高气温变化分别在2.62~5.74 ℃、 -3.85~-0.54 ℃和10.59~13.71 ℃之间（图2）， 平均气温、 平均最低气温和平均最高气温在波动中均呈上升趋势， 且均通过99%的信度检验， 气候倾向率分别为0.34 ℃·（10a）-1、 0.43 ℃·（10a）-1及0.29 ℃·（10a）-1， 均高于全国平均增温速率0.28 ℃·（10a）-1（赵东升等， 2020）。近60年来藏东南地区平均气温、 平均最低气温和平均最高气温分别增加了1.58 ℃、 1.98 ℃和1.58 ℃。从图2可以看出， 藏东南地区正在变暖， 升温在一定程度上是最低气温贡献的。
图2 1960 -2017年藏东南地区平均温度（a）、 平均最高温度（b）和平均最低温度（c）变化

Fig.2 Changes of average temperature （a）， average mean maximum temperature （b） and average minimum temperature （c） in southeast Xizang from 1960 to 2017

如图3所示， 近60年来藏东南地区月平均气温、 月平均最低气温和月平均最高气温分别在-5.50~12.72 ℃、 -13.16~7.78 ℃和3.45~19.44 ℃， 三者的最高值均出现在7月份， 最低值均出现在1月份。同时， 不同年代的月平均气温、 月平均最低气温和月平均最高气温均呈增加态势。1960 -2017年藏东南地区四季平均气温、 平均最高气温和平均最低气温均呈增加趋势， 但增温幅度有所不同（图4）。20世纪90年代之前的平均气温以负距平为主， 90年代之后则以正距平为主； 21世纪00年代之前的平均最高气温以负距平为主， 00年代之后则以正距平为主； 20世纪90年代之前的平均最低气温以负距平为主， 90年代之后则以正距平为主， 平均气温、 平均最高气温和平均最低气温变化的距平结果与突变检验显示三者在1994年、 2001年和1992年前后发生突变结果一致。冬季平均气温、 平均最高气温和平均最低气温升温态势最为明显， 这充分说明藏东南地区冬季增温对年平均气温增加的贡献是最大的。
图3 不同年代温度年内变化

Fig.3 Changes of temperature in different periods

图4 不同季节温度的年代际变化

Fig.4 Temperature changes in different seasons

4.1.2　气温变化周期与突变分析

小波系数实部等值线图反映了气温或降水在不同时间尺度的周期变化及其在时间域中的分布。当小波系数实部值为正数时， 代表高温或丰水年； 当小波系数为负数时， 代表低温或枯水年。由图5（a）中可以看出， 在平均气温变化过程中存在3类尺度的周期性变化， 其中25~32年尺度上出现了高低交替的准3次震荡， 15~25年尺度上出现高低交替的准4次震荡， 5~10年尺度上出现高低交替的多次震荡。在最高气温变化过程中存在25~32年、 15~25年尺度的周期性变化［图5（b）］。同样， 在最低气温变化过程中存在3类尺度的周期性变化， 分别为23~32年、 10~20年、 5~10年尺度。
图5 1960 -2017年藏东南地区气温变化周期 左为小波系数实部等值线图， 右为小波方差图

Fig.5 Change cycle of temperature in southeast Xizang from 1960 to 2017.The left is the contour map of the real part of the wavelet coefficients， and the right is the wavelet variance map

小波方差图能够反映气温或降水时间序列的波动能量随年尺度分布情况， 由图5可知， 平均气温的小波方差存在三个峰值， 分别对应28年、 22年和8年， 其中22年的时间尺度周期震荡最强， 为平均气温变化的第一主周期。最高气温的小波方差曲线存在2个峰值， 分别对应28年、 22年， 28年震荡最强对最高气温变化的第一主周期。最低气温存在28年、 13年和7年峰值， 28年时间尺度对应着第一主周期。
采用M-K方法对藏东南地区年平均气温、 年平均最高气温、 年平均最低气温进行突变检验（图6）。平均气温表现为20世纪70年代中期以来呈上升趋势， UF曲线在1988 -2017年超过95%置信水平曲线， 说明其上升趋势显著。最高气温在20世纪80年代中期以来呈上升趋势， UF曲线在2001 -2017年超过95%置信水平曲线， 说明其上升趋势显著。最低气温在1973年以来呈上升趋势， UF曲线在1984年以来超过95%置信水平曲线， 说明其上升趋势显著。同时， 年平均气温、 年最高气温和年最低气温突变年份分别发生在1994年、 2001年和1992年， 且突变点均在置信区间外， 说明其变化显著。
图6 1960 -2017年藏东南地区温度突变检测

