1971-2007年中国喜马拉雅山空气温度和降水的时空变化分析外文翻译资料

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1971-2007年中国喜马拉雅山空气温度和降水的时空变化分析

杨建平，谭春萍，张庭军

a中国科学院寒区旱区环境与工程研究所（CAREERI）中国甘肃省兰州

b中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冷冻土工程国家重点实验室，中国兰州

c国家冰雪数据中心（NSIDC），合作研究所 科罗拉多大学环境科学研究（CIRES），美国科罗拉多州博尔德市

摘要：中国喜马拉雅山（CH）对全球气候变化敏感度高。 1971 - 2007年24个气象站月平均气温和月降水资料分析显示，整个地区年平均气温每十年显着上升0.31℃，或约1.15℃。温度上升主要发生在1991 - 2007年期间，每十年达到0.73℃。气候变暖的特点是冬季特别是全年气温升高，在1971-2007年期间每十年最高值为0.38℃，1991 - 2007年间每十年高达1.24℃。年温度趋势分布显示出显著的南北，由低到高和东西方变暖趋势随着纬度和高度而增加，而CH分别随着经度的减小而增加。年降水量增加，但在1971 - 2007年间并不显著。同期的季节性降水也没有明显的趋势。降水变化的空间差异特别大。 37年来，西部气候变暖和干燥气候显而易见。

关键词：气温; 沉淀; 空间和时间变化; 趋势; 中国喜马拉雅山

2011年8月1日收到; 2012年8月30日修订；接受2012年9月25日。

1.简介

1.1

研究表明，全球地表暖化一直在1906-2005年以0.74plusmn;0.18◦C的速度发生，全球年平均降水量呈现出小幅但不确定的上升趋势，每十年约为1.1mm（不确定度plusmn; 1.5毫米）（Trenberth等，2007）。 然而，气候变化并非全球统一。 空气温度和降水变化的区域差异很大。 使用2000年以来平均表面温度的重建数据，20世纪末北极的温暖是前所未有的（Mann和Jones，2003），并归因于人为的气候强迫（Thorne等，2003）。 在1900-2005年期间，降水通常在30°N以北的陆地增加，但自20世纪70年代以来，降水趋势主导着热带地区（Trenberth et al。，2007）。

喜马拉雅山地区是包括中山，南亚和内亚这个高山连锁的地区，包括天山，昆仑，帕米尔，印度库什，喀喇昆仑，喜马拉雅山和横断山围绕它们的广泛的中间山峦链条和高原青藏高原（Xu et al。，2008），有时被称为“世界屋脊”。除了景观的美丽和提供其他生态系统设施外，该地区在全球大气环流，生物和文化多样性，水资源和水文循环方面发挥着重要作用（Bandy-opadhyay和Gyawali，1994）。进入20世纪90年代，冰川，雪和永冻层的快速退缩;危险性越来越大，频率越来越高，如火山灰，冰川湖爆发和山体滑坡;在与全球气候变化密切相关的旱季，水分供应和干旱减少，成为喜马拉雅地区的主要威胁（Pradhan等，2012）。此外，融化冰川，亚洲10个大流域13亿人口的水源将对未来几十年内该地区的用水量产生负面影响（Barnett等，2005）。因此，该地区被认为是潜在的世界上最关键的地区。气候变化是引起国际学术界关注的学术热点。

然而，很多早期关于喜马拉雅地区气候变化的研究表明，它们大部分集中在印度和尼泊尔喜马拉雅山（Shrestha等，2000; Cook et al。，2003; Archer和福勒，2004; Fowler和Archer，2006; Basistha et al。，2009; Jhajharia和Singh，2011年; 2012年）和青藏高原（Liu and Chen，2000; Gao et al。，2003; Frauenfeld et al。，2005; Yao et al。，2006; Xu et al。，2007 ; Yang and Brauning，2007）。 中国喜马拉雅山（CH）的气候变化信息很少。

CH在北喜马拉雅山。它是全球气候变化的敏感区域，也是中国，亚洲甚至整个北半球气候变化的源区（Feng et al。，1998; Yang，2004）。在那里，气候变化不仅对本区域的冰川融化，水资源，自然灾害，农业，畜牧业，林业和当地民生造成重大影响，而且还影响了该地区的供水，粮食生产和生态格局来自于CH（Che et al。，2004; Ren et al。，2004; Wei et al。，2004; Liu et al。，2005）的雅鲁藏布江，恒河，印度河，湄公河，伊拉瓦迪和萨尔温河的下游;开发计划署，2007; Zhao，2007; Wei et al。，2008; Xu et al。，2008; Pradhan et al。，2012）。此外，随着气候变暖的加剧，这些影响将会更大。因此，CH的气候变化得到了学术界和政界的高度重视。更好地了解气候变化及其趋势，如何适应气候变化的不利影响，促进该地区的社会经济可持续发展，是目前和未来较长时期科学家和决策者的任务。本研究的目的是调查季节性和年度时间尺度上整个CH地区的气温和降水变化以及过去37年的空间差异。

