由于祁连山地处内陆腹地,不但受东南季风输送来的暖湿气流影响,而且还受西风流带来的大西洋冷湿气流的影响,在盛夏期间一定程度上还受到翻越青藏高原的印度洋暖湿气团的影响,水汽来源较为复杂,加上山区夏季对流性降水的影响,使得祁连山降水的年际变化较大。冬季12月~2月降水量较少,月降水量不超过5mm,7月和8月降水量最多,东段月降水量最多可达110mm。
河西走廊西部区主要受西风带系统的影响,降水较少,变率较大。祁连山东部区主要受西南或东南暖湿气流的影响,降水量比较大,变率较小。祁连走廊中部区由于高山的阻挡,西风带系统和东南暖湿气流的影响减小,形成不同于其它区的降水特征。较大量的降水,较大的湿度,为幼树的生长发育提供了充足的水分保障。经西水站测定,降水总的变化特征是海拔每升高100m,年降水量平均递增4.99%。海拔在3000m以下,降水递增率呈高峰型;3000~3400m降水递增缓慢;3400~3600m递增又呈高峰型;当海拔超过3600m时,降水量递增缓慢,山顶处呈下降态势。
祁连山位于青藏、黄土两大高原和蒙新荒漠的交汇处,受青藏高原气候和荒漠气候影响,气温高,冷热剧变,相对湿度低,所以蒸发强烈。经统计,祁连山西水地面气象站多年平均蒸发量为1043.3mm,蒸发年内分配很不均匀,蒸发主要集中在4~9月,占年蒸发量的75.1%,最大月蒸发量出现在6月份,占年蒸发量的14.4%,最小月蒸发量出现在1月份,占年蒸发量的2.4%。
祁连山水系呈辐射-格状分布。辐射中心位于北纬38°20′,东经99°,由此沿冷龙岭至毛毛山一线,再沿大通山、日月山至青海南山东段一线为内外流域分界线,此线东南侧的黄河支流有庄浪河、大通河、湟水,属外流水系;西北侧的石羊河、黑河、托来河、疏勒河、党河,属河西走廊内陆水系;哈尔腾河、鱼卡河、塔塔棱河、阿让郭勒河,属柴达木的内陆水系;还有青海湖、哈拉湖两独立的内陆水系。河流流量年际变化较小,而季节变化和日变化较大。祁连山脉东部的乌鞘岭、冷龙岭、日月山一线是中国西北地区内流区与外流区的分界线。此线以东的庄浪河、大通河、湟水皆汇入黄河,此线以西的河流皆为内流河。
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