1961
—2014年烏魯木齊地區(qū)氣候特征及干濕區(qū)變化

沙比提，買買提，歡樂希,哈布拉哈提,木拉提,耿　燕，馮麗曄，陳　亮

(新疆烏魯木齊市牧業(yè)氣象試驗站，新疆　烏魯木齊　830001)

?

1961
—2014年烏魯木齊地區(qū)氣候特征及干濕區(qū)變化

沙比提，買買提，歡樂希,哈布拉哈提,木拉提,耿燕，馮麗曄，陳亮

(新疆烏魯木齊市牧業(yè)氣象試驗站，新疆烏魯木齊830001)

摘要：為明確氣候變化背景下新疆烏魯木齊地區(qū)的干濕氣候變化，基于烏魯木齊地區(qū)及其周邊9個氣象站1961—2014年逐月氣候資料，采用線性趨勢、累積距平方法以及ArcGIS空間插值技術(shù)，在分析年降水量、年潛在蒸散量和年干濕指數(shù)的變化趨勢、突變特征、突變前后空間分布變化的基礎(chǔ)上，結(jié)合干濕氣候分區(qū)指標，探討了烏魯木齊地區(qū)干濕氣候區(qū)劃的變化。結(jié)果表明：近54 a，烏魯木齊地區(qū)年降水量和年干濕指數(shù)分別以11.61 mm·(10 a)-1和0.01 (10 a)-1的傾向率顯著(P≤0.05)增大， 年潛在蒸散量以-13.91 mm·(10 a)-1的傾向率顯著(P≤0.001)減少，且各要素于1987年發(fā)生突變。烏魯木齊地區(qū)年降水量和年干濕指數(shù)的空間分布表現(xiàn)為“山區(qū)多(大)、平原少(小)”的格局，年潛在蒸散量則表現(xiàn)為“山區(qū)小、平原大”的特點。烏魯木齊地區(qū)可劃分為極干旱區(qū)、干旱區(qū)、半干旱區(qū)和半濕潤區(qū)4個干濕氣候區(qū)。1987年后，半干旱區(qū)和半濕潤區(qū)明顯擴大，而干旱區(qū)明顯減小，極端干旱區(qū)也有所減小。

關(guān)鍵詞：ArcGIS；降水量；潛在蒸散量；干濕指數(shù)；氣候區(qū)劃；烏魯木齊地區(qū)

引言

以變暖為主要特征的全球氣候變化已成不爭的事實[1]。氣候變化將改變?nèi)蚝蛥^(qū)域水分循環(huán)，并對氣候的干濕狀況和水資源供需平衡產(chǎn)生重要影響，因此，近年來有關(guān)干濕氣候變化的研究受到學(xué)術(shù)界越來越廣泛的關(guān)注[2-10]。如申雙和[2]、張方敏[3]等對中國近30 a干濕狀況的分析表明，中國變濕地區(qū)多于變干地區(qū)，但是干旱化進程大于濕潤化進程；楊建平等[4]對中國近50 a干濕氣候界限的波動研究表明，1960—1970年代中國北方發(fā)生了從較濕潤到干旱的氣候突變，但各地變化差異較大；馬柱國等[5]對比分析中國華北、西北2個典型干旱區(qū)近50 a地表濕潤指數(shù)的變化表明，西北西部與華北地區(qū)的干濕變化趨勢基本相反， 前者為變濕趨勢， 后者為變干趨勢；施雅風(fēng)等[6]研究指出中國西北地區(qū)于1987年前后發(fā)生了由暖干向暖濕的突變；靳立亞等[7]的研究揭示了近50 a新疆和柴達木盆地有明顯的變濕趨勢，而西北地區(qū)東部有變干趨勢的事實；普宗朝等[8]對新疆塔克拉瑪干沙漠周邊地區(qū)地表干濕狀況的研究表明，近40多a該地區(qū)氣候總體呈較明顯的變濕趨勢，但1990年代中期以來干旱化的跡象又開始顯現(xiàn)。以上研究表明，全球變化對各地干濕氣候的影響具有明顯的區(qū)域性差異，其影響機理還存在許多不確定性。

