近62年新疆喀什市氣溫及降水量變化特征分析

拜合提亞爾?阿布力米提等

摘要利用喀什市氣象代表站點(diǎn)1951～2012年平均氣溫、年最高氣溫、最低氣溫、降水量等數(shù)據(jù)資料，分析近62年以來(lái)喀什市的氣溫和降水量變化特征。結(jié)果表明，進(jìn)入21世紀(jì)以后該地域氣溫明顯提升，平均氣溫趨向上升；年平均氣溫升高率為0.279 ℃/10a。相比20世紀(jì)，近10年的氣溫變動(dòng)提升了1.3 ℃；降水量變動(dòng)趨勢(shì)總體上不明顯，線性變動(dòng)傾向率為1.237 mm/10a；62年以來(lái)喀什市最高氣溫上升率與西北地區(qū)最高氣溫上升率保持一致，平均極端最高氣溫和最低氣溫同樣是趨向升高。近10年的最高氣溫、最低氣溫與過(guò)去相比，分別上升0.6和1.2 ℃，對(duì)年平均氣溫的升高貢獻(xiàn)最大的是最低氣溫的提升。

關(guān)鍵詞喀什市；氣溫；降水量；變化特征

中圖分類號(hào)S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）36-12988-03

AbstractBased on annual average temperature， maximum and minimum temperature， precipitation in meteorological representative stations of Kashi City during 1951-2012， the variation characteristics of temperature and precipitation were analyzed. The results showed that： the average temperature in the region is rising， especially after the 2000s， the temperature is increased significantly； annual average temperature rise at the rate of 0.279 ℃ / 10 a. There is an obvious change in recent 10 years， the average temperature increased 1.3 ℃ than of previous 50 years； there is a significant rising trend in the average temperature. The precipitation changes in the whole city of Kashi is not very obvious， linear variation tendency of the average annual precipitation was 1.237 mm/10a， 1974 was the period of maximum rainfall， precipitation is 146.2 mm. The extreme maximum and minimum temperature of Kashgar City is rising on average since 1962， the increasing rate of the maximum temperature in the region is consistent with the southern area of Xinjiang. The extreme maximum and minimum temperatures of recent 10 years were increased 0.6 ℃ and 1.2 ℃ compared to the last 50 years.

Key wordsKashi City； Temperature； Precipitation； Variation characteristics

地球形成46億年以來(lái)氣候發(fā)生過(guò)多次激烈的變化[1]。目前，各學(xué)術(shù)界極大關(guān)注環(huán)球氣候變化，尤其是氣候變暖引起的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，特別是在溫室氣體濃度不斷增多的情況下，會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)。人類的工業(yè)化活動(dòng)導(dǎo)致大量溫室氣體進(jìn)入地球大氣層，以致天氣變暖，從而對(duì)生物生命產(chǎn)生極大地危險(xiǎn)。從20世紀(jì)開(kāi)始，各學(xué)術(shù)界以整體性和動(dòng)態(tài)變化性來(lái)解釋地球系統(tǒng)，其中環(huán)球氣溫變化是研究主題之一[2]。將近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)研究資料已證明全球氣候趨勢(shì)變暖的事實(shí)。目前的預(yù)測(cè)成果顯示，估計(jì)將來(lái)100年全球氣候向變暖方向發(fā)展。增溫不僅對(duì)小尺度范圍內(nèi)的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)產(chǎn)生影響，且對(duì)環(huán)球生態(tài)系統(tǒng)和國(guó)際經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。新疆是典型的大陸性干旱天氣，年降水量全疆多年平均為134.0 mm，其農(nóng)業(yè)是典型的綠洲農(nóng)業(yè)，而降水變化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一[3]。過(guò)去30多年以來(lái)，西北地域氣溫升高變化明顯，但降水量增加的總量很小[4]。模擬氣象預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，現(xiàn)階段的人為生產(chǎn)活動(dòng)影響下的天然狀態(tài)下西北地區(qū)處于干旱氣候，然而人類生產(chǎn)活動(dòng)的加劇下未來(lái)的50年西北趨向暖濕氣候發(fā)展，到2050年平均氣溫增加4 ℃，而降水量的預(yù)測(cè)困難，或許不穩(wěn)定性略增，但對(duì)西北地區(qū)干旱氣候產(chǎn)生的影響不足以改變根本格局。有關(guān)學(xué)者研究指出，環(huán)球氣候的變暖趨勢(shì)，特別是極端天氣氣候事件頻發(fā)持續(xù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響[5]。薛燕等研究表明半個(gè)世紀(jì)以來(lái)西北地區(qū)年平均氣溫趨向上升，平均增溫幅度為027 ℃/10a[3]。在年代際時(shí)間尺度上，20世紀(jì)末開(kāi)始喀什市明顯增暖、變濕，尤其以近50年的增加幅度最顯著[6]。然而制約喀什市快速發(fā)展的瓶頸問(wèn)題之一是資源環(huán)境惡化、環(huán)境污染趨勢(shì)加劇等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。目前，有關(guān)喀什的研究多數(shù)是氣候變化對(duì)該地區(qū)流域、水資源、經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)的影響，也有地域性氣候?qū)用窠ㄖ锏挠绊?、大氣污染成因分析等，但有關(guān)氣候變化的特點(diǎn)分析研究幾乎沒(méi)有，因此筆者以喀什市1951～2012年氣象資料為依據(jù)，采用線性回歸法和滑動(dòng)平均法，對(duì)氣溫、降水的變化特征進(jìn)行了重點(diǎn)分析，以此揭示喀什市的氣候變化特征，從而進(jìn)一步提升氣候預(yù)測(cè)能力，為當(dāng)?shù)卣疀Q策提供資料，對(duì)增進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展具備特別重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1資料與方法

