积雪是阿勒泰地区重要的淡水资源,从低海拔的荒漠戈壁区至较高海拔的森林和草地山区,冷季的最大积雪厚度呈现逐渐增加的趋势,积雪持续期也逐渐延长。
阿尔泰山的积雪景观(吴雪娇 摄)
新疆阿勒泰额尔齐斯河源区库威积雪站的积雪观测场(沈永平 摄)
1961-2015 年阿勒泰地区各气象台站观测的全区平均的积雪持续期为 116 天。 积雪开始日 11 月中下旬,结束于三月中下旬,积雪持续期在 4 个月左右。 在高山 区,积雪持续期长达 8 个月左右,是平原区的两倍。 伴随持续的升温过程,在哈巴 河、吉木乃、布尔津、福海和阿勒泰,积雪期提前和消融延迟已导致上述地区出现不同程度的积雪持续期增加;但是在富蕴和青河地区,积雪持续期却出现了快速的减小趋势,积雪消融提前是引起整个积雪持续期减小的主要原因。 过去 55 年间阿勒泰地区最大积雪深度的变化大致可以分为两个阶段,即下降期(1961-1985 年)和上升期 (1985-2015 年):从 1961 年至 1985 年左右,最大积雪深度呈现出逐渐下降的趋势;从 1985 年至 2015 年,最大积雪深度呈显著逐渐增加的趋势。 总体上,阿勒泰地区的积雪消融有提前的趋势,且伴随逐渐增大的最大积雪深度,导致更多的积雪融水资源在消融季提前释放,可导致 5-6 月的河流径流和可用水资源量增加。 尽管阿尔泰山中国区的气温出现了明显的增加,但是积雪却出现了异常的增加,主要表现在更大的积雪深度和更长的积雪持续期两个方面。 冬季降水增加是导致阿尔泰山地区积雪增加的主要原因。
积雪水资源是宝贵的淡水资源之一,积雪融水是阿尔泰山地区诸河流春季径流甚至是全年径流的主要来源。 额尔齐斯河支流流域积雪融水约占河道径流的 45%,其中积雪消融季 4-6 月份总的径流量约占全年径流量的 65%以上。 冬季贮存的大量积雪在较短时间内通过融化而释放,如遇短时强降水或突然高温便可形成春季融雪型洪水。
阿勒泰地区额尔齐斯河源区的水文监测(沈永平 摄)
积雪是阿勒泰地区重要的淡水资源,从低海拔的荒漠戈壁区至较高海拔的森林和草地山区,冷季的最大积雪厚度呈现逐渐增加的趋势,积雪持续期也逐渐延长。 基于阿勒泰地区哈巴河、吉木乃、布尔津、福海、阿勒泰、富蕴和青河 7 个国家级气象台站 1961-2015 年的积雪观测,分析了过去 55 年间阿勒泰地区积雪的变化,评价的指标主要包括积雪的起止日期、积雪持续期和雪季最大积雪深度。
下图给出了 1961-2015 年阿勒泰地区各气象台站观测的积雪起止日期和积雪持 续期。 结果显示,1961-2015 年哈巴河、吉木乃、布尔津、福海、阿勒泰、富蕴、青河和全区平均的积雪开始日期分别为 11 月 14-28 日,平均的积雪结束日期分别为 3 月 8-28 日,平均的积雪持续期分别为 99 天、123 天、104 天、106 天、128 天、123 天、128 天和 116 天。 总体上,阿勒泰地区的积雪开始日 11 月中下旬,结束于 3 月 中下旬,积雪持续期在 4 个月左右。 但是,在高山区,以富蕴县库威水文站控制的卡依尔特斯河流域为例,积雪的持续时间会很长,可从每年的 10 月中下旬一直持续到 6 月中下旬,整个积雪持续期长达 8 个月左右,是平原区的两倍。
1961-2015 年阿勒泰地区年最大积雪深度变化
伴随持续的升温过程,阿勒泰地区的积雪也出现了显著的变化过程,但是不同地区的积雪变化呈显著不一致的变化趋势:在哈巴河、吉木乃、布尔津、福海和阿勒泰,积雪期提前和消融延迟已导致上述地区出现不同程度的积雪持续期增加,其平均积雪持续期增加速率分别为 0.69d/a、0.38d/a、0.47d/a、0.27d/a、0.13d/a,但是在富蕴和青河地区,积雪持续期却出现了快速的减小趋势,1961-2015 年间的平均递减速率分别问-0.54d/a 和-0.30d/a,积雪消融提前是引起整个积雪持续期减小的主要原 因。 春季积雪的提前消融也势必引起积雪水文过程发生较大的改变。
最大积雪深度直接代表了冬季累计的水资源量,这些固态降水在消融季在短期内快速释放以补给地表径流,是消融季河流的重要补给来源,1961-2015 年阿勒泰地 区各气象台站观测的最大积雪深度如图 2-16 所示。 1961-2015 年哈巴河、吉木乃、 布尔津、福海、阿勒泰、富蕴、青河和全区平均的最大积雪深度分别为 21.0cm、27.5cm、17.9cm、15.8cm、42.1cm、34.0cm、33.3cm、27.4cm,其中阿勒泰的积雪最大。 在过去 65 年间,最大积雪深度出现在 2009-2010 年雪季,上述各台站观测的 最大积雪深度均达到观测记录以来的最大值,分别为 67.0cm、75.0cm、58.0cm、 47.0cm、94.0cm、88.0cm、95.0cm,全区平均更是高达 74.9cm。
新疆阿勒泰冬季大雪覆盖着大地(沈永平 摄)
总体上,阿勒泰地区的积雪消融有提前的趋势,且伴随逐渐增大的最大积雪深度,导致更多的积雪融水资源在消融季提前释放,可导致 5-6 月的河流径流和可用水资源量增加。