1961-2010年白龍江流域氣溫和降水量變化特征研究

張曉曉, 張 鈺, 徐浩杰

(蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000)

1961-2010年白龍江流域氣溫和降水量變化特征研究

張曉曉, 張 鈺, 徐浩杰

(蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000)

以1961—2010年白龍江流域氣溫和降水量資料為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用線性趨勢(shì)分析、多項(xiàng)式回歸、Mann-Kendall趨勢(shì)性檢測(cè)和突變分析、復(fù)Morlet小波分析和R/S分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，在季節(jié)和年際尺度上研究了氣溫和降水量的趨勢(shì)性、波動(dòng)性、突變性、周期性和持續(xù)性。結(jié)果表明：在研究時(shí)段內(nèi)四季和年平均氣溫均呈顯著上升趨勢(shì)，20世紀(jì)80年代中期之前升溫緩慢，90年代以來(lái)升溫速率明顯加快并發(fā)生暖突變。年降水量呈“多—少—多—少”的波動(dòng)變化，整體微弱減少。春季和冬季降水量分別呈“多—少—多”和“少—多—少”變化，整體微弱增加。夏季和秋季分別呈“多—少—多—少”和“多—少”變化，整體微弱減少。氣溫和降水量存在7，11，22 a左右的準(zhǔn)周期變化。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，四季和年平均氣溫將可能繼續(xù)升高，夏季和冬季降水量將可能增加，而春季、秋季和年降水量將可能減少。

白龍江; 氣候變化; 趨勢(shì); 突變; 周期

氣候是自然環(huán)境的重要組成部分，其變化對(duì)人類生存、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等將產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。近百年來(lái)全球氣候正經(jīng)歷以變暖為主要特征的顯著變化，自1860年以來(lái)全球地表溫度升高了0.74℃，變暖幅度自20世紀(jì)90年代以來(lái)明顯加速，未來(lái)100 a全球氣溫可能升高1.1～6.4℃[1]。伴隨氣溫的顯著變化，全球降水量的時(shí)空變化格局亦發(fā)生明顯改變，熱帶地區(qū)和高緯度地區(qū)降水量趨于增多，副熱帶地區(qū)降水量趨于減少[2]。在全球氣候變化背景下，我國(guó)氣候也發(fā)生了顯著而深刻的變化。近百年來(lái)我國(guó)地表溫度氣溫升高約0.5～0.8℃，略高于同期全球升溫幅度平均值，且近50 a來(lái)增暖尤為明顯[3]。于此同時(shí)，我國(guó)年降水量呈微弱減少趨勢(shì)，其中西部地區(qū)(特別是西北地區(qū))降水量增加趨勢(shì)明顯，而西南地區(qū)降水量呈一定的減少趨勢(shì)[4]。

在大氣環(huán)流控制下，受地形、自然條件、人類活動(dòng)的影響，氣候變化存在時(shí)空異質(zhì)性，加強(qiáng)區(qū)域氣候變化研究，對(duì)于評(píng)估區(qū)域氣候變化現(xiàn)狀、原因及其影響，指導(dǎo)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[5]。白龍江流域地處青藏高原與川西北高原交錯(cuò)帶，是中國(guó)西部亞熱帶和暖溫帶的分界線。受地形和氣候變化影響，區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，自然災(zāi)害頻發(fā)，氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴(yán)重影響著該區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)[6]。白龍江流域氣溫變化20世紀(jì)80年代之前趨勢(shì)不明顯，80年代至90年代之間波動(dòng)明顯，呈下降趨勢(shì)，90年代中后期氣溫年際變化呈顯著上升趨勢(shì)，增溫率以冬季最大[7-8]。降水量年際變化90年代中期之前上下波動(dòng)趨勢(shì)不顯著，90年代中期以后呈下降趨勢(shì)，并以夏季降水量遞減為主[7-8]。白龍江流域徑流受氣候變化和人類活動(dòng)影響，年際變化趨勢(shì)逐步減少[8]。目前關(guān)于白龍江流域氣候變化的研究較少，且多集中于氣象站點(diǎn)尺度的分析。由于研究?jī)?nèi)氣象站點(diǎn)分布稀少且空間分布不均勻，若干站點(diǎn)平均結(jié)果難以準(zhǔn)確反映研究區(qū)氣溫和降水量的整體變化情況。因此本文基于1961—2010年白龍江流域氣象站點(diǎn)資料，對(duì)氣溫和降水量進(jìn)行空間插值并計(jì)算流域氣溫和降水量的空間平均值，對(duì)其季節(jié)和年際變化特征進(jìn)行線性趨勢(shì)分析、平滑預(yù)測(cè)分析、周期性分析、突變分析和持續(xù)性分析，以揭示氣溫和降水量的變化特征，對(duì)理解氣候過(guò)渡帶氣候變化過(guò)程具有重要意義，可服務(wù)于該區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和自然災(zāi)害預(yù)警等諸多方面。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

