阿勒泰市氣候變化特征研究

刁 瑞

（新疆阿勒泰市水文勘測(cè)局，新疆 阿勒泰 836500）

0 前言

阿勒泰地區(qū)地處祖國西北邊陲，阿爾泰山南麓，阿勒泰地區(qū)地處亞歐大陸腹地，緯度較高，屬典型的溫帶大陸寒冷氣候，其特點(diǎn)是夏季干熱，冬季嚴(yán)寒，晝夜溫差大，光照充足，全年多季風(fēng)。

在全球變暖溫室效應(yīng)作用越來越明顯的大背景下。為全面了解阿勒泰市的溫度變化，基于阿勒泰氣象站1961年～2015年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，按照春季、夏季、秋季、冬季、冷季、暖季和年平均氣溫系統(tǒng)地評(píng)價(jià)該地區(qū)的氣候變化過程。

1 氣候變化分析

1.1 氣溫變化過程

阿勒泰市氣象觀測(cè)站1961年～2015年的春季氣溫變化見圖1。1961年～2015年阿勒泰的平均春季氣溫為6.3℃，過去55年的最高春季氣溫出現(xiàn)在1997年，全區(qū)最高的平均春季氣溫為10.3℃；最低春季氣溫出現(xiàn)在2010年，全區(qū)最低的平均春季氣溫為1.9℃?？傮w上，春季氣溫在1960年出現(xiàn)了略微的下降趨勢(shì)，隨后，春季氣溫便呈現(xiàn)出了逐漸增加的上升趨勢(shì)，1961年～2015年間阿勒泰的春季氣溫的平均升高速率分別為0.23℃/10a，平均的春季氣溫為0.36℃/10 a，全地區(qū)升溫最慢的地區(qū)出現(xiàn)在阿勒泰市。

圖1 1961年～2015年阿勒泰市春季氣溫變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的夏季氣溫變化見圖2。1961年～2015年阿勒泰的平均夏季氣溫為20.9℃，全區(qū)平均的夏季氣溫為20.5℃?？傮w上，全區(qū)的夏季氣溫呈現(xiàn)出了逐漸增加的趨勢(shì)，值得注意的是，阿勒泰氣象站觀測(cè)到的夏季氣溫總體呈現(xiàn)出了微弱的下降趨勢(shì)，下降速率為-0.04℃/10 a。但從1985年開始，夏季氣溫又表現(xiàn)出了上升趨勢(shì)；全區(qū)夏季氣溫的平均升高速率為0.29℃/10 a，夏季氣溫升高最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)縣，升高最慢的地區(qū)出現(xiàn)在阿勒泰市。

圖2 1961年～2015年阿勒泰市夏季氣溫變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的秋季氣溫變化見圖3。1961年～2015年阿勒泰的平均秋季氣溫為5.4℃，1961年～2015年間阿勒泰的秋季氣溫均出現(xiàn)了顯著的升高趨勢(shì)，秋季氣溫的平均升高速率為0.26℃/10 a，全區(qū)平均的秋季氣溫為0.47℃/10 a，秋季氣溫升高最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)縣，升高最慢的地區(qū)出現(xiàn)在阿勒泰市。

圖3 1961年～2015年阿勒泰市秋季氣溫變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的冬季氣溫變化見圖4。1961年～2015年阿勒泰的平均冬季氣溫分別為-14.3℃，全區(qū)平均的冬季氣溫為-15.5℃；過去50多年的最高冬季氣溫出現(xiàn)在2006年，冬季溫度分別為-14.3℃，全區(qū)最高的平均冬季氣溫為-15.5℃，最低冬季氣溫出現(xiàn)在1968年，冬季溫度分別為-21.9℃，全區(qū)最低的平均冬季氣溫為-22.9℃。總體上，冬季氣溫在1960年出現(xiàn)了略微的下降趨勢(shì)，至1968年出現(xiàn)極小值，隨后，冬季氣溫便呈現(xiàn)出的上升趨勢(shì)，1961年～2015年間阿勒泰的冬季氣溫的平均升高速率分別為0.32℃/10 a，全區(qū)平均的冬季氣溫為0.51℃/10 a，冬季氣溫升高最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)縣，升高最慢的地區(qū)出現(xiàn)在阿勒泰市。

