Page 120 - 《高原气象》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 高 原 气 象 Vol. 42 No. 1
2023 年 2 月 PLATEAU METEOROLOGY February， 2023

陈普晨， 李忠勤， 王璞玉，等， 2023. 高寒山区固态降水观测对比研究［J］. 高原气象， 42（1）： 116-127. CHEN Puchen， LI
Zhongqin， WANG Puyu，et al， 2023. Comparative Study of Solid Precipitation Observation in Alpine Mountains［J］. Plateau Mete‐
orology， 42（1）： 116-127. DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00021.

高寒山区固态降水观测对比研究

陈普晨 ， 李忠勤 1， 2， 3 ， 王璞玉 2， 3 ， 贾玉峰 ， 金 爽 2
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（1. 西北师范大学地理与环境科学学院， 甘肃 兰州 730070；
2. 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川站， 甘肃 兰州 730000；
3. 石河子大学理学院， 新疆 石河子 832003）

摘要： 降水类型变化是深入理解全球变暖背景下陆地水循环演变的重要内容， 高寒山区降水类型观测研
究一直是国内外学者关注的热点和难点问题。本文选用 2018 年 5 月至 2020 年 4 月乌鲁木齐河源 1 号冰
川末端的 PWS100 激光雨滴谱仪和 Geonor T-200B 称重式雨雪量计的同步降水观测数据进行对比研究。
结果表明： （1）PWS100观测结果显示该试验场以固态降水为主， 固体颗粒物占总颗粒物的 63%， 液体颗
粒物占总颗粒物的 37%； 月尺度上， 6 -8 月粒子数量最多， 其中液态粒子占 57%， 固态粒子 43%。其余
月份以固态粒子数为主， 占总粒子数的 96%。（2）基于降水粒子在不同温度区间所占比重， 以气温 6. 5 ℃
为临界值划分降水类型。修正后 T-200B 降雨总累积量为 1202 mm， 占 DFIR 的 67%， 低估了降水量， 但
平均相对捕获率达到了 87%。（3）两台仪器观测的降水总量大致相同（仅相差 71 mm）， 然而， 季节性差异
明显， 6 -8 月 PWS100 比 T-200B 高出 73 mm， 9 月至次年 5 月则少 37 mm。PWS100 在降水量大、 降水类
型复杂的夏季， 观测到的降水量大， 而冬季降水量较少， 且 PWS100 对小雨滴不敏感， 会导致捕获量的
不足， 因此， T-200B在捕获固态降水方面更有效。研究结果为进一步研究变暖背景下山区流域径流季节
变化提供了实验基础。
关键词： 降水观测； Geonor T-200B； PWS100； 乌鲁木齐河源区； 高寒山区
文章编号： 1000-0534（2023）01-0116-12 中图分类号： P412.1 文献标识码： A
DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00021

1 引言 相对较低的平坦地区， 在高山区极为稀少， 造成高
海拔地区降水监测数据匮乏（Zhang et al， 2014a；
降水是大气中最活跃的要素， 在各种大气过程
Cheval et al， 2014； 陈 仁 升 等 ， 2014； 王 磊 等 ，
中发挥着重要作用（刘奇和傅云飞， 2007）， 同时，
2017； 张正勇等， 2015； 刘燕等， 2019）。因此， 高
降水量作为最重要的气象要素， 对一个地区或流域 寒山区固态降水观测研究一直是国内外学者关注
的水热状况起决定性作用， 也是气候分析、 水资源 的热点和难点问题， 尤其是不同降雨观测设备的涌
评价、 水分循环、 水量平衡、 水文模型等研究中必 现和对比研究， 为高精度降雨观测提出了新的机遇
不可少的输入参数（杨大庆等， 1992a； 刘俊峰等， 和挑战。
2011）。高寒山区降水是区域水文循环中最重要的 1985 年世界气象组织开展了固态降水观测国
环节之一， 其变化可直接影响河川径流变化， 对陆 际合作项目， 以双层垂直八角防风栅内放置的 Tre‐
面水文过程产生重要影响。然而， 受复杂地形和高 tyakov 雨量筒为参考雨量筒， 于 1986 -1993 年期间
寒条件的限制， 我国气象观测站点主要分布在海拔 对包括中国标准雨量筒（CSPG）在内的 13个国家的

收稿日期： 2021⁃09⁃14； 定稿日期： 2022⁃03⁃07
资助项目 ： 第 二 次 青 藏 高 原 综 合 科 学 考 察 研 究 项 目（2019QZKK0201）； 中 国 科 学 院 战 略 性 先 导 科 技 专 项（XDA20020102，
XDA20060201）； 国家自然科学基金项目（41471058）； 第三次新疆综合科学考察项目（2021xjkk0801）
作者简介： 陈普晨（1997 -）， 男， 甘肃靖远人， 硕士研究生， 主要从事寒旱区生态水文过程研究. E-mail： chenpc1129@163.com
通信作者： 李忠勤（1962 -）， 男， 甘肃兰州人， 研究员， 主要从事冰冻圈与全球变化的研究. E-mail： lizq@lzb.ac.cn