1.1研究區(qū)域概況喀什位于新疆西南緣（73°20′～79°57′E、35°20′～40°18′N），土地面積199.38 km2，人口48.61萬(wàn)[7]，海拔1 289 m，屬暖溫帶大陸性干旱氣候帶，明顯的四季變化，較長(zhǎng)的光照時(shí)間，氣溫的年較差和日較差偏大，降水量稀少，蒸發(fā)強(qiáng)盛。夏季炎熱，但酷暑期短；冬無(wú)嚴(yán)寒，但低溫期長(zhǎng)[8]。歷史記錄的最高氣溫為41 ℃、最低氣溫是-22 ℃[6]。年降水量146.2～12.05 mm，降水變化幅度很大，連續(xù)幾個(gè)月乃至半年以上滴水不降。

1.2數(shù)據(jù)的來(lái)源采取喀什市氣象站臺(tái)（51709）的數(shù)據(jù)資料來(lái)進(jìn)行分析，主要利用喀什市氣象站所提供的1951～2012年的氣象數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)資料，建立62年喀什市氣象數(shù)據(jù)資料的時(shí)間序列，統(tǒng)計(jì)出該氣象站的各要素。

1.3研究方法根據(jù)喀什市氣象站提供的氣象數(shù)據(jù)做出平均氣溫、平均最高氣溫、最低氣溫以及年平均降水量的變化曲線，采用滑動(dòng)平均法和線性擬合分析法等方法，建立一元線性回歸方程，其中自變量為時(shí)間，因變量為要素[9]，分析喀什市不同年代的氣候變化特征及其變化趨勢(shì)，揭示喀什市1951～2012年氣候變化特征。

1.3.1線性擬合方法。根據(jù)數(shù)據(jù)資料畫(huà)出各檢查對(duì)象的變化曲線，分析喀什市在不同年代際氣溫和降雨量的變動(dòng)特性，采用一元線性回歸方法進(jìn)行分析，用一次直線方程陳述氣候要素的變動(dòng)趨向，即Y（t）= at+b，其變化率表示為dy（t）/dt=a，式中，10t是氣候趨勢(shì)變動(dòng)率。當(dāng)a>0時(shí)，氣候因素序列隨時(shí)間增加，變化趨勢(shì)越明顯，說(shuō)明絕對(duì)值越大。其中，a、b用最小二乘法求得[10]。

1.3.2滑動(dòng)平均法。利用確定時(shí)間序列來(lái)顯示變化趨勢(shì)的是滑動(dòng)平均值，對(duì)樣本量為n的序列x，其滑動(dòng)平均序列為j=1kki=1xi+j-1（j=1，2，…，n -k+1），式中，滑動(dòng)長(zhǎng)度為k，取奇數(shù)，是因?yàn)楸阌谄骄导拥綍r(shí)間坐標(biāo)上。表明滑動(dòng)平均后序列中短于滑動(dòng)長(zhǎng)度的周期大幅度減弱，可以得出變化趨向[11]。

2結(jié)果與分析

2.1氣溫變化特征分析

2.1.1年平均氣溫變化。 由圖1可知，喀什市62年平均氣溫是11.9 ℃，與其62年的均值比較，1951～1955、1958～1970、1974～1977、1984～1997年偏冷，1956～1957、1971～1973、1978～1983、1998～2012年偏暖。1997年開(kāi)始?xì)鉁靥嵘笥谄骄鶞囟惹覛夂蚱珶幔?006年年平均溫度達(dá)最高值，比歷年平均值高1.2 ℃，1951年出現(xiàn)了年平均氣溫最低值，比歷年平均值低1.9 ℃。上述分析結(jié)果表明，喀什市氣溫平均值趨向上升，尤其是1997年后氣溫的上升變化明顯。