Fig.6 Mutation test of temperature in Southeast Xizang from 1960 to 2017

4.1.3　气温极端指数变化

近58年藏东南地区气温极值指数（极端最高气温TXx、 极端最低气温TNn、 最高气温极小值TNx、 最低气温极大值TXn）均呈增加趋势（图7）， 变化幅度分别为0.25 ℃·（10a）-1、 0.66 ℃·（10a）-1、 0.32 ℃·（10a）-1和0.23 ℃·（10a）-1， 其中TNn、 TNx的变化通过0.01的显著性水平检验。高温事件频率的指数（暖昼日数TX90p、 暖夜日数TN90p）呈上升趋势， 升幅分别为2.90 d·（10a）-1、 6.58 d·（10a）-1， 均通过0.01的显著性水平检验。低温事件频率的指数（冷昼日数TX10p、 冷夜日数TN10p）为减小趋势， 减幅分别为1.88 d·（10a）-1、 2.70 d·（10a）-1， 均未通过显著性水平检验。高温事件持续性的指数（持续暖日指数WSDI）呈增大趋势， 升幅为为7.31 d·（10a）-1， 通过99％的信度检验。低温事件持续性指数（持续冷日指数CSDI）则呈减小趋势， 减幅为1.49 d·（10a）-1， 均未通过显著性水平检验。总体来看， 我国藏东南地区极端气温冷指数呈下降趋势， 极端气温暖指数呈增加趋势， 这与西藏、 青藏高原乃至全国极端气温指数变化趋势是一致的。
图7 极端气温指数变化趋势

Fig.7 Trend of extreme temperature index

4.2　降水变化特征分析

4.2.1　降水变化趋势分析

1960 -2017年， 藏东南地区降水量总体呈增加趋势（图8）， 但变化趋势不显著， 未通过显著性水平检验， 其变化倾向率为6.66 mm·（10a）-1， 多年平均降水量为588.40 mm。其中20世纪60年代初到70年代末以及2010年以来降水量偏枯， 其余年份降水量偏丰。年降水量最大值出现在1998年， 为700.06 mm； 最小值出现在1967年， 为465.83 mm。不同年代的月降水变化表明， 藏东南地区降水主要集中在6 -9月， 约占全年降水量的75%； 月降水量最大值出现在7月或8月， 月降水量最小值由20世纪90年代的1月或2月变为之后的12月份［图9（a）］。降水的季节变化有差异， 其中夏、 秋季降水减少， 冬、 春季降水显著增加。
图8 1960 -2017年藏东南地区降水年际变化

Fig.8 Inter-annual trend of precipitation in southeast Xizang from 1960 to 2017

图9 不同年代降水的年内和季节变化

Fig.9 Intra-year and seasonal variation of precipitation in different periods

4.2.2　降水变化周期与突变分析

采用小波分析对藏东南地区降水的周期变化进行分析， 结合小波方差可以反映降水时间序列的波动能量随年尺度分布情况， 确定降水变化的主周期。藏东南地区的降水在1960 -2017年存在准28年的周期， 在1975 -2010年中存在准15年周期， 同时在全时间序列长度存在一个准6年周期（图10）。其中降水小波方差最大峰值对应28年的时间尺度， 说明28年左右的周期震荡性最强， 为藏东南降水变化的第一主周期， 依次15年为第二主周期， 6年为第三主周期， 以上三个周期控制着藏东南地区降水的变化特征。
图10 1960 -2017年藏东南地区降水变化周期

Fig.10 Change cycle of precipitation in southeast Xizang from 1960 to 2017

藏东南地区降水量的M-K突变检验表明， 近60年来该区年降水也存在突变现象， 1979年为藏东南地区降水突变年份（图11）。UF曲线可以看出， 藏东南地区降水量在1963年之前波动变化， 之后降水量一直呈下降趋势， 直到1984年降水量开始增加， 1996年开始显著增加。将藏东南地区降水量以1979年为界分成两段来讨论， 突变前（1960 -1978年）藏东南地区的年均降水量为511.4 mm， 而突变后（1979 -2017年）藏东南降水量为565.5 mm， 此段降水量波动增加。
图11 1960 -2017年藏东南地区降水量突变检测