烏魯木齊市地處天山北坡，準噶爾盆地南部，地理坐標為85°17′E—90°32′E，43°00′N—45°38′N，總面積14 216 km2， 是新疆自治區(qū)的首府，是新疆重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和天山北坡經(jīng)濟帶特色農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)之一。由于深居中緯度歐亞大陸腹地，烏魯木齊地區(qū)降水較少，蒸發(fā)強烈，氣候干燥，水資源短缺是制約當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展尤其是農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的主要因素[9-10]。近年來，普宗朝等[10-11]對烏—昌地區(qū)氣候變化的研究表明，在過去的數(shù)十年里，該地區(qū)降水量呈顯著增多趨勢，年潛在蒸散量呈顯著減小趨勢，氣候總體趨于變濕。但有關(guān)氣候變化背景下該地區(qū)干濕氣候區(qū)劃變化的研究則尚未見報道。因此，全面客觀地研究分析近半個世紀以來烏魯木齊地區(qū)降水量、潛在蒸散量以及干濕指數(shù)的時空變化，并結(jié)合干濕氣候分區(qū)指標，探討該地區(qū)干濕氣候區(qū)劃的變化，對適應(yīng)和應(yīng)對氣候變化，采取趨利避害的生產(chǎn)管理和技術(shù)措施，提高水資源利用效率，促進烏魯木齊地區(qū)社會、經(jīng)濟的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。

1資料及方法

1.1研究區(qū)域和資料

選用烏魯木齊市及其資料序列較長的周邊9個氣象站1961—2014年的逐月降水量、平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、日照時數(shù)、平均風(fēng)速和空氣相對濕度實測資料。研究區(qū)域、地形地貌和所選氣象站點分布見圖1。各站氣象數(shù)據(jù)和烏魯木齊地區(qū)1：5萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)由新疆氣象信息中心提供。

圖1　烏魯木齊地區(qū)高程和氣象站點分布

1.2研究方法

1.2.1潛在蒸散量的計算

潛在蒸散量是表征大氣蒸散能力，評價氣候干旱程度、植被耗水量、生產(chǎn)潛力以及水資源供需平衡的重要指標。有關(guān)潛在蒸散量的計算方法很多[2-15]， 其中，1998年聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦的Penman-Monteith公式綜合考慮了氣溫、風(fēng)速、濕度、太陽輻射、氣壓等多個氣候因子的影響，具有明確的物理意義，能夠客觀真實地反映實際氣候的蒸散發(fā)能力[12-13]，因此，本文采用Penman-Monteith公式計算烏魯木齊地區(qū)潛在蒸散量，公式如下：

(1)

1.2.2干濕指數(shù)的計算

干濕指數(shù)是體現(xiàn)大氣降水和潛在蒸散量2個最重要的地表水分收支分量之間相對平衡關(guān)系的一個物理量，是研究分析干濕氣候變化的常用指標之一。其計算式為[2-5，7-8]：

(2)

式中，K為年干濕指數(shù)；P為年降水量(單位：mm)；ET0為年潛在蒸散量(單位：mm)。

1.2.3干濕氣候要素變化趨勢及突變分析方法

通常用一元線性回歸方程來描述氣候要素的變化趨勢[14]，即：

(3)

其中t為年序，a為線性方程的斜率，也就是氣候要素的線性變化趨勢和速率。a為正(負)表示增加(減小)趨勢，零表示無變化趨勢，并將a×10 a定義為氣候傾向率，b為常數(shù)。a和b可通過最小二乘法求取。