圖4 1961年～2015年阿勒泰地區(qū)冬季氣溫變化情況

為了更詳細(xì)地了解阿勒泰地區(qū)的氣候變化過程，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣候狀況和積雪出現(xiàn)的大致時(shí)間，把全年分成了冷季和暖季，其中冷季指11月至次年4月，暖季指5月～10月。阿勒泰地區(qū)氣象觀測(cè)站1961年～2015年的冷季和暖季的氣溫變化見圖5和圖6。1961年～2015年阿勒泰的平均冷季氣溫分別為-7.4℃，全區(qū)平均的冷季氣溫為-8.3℃；過去50多年的最高冷季氣溫出現(xiàn)在2006年，阿勒泰市的冷季溫度為-3.8℃，全區(qū)最高的平均冷季氣溫為-4.3℃，最低冷季氣溫出現(xiàn)在1968年，阿勒泰市的冷季溫度分別為-12.2℃，全區(qū)最低的平均冷季氣溫為-13.1℃?？傮w上，冷季氣溫在1960年出現(xiàn)了略微的下降趨勢(shì)，至1968年出現(xiàn)極小值，隨后，冷季氣溫便呈現(xiàn)出了逐漸增加的上升趨勢(shì)，1961年～2015年間阿勒泰的冷季氣溫的平均升高速率為0.29℃/10 a，全區(qū)平均的冷季氣溫為0.45℃/10 a，冷季氣溫升高最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)縣，升高最慢的地區(qū)出現(xiàn)在阿勒泰市。

1961年～2015年阿勒泰的平均暖季氣溫分別為16.4℃，全區(qū)平均的暖季氣溫為15.9℃?？傮w上，暖季氣溫呈現(xiàn)出了逐漸增加的趨勢(shì)，1961年～2015年間阿勒泰的暖季氣溫的平均升高速率為0.04℃/10 a，全區(qū)平均的暖季氣溫為0.31℃/10 a，暖季氣溫升高最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)縣，升高最慢的地區(qū)出現(xiàn)在阿勒泰市。

圖5 1961年～2015年阿勒泰地區(qū)冷季氣溫變化情況

圖6 1961年～2015年阿勒泰市暖季氣溫變化情況

1961年～2015年阿勒泰的年平均氣溫為4.6℃，全區(qū)的年平均氣溫為3.8℃；過去50多年的最高年平均氣溫出現(xiàn)在2007年，阿勒泰地區(qū)的年平均溫度分別為6.2℃，全區(qū)最高的平均冬季氣溫為6.0℃，最低年平均氣溫出現(xiàn)在1969年，阿勒泰地區(qū)的年平均氣溫為1.7℃，全區(qū)最低的平均冬季氣溫為0.9℃?？傮w上，冬季氣溫在1960年出現(xiàn)了略微的下降趨勢(shì)，至1969年出現(xiàn)極小值，隨后，冬季氣溫便呈現(xiàn)出了逐漸增加的上升趨勢(shì)，1961年～2015年間阿勒泰的年平均氣溫的平均升高速率為0.19℃/10 a，全區(qū)的年平均氣溫升高速率為0.41℃/10 a。

圖7 1961年～2015年阿勒泰市年平均氣溫變化情況

表1 1961年～2015年阿勒泰不同時(shí)段內(nèi)平均氣溫表單位：℃

1.2 氣溫變化原因

影響阿勒泰市氣溫變化的原因很多，概括為以下幾點(diǎn)：人口的增加、大氣環(huán)境污染因素、海洋生態(tài)環(huán)境惡化因素、土地遭侵蝕、沙化等破壞因素、森林資源銳減因素、水環(huán)境污染、有毒廢料污染因素等。

2 降水變化

2.1 降水變化分析過程

為了全面了解阿勒泰地區(qū)的降水變化，基于阿勒泰氣象站1961年～2015年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，按照春季、夏季、秋季、冬季、冷季、暖季和年降水來系統(tǒng)地評(píng)價(jià)該地區(qū)的氣候變化過程。

