玉树州2018—2019年特大雪灾气候特征和成因分析

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  摘要 2018年12月下旬至2019年3月下旬,玉树州大部地区发生特大雪灾,为今后更好地做好雪灾预测预报及防御工作,对此次极端灾害性天气气候事件的成因、造成的影响及防灾减灾效果进行了分析。结果表明,此次雪灾是玉树州有记录以来最严重的一次,雪灾期间降雪量偏多明显,强降雪日数偏多,积雪持续时间长,均为历史同期最多(最长);导致玉树地区此次特大雪灾发生的重要原因是:受厄尔尼诺事件影响大气环流异常,西太平洋副热带高压位置偏西且强度偏强、高原南侧的南支槽偏强,冷空气活动过程频繁,加之玉树地区冬季气温低,积雪消融缓慢。气象部门的天气气候预测预报、防灾减灾气象服务工作及时准确,有效地减轻了雪灾带来的损失。
  关键词 特大雪灾;降雪量大;持续时间长;强降雪日数最多;影响评估;成因及防御效果分析
  中图分类号:P426.63 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2019)06-044-03
  DOI: 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.06.016
  Analysis on the Climate Characteristics and Causes of the Major Snow Disaster in Yushu Prefecture during 2018—2019
  WEI Yong-lianget al(Meteorological Observatory of Yushu, Yushu, Qinghai 815000)
  Abstract From the late December 2018 to the late March 2019,a major snow disasters occurred in most areas of Yushu Prefecture. In order to better forecast and prevent snow disasters in the future,the causes,effects and disaster prevention and mitigation effects of this extreme weather and climate events were analyzed. The results showed that the snow disaster was the most serious in Yushu Prefecture since it was recorded. During the snow disaster,the snowfall was more obvious,the number of heavy snowfall days was more,and the duration of snow was longer,which was the longest in the same period of history. The main causes of the major snow disaster in Yushu were as follows: the atmospheric circulation anomaly caused by El Nino event made the position of the Western Pacific subtropical high westward and stronger,the Southern trough was stronger,and the cold air activity process was frequent. In addition,the winter temperature in Yushu area was low,and the snow melting was slow. Weather and climate prediction,disaster prevention and mitigation meteorological services of meteorological departments were timely and accurate,effectively reducing the losses caused by snow disaster.
  Key words Major snow disaster;Snowfall;Long duration;Most heavy snow days;Impact assessment;Causes and defense effect analysis
