摘要
本文利用多种积雪和降雪资料，从不同角度深入细致的分析了我国冬季积雪的变异和气候特征;在此基础上探讨了影响我国积雪年际变异的影响因子以及积雪对后期中国降水的影响。主要结论如下: (1)利用中国站点最大雪深和站点雪日、卫星遥感雪深、雪盖和雪水当量5种冬季积雪资料，其经验正交分解第一模态(EOF1)都表现为中国南、北方反位相的特征，北方雪深、积雪覆盖率和雪日有增多趋势，雪水当量有减少趋势;青藏高原积雪变化趋势相反;长江以南地区雪深和雪日有减少趋势。春季台站积雪EOF1表现为中国东、西部反位相的特征，东北地区的雪深和雪日有先减后增的趋势，新疆和青藏高原东部地区则相反。春季卫星遥感积雪EOF1表现为与冬季完全相反的南、北反位相特征，北方积雪有减少趋势，高原积雪有增多趋势。值得注意的是，春季雪水当量与其他积雪参数有一致的变化。 (2)利用APHRODITE、ERA-Interim、ERA40和台站观测4种冬季降雪资料，其EOF1与积雪相似，表现为以黄河为界的南、北反位相变化。比较四种降雪资料在中国四个分区（西北、东北、江淮地区和青藏高原）空间分布后发现，再分析降雪在江淮地区比观测值小，在西部地区比观测值大。从月降雪日数百分率的时间序列来看，在全国、西北、东北和青藏高原，三种资料比观测值大。在江淮区域，四种资料的月降雪日数百分率差异较小。比较观测资料与其他三种资料的均方根误差(RMSE)，发现APHRODITE资料最为可信，ERA-Interim降雪比ERA40更为可靠;在全国及4个分区中，西北区域资料最为可信，其次为江淮区域。 (3)在年内尺度，全国、东北、西北和南方四区的积雪呈单峰型，青藏高原积雪呈双峰型。在气候平均积雪覆盖率资料中，11月东北、新疆北部积雪分别维持42、48候;1月华北积雪维持6-12候。在雪深资料中，10月高原南部和东部、东北和新疆积雪分别维持49、42候;12月华北积雪维持3个月;1月长江中下游积雪维持1-2个月;5月高原部分积雪维持5候。在多年积雪覆盖率和雪深资料中，各区域积雪利用显著正自相关表征的持续时间比气候平均积雪出现的时间短，说明了积雪的强变异性。5种积雪资料的冬、春季节尺度及月尺度的持续性都较好，春、夏季节尺度持续性不如冬、春，只有高原部分地区积雪持续。冬、春雪深和雪水当量回归的春夏季降水与降水第一模态非常接近，其他积雪参数与第二模态较为相似。雪深和雪水当量与降水的南北变化有密切关系，而其他积雪参数与长江流域的降水关系更加密切。 (4)冬季积雪变化决定于秋末积雪、冬季的降雪和积雪损耗过程，其中积雪损耗包括积雪蒸发、升华和融化三个方面。研究表明，冬季积雪升华比蒸发和融化量要大一倍左右，积雪蒸发受风速和水汽压差影响强烈，在2006年之后有明显的增长趋势;积雪升华受风速、水汽压差、气温和气压影响强烈;积雪融化对气温和辐射更加敏感，在辐射和气温较强的年份和地区有融化发生。环流系统的年际变化导致了我国各区域降雪和积雪的年际变化，影响我国降雪的环流系统包括位于巴尔喀什湖和贝加尔湖附近以及青藏高原和东北区域的气旋或反气旋系统。 (5)AO和El Ni(n)o年海温可以通过大气环流来影响冬季降雪分布，进而影响积雪分布。当AO偏强时，500 hPa等压面上大约40°N以北和以南存在着中心在贝加尔湖和中国西南的环流异常，中国北方和南方地区分别受反气旋和气旋的控制。在北方反气旋控制下，中国北方降雪减少，表面气温明显增高，积雪减少;而在南方气旋控制下，中国南方降雪增多导致积雪增多。随着我国冬季的增温趋势和气温的年代际转型，El Ni(n)o对我国降雪的影响显著不同。气温增暖后，El Ni(n)o年菲律宾岛以北的海温负异常和OLR正异常可以激发反气旋性异常环流，在偏西南气流影响下，我国南方降水偏多，但在气温正异常的影响下，长江流域降雪偏少;东北区域也存在反气旋性环流，降雪分布北多南少。模拟的物理过程与观测较为相似，但模拟的南风偏强导致黄淮地区降雪正异常比观测显著。 (6)2009/2010年冬季降雪反照率和水文效应对2010年春、夏季气候产生了显著影响。当东北和新疆北部地区降雪偏多时，北方地区有净向上的热通量。春季东北-其他地区气温升高形成了东北-西南向的内陆热力差异，日本上空副热带急流加强，其北侧低压以及其南侧副热带高压得到维持。到了7月，我国东北地区被贝加尔湖高压和东北低压控制，在高压前部和东亚大槽后部偏西北气流的控制下，我国东北西部-华北地区降水偏少。这意味着北方地区降雪的反照率效应可以通过西风急流和贝加尔湖高压来影响东北西部-华北地区的降水。当内蒙古-东北南部融雪偏多时，土壤湿度偏高，北方地区有净向上的热通量;青藏高原东部地区则有净向下的热通量。青藏高原和西南地区-其他地区形成了南北向的内陆热力差异，东亚地区的纬向风场南北向出现了“-+-”波列结构，内蒙古上空西风急流增强。其北侧贝加尔湖气旋以及其南侧副热带高压维持，我国北方和南方地区分别被异常低压和高压控制。到了7月，贝加尔湖的气旋东移到我国东北-日本地区，副热带高压增强。在气旋前部偏西气流的控制下，我国东北东部降水偏多，而在气旋后部偏西北气流的控制下，华北地区降水偏少;副高北侧的西南气流与气旋南部的西北气流在江淮流域汇合，降水偏多，副高主体控制了华南地区，降水偏少。这意味着北方地区冬季降雪水文效应可以通过西风急流、副高和东北低压来影响我国春夏降水;另外还发现，降雪的水文效应的影响范围大于反照率效应，但在东北-华北地区的影响幅度不如反照率效应。
NETL