氣候突變是指在短時期內(nèi)由一種相對穩(wěn)定的氣候狀態(tài)過渡到另一種氣候狀態(tài)的變化，它是氣候系統(tǒng)非線性性質(zhì)的一種表現(xiàn)[16]。檢驗氣候突變的方法有多種，本文采用累積距平曲線來確定待檢測點，即使用指標[16]：

(4)

(5)

其中：

(6)

1.2.4干濕氣候要素的空間插值方法

烏魯木齊地區(qū)地形地貌復(fù)雜，地勢起伏懸殊，氣候類型多樣，但氣象站點稀少，為提高各干濕氣候要素空間分布模擬的精度，本研究基于地理信息系統(tǒng)(ArcGIS)技術(shù)和數(shù)字高程(DEM)數(shù)據(jù)，采用混合插值法(三維二次趨勢面+殘差內(nèi)插)對該地區(qū)年降水量、潛在蒸散量和干濕指數(shù)進行100 m×100 m柵格點的空間插值[10-11，17-18]。其表達式為：

(7)

式(7)中，p為柵格點的干濕氣候要素模擬值；p(λ,φ,h)為宏觀地理因子對要素值的影響；ε為局部小地形因子和隨機因素對要素的影響，即殘差項；λ為柵格點的平均經(jīng)度(單位：°)；φ為柵格點的平均緯度(單位：°)；h為柵格點的平均海拔高度(單位：m)；b0,b1,…b9為待定系數(shù)。經(jīng)逐步回歸運算獲取的烏魯木齊市各干濕氣候要素與宏觀地理因子間的回歸方程(方程略)，其復(fù)相關(guān)系數(shù)都在0.85以上(F>F0.01)， 這說明烏魯木齊市各干濕氣候要素的空間分布主要受經(jīng)度、緯度、海拔高度等宏觀地理因素的影響。

殘差項的插值采用反距離加權(quán)法，其插值計算式為[10-11，17-18]：

(8)

式(8)中，ε為各干濕氣候要素殘差項的柵格點模擬值；n為用于插值的氣象觀測站點的數(shù)目；εi為第i個氣象站點干濕氣候要素的實際殘差項值，由該站實際干濕氣候要素值與通過宏觀地理因子的三維二次趨勢面模擬值之差獲取；di為插值的柵格點與第i個氣象站點之間的歐氏距離，k為距離的冪，其選擇標準是平均絕對誤差最小，根據(jù)文獻[10-11，17-18]，取k=3。

1.2.5干濕氣候區(qū)劃方法

申雙和[2]、張方敏[3]、鄭景云[19]等研究表明，由于干濕指數(shù)綜合考慮了大氣降水和潛在蒸散量這2個最重要的地表水分收支分量之間的相對平衡關(guān)系，以其作為干濕氣候區(qū)劃的指標比單純使用降水量更能反映一個地區(qū)的干濕特征。但楊建平等[4]指出，我國傳統(tǒng)的干濕氣候區(qū)劃多以年降水量作為指標，并且年降水量與年干濕指數(shù)的等值線具有較好的對應(yīng)關(guān)系。因此，以年干濕指數(shù)作為區(qū)劃的主要指標，年降水量為輔助指標較為合理。根據(jù)前人研究成果[2-3，19]，確定烏魯木齊地區(qū)干濕氣候區(qū)劃指標及其等級劃分標準(表1)。具體區(qū)劃時，根據(jù)文獻[20]取主導(dǎo)指標的權(quán)重為0.7，輔助指標的權(quán)重為0.3，在ArcGIS平臺上對年干濕指數(shù)和年降水量的分級圖層進行加權(quán)平均處理，獲得綜合考慮這2項氣候要素變化的干濕氣候區(qū)劃。