  青海省玉树藏族自治州(下称玉树州)气候只有冷暖之别,无四季之分,全年冷季7~8个月,全年暖季4~5个月,没有绝对无霜期,气候寒冷且干湿不均,年平均气温0.3℃,年最低气温-45.9℃,年最高气温29.6℃,年平均降水量487.6 mm。受特殊的地理环境及气候条件的影响,使得玉树州的气象灾害频繁且严重,根据多年资料统计,在玉树地区出现的各类自然灾害中,气象灾害占70%以上,有的年份甚至达90%。玉树州主要的灾害性天气是雪灾、暴雨、冰雹、短时雷雨大风等强对流天气,况且该地区经济落后,灾害防御能力极其脆弱,因而也是灾害性天气造成损失最大的地区。
  雪灾是因长时间大量降雪造成大范围积雪成灾的自然现象。它往往伴随着气温的急剧降低以及冰冻的出现,对人们的生产生活造成不利影响。深入研究雪灾的大气学发生发展规律和特点对于防灾减灾有着重要的意义[1-2]。其中,柳艳香等对1985年10月青藏高原腹地一次特大雪灾的地面气象要素场和卫星辐射场特征进行了讨论[3],龙腾文等[4]对2008年初湖南省出现的历史罕见的长时间低温雨雪冰冻灾害天气进行了讨论,此外还有很多学者对2008年1月我国大范围低温雨雪冰冻灾害天气进行了分析[5-6];刘斌华等[7]对2008年1月中旬至3月中旬发生在四川省甘孜州石渠县特大雪灾冻害进行了总结分析;时兴合等对1961—2004年青海积雪的年代際变化特征和雪灾发生的机理及其成因进行了研究[8],王勇等[9-10]则对青藏高原的雪灾特征进行了研究。这些研究主要集中在青藏高原等已出现雪灾的地区,研究区域较大。   由于玉树地区特殊的地形,年降水量的80%主要集中在5—9月。2018年12月至2019年3月,在厄尔尼诺事件下,玉树地区降雪量较历史同期偏多1.5倍,与历史上出现雪灾的原因有不尽一致的特点。从2018年12月下旬开始,玉树州部分地区出现了历史罕见的降雪天气,降雪天气过程频繁,降雪量历史最大,截至2019年3月底,共发生17次中雪量级及以上降雪天气过程,强降雪造成的损失非常严重。笔者根据气象观测数据及调查资料,对2018年12月至2019年3月的特大雪灾进行了全面分析和评估,其次通过分析雪灾期间的大气环流形势、影响系统,从而得出引发此次雪灾冻害的主要成因。
  1 天气气候特征及影响评估
  2018年12月下旬至2019年3月期间,天气气候异常。表现为降雪过程频繁,低温持续时间长,降雪量大,积雪持续时间长,最高气温低。
  1.1 降雪过程概述
  2018年12月下旬至2019年3月,玉树州不断受高空槽和地面冷空气的共同影响,出现了中雪量级以上降雪天气过程达17余次,其中1月23—24日,1月27—29日,2月8—10日,2月25—26日,3月8—9日,3月22—23日,3月25—27日,3月28—29日出现了8次大雪量级及以上降雪天气过程。
  1.2 主要气候特征
  1.2.1 气温 2018年12月下旬至2019年3月下旬期间的平均气温为-8.0℃,较常年平均气温偏低0.4℃,其中玉树市和杂多县分别偏低0.8℃和0.1℃,其余县站平均气温均偏高,偏高幅度在0.2~1.2℃。3月玉树州气温普遍偏低,偏低幅度在0~3.6℃,其中称多县清水河镇偏低幅度最大(图1)。2018年12月下旬至2019年3月下旬期间的平均最高气温为-0.4℃,平均最低气温为-15.7℃,由于最高气温长期处于0℃以下,导致积雪难以融化;且进入冬季后玉树州气温相继走低,进入一年中气温最低的时段,导致积雪融化缓慢,持续时间长,多地出现不同程度雪灾。整个雪灾期间低温现象较为明显。
  1.2.2 降雪量 2018年12月下旬至2019年3月下旬期间的平均降雪量为45.6 mm,较常年平均降雪量偏多1.5倍,各县站均偏多,偏多幅度在0.4~2.1倍,其中囊谦县偏多幅度最大,杂多偏多1.8倍,清水河偏多1.7倍(图2)。根据气象数据分析,杂多县、称多县清水河镇、囊谦县、曲麻莱县降雪量为1961年以来最多,其中2019 年1月7日至2月12日,称多县清水河镇累计降雪量达30.5 mm,较历年同期(6.8 mm)偏多3.5倍,成为1956年建站以来的同期最高值。2018年12月下旬以来,玉树州降雪天气频繁,共出现了17次明显降雪过程,其中出现大雪以上天气11站次,中雪天气23站次,均为历史同期最多年。
  1.2.3 积雪深度及积雪日数 2018年12月下旬至2019年3月下旬,玉树州杂多县气象局测得的最大积雪深度为18 cm,是1980年以来最深(1979年12月1日积雪深度为20 cm),杂多县(气象站)≥2 cm的积雪时间持续了75 d (2018年12月29日至2019年3月13日),为历史最长;玉树州称多县气象局测得的最大积雪深度为13 cm,是2015年以来最深(1999年6月3日积雪深度为25 cm),称多县(气象站)≥2 cm的积雪时间持续了82 d(2019年1月8日至3月21日,3月23—31日),位列历史最长;玉树州曲麻莱县气象局测得的最大积雪深度为10 cm,是2009年以来最深(1968年5月30日积雪深度为24 cm),曲麻莱县≥2 cm的积雪时间持续了31 d(2019年1月8日至2月7日),接近历史最长。
  1.3 影响评估
  玉树牧区部分区域内降雪量大、气温低造成积雪持续不化,致使牲畜采食困难或无法采食而发生不同程度的伤亡,使畜牧业生产遭受损失;同时积雪造成道路阻塞、班车停运等,为牧民生活出行带来一定困难;此外积雪也带来一定的有利之处。