白龍江屬長(zhǎng)江二級(jí)支流，嘉陵江一級(jí)支流，河流全長(zhǎng)535 km，流域面積32 810 km2，發(fā)源于甘肅省碌曲縣與四川省若爾蓋縣交界的郎木寺鄉(xiāng)，向東流經(jīng)碌曲、若爾蓋、迭部、舟曲、宕昌、武都、文縣、青川及廣元9個(gè)縣(市)，于昭化縣舊城北部匯入嘉陵江，主要支流包括岷江、白水江、達(dá)拉河、大團(tuán)峪河、拱壩河和清江河。白龍江流域位于秦巴山地西部，青藏高原東緣，橫跨甘肅和四川兩省，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和流水侵蝕作用影響，該區(qū)多高山峽谷地貌，地貌類型包括山地、丘陵和盆地，地理位置介于102°31′—105°45′E，32°10′—34°23′N，海拔介于450～4 900 m，相對(duì)高差1 000～2 000 m，地勢(shì)由西北向東南遞減。白龍江流域氣候類型復(fù)雜多樣，具有明顯的季風(fēng)氣候特征。武都水文站(104°55′E，33°24′N)以上流域?yàn)榘埥嫌?，屬溫帶濕?rùn)氣候區(qū)。武都至碧口水文站(105°15′E，32°45′N)流域?yàn)榘埥杏?，屬暖溫帶濕?rùn)氣候區(qū)。碧口水文站以下流域?yàn)榘埥掠?，屬于北亞熱帶濕?rùn)氣候區(qū)。流域年平均溫度約8～10℃，年降水量約500～900 mm，由東南向西北遞減，4—9月降水量約占全年降水量的85%，多為強(qiáng)降水形式。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

選取1961—2010年白龍江流域及其周邊區(qū)域20個(gè)氣象站(連續(xù)觀測(cè)且未遷站)的月平均氣溫和月降水量數(shù)據(jù)，具體包括瑪曲、碌曲、臨潭、卓尼、岷縣、郎木寺、迭部、宕昌、若爾蓋、禮縣、西和、成縣、武都、南坪、文縣、康縣、平武、青川、廣元、劍閣。由于研究?jī)?nèi)氣象站點(diǎn)分布稀少且空間分布不均勻，站點(diǎn)平均結(jié)果難以準(zhǔn)確反映研究區(qū)氣溫和降水量的整體變化情況。本文根據(jù)各氣象站點(diǎn)的經(jīng)度、緯度、海拔信息，逐年逐月對(duì)各氣象站點(diǎn)氣溫(降水量)和經(jīng)度、緯度、海拔進(jìn)行多元線性回歸，并對(duì)殘差值(真實(shí)值與擬合值之差)進(jìn)行樣條插值，得到時(shí)空分辨率為月與1 km的氣象柵格數(shù)據(jù)[9]。運(yùn)用ArcGIS空間統(tǒng)計(jì)模塊，逐年逐月統(tǒng)計(jì)白龍江流域氣溫和降水量的空間平均值(研究區(qū)內(nèi)若干柵格數(shù)據(jù)平均值)。采用交叉檢驗(yàn)法，以誤差平均值和誤差標(biāo)準(zhǔn)差為指標(biāo)，對(duì)插值前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果表明在99%的置信度下絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)的顯著性概率均大于0.01，插值結(jié)果可靠。