1.2 文学评论、

大范围内的喜马拉雅地区气候变化的区域差异也很大。在天山地区，空气温度平均每十年上升约0.1℃，降水量在1940 - 1991年期间每十年降低约12.0mm（Aizen等，1997）。许多作者使用仪器记录研究了青藏高原的气温和降水变化。刘和陈（2000）发现，整个青藏高原的平均温度为每十年0.16℃，冬季平均温度为每十年0.32℃。青藏高原中西部东部和西北部呈上升趋势，而西藏青藏高原则呈现较弱的升温趋势。最近，王等人（2008）报道，青藏高原年平均地表温度在1961-2007年间每十年增加约0.36◦C或1.8◦C。这种上升趋势在1955 - 1996年期间翻了一番。徐等（2007）报道，青藏高原大部分地区降水增加。1961年至2001年间，特别是西藏东部和中部地区，西藏西部地区同期呈下降趋势。牛等人（2004）也指出，青藏高原的降水变化在各地区都有很大的变化。杨和布朗宁（2007）提出，青藏高原冬季气温迅速上升，而二十世纪的冬季气温呈现轻微的下降趋势。来自四个冰芯记录（Puruogangri，Dasuopu，Guliya和Dunde）的信息显示，过去100年来，青藏高原的气温升高，意味着气候变化的南北差异和东西方差异（姚et al。，2006）。 Wang（2006）和Wang et al。 （2006年，2007年）进一步证实了高原地区气候环境南北偏差，得出结论：青藏高原北部和南部的气候分界线位于32-33°N左右。

Shrestha等人（1999）指出，1977 - 1994年期间尼泊尔大部分中山和喜马拉雅地区的气温均有所上升。 Cook等人（2003年）报道，仅在10月至2月期间的20世纪末温暖，而2 - 6月份温度在1960年以来尼泊尔喜马拉雅山降温。印度西部喜马拉雅山的温度在季风前季节（3月到五月）在20世纪后半叶（Yadav等，2004）。 Archer和Fowler（2004）也发现，自1961年以来，印度河上游盆地西部喜马拉雅山区的平均和最低夏季气温持续降低，冬季最高气温在1961至2000年间明显增加。同时，休伊特（2005）还在过去五十年来，喜马拉雅山这部分地区的夏季气温略有下降。对于冬季气候，喜马拉雅山西部的西琛冰川在1984-2006年期间呈现出相反的趋势（Dimri和Dash，2010），而大多数西部喜马拉雅山在1975-2006年期间呈现显着的增长趋势（Dimri和Dash， 2012）。然而，Bhutiyani等（2007）报道，上个世纪（1901-2002年），喜马拉雅西北地区的气温明显上升约1.6摄氏度。 Dash等（2007）报道，上个世纪（1901-2003年），喜马拉雅山西部的最高气温上升了0.9℃，印度北部的中部地区上升了0.8℃，喜马拉雅山西部最低气温下降了1.9℃。在1955 - 1972年间，中部北部为1.1℃，然后在过去三到四十年间同样急剧上升。 对于降水，Shrestha等（2000）发现，尼泊尔喜马拉雅山地区的降水量从1948年到1994年都没有明显的长期趋势，尽管区域时间序列在年代际和时代尺度上显示出显着的变化。 Borgaonkar和Pant（2001）发现印度喜马拉雅山，特别是西部喜马拉雅山没有降水趋势。不过，潘等人（1999）指出喜马拉雅山西部季风后降水呈上升趋势，与冬季降低相反。

Archer和Fowler（2004）报道，自1895年以来，印度河流域上游没有显着的降水趋势，但从1961年到1999年，冬季，总体和几个地区年降水量均有显着的增长。休伊特（Hewitt）（2005）指出，该地区过去50年来的降水量有所增加。 Dash等（2007）表明，印度夏季风降水量呈下降趋势，季风和季风季后降水呈上升趋势。 Basistha等（2009）报道，上个世纪（1902 - 1980年）印度喜马拉雅山地区的降雨量已经下降，突然转变，而不是逐渐趋势，1902 - 1964年期间的增长趋势在1965 - 1980年间逆转。最近，Dimri和Dash（2012）也报告了降水量略有下降的趋势，但与喜马拉雅山西部不同。