Fig.11 Mutation test of precipitation in Southeast Tibet from 1960 to 2017

4.2.3　降水极端指数变化分析

1960 -2017年藏东南地区最大1 d降水量（RX1d）、 最大5 d降水量（RX5d）、 极端降水量（R95p）和非常极端降水量（R99p）均呈不同程度增加趋势（图12）， 上升速率分别为0.34 mm·（10a）-1、 0.15 mm·（10a）-1、 1.09 mm·（10a）-1、 0.87 mm·（10a）-1和6.36 mm·（10a）-1， 均未通过显著性检验。持续干旱指数（CDD）和持续湿润指数（CWD）指示长时间内降水的持续情况， 是干旱的重要指示。两个持续指数均呈减小态势， 变化率分别为-1.21 d·a-1、 -0.33 d·a-1， 表明藏东南地区降水日数季节分配更加均匀化。
图12 极端降水指数变化趋势

Fig.12 Trend of extreme precipitation index

5 讨论

近60年来藏东南地区气候变暖的趋势是十分显著的， 其年平均气温、 年平均最低气温和年平均最高气温的气候变化倾向率为0.34 ℃·（10a）-1、 0.43 ℃·（10a）-1及0.29 ℃·（10a）-1， 三者均高于青藏高原乃至全国的增温速率（徐丽娇等， 2019）， 平均气温的升温速率介于最低气温升温速率和最高气温升温速率之间（宋辞等， 2012）， 最低气温的升温速率明显高于最高气温（段安民等， 2006）。气温升高除了受到气候系统内部的影响， 还可能与城市化发展有关（周晓宇等， 2013）。近年来藏东南地区城市化迅速发展， 城镇人口增长迅速， 城市建筑规模日趋扩大， 道路等硬质化下垫面增加了散射辐射， 同时环境污染物浓度升高增加了对太阳辐射的吸收， 这些因素对地球表层起到保温作用， 促使温度的升高（刘德义等， 2010）。其次， 藏东南地区四季气温普遍升高， 其中冬季气温变暖趋势明显， 这与整个青藏高原气温的季节性变化趋势是一致的（刘桂芳和卢鹤立， 2010）。由于喜马拉雅山脉阻挡了印度洋暖湿气流向北推移， 在我国藏东南地区形成了海洋性气候区， 同时发育有大规模的海洋性冰川积雪， 受上述气温的年际及季节性显著变暖， 对藏东南地区的冰雪变化产生显著影响（图13）。冰雪变化直接影响到我国藏东南地区及整个“亚洲水塔”的水资源利用、 生态环境安全以及冰雪灾害发生的频率与影响范围， 同时关系到川藏铁路工程建设。因此， 由此导致的水文效应、 环境效应、 生态效应、 灾害效应问题应引起足够重视。
图13 1979 -2019年我国藏东南地区气温（a）、 降水（b）和积雪（c）深度变化

Fig.13 Changes of air temperature （a）， precitation （b） and snow depth （c） in southeast Xizang from 1979 to 2019

藏东南是西藏极端降水发生频率较高的地区（杨志刚等， 2014）。在全球变暖的大背景下， 伴随着区域总降水量的增加， 极端降水事件可能出现增加的态势（Zhang et al， 2013）。1960 -2017年藏东南地区极端降水指数除持续性指数（CWD和CDD）呈下降趋势， 其余指数呈上升趋势。对比藏东南地区与西藏（杜军等， 2014）、 青藏高原（You et al， 2008）、 横断山区（Ning et al， 2012）和全球（Alexander et al， 2006）视角下极端降水指数的变化趋势， 可以看出， 藏东南地区的RX1d、 RX5d的增幅均低于全球， 但CWD、 CDD的变幅明显高于全球。与西藏相比， 藏东南地区RX1d、 R95p的增幅明显偏高， 同样CWD和CDD的变幅也明显偏高。与青藏高原和横断山区相比， 藏东南地区RX1d的增幅偏低， R95p的增幅偏高， R99p的增幅偏低， CWD和CDD的变幅明显偏高。总体来看， 藏东南地区极端降水指数变化态势与全球、 西藏、 青藏高原及横断山区是一致的， R95p增幅和CDD减幅明显高于其他地区， 说明不同地区极端降水指数对全球变暖的差异性响应， 也侧面反映了藏东南地区干旱风险减弱的同时极端降水事件增加这一现象。