表1　干濕區(qū)劃分指標及其標準

2結(jié)果與分析

2.1干濕氣候要素變化趨勢和突變特征

2.1.1年降水量

1961—2014年烏魯木齊地區(qū)年平均降水量為298.9 mm，但年際間差異較大，年降水量最少為195.6 mm(1994年)，最多達421.1 mm(2007年)，相差1倍多。在全球變暖背景下，1961—2014年烏魯木齊地區(qū)年降水量總體以11.61 mm·(10 a)-1的傾向率呈顯著(p≤0.05)增加趨勢(圖2)，54 a來，年降水量增多了62.7 mm。由1961—2014年烏魯木齊地區(qū)年降水量序列的累積距平可以看出，1986年出現(xiàn)了累積距平的最小值(圖2)。 對1961—1986年和1987—2014年降水量進行t檢驗(表3)，結(jié)果表明，|t0|=3.2992>tα=0.001， 通過了α=0.001的信度水平， 這說明近54 a烏魯木齊地區(qū)年降水量于1987年發(fā)生了突變，突變后較突變前全地區(qū)年平均降水量增多了43.6 mm。

圖2　1961—2014年烏魯木齊地區(qū)

檢測點n1n2|t0|年降水量198726283.2992***年潛在蒸散量198726285.7430***年干濕指數(shù)198726283.4733***

注：n1、n2分別為檢測點前后氣候要素序列的樣本數(shù)，

***表示通過α=0.001顯著性檢驗

2.1.2年潛在蒸散量

烏魯木齊地區(qū)蒸散較強，1961—2014年年平均潛在蒸散量為931.6 mm，但年際間差異較大，年潛在蒸散量最少為857.5 mm(1993年)，最多為1 036.0 mm(1974年)，相差178.5 mm。1961—2014年全地區(qū)平均年潛在蒸散量總體以-13.91 mm·(10 a)-1的傾向率呈極顯著(p≤0.001)[10]減少趨勢(圖3)，54 a來減少75.1 mm[11]。由1961—2014年潛在蒸散量序列的累積距平可以看出，1986年出現(xiàn)了累積距平的最大值(圖3)，對1961—1986年和1987—2014年潛在蒸散量進行t檢驗(表2)，結(jié)果表明，|t0|=5.7430>tα=0.001， 通過了α=0.001的信度水平檢驗， 這說明近54 a烏魯木齊地區(qū)年潛在蒸散量于1987年發(fā)生突變，突變后較突變前全年平均潛在蒸散量減少51.2 mm。

圖3　1961—2014年烏魯木齊

2.1.3年干濕指數(shù)

烏魯木齊地區(qū)氣候干燥，1961—2014年年平均干濕指數(shù)為0.37，其中，1997年最小為0.230；2007年最大為0.525。近54 a受年降水量增多和年潛在蒸散量減少的共同影響，烏魯木齊地區(qū)年干濕指數(shù)總體以0.01(10 a)-1的傾向率呈顯著(p≤0.05)增大趨勢(圖4)，54 a來全地區(qū)平均年干濕指數(shù)增大了0.054。由1961—2014年烏魯木齊地區(qū)年干濕指數(shù)序列的累積距平可以看出，1986年出現(xiàn)了累積距平的最小值(圖4)，對1961—1986年和1987—2014年干濕指數(shù)進行t檢驗(表2)， 結(jié)果表明，|t0|=3. 4733>tα=0.001，通過了α=0.001的信度水平檢驗，這說明近54 a烏魯木齊地區(qū)年干濕指數(shù)于1987年發(fā)生突變，突變后較突變前全地區(qū)年平均干濕指數(shù)增大0.063。

圖4　1961—2014年烏魯木齊

2.2干濕氣候要素空間分布及其變化

上述分析表明，1961—2014年烏魯木齊地區(qū)年降水量和年干濕指數(shù)總體呈顯著增大趨勢，年潛在蒸散量呈顯著減小趨勢，并且上述各要素均于1987年發(fā)生了突變。這與施雅風(fēng)等[6]提出的“我國西北地區(qū)的氣候在1987年前后發(fā)生了由暖干向暖濕轉(zhuǎn)變”的論述基本一致。為了分析氣候變化背景下，烏魯木齊地區(qū)干濕氣候要素空間分布的變化，以各要素發(fā)生突變的1987年為時間節(jié)點， 探討1987年前(1961—1986年)、后(1987—2014年)各要素空間分布的差異[20]。