在CH区，Xu等（2008）指出了1961 - 2001年间日照时间，平均空气温度，蒸发量（phi;20）和降水量的空间变化。张（1997）发现，二十世纪六十年代气温平均气温最低，是二十世纪八十年代最高的一年，一九六一至九○年代不同季节气温普遍升高。杜等人（2000年，2004年）和杜（2001年）报告，从1952年到1995年，每十年增加了0.065◦C，年平均气温在1961 - 2000年间为每十年0.26◦C，大多数年降雨量呈上升趋势CH部分，但西部CH明显下降。尚等（2006）报道，每十年平均气温每年上升0.27◦C，而西部CH地区年平均降水量从1961年到2000年均有变动趋势。Bian和Du（2006）也报道了年温度降水量年均增长率为每十年0.24℃，年平均气温为9.6℃，年降水量为9.6mmy-1。表1总结了早期研究报告的喜马拉雅山不同地区温度变化的结果。

2 数据和方法

2.1 研究区域

喜马拉雅山源自巴基斯坦吉尔吉特附近的Nanga Parbat（8125m），西面延伸至西藏莫佐县附近的Namche Barwa（7782m）东侧的甘格里加布河西岸，总长度约2400公里。通常，喜马拉雅山可以分为三个部分：喜马拉雅山西部从南加帕尔巴特到奈梅诺尼（(7694m, 81◦07E, 30◦30N）; 喜马拉雅山中部是奈梅诺·尼尤到乔莫利哈里（7326m，88°54 E，27°57 N），喜马拉雅山东部是从Chomolhari到Namche Barwa（Mi et al。，2002）。 本研究采用该部门。 因此，CH区域分为三段，东段和中段之间的边界为88°54 E，中西部边界为81°07 E（见图1），涵盖中国西藏自治区。

2.2 数据来源

选择中国气象局（CMA）运营的二十四个气象台进行这项研究（图1;表2）。 这24个站的详细情况见表2.这些站分布在东部，中部和西部地区的研究区域，16个，6个和2个站点分布不均匀。 原来这个车站在中西部很少。 空气温度和降水的月度数据是从气候数据中心，CMA收集的。 虽然这些车站是在20世纪50年代中期建立的，但在一些车站的数据在20世纪50年代末到20世纪60年代末失踪。 因此，在此分析中选择了1971-2007年的时间序列。

2.3 数据质量控制

数据的可靠性和解释取决于其准确性和一致性;区分台站位置或测量方法的变化引起的温度和降水的变化趋势和阶跃变化与气候变化的变化特别重要。标准气象观测方法由CMA于1959年建立，从此，观察方法尚未改变，以保证观测资料的连续性和一致性。本研究使用的这24个站是中国永久性气象站网络的一部分，在过去37年中没有迁移。站高程范围为4801m a.s.l.在Amdo到2331.2m a.s.l.在Zayul。 1971-2007年期间，这24个电台没有遗漏的数据。然而，研究区域的测量数据中存在较大的偏差。因此，使用Sevruk和Hamon（1984）和Yang和Ohata（2001）发现的偏差校正模型对测量的降水数据进行偏差校正。最近，Ye等人（2004）也采用1951 - 1998年中国710个站点每日降水资料偏差校正模型。本次分析中使用的月平均降水量数据是在24个站点修正月降水量记录。

2.4 趋势分析方法

使用Mann-Kendall（MK）测试分析了CH在整个数据期（1971-2007）和两个特征时期（1971-1990和1991-2007）的年度和季节性气温和降水时间序列，以评估 数据存在趋势。 该测试被广泛用于测试水文和气候学的趋势（Reza和Vicente，2007; Sahoo和Smith，2009年 Sanjiv et al。，2009; Li等，2010）。 可以在Reza和Vicente（2007）中找到MK测试的描述。 在这项工作中，如果计算的检验统计量值在-1.96和1.96的限度内，则在p = 0.05的显着水平下，串联趋势是显着的。

表格1：早期研究报道的喜马拉雅山不同地区的气温变化。

区域 气温变化 时间 参考

天山 每十年 0.1◦C 1940-1991 Aizen等 （1997）

青藏高原 每十年平均值为0.16◦C 1955-1996 刘和陈（2000）

平均每十年平均值 0.32◦C

平均每十年 0.36◦C 温度升高 1961 – 2007 王等人（2008）冬夏季温度略有下降 二十世纪

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