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的春季降水變化見圖8。1961年～2015年阿勒泰的平均春季降水為39.6 mm；過去55多年的最高春季降水出現(xiàn)在2010年，阿勒泰市的春季降水為87.0 mm；最低春季降水出現(xiàn)在1997年，阿勒泰地區(qū)的春季降水為5.2 mm；春季降水最多年是最少年的8.3倍?？傮w上，阿勒泰市所有站點(diǎn)的春季降水在1960年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的增加趨勢(shì)，阿勒泰的春季降水的平均增長速率為0.16 mm/a，全區(qū)平均的春季降水增長率為0.19 mm/a，春季降水增加最快的地區(qū)出現(xiàn)在哈巴河，增長最慢的地區(qū)出現(xiàn)在青河。

圖8 1961年～2015年阿勒泰市春季降水變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的夏季降水變化見圖9。1961年～2015年阿勒泰的平均夏季降水為57.3 mm；過去55年的最高夏季降水出現(xiàn)在1992年和1993年，阿勒泰地區(qū)的夏季降水分別為93.4 mm和157.2 mm；最低夏季降水出現(xiàn)在1974年，阿勒泰地區(qū)的夏季降水為13.0 mm；夏季降水最多年是最少年的7.6倍?？傮w上，阿勒泰市各站點(diǎn)的夏季降水在1960年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的增加趨勢(shì)。

圖9 1961年～2015年阿勒泰市夏季降水變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的秋季降水變化見圖10。1961年～2015年阿勒泰的平均秋季降水為53.6 mm，全區(qū)平均的秋季降水為48.0 mm；過去55年的最高秋季降水出現(xiàn)在1996年，阿勒泰市的秋季降水為78.2 mm，全區(qū)最高的平均秋季降水為84.9 mm；最低秋季降水出現(xiàn)在1971年，阿勒泰市的秋季降水為13.0 mm，全區(qū)最低的平均秋季降水僅為15.0 mm；秋季降水最多年是最少年的5.7倍?？傮w上，阿勒泰市所有站點(diǎn)的秋季降水在1960年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的增加趨勢(shì)，阿勒泰的秋季降水的平均增長速率為0.25 mm/a，全區(qū)平均的秋季降水增長率為0.30 mm/a，秋季降水增加最快的地區(qū)出現(xiàn)在吉木乃，增長最慢的地區(qū)出現(xiàn)在福海。

圖10 1961年～2015年阿勒泰市秋季降水變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的冬季降水變化見圖11。1961年～2015年阿勒泰的平均冬季降水為45.2 mm；過去55年的最高冬季降水出現(xiàn)在2009年，阿勒泰的冬季降水為149.2 mm，全區(qū)最高的平均冬季降水為107.9 mm；最低冬季降水出現(xiàn)在1981年，阿勒泰的冬季降水為10.3 mm；冬季降水最多年是最少年的12.7倍?？傮w上，阿勒泰地區(qū)所有站點(diǎn)的冬季降水在1960年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的顯著增加趨勢(shì)，阿勒泰的冬季降水的平均增長速率為0.57 mm/a，全區(qū)平均的冬季降水增長率為0.46 mm/a，冬季降水增加最快的地區(qū)出現(xiàn)在哈巴河，增長最慢的地區(qū)出現(xiàn)在福海。

圖11 1961年～2015年阿勒泰市冬季降水變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的冷季降水變化見圖12。1961年～2015年阿勒泰的平均冷季降水為90.0 mm，全區(qū)平均的冷季降水為69.4 mm；過去55年的最高冷季降水出現(xiàn)在2009年，阿勒泰市的冷季降水分別為231.1 mm；最低冷季降水出現(xiàn)在1981年，阿勒泰的冷季降水為29.6 mm，全區(qū)最低的平均冷季降水僅為29.0 mm；冷季降水最多年是最少年的6.7倍?？傮w上，阿勒泰地區(qū)所有站點(diǎn)的冷季降水在1960年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的顯著增加趨勢(shì)，阿勒泰的冷季降水的平均增長速率為0.95 mm/a，全區(qū)平均的冷季降水增長率為0.78 mm/a，冷季降水增加最快的地區(qū)出現(xiàn)在哈巴河，增長最慢的地區(qū)出現(xiàn)在福海。