2.2.1年降水量

烏魯木齊年降水量的空間分布總體呈現(xiàn)“山區(qū)多、 平原少”的格局(圖5)。1987年前，年降水量≥450 mm的區(qū)域主要分布在天山山區(qū)海拔1 700～3 400 m的中高山帶；230～450 mm的分布區(qū)域在海拔800～1 700 m的中低山帶、山前傾斜平原以及海拔>3 400 m的高山帶；達坂城山間谷地大部以及海拔高度<800 m的北部平原地帶年降水量較少，一般為80～230 mm，其中，達坂城峽谷地帶局部甚至不足80 mm(圖5a)。1987年后，年降水量≥450 mm的區(qū)域明顯擴大，其海拔上限約上移了300 m，而下限則下移了約150 m；與此同時，年降水量230～450 mm區(qū)域的海拔下限也下降了150～200 m，但該區(qū)域面積變化不大；受年降水量230 mm線下移的影響，年降水量80～230 mm的區(qū)域明顯壓縮。另外，年降水量<80 mm的區(qū)域也略有減小(圖5b)。

圖5　1961—1986年(a)和1987—2014年(b)烏魯木齊地區(qū)年降水量空間分布

2.2.2年潛在蒸散量

烏魯木齊地區(qū)年潛在蒸散量的空間分布格局與年降水量大體相反，表現(xiàn)為“平原大、山區(qū)小”的特點(圖6)。從1987年前年潛在蒸散量的空間分布來看，天山山區(qū)中高山帶年潛在蒸散量較小，一般不足800 mm，低山、丘陵以及北部平原地帶為800～1 000 mm，烏魯木齊城區(qū)以及達坂城山間谷地大部為1 000～1 100 mm，達坂城谷地中部為1 100～1 338 mm(圖6a)。1987年后，年潛在蒸散量<800 mm的區(qū)域略有增大，800～1 000 mm的區(qū)域明顯擴大，而1 000～1 100 mm的區(qū)域明顯壓縮，>1 100 mm的區(qū)域也略有減小(圖6b)。

圖6　1961—1986年(a)和1987—2014年(b)烏魯木齊地區(qū)年潛在蒸散量空間分布

2.2.3年干濕指數(shù)

烏魯木齊地區(qū)年干濕指數(shù)的空間分布格局與年降水量相似，也總體呈現(xiàn)“山區(qū)大、平原小”的特點(圖7)。1987年前，年干濕指數(shù)≥0.50的區(qū)域主要分布在天山山區(qū)海拔>1 600 m的中高山帶；0.20～0.50 mm的區(qū)域分布在海拔500～1 600 m的中低山帶以及山前傾斜平原地帶；達坂城山間谷地大部以及海拔高度<500 m的北部平原地帶年干濕指數(shù)較小，一般為0.05～0.20，其中，達坂城峽谷地帶局部甚至在0.05以下(圖7a)。1987年后，年干濕指數(shù)≥0.50區(qū)域的海拔下限下移了約150 m，因此，該區(qū)面積有所擴大；與此同時，年干濕指數(shù)0.20～0.50區(qū)域明顯擴大，具體表現(xiàn)在，1987年前北部平原0.05～0.20的區(qū)域，到1987年后幾乎完全被0.20～0.50的區(qū)域所替代；受其影響，年干濕指數(shù)0.05～0.20的區(qū)域明顯壓縮，<0.05的區(qū)域也略有減小(圖7b)。