  1.3.1 不利影响 一是造成牲畜死亡,较厚的积雪掩埋牧草,引起牲畜可采食量的减少,加之气温较低,出现牲畜饥饿、受冻死亡。据玉树州抗灾救灾应急指挥部不完全统计,玉树州1市5县32个乡镇125个村的38 146户、158 076人受灾;119.15万头牲畜觅食困难,共死亡牲畜计41 892头(只、匹);直接经济损失累计达1.371亿元;同时,还有白唇鹿、岩羊、黄羊、盘羊等219头(只)野生动物死亡。二是造成交通堵塞,高海拔地区、阴坡路段积雪融化缓慢,路面积雪结冰容易造成交通事故,影响道路畅通。据统计,降雪期间玉树州内部分道路不同程度受到降雪及积雪结冰影响,出现交通受阻,发往西宁等地的客运班车多次停运,造成旅客滞留。三是由于积雪较厚,后期气温回升快,短期内融雪易造成局地洪涝,或者形成冰坝,导致松散型堰塞湖,影响到人民群众生命安全。
  1.3.2 有利方面 一是有利于冰川和冻土保育。降雪天气增加高海拔雪山的雪层保育,对冰川和积雪有一定的补给作用,延缓冻土的融化和退化。二是改善生态环境。降水有利于提高土壤湿度,雪盖对牧草越冬保温也起到积极作用,有利于牧草生长。三是降低森林草原火灾风险,减轻病虫害发生可能。
  2 成因分析
  2.1 厄尔尼诺事件的影响
  厄尔尼诺是指赤道中东太平洋海温异常偏高,从而影响大气环流的一种自然现象。在此次2018—2019年厄尔尼诺事件中,赤道中太平洋海温总体要强于赤道东太平洋。就我国而言,这种海温情况导致西太平洋副热带高压较常年偏强偏西偏北,从而有利于引导低纬度大量水汽向我国输送。同时,冬季中高纬度冷空气活动过程频繁、强度较强,冷暖气流主要在我国南部地区交汇,造成当地降水明显偏多,出现持续阴雨寡照天气[11-20]。
  根据国家气候中心发布的公报,2018年6月开始,赤道中东太平洋温度升高,到2019年2月底一次弱的厄尔尼诺现象形成,根据最新预测,此次厄尔尼诺将会继续发展,持续到2019年的冬季。在2015年厄尔尼诺影响下,玉树地区在2015年初出现了较为严重的雪灾。2019年厄尔尼诺影响下,玉树地区再次出现了罕见的强降雪天气,导致出现特重大雪灾。这种现象表明厄尔尼诺現象对我国青藏高原的气候有重要影响。在2019年特大雪灾中,不断发展的厄尔尼诺现象造成冷空气活动频繁,南支槽异常活跃,造成青藏高原大部地区降雪偏多,青海南部出现不同程度的雪灾。   2.2 大气环流异常
  根据NECP再分析资料,分析2018年12月至2019年3月期间的500 hPa高空环流形势(图3)等对此次雪灾期间的天气系统进行初步分析。从图3可以分析得到,2018年12月以来,北极涛动指数AO为负位相,极涡南压至中高纬度地区,北极冷空气汇聚在西伯利亚西部,乌拉尔山的阻塞高压一直存在并长期稳定维持,它的稳定维持造成了大尺度环流的形势稳定,有利于脊前的冷空气在底层扩散南下,源源不断下滑到高原。同时中高纬度冷空气活动过程频繁、强度较强,冷暖气流在高原上汇合频率高,造成青海南部多次强降雪天气过程。
  此次雪灾的另一个重要成因是南支槽异常活跃,从2018年12月开始,南支槽加强,不断地将孟加拉湾的水汽输送到青海南部地区,这就造成西南暖湿气流源源不断地向玉树输送水汽。此外还有一个较为重要的原因是西太平洋副热带高压强度偏强、面积偏大、西伸脊点位置偏西,这种形势有利于副高外围的偏南暖湿气流向青藏高原输送。
  3 气象服务情况
  早在21世纪初期,玉树州气象部门就组织技术力量,研究引发雪灾灾害性天气的预测预报方法,积极开展防御雪灾冻害气象服务,并取得了明显成效。在此次雪灾冻害极端天气气候事件发生、发展的全过程中,气象部门全力以赴开展了相关工作。此次雪灾冻害天气,玉树州气象部门早在2018年10月20日发布的“玉树州今冬明春雪灾趋势预测”中就明确指出,2018—2019年玉树州大部地区有中度雪灾的可能性,同时提出了请相关部门及早部署,积极做好防灾抗灾准备工作、饲料储备、交通管控工作等方面的防灾建议。
  据统计,玉树州气象局在此次雪灾期间提供决策气象服务信息、雪情监测信息等气象信息共130余期,发布预警信号34站次,发布雪情监测信息、天气预报、灾害性天气预警等共计1 500余次。准确的预报、预警,为各部门指挥救灾提供了优质气象保障服务,跟进式的气象服务工作也受到多方好评,其中玉树州州委书记称赞玉树州气象部门是全州抗灾救灾的“分母”,是地方党委政府决策的“标尺”,是全州维护人民生命健康安全的“哨兵”。
  4 小结
  (1)玉树州2018—2019年发生的雪灾是当地有记录以来最严重的一次,此次雪灾期间降雪量偏多明显,强降雪日数偏多,积雪持续时间长,均为历史同期最多(最长)。
  (2)导致玉树地区特大雪灾发生的重要原因是:受厄尔尼诺事件影响大气环流异常,西太平洋副热带高压位置偏西且强度偏强、高原南侧的南支槽偏强,冷空气活动过程频繁,加之玉树地区冬季气温低,积雪消融缓慢。
  (3)气象部门的天气气候预测预报、防灾减灾气象服务工作及时准确,有效地减轻了雪灾带来的损失。
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  责任编辑:郑丹丹
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