按照3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月—翌年2月為冬季進(jìn)行季節(jié)劃分，研究白龍江流域氣溫和降水量的季節(jié)變化特征。運(yùn)用線性回歸和6次多項(xiàng)式擬合法，研究氣溫和降水量的多年變化趨勢(shì)及年際波動(dòng)規(guī)律。運(yùn)用Mann-Kendall(MK)法[10]和滑動(dòng)t檢驗(yàn)法[11]研究氣溫和降水量變化趨勢(shì)的顯著性及其突變性。運(yùn)用復(fù)Morlet小波分析[12]研究氣溫和降水量的周期變化。為了反映各準(zhǔn)周期的顯著性，本文采用0.05信度紅/白噪聲標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行檢驗(yàn)[13]。運(yùn)用R/S分析法[14]預(yù)測(cè)氣溫和降水量在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)可能的變化趨勢(shì)。

1.2.1 Mann-Kendall法 當(dāng)時(shí)間序列x1，x2，…，xn相互獨(dú)立并具有相同連續(xù)分布時(shí)，定義統(tǒng)計(jì)量：

(1)

式中：k=2,…,n；n——樣本數(shù)；UFk——MK統(tǒng)計(jì)量，且UF1=0；秩序列Sk——第i時(shí)刻數(shù)值大于j時(shí)刻數(shù)值個(gè)數(shù)的累計(jì)數(shù)；E(Sk)和var(Sk)——累計(jì)數(shù)Sk的均值和方差。

利用MK統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行趨勢(shì)顯著性檢驗(yàn)時(shí)，通過(guò)兩尾檢驗(yàn)于正態(tài)分布表中查出一定顯著性水平下的臨界檢驗(yàn)值u(u0.05=±1.96，u0.01=±2.57 )。當(dāng)MK統(tǒng)計(jì)值大于臨界檢驗(yàn)值時(shí)，認(rèn)為時(shí)間序列變化趨勢(shì)顯著，同時(shí)MK統(tǒng)計(jì)值為正時(shí)表示序列呈上升趨勢(shì)，否則呈下降趨勢(shì)。MK統(tǒng)計(jì)值的絕對(duì)值越大，表明序列變化趨勢(shì)越顯著。將時(shí)間序列逆序，再重復(fù)MK計(jì)算過(guò)程，得到逆序列MK統(tǒng)計(jì)值UBk。在UFk曲線超過(guò)臨界值的前提下，若2組統(tǒng)計(jì)值僅有1個(gè)交叉點(diǎn)且位于臨界值之間，這點(diǎn)便是突變點(diǎn)的開(kāi)始。若交叉點(diǎn)位于臨界值之外，或者是存在多個(gè)明顯的交叉點(diǎn)，則不確定是否為突變點(diǎn)，需利用其它方法檢測(cè)突變點(diǎn)顯著性。

1.2.2 Morlet小波分析法 對(duì)于時(shí)間序列f(t)，Morlet小波分析的母函數(shù)為：

ψ(t)=π-1/4eiω0te-t2/2

(2)

式中：ω0是角頻率，取ω0=6。

離散小波變換公式：

(3)

式(3)中：“*”——復(fù)共軛；a——尺度因子(與周期和頻率有關(guān))；b——平移因子(時(shí)間位置)；Wf(a,b)——小波系數(shù)；δt為資料序列時(shí)間間隔。

小波方差為：

Wp(a)=Wf(a,b)2

(4)