圖7　1961—1986年(a)和1987—2014年(b)烏魯木齊地區(qū)年干濕指數(shù)空間分布

2.3干濕氣候區(qū)劃的變化

根據(jù)表1干濕氣候區(qū)劃指標，對1961—1986年和1987—2014年2個時段的年干濕指數(shù)、年降水量的柵格數(shù)據(jù)在ArcGIS10.0平臺上進行分級和加權(quán)平均疊加處理，獲得了1987年前后烏魯木齊地區(qū)干濕氣候區(qū)劃，結(jié)果見圖8?？梢钥闯?，烏魯木齊地區(qū)的干濕氣候區(qū)可劃分為極干旱、干旱、半干旱和半濕潤4個分區(qū)。

(1)極干旱區(qū)

極干旱區(qū)是烏魯木齊地區(qū)面積最小的干濕氣候區(qū)，僅在達坂城山間峽谷地帶有少量分布(圖8)。1987年前只有53 km2，僅占全地區(qū)總面積的0.4%；1987年后，極干旱區(qū)幾近消失(表3)。

(2)干旱區(qū)

1987前烏魯木齊地區(qū)的干旱區(qū)主要分布在東部達坂城山間谷地以及北部準噶爾盆地南緣海拔高度<500 m的平原地帶，面積為3 700 km2，占全地區(qū)總面積的26.0%；1987年后，該區(qū)大幅度減少，在北部平原地帶已幾近消失，僅在達坂城谷地仍有少量存在(圖8)，其面積減至718 km2，占全地區(qū)總面積比率也降至5.1%，較1987前減少了2 982 km2和20.9%(表3)。

圖8　1961—1986年(a)和1987—2014年(b)烏魯木齊地區(qū)干濕氣候區(qū)劃

干濕區(qū)1961—1986年面積/km2百分率/%1987—2014年面積/km2百分率/%1987年前后變化量面積/km2百分率/%極干旱區(qū)530.450.0-48-0.4干旱區(qū)370026.07185.1-2982-20.9半干旱區(qū)583741.1783255.1199514.0半濕潤區(qū)462632.5566139.810357.3

(3)半干旱區(qū)

半干旱區(qū)是烏魯木齊地區(qū)面積最大的干濕氣候區(qū)，1987前主要分布在海拔500～1 600 m的中低山帶和山前傾斜平原地帶，面積為5 837 km2，占全地區(qū)總面積的41.1%；1987年后半干旱區(qū)明顯擴大，最顯著的變化表現(xiàn)在，1987年前北部平原地帶的干旱區(qū)(圖8a)，到1987年后幾乎完全被半干旱區(qū)所替代(圖8b)，半干旱區(qū)面積增至7 832 km2，占全地區(qū)總面積比率也升至55.1%，較1987前增大了1 995 km2和14.0%(表3)。

(4)半濕潤區(qū)

半濕潤區(qū)是烏魯木齊地區(qū)僅次于半干旱區(qū)的第二大干濕氣候區(qū)。1987年前，半濕潤區(qū)主要分布在天山山區(qū)海拔>1 600 m的中高山帶(圖8a)，面積為4 626 km2，占全地區(qū)總面積的32.5%；1987年后，受氣候變濕的影響，該區(qū)的海拔下限下移了約150 m(圖8b)，其面積增至5 661 km2，占全地區(qū)總面積比率也升至39.8%，較1987前增大了1 035 km2和7.3%(表3)。

3結(jié)論和討論

(1)1961—2014年，烏魯木齊地區(qū)年降水量和年干濕指數(shù)分別以11.61 mm·(10 a)-1和0.01(10 a)-1的傾向率顯著增大，年潛在蒸散量以-13.91 mm·(10 a)-1的傾向率顯著減小，且上述各要素均于1987年發(fā)生了突變。年降水量和年干濕指數(shù)的空間分布表現(xiàn)為“山區(qū)大、平原小”的特點，年潛在蒸散量則呈“平原大、山區(qū)小”的空間分布格局。