圖12 1961年～2015年阿勒泰市冷季降水變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的暖季降水變化見圖13。1961年～2015年阿勒泰的平均暖季降水為105.7 mm；過去65多年的最高暖季降水出現(xiàn)在1969年，阿勒泰的暖季降水為164.9 mm；最低暖季降水出現(xiàn)在1962年，阿勒泰的暖季降水分別為24.6 mm，全區(qū)最低的平均暖季降水僅為42.0 mm；暖季降水最多年是最少年的4.5倍。總體上，阿勒泰地區(qū)所有站點(diǎn)的暖季降水在1960年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的增加趨勢(shì)，阿勒泰的暖季降水的平均增長速率為0.31 mm/a，全區(qū)平均的暖季降水增長率為0.38 mm/a，暖季降水增加最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)，增長最慢的地區(qū)出現(xiàn)在福海。

圖13 1961年～2015年阿勒泰地區(qū)暖季降水變化情況

阿勒泰地區(qū)各氣象觀測(cè)站1961年～2015年的年降水變化見圖14。1961年～2015年阿勒泰的平均年降水為195.5 mm；過去55年的最高年降水出現(xiàn)在2010年，阿勒泰的年降水為338.5 mm，全區(qū)最高的平均年降水為307.6 mm；最低年降水出現(xiàn)在1962年，阿勒泰的年降水為76.4 mm，全區(qū)最低的平均年降水僅為86.6.0 mm；年降水最多年是最少年的3.6倍?？傮w上，阿勒泰地區(qū)所有站點(diǎn)的年降水在1961年～2015年間均出現(xiàn)了不同程度的增加趨勢(shì)，阿勒泰的年降水的平均增長速率為0.31 mm/a，全區(qū)平均的年降水增長率為0.38 mm/a，年降水增加最快的地區(qū)出現(xiàn)在富蘊(yùn)，增長最慢的地區(qū)出現(xiàn)在福海。

圖14 1961年～2015年阿勒泰地區(qū)年降水變化情況

表2 1961年～2015年不同時(shí)段內(nèi)平均降水 單位：mm

2.2 降水變化的原因及未來預(yù)測(cè)

受氣候、地形和自然地理影響，山區(qū)降水量一般隨海拔高程升高而增大，特別是冰川地區(qū)降水量較大，山區(qū)迎風(fēng)坡降水量大于背風(fēng)坡，迎風(fēng)破等值線較密，梯度也大；平原、盆地降水量較小，變化平緩，等值線較順直。

根據(jù)年降水量變化趨勢(shì)的空間分布，極端暖事件增加，冷事件減少。暖晝時(shí)間和暖夜時(shí)間的速率增加，冷晝時(shí)間和冷夜時(shí)間的速率減少。嚴(yán)寒日數(shù)呈顯著減少趨勢(shì)。極端強(qiáng)降水事件明顯增加。沙塵天氣、冰雹、雷暴等發(fā)生頻率明顯減少。年霧日數(shù)增加不顯著。

3 結(jié)論

阿勒泰市近50年氣溫的變化呈現(xiàn)幾個(gè)冷暖交替時(shí)期，從20世紀(jì)60年代末期，進(jìn)入70年代直到80年代是一個(gè)偏冷時(shí)期。而到了90年代特別是90年代中后期到21世紀(jì)以來，氣溫上升趨勢(shì)非常明顯。近50年氣溫的變化總體呈上升趨勢(shì)，其中冬季的冬暖化的趨勢(shì)比較明顯，與全球氣候變暖趨勢(shì)基本一致。

對(duì)近50年阿勒泰市多年降水量分析得出，阿勒泰地區(qū)不同站點(diǎn)不同時(shí)期的降水統(tǒng)計(jì)就全年而言，夏季的降水＞秋季＞春季＞冬季，但是分布相對(duì)均勻，夏季降水約為冬季降水的兩倍。就不同時(shí)期降水的年際變化而言，冷季降水的增加顯著高于暖季，冬季降水的增加最為顯著。就區(qū)域而言，山區(qū)的降水顯著高于平原戈壁區(qū)。