在一定的時(shí)間尺度下，小波方差表示時(shí)間序列在該尺度中周期波動(dòng)的強(qiáng)弱，小波方差隨尺度的變化過(guò)程能反映時(shí)間序列中所包含的各種時(shí)間尺度及其強(qiáng)弱隨尺度的變化特征，對(duì)應(yīng)峰值處的尺度即為該序列的準(zhǔn)周期。

1.2.3R/S分析法 給定一時(shí)間序列Xi(i=1,2,…,n)，對(duì)于任意正整數(shù)n，定義均值序列：

(5)

累積離差序列：

(6)

極差序列：

Rξ=maxYξ-minYξ(ξ=1,2,…,n)

(7)

標(biāo)準(zhǔn)差序列：

(8)

(9)

則表明所分析的時(shí)間序列存在Hurst現(xiàn)象，H稱為Hurst指數(shù)。若0.5

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫和降水量的年際變化特征

白龍江流域多年平均氣溫為8.85℃。從年平均氣溫的線性變化趨勢(shì)來(lái)看(圖1)，1961—2010年年平均氣溫呈極顯著上升趨勢(shì)，年際變化率為+0.197℃/10a，且在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)增溫還將持續(xù)(表1)。多項(xiàng)式函數(shù)擬合的年平均氣溫曲線顯示，1961—1985年氣溫多年平均值為8.59℃，與整個(gè)研究時(shí)段相比處于低溫期，且呈微弱下降趨勢(shì)，年際變化率為-0.046℃/10a，其年際波動(dòng)呈“降低(1961—1965)—升高(1966—1972)—降低(1973—1985年)”變化。1985年以后，氣溫急劇上升，年際變化率為+0.374℃/10a，1986—2010年的年平均氣溫較1961—1985年偏高0.52℃。從氣溫的年代際變化來(lái)看(圖1)，20世紀(jì)60年代平均氣溫最低，70年代和80年代基本相當(dāng)且增溫緩慢，90年代以后氣溫快速升高，21世紀(jì)以來(lái)升溫速率進(jìn)一步加快，其平均氣溫較60年代偏高0.84℃。

圖1 年平均氣溫的年際變化

從氣溫的季節(jié)變化來(lái)看(圖2)，春季平均氣溫在1961—1988年呈先升高(1961—1967年)再降低(1968—1988年)的波動(dòng)變化，1988年以后氣溫快速上升，2007年以后出現(xiàn)一定回落。夏季平均氣溫在1961—1986年呈“降低(1961—1965年)—升高(1966—1972年)—降低(1973—1985年)”的波動(dòng)變化，1986年以后氣溫快速升高，2001年以后趨于平穩(wěn)。秋季平均氣溫除在上世紀(jì)60年代中期以前出現(xiàn)短暫降溫以外，其余時(shí)間段均呈上升趨勢(shì)。冬季平均氣溫在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)均呈上升趨勢(shì)。從氣溫的線性變化趨勢(shì)及顯著性來(lái)看(圖2和表1)，冬季升溫速率最快，其次是秋季、夏季和春季，其年際變化率分別為+0.335，+0.165，+0.158，+0.127℃/10a。冬季氣溫變化趨勢(shì)最為顯著，其次是夏季、秋季和春季。從四季氣溫的Hurst指數(shù)來(lái)看，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)四季氣溫仍將可能顯著上升(表1)。四季氣溫的年代際變化結(jié)果表明，四季平均氣溫自1990s以來(lái)快速增加，春季、夏季、秋季和冬季平均氣溫分別在1980s，1980s，1970s和1960s最低，春季、夏季、秋季和冬季平均氣溫在2000s最高(表2)。

圖2 四季平均氣溫的年際變化表1 氣溫變化趨勢(shì)定量檢驗(yàn)與預(yù)測(cè)