6 结论

本文对藏东南地区1960 -2017年的气温和降水进行了趋势、 周期、 突变及极端变化特征分析， 总结出以下主要结论：
（1） 藏东南地区年平均气温、 年平均最高气温和年平均最低气温的增温速率均高于全国平均增温速率， 其中年平均最低气温升温态势最为显著。一年四季中冬季升温最剧烈。藏东南地区年降水量呈增加趋势， 四季降水量夏、 秋季呈减少态势， 冬、 春季呈增加态势。
（2） 藏东南地区的气温和降水在28 年尺度上存在一致的周期性变化。其中平均气温存在28年、 22年和8年尺度的变化周期， 最高气温存在28年和22年尺度的变化周期， 最低气温存在28年、 13年和7年尺度的变化周期。降水存在28年、 15年和6年尺度的震荡周期。
（3） 藏东南地区的气温和降水在研究时段内均发生突变。其中年平均气温、 年平均最高气温和年平均最低气温分别在1994年、 2001年和1992年发生突变， 且变化趋势显著。降水量在1979年发生突变。
（4） 藏东南地区极值气温指数TXx、 TNn、 TNx、 TXn分别以0.25 ℃·（10a）-1、 0.66 ℃·（10a）-1、 0.32 ℃·（10a）-1和0.23 ℃·（10a）-1的速率增加。高温事件频率指数TX90p、 TN90p分别以2.90 d·（10a）-1、 6.58 d·（10a）-1的速率增加。低温事件频率的指数TX10p、 TN10p分别以1.88 d·（10a）-1、 2.70 d·（10a）-1的趋势减小。持续暖日指数WSDI以7.31 d·（10a）-1的趋势增加， 持续冷日指数CSDI则以1.49 d·（10a）-1的趋势减小。
表2 藏东南地区极端降水指数的变化趋势及其与其他地区对比

Table 2 Change of extreme precipitation indexes in southeast Xizang and its comparison with other regions

年限/年 区域

RX1d

/［mm·（10a）-1］

RX5d

/［mm·（10a）-1］

R95p

/［mm·（10a）-1］

R99p

/［mm·（10a）-1］

CWD

/［d·（10a）-1］

CDD

/［d·（10a）-1］

 数据来源
1960—2017 藏东南 0.34** 0.15 1.09 0.87 -3.35* -12.15*** 本文
1961—2012 西藏 0.09 -0.12 0.00 0.66 0.08 -3.94** （杜军等， 2014）
藏东南 0.20 0.01 1.38 0.46 -2.87 -16.79***
1961—2003 全球 0.85 0.55 \ \ -0.02 -0.55 （Alexander et al， 2006）
西藏 0.13 0.26 1.00 0.72 0.22 -6.58**
藏东南 0.13 0.40 6.25* 1.05 -4.41 -21.77***
1961—2005 青藏高原 0.27 0.08 1.28 1.09 -0.07 -4.64** （You et al， 2008）
西藏 -0.01 0.11 0.30 0.14 0.21* -6.66***
藏东南 0.09 0.25 5.30* 0.58 -2.89 -21.20***
1961—2008 横断山区 0.48 -0.03 4.31 2.81 -0.13 -6.68** （Ning et al， 2012）
西藏 0.07 0.02 0.27 0.60 0.13 -5.79**
藏东南 0.31* 0.10 4.42 0.91 -3.05 -20.04***

*、 **、 ***分别表示通过0.10、 0.05和0.01显著性检验， \表示无该项数据

（5） 藏东南地区极端降水指数RX1d、 RX5d、 R95p和R99p分别以0.34 mm·（10a）-1、 0.15 mm·（10a）-1、 1.09 mm·（10a）-1和0.87 mm·（10a）-1的速率增加， CDD、 CWD分别以-1.21 d.a-1、 -0.33 d.a-1的趋势减小。
综上， 近60年来藏东南地区气候总体上呈暖湿化态势， 同时是我国青藏高原乃至全国气候变化的敏感区和放大器。

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