(2)烏魯木齊地區(qū)可劃分為極干旱區(qū)、干旱區(qū)、半干旱區(qū)和半濕潤區(qū)4個干濕氣候分區(qū)。受氣候變化影響，1987年后，半干旱區(qū)和半濕潤區(qū)面積分別擴大了1 995 km2和1 035 km2，占全區(qū)總面積的比率分別增大14.0%和7.3%；而干旱區(qū)面積減小了2 982 km2和20.9%，極干旱區(qū)幾近消失。

不同的干濕氣候區(qū)發(fā)育形成與之相適應(yīng)的生物多樣性和地上生物量均有明顯差異的草場類型[21]。一般地，極干旱區(qū)為生物生產(chǎn)力極低的荒漠草場，干旱區(qū)是草原化荒漠的主要分布區(qū)域，半干旱區(qū)多為荒漠草原或典型草原草場，而半濕潤區(qū)一般發(fā)育著生物多樣性較豐富、生產(chǎn)潛力較高且草質(zhì)優(yōu)良的草甸草原[21-22]。近54 a，尤其是1987年以來烏魯木齊地區(qū)半干旱區(qū)和半濕潤區(qū)面積明顯擴大，而干旱區(qū)和極干旱區(qū)明顯減小，這對改善草原生態(tài)環(huán)境、促進草原生態(tài)系統(tǒng)的正向演替、提高牧草產(chǎn)量和草質(zhì)均將產(chǎn)生積極影響。

致謝：本文在烏魯木齊市氣象局普宗朝高級工程師的悉心指導(dǎo)下完成，在此表示衷心感謝！

參考文獻

[1] IPCC. Summary for policymakers of climate change 2007:The physical science basis[C]. Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge:Cambridge University Press,2007.

[2] 申雙和,張方敏,盛瓊. 1975-2004年中國濕潤指數(shù)時空變化特征[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2009,25(1):11-15.

[3] 張方敏,申雙和. 中國干濕狀況和干濕氣候界限變化研究[J]. 南京氣象學(xué)院學(xué)報,2008,31(4):574-579.

[4] 楊建平,丁永建,陳仁升,等. 近50年來中國干濕氣候界線的10年際波動[J]. 地理學(xué)報,2002,57(6):655-661.

[5] 馬柱國,符淙斌. 中國北方干旱區(qū)地表濕潤狀況的趨勢分析[J]. 氣象學(xué)報,2001,59(6):737-746.

[6] 施雅風(fēng),沈永平,胡汝驥. 西北氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)型的信號、影響和前景初步探討[J]. 冰川凍土,2002,24(3):219-226.

[7] 靳立亞,李靜,王新,等. 近50年來中國西北地區(qū)干濕狀況時空分布[J]. 地理學(xué)報,2004,59(6):847-854.

[8] 普宗朝,張山清,李景林,等. 近47年塔克拉瑪干沙漠周邊地區(qū)氣候變化[J]. 中國沙漠,2010,30(2):413-421.

[9] 徐德源. 新疆農(nóng)業(yè)氣候資源及區(qū)劃[M]. 北京:氣象出版社,1989.15-38.

[10] 普宗朝,張山清,李景林,等. 近48年新疆烏-昌地區(qū)氣候變化[J]. 干旱區(qū)研究,2010,27(3):422-432.

[11] 普宗朝,張山清,賓建華,等. 新疆烏-昌地區(qū)干濕氣候要素時空變化分析[J]. 資源科學(xué),2011,33(12):2314-2322.

[12] Allen R G, Pereira L S, Raes D, et al. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements[M]. Rome:FAO, Irrigation and drainage paper 56,1998.377-384.

[13] 毛飛,張光智,徐祥德. 參考作物蒸散量的多種計算方法及其結(jié)果的比較[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報,2000,11(增刊),128-136.

[14] 謝新,陳仲梅,陳曉燕,等. 近36年新疆巴州潛在蒸散量變化特征分析[J]. 沙漠與綠洲氣象,2008,2(2):19-22.