氣溫Mann-Kendall秩次相關(guān)系數(shù)M值趨勢(shì)Mα=0.05Mα=0.01顯著性Hurst指數(shù)未來(lái)趨勢(shì)春季2.1665升高±1.96±2.57顯著0.7271升高夏季2.9026升高±1.96±2.57極顯著0.6904升高秋季2.5346升高±1.96±2.57顯著0.6402升高冬季4.2577升高±1.96±2.57極顯著0.7383升高全年4.3916升高±1.96±2.57極顯著0.8252升高

白龍江流域降水量的多年平均值為684.5 mm。從年降水量的線性變化趨勢(shì)來(lái)看(圖3)，1961—2010年白龍江流域降水量呈微弱減少趨勢(shì)，其年際變化率為-9.7 mm/10 a，且減少趨勢(shì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)還將持續(xù)(表3)。降水量在上世紀(jì)60年代偏多，70年代偏少，80年代有所回升，90年代和2000年以來(lái)再次偏少(表2)。多項(xiàng)式函數(shù)擬合的年降水量曲線顯示，白龍江流域年降水量經(jīng)歷了“多—少—多—少”的波動(dòng)變化。1961—1964年降水量整體偏多；1965—1973年降水量整體偏少，在1967年出現(xiàn)降水高值，在1965年出現(xiàn)降水低值；1974—1989年降水量整體偏多，在1981年出現(xiàn)降水量高值，在1986年、1987年出現(xiàn)降水低值；1990—2010降水量整體偏少，在1998年、2003年和2005年出現(xiàn)降水量高值，在1997年、2002年、2006年出現(xiàn)降水量低值。

圖3 年降水量的年際變化

從降水量的季節(jié)變化來(lái)看(圖4)，春季、夏季、秋季、冬季降水量分別約占全年降水量的21.46%，52.06%，24.35%和2.13%。春季降水量在1961—1978年偏多，1979—1995年偏少，1996—2010年再次偏多，在1967年、1973年出現(xiàn)降水高值，在1962年、1979年出現(xiàn)降水低值。夏季降水量的年際波動(dòng)形式與年降水量十分一致，表明夏季降水量對(duì)年降水量影響顯著。秋季降水量在1961—1983年偏多，1984—2010年偏少，在1967，1975，1978年出現(xiàn)降水高值，在1972，1976，1987年出現(xiàn)降水低值。冬季降水量在1961—1982年偏少，1983—2005年偏多，2006—2010年再次偏少，在1990，1991，1994年出現(xiàn)降水高值，在1987，1999，2010年出現(xiàn)降水低值。從降水量的線性變化趨勢(shì)及顯著性來(lái)看，春季和冬季降水量呈微弱上升趨勢(shì)，其年際變化率分別為+1.31，+0.8 mm/10 a，夏季和秋季降水量呈微弱下降趨勢(shì)，其年際變化率為-5.1，-6.8 mm/10 a，春季降水量增加幅度最大，秋季降水量減少幅度最大。從四季降水量的Hurst指數(shù)來(lái)看，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)春季、秋季和年降水量將可能呈減少趨勢(shì)，夏季和冬季降水量將可能呈增加趨勢(shì)(表2)。

表3表示氣溫和降水量的年代際變化，從表3可以看出，四季降水量的年代際變化結(jié)果表明，春季降水量在1990s最低，2000s最高；夏季降水量在2000s最低，1980s最高；秋季降水量在1990s最低，1960s最高；冬季降水量在1970s最低，1990s最高。

圖4 四季降水量的年際變化表2 降水量變化趨勢(shì)定量檢驗(yàn)與預(yù)測(cè)

降水量Mann-Kendall秩次相關(guān)系數(shù)M值趨勢(shì)Mα=0.05Mα=0.01顯著性Hurst指數(shù)未來(lái)趨勢(shì)春季0.5939增加±1.96±2.57不顯著0.2069減少夏季-0.6943減少±1.96±2.57不顯著0.4587增加秋季-1.7315減少±1.96±2.57不顯著0.5960減少冬季1.4973增加±1.96±2.57不顯著0.5907增加全年-0.9787減少±1.96±2.57不顯著0.5173減少

