Page 62 - 《高原气象》2022年第5期
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5 期 王志刚等：气候异常年份青海湖沙柳河流域降水水汽来源对比研究 1155
水汽来源后向轨迹，即原始轨迹。再利用 TrajStat 2019年1月距近地面500 m和1000 m降水水汽主要
模式里面轨迹聚类计算，得到水汽来源轨迹聚类。 来源于西向［图 2（c），（d）］。以上结果说明，2017
轨迹聚类分析原理是将距离较近的轨迹归类， 年流域水汽主要来源于西向和西北向；2019年主要
并运算得到相邻轨迹每小时停留时间的经纬度，以 来源于西向。在模拟高度上，500 m 高度 2019 年 1
此获得最终平均轨迹（Wang et al，2009）。后向轨 月降水水汽来源较 2017 年 1 月西北向水汽输送减
迹 聚 类 通 过 计 算 每 对 轨 迹 组 合 的 空 间 相 异 度 弱，西向水汽输送加强，升至 1000 m 高空中，西向
（SPVAR）总空间相异度（TSV）对所有达到模式受 水汽输送增强。从原始轨迹来看，2019 年 1 月存在
点区域的气团轨迹进行分组聚类（Draxler and Hess， 东向水汽输送轨迹，500 m高度表现尤为明显。
1998）。SPVAR计算公式如下（Wang，2012）： 3. 2 4月份降水水汽来源对比
x t
2 （3） 2017 年 4 月距近地面 500 m 高度，其降水水汽
SPVAR = ∑∑ -D ij
j = 1 i = 1 来源于西北向和西向，所占比例分别为 80. 88% 和
式中： D ij 为第 i 条轨迹中第 j 个小时的停留点到平 19. 12%；距地面 1000 m 高度，其水汽来源于西北
均轨迹相应点的距离；t 为轨迹时间长度；x 为该聚 方向，所占比例为 100%［图 3（a），（b）］。2019 年 4
类中的轨迹条数；TSV 为所有聚类的 SPVAR 之和 月距近地面 500 m 高度，降水水汽来源于西北向和
（童佳荣等，2016）。 东北向，其所占比例分别为 65. 13% 和 34. 87%；距
近地面 1000 m 高度，降水水汽来源于西北方向，其
3 结果分析
所占比例为 100%［图 3（c），（d）］。对比 4 月水汽来
3. 1 1月降水水汽来源比较 源，结果表明在水汽来源方向上，2017 年水汽来源
2017 年和 2019 年 1 月沙柳河流域降水水汽来 单一，主要来源于西北方向；2019 年主要来源于西
源如图 2 所示，聚类分析表明，2017 年 1 月距近地 北向、东北向。在模拟高度上，2019 年 4 月西向水
面 500 m 高度，其降水水汽来源西北向和西南向， 汽输送较 2017年减少，东北向水汽输送增加，东北
所 占 比 例 分 别 为 44. 53% 和 55. 47%；距 近 地 面 向水汽输送在 500 m 高度占据比例达到 34. 87%。
1000 m 高度，其降水水汽来自西北向和西南向，所 水汽来源的原始轨迹显示，2019 年 4 月东向水汽输
占比例分别为 44. 91% 和 55. 09%［图 2（a），（b）］。 送轨迹较2017年明显偏多（图3）。
图2 2017年和2019年1月沙柳河流域500 m和1000 m高度水汽来源
Fig. 2 Sources of water vapor at 500 m and 1000 m height in the Shaliu river basin in January of 2017 and 2019