[15] 普宗朝,張山清,李景林,等. 烏魯木齊河流域參考作物蒸散量時空變化特征[J]. 沙漠與綠洲氣象,2008,2(1):41-45.

[16] 魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預(yù)測技術(shù)[M]. 北京:氣象出版社,1999.42-66.

[17] 張山清,普宗朝. 新疆參考作物蒸散量時空變化分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(5):73-79.

[18] 普宗朝,張山清. 新疆水分虧缺量時空變化分析[J]. 冰川凍土,2012,34(4):802-812.

[19] 鄭景云,卞娟娟,葛全勝. 1981-2010年中國氣候區(qū)劃[J]. 科學(xué)通報,2013,58(30):3088-3099.

[20] 普宗朝,張山清,吉春容,等. 氣候變化對新疆哈蜜瓜種植氣候區(qū)劃的影響[J]. 氣候變化研究進展,2015,11(2):115-122.

[21] 許鵬. 新疆草地資源及其利用[M]. 烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社,1993.1-36.

[22] 徐德源. 中國牧區(qū)畜牧氣候[M]. 北京:氣象出版社,1988.6-72.

Climate Feature and Dry-wet Area Change in Urumqi Region of Xinjiang During 1961-2014

SHA Biti, MAI Maiti, HUAN Lexi, HA Bulahati, MU Lati,GENG Yan, FENG Liye, CHEN Liang

(UrumqiAnimalMeteorologicalExperimentStationofXinjiang,Urumqi830001,China)

Abstract:In order to investigate dry-wet climate change in Urumqi region of Xinjiang, based on the monthly climate data of nine meteorological stations in Urumqi region during 1961-2014, the changing trend, abrupt change characteristics, and the change of spatial distribution before and after abrupt change of various dry-wet climate elements including annual precipitation, potential evapotranspiration (ET0) and dry-wet index, were analyzed by using the methods of linear regression, accumulative anomaly, three-dimensional and quadratic trend surface simulation and inverse-distance square weighting residual error revising based on ArcGIS. The change of dry-wet climate division was studied by combining with the dry-wet climate zoning index. The main results are as follows: A wetting trend was evident in recent 54 years in Urumqi region, generally, annual precipitation and dry-wet index increased significantly with the rate of 11.61 mm·(10 a)-1and 0.01(10 a)-1, butET0decreased obviously with a rate of -13.91 mm·(10 a)-1, and the abrupt change for both of them happened in 1987. In general, annual precipitation and dry-wet index were larger in Tianshan Mountain areas than those in plain areas, whileET0was larger in plain areas than that in Tianshan mountain areas in Urumqi region. Urumqi region could be divided into 4 dry -wet climate zoning including extremely arid area, arid area, semi-arid area and sub-humid area. The semi-arid area and semi-humid area expanded significantly, but arid area and extremely arid area reduced significantly after 1987 in Urumqi region.

Key words:ArcGIS; precipitation;ET0; dry-wet index; climate division; Urumqi region of Xinjiang

收稿日期：2015-07-13；改回日期：2016-03-11

基金項目：新疆氣象局科研項目(201512)資助

作者簡介：沙比提(1963-)，男，哈薩克族，工程師，從事牧業(yè)氣象和氣候變化研究. E-mail: 815262086@qq.com 通訊作者：買買提(1977-), 男，維吾爾族，工程師，從事牧業(yè)氣象和氣候變化研究. E-mail:mmtj77@126.com

文章編號：1006-7639(2016)-03-08-0448

DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-03-0448

中圖分類號：P467

文獻標識碼：A

沙比提，買買提，歡樂希，等.1961—2014年烏魯木齊地區(qū)氣候特征及干濕區(qū)變化[J].干旱氣象，2016，34(3)：448-455, [SHA Biti, MAI Maiti, HUAN Lexi, et al. Climate Feature and Dry-wet Area Change in Urumqi Region of Xinjiang During 1961-2014[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(3):448-455], DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-03-0448