表3 氣溫和降水量的年代際變化

2.2 氣溫和降水量的突變特征

從氣溫和降水量Mann-Kendall突變檢測(cè)結(jié)果來(lái)看(圖5)，四季和年平均氣溫的正序列曲線分別在2008年、2003年、2006年、1990年和2000年左右超過(guò)顯著性為0.05的置信度曲線，同時(shí)在置信度曲線區(qū)間內(nèi)僅存在一個(gè)交叉點(diǎn)，表明春季、夏季、秋季、冬季、年平均氣溫分別在2002年、1993年、1994年、1990年、1996年發(fā)生暖突變。四季和年降水量在置信度曲線區(qū)間內(nèi)存在多個(gè)交叉點(diǎn)，運(yùn)用5年滑動(dòng)t檢驗(yàn)對(duì)交叉點(diǎn)進(jìn)行顯著性為0.05的置信度檢驗(yàn)，結(jié)果表明在研究時(shí)段內(nèi)除冬季降水量在1972年發(fā)生由少到多的顯著性突變外，其余時(shí)段降水量不存在顯著突變特征。

圖5 氣溫和降水量的Mann-Kendall突變分析

2.3氣溫和降水量的周期變化特征

氣溫和降水量小波方差顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明氣溫和降水量不存在顯著變化周期，僅存在準(zhǔn)周期(圖6)，其中春季平均氣溫準(zhǔn)周期為11 a，夏季平均氣溫準(zhǔn)周期為13 a，此外6～8 a的周期也比較明顯，秋季平均氣溫準(zhǔn)周期為8 a，冬季平均氣溫準(zhǔn)周期為11 a，此外6 a和22 a周期也較為明顯，年平均氣溫準(zhǔn)周期為12 a，其次還存在一個(gè)6 a左右的次級(jí)周期。春季降水量準(zhǔn)周期為7 a，夏季降水量準(zhǔn)周期為25 a，此外還存在6 a和15 a左右的次級(jí)周期，秋季降水量準(zhǔn)周期為13 a，次級(jí)周期為6 a，冬季和年降水量準(zhǔn)周期分別為18 a和25 a，同時(shí)也存在6～8 a的小周期。

圖6 氣溫和降水量的Morlet小波方差

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)白龍江流域1961—2010年氣溫和降水量的變化特征分析，氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，降水量總體呈波動(dòng)變化，但有微弱減少趨勢(shì)，總體氣候趨于暖干，對(duì)全球變化響應(yīng)明顯。

(1) 白龍江流域年平均氣溫上升趨勢(shì)顯著，年際變化率為0.197℃/10 a，其中1961—1985年氣溫呈微弱下降趨勢(shì)，1985年以后氣溫急劇上升，并在1996年左右發(fā)生暖突變，突變后升溫速率進(jìn)一步加快。從年平均氣溫的年代際變化來(lái)看，20世紀(jì)60年代平均氣溫最低，70年代和80年代基本相當(dāng)且增溫緩慢，90年代以后氣溫快速升高，21世紀(jì)以來(lái)升溫速率進(jìn)一步加快。四季平均氣溫均呈顯著上升趨勢(shì)，冬季升溫速率最快，其次是秋季、夏季和春季，其年際變化率分別為0.335，0.165，0.158，0.127℃/10 a。春季、夏季、秋季、冬季平均氣溫分別在2002年、1993年、1994年、1990年發(fā)生暖突變。四季平均氣溫分別在1980s、1980s、1970s和1960s最低，在2000s最高。