2.1.2最低氣溫和最高氣溫變化。

由圖3可知，近62年喀什市最低氣溫與最高氣溫均呈升高趨勢(shì)，上升率分別為0177、0.097 ℃/10a，與西北地區(qū)最高氣溫上升率（0.18 ℃/10a）大體一致[15]；年最低氣溫上升率遠(yuǎn)高于年最高氣溫和年均氣溫上升率，說(shuō)明年最高氣溫對(duì)年平均氣溫上升的貢獻(xiàn)小于年最低氣溫。年最低氣溫最小值出現(xiàn)于2010年（4.1 ℃），最大值出現(xiàn)于2002年（7.7 ℃）；年最高氣溫最大值出現(xiàn)在2007年（20.2 ℃），最小值出現(xiàn)在1974年（16.6 ℃）。近10年的最高氣溫、最低氣溫與過(guò)去半個(gè)世紀(jì)相比較分別上升0.6和1.2 ℃。從圖3可以得知，喀什市最低氣溫和最高氣溫均隨著年代際變化而增高，其中比較顯著的是年最低氣溫變化。

2.2降水量變化特征分析

由圖4可知，62年來(lái)喀什市平均降水量是62.5 mm，線性變化傾向率為1.237 mm/10a，與歷年均值相比，1951～1955、1963～1968、1973～1977、1981～1985、1987、1989～1992、1995～1996、2002～2005年降水量偏多，1956～1962、1969～1972、1978～1980、1986、1988、1993～1994、1997～2001、2006～2012年降水量偏少，1974年降水量最多，達(dá)146.2 mm，與62年平均值相比增多83.7 mm；2012年降水量最少，僅有12.1 mm，與62年平均值相比減少50.4 mm。可見(jiàn)，喀什市降水量呈不明顯的減少趨向。

從表1可以看出，1951～2012年喀什市年降水量少，變化趨勢(shì)不明顯，20世紀(jì)50年代最少，平均降水量?jī)H有61.3 mm，21世紀(jì)以來(lái)最高，平均降水量達(dá)73.5 mm，而與總降水量均值（62.5 mm）相比，近10年的降水量均值偏大11.0 mm。

3結(jié)論與討論

（1）62年來(lái)喀什市平均氣溫呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，上升率為0.279 ℃/10a，與全國(guó)平均氣溫上升率（0.22 ℃/10a）大體一致。特別是在2000年以來(lái)近10年的氣溫增加顯著，相比前50年（1951～2000年）的平均氣溫上升了1.3 ℃。

（2）喀什市年降水量的線性變化趨勢(shì)表現(xiàn)出小幅度減少。年平均降水量上升率為1.237 mm/10a。與過(guò)去50年的降水量相比較，近10年的降水量偏大了11.0 mm。

（3）62年來(lái)喀什市最高氣溫和最低氣溫上升率分別為0.097、0.177 ℃/10a，與南疆最高氣溫上升率（0.18 ℃/l0a）一致。與前50年相比較，近10年的最高氣溫、最低氣溫分別上升0.6和1.2 ℃，說(shuō)明對(duì)年平均氣溫的升高貢獻(xiàn)最大的是最低氣溫的上升變化。

（4）最近10年來(lái)全球氣候變化明顯，CO2排放量明顯提高，過(guò)去一個(gè)半世紀(jì)以來(lái)全球平均氣溫上升了0.4～0.8 ℃，是1 000年以來(lái)從未遇見(jiàn)過(guò)的最高氣溫值[16]。不經(jīng)處理排放的大量溫室氣體是地球氣候變暖的主要原因之一。雖然在合適的條件下，較高的CO2濃度促進(jìn)光合反應(yīng)，從而大幅

度增加植物的固碳速率，導(dǎo)致植物快速生長(zhǎng)，即CO2的增產(chǎn)

效應(yīng)。然而氣候變暖的正面影響不足以彌補(bǔ)其負(fù)面影響。氣候變暖對(duì)喀什市的負(fù)面作用較明顯，年均氣溫不斷升高，年降水量負(fù)增長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的威脅和破壞客觀。為確保人類的安定生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、解決氣候變化對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)不利影響，應(yīng)該對(duì)氣候變化及其影響更加關(guān)注。

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