(2) 白龍江流域年降水量線性變化趨勢(shì)不明顯，但有微弱減少趨勢(shì)，年際變化率為-9.7 mm/10 a。年降水量經(jīng)歷了“多—少—多—少”的波動(dòng)變化。1961—1964年降水量整體偏多；1965—1973年降水量整體偏少，在1967年出現(xiàn)降水高值，在1965年出現(xiàn)降水低值；1974—1989年降水量整體偏多，在1981年出現(xiàn)降水量高值，在1986年、1987年出現(xiàn)降水低值；1990—2010降水量整體偏少，在1998年、2003年和2005年出現(xiàn)降水量高值，在1997年、2002年、2006年出現(xiàn)降水量低值。春季和冬季降水量呈微弱增加趨勢(shì)，夏季和秋季降水量呈微弱減少趨勢(shì)。春季降水量在1990s最低，2000s最高；夏季降水量在2000s最低，1980s最高；秋季降水量在1990s最低，1960s最高；冬季降水量在1970s最低，1990s最高，且在1972年發(fā)生由少到多的顯著突變。

(3) 白龍江流域氣溫主要存在8 a、11～13 a和22 a左右的準(zhǔn)周期，降水量主要存在7 a、13～18 a和25 a左右的準(zhǔn)周期。

(4) 未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，白龍江流域四季和年平均氣溫仍將可能繼續(xù)升高，夏季和冬季降水量將可能微弱增加，而春季、秋季和年降水量將可能微弱減少。

近50 a來(lái)白龍江流域氣溫顯著升高，降水量微弱減少，這在一定程度上加劇了白龍江流域的暖干化發(fā)展態(tài)勢(shì)，將影響到區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)與環(huán)境等諸多方面，首先是水資源，干旱化趨勢(shì)引起地表徑流減少，將進(jìn)一步影響區(qū)域的水資源配置與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[15]。其次，氣候變暖使該區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生著變化[16]，氣候變暖使蒸騰蒸發(fā)量增大，降水變率增大，極端降水事件(旱澇災(zāi)害)的頻率和強(qiáng)度增加，自然災(zāi)害發(fā)生的可能性進(jìn)一步增加[17]。

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VariationCharacteristicsofTemperatureandPrecipitationintheBailongRiverBasinduring1961-2010

ZHANG Xiao-xiao, ZHANG Yu, XU Hao-jie

(CollegeofEarthandEnvironmentalSciences,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China)

Based on temperature and precipitation datasets in the Bailong River basin during 1961—2010, the seasonal and inter-annual variation characteristics including tendency, fluctuation, mutation, period and persistence of temperature and precipitation were analyzed by using linear tendency and polynomial regression model, Mann-Kendall test, complex Morlet wavelet and R/S analysis. The results showed that the seasonal and annual mean temperature had a significant increasing trend during 1961—2010; the weak warming trend was detected before mid-1980s; the increasing rate of temperature was accelerated after a warming mutation in 1990s; the annual precipitation mainly experienced ‘high—low—high—low’ fluctuations. The seasonal precipitation had similar fluctuations except for the winter. The precipitation increased weakly in the spring and winter, while decreased insignificantly in the summer, autumn and year. The temperature and precipitation had periodic variation of 7, 11, 22 a.The potential trend of seasonal and annual mean temperature would persistent. The precipitation in the summer and winter will increase, but decrease in the spring, autumn and year in the near future.

Bailong River; climate change; tendency; mutation; period

2013-09-12

：2013-10-03

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“黑河上游土壤水文異質(zhì)性觀測(cè)試驗(yàn)及其對(duì)山區(qū)水文過(guò)程的影響”(91125010)

張曉曉(1988—),女,黑龍江齊齊哈爾人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)楣こ趟膶W(xué)。E-mail:xxzhang2011@lzu.edu.cn

張鈺(1963—),男,甘肅平?jīng)鋈?博士,副教授,主要研究方向?yàn)樗Y源規(guī)劃論證評(píng)價(jià)和水土保持。E-mail:gszhangyu@126.com

P467

：A

：1005-3409(2014)04-0238-08