1961—2018年焉耆縣降水量變化特征分析

孟忠

摘要? ? 利用1961—2018年焉耆國家基準(zhǔn)氣候站逐日降水資料，采用線性趨勢、多項式擬合、M-K等方法對近58年焉耆月、季和年降水量進行趨勢分析。結(jié)果表明，焉耆歷年平均降水量為76.1 mm，且呈增加趨勢，氣候傾向率達到2.70 mm/10 a;四季降水量變化從多到少的順序為夏季>春季>秋季>冬季，其中夏季降水量占歷年平均降水量近6成，而冬季降水量占歷年平均降水量不到1/10;各月降水量變化呈“單峰型”分布，最大值出現(xiàn)在7月，最小值出現(xiàn)在11月;利用M—K法對四季和年降水量進行突變分析，發(fā)現(xiàn)年降水量發(fā)生突變在1979年，四季發(fā)生突變的年份分別是1997年、1974年、1975年和1973年，且年和四季降水量發(fā)生突變時都是由少到多的變化趨勢。

關(guān)鍵詞? ? 降水量;變化特征;新疆焉耆;1961—2018年

中圖分類號? ? P426.614? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）08-0206-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

大氣降水是大氣水汽向地表輸送的主要方式和途徑，是地表水和地下水的最終補給來源，在陸地水循環(huán)和淡水資源演化中具有舉足輕重的作用[1-3]。全球氣候變暖引起的各類極端事件已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注，他們利用不同方法，從不同角度對氣候變化進行了大量的研究，而各地由于地理條件、環(huán)境、大氣環(huán)流等影響的不同，又形成了屬于該區(qū)域特有的氣候特征[4-7]。焉耆回族自治縣（以下簡稱焉耆）地處北半球中緯度溫帶地區(qū)，位于新疆維吾爾自治區(qū)中部，天山南麓盆地——焉耆盆地的腹心，地理坐標(biāo)為東經(jīng)85°13′19″～86°44′00″、北緯41°45′31″～42°20′45″，是典型的大陸性氣候帶，但又具有盆地氣候特征，夏季聚熱，冬季寒冷。由于受全球氣候變化的影響，焉耆縣氣候特征也發(fā)生了較大的變化，作為一個以農(nóng)林牧為主的縣，降水的多寡對農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要[8-9]。本文利用焉耆國家基準(zhǔn)氣候站降水量資料，分析近58年降水月、季和年際變化趨勢，以期為合理開發(fā)利用氣候資源、改善生態(tài)環(huán)境提供一定的科學(xué)參考。

1? ? 資料與方法

研究資料來源于新疆氣象信息中心，通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，數(shù)據(jù)可靠。利用焉耆國家基準(zhǔn)氣候站1961—2018年逐日降水量資料，分析降水月、季和年際變化特征。季節(jié)劃分：春季3—5月，夏季6—8月，秋季9—11月，冬季12月至翌年2月。

采用線性趨勢、相關(guān)系數(shù)、線性回歸、多項式擬合等方法分析降水量變化特征及規(guī)律;采用Mann-Kendall（簡稱M-K）方法[10]對降水時間序列進行突變分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 年際變化特征

1961—2018年焉耆歷年平均降水量為76.1 mm，最大值出現(xiàn)在2016年，達到154.6 mm，最小值僅有16.2 mm，出現(xiàn)在1985年，極差達到138.4 mm，說明該地降水量年際變化較大。從圖1可知，近58年焉耆年降水量變化呈上升趨勢，氣候傾向率為2.70 mm/10 a，其中有35年的降水量低于平均值，占總數(shù)的60.34%。降水量的變化不僅具有年際變化特征，而且還具有年代際變化特征。為了得到焉耆近58年降水量的長期變化特征，采用6次多項式擬合方法分析。結(jié)果表明，研究區(qū)降水量的變化總體呈減小—增加—減小—增加的變化趨勢，峰值出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，谷值出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代中期和21世紀(jì)20年代初期，并且上升趨勢一直持續(xù)到2018年，這種上升趨勢在未來是否仍將持續(xù)有待于進一步研究和探討。

2.2? ? 季節(jié)變化特征

為了進一步分析降水量的變化特征，對焉耆近58年降水量進行四季分析。結(jié)果表明，四季降水量變化從多到少的順序為夏季>春季>秋季>冬季，其中夏季降水量占歷年平均降水量的56.90%，為43.3 mm，而冬季降水量僅占歷年平均降水量的9.93%，僅為4.3 mm。四季的降水量均呈增加趨勢，但是增加速率明顯不同，其中春季增加趨勢最明顯，達到2.00 m/10 a;其次是冬季，為0.55 mm/10 a;而夏、秋季呈現(xiàn)出微弱的上升趨勢。因此，春季降水量的增加對年降水量增加的貢獻最大，其次是冬季。

2.3? ? 月變化特征

根據(jù)焉耆1—12月平均降水量變化可知（圖2），月降水量的變化呈“單峰型”分布，1—3月降水量變化不大，在1.4～1.5 mm之間變化，然后急劇上升，7月達到峰值，為16.9 mm，從8月開始又急劇減少，到11月到達谷值，降水量僅有1.2 mm，11—12月雖然呈增加趨勢，但增加不明顯，僅增加了0.3 mm。同時對各月降水量進行趨勢分析，3月沒有明顯變化，1月、7月和9月呈下降趨勢，其他各月均呈增加趨勢，其中2月通過0.05顯著性檢驗，5—9月通過0.001顯著性檢驗，說明這6個月的降水量上升或下降趨勢明顯，其他各月變化不顯著。

2.4? ? 突變分析

為了得到近58年焉耆降水量是否存在突變，利用M—K法進行趨勢變化及突變分析，顯著性水平為0.05（Uα=±1.96），結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯觯?8年焉耆降水量的UF和UB線在臨界線范圍內(nèi)共出現(xiàn)7個交點，利用t檢驗法對所有交點進行檢驗，僅1979年通過檢驗，說明1979年是焉耆降水量由少到多的突變年。同時對四季降水量進行突變分析，通過分析發(fā)現(xiàn)四季均發(fā)生突變，并通過t檢驗，各季發(fā)生突變的年份分別為1997年、1974年、1975年和1973年，而且各季降水量發(fā)生突變時均都呈現(xiàn)出由少到多的變化趨勢。

3? ? 結(jié)論

（1）1961—2018年焉耆年降水量變化總體呈上升趨勢，氣候傾向率達到2.70 mm/10 a，其中有35年的降水量低于平均值，占總數(shù)的60.34%。

（2）利用6次多項式擬合方法分析發(fā)現(xiàn)，近58年焉耆降水量總體呈現(xiàn)減小—增加—減小—增加的趨勢，并且這種上升趨勢一直持續(xù)到2018年。

（3）焉耆四季降水量的變化從多到少的順序為夏季>春季>秋季>冬季，其中夏季降水量占歷年平均降水量的近6成，而冬季降水量占歷年平均降水量不到1/10，因而夏季降水量的多少關(guān)系到年降水量的多寡。

（4）利用M-K法對四季和年降水量進行趨勢變化及突變分析，發(fā)現(xiàn)年降水量發(fā)生突變在1979年，四季發(fā)生突變的年份分別是1997年、1974年、1975年和1973年，且年和四季降水量發(fā)生突變時都是由少到多的變化趨勢。

4? ? 參考文獻

[1] 翟盤茂，任福民.張強.中國降水極值變化趨勢檢測[J].氣象學(xué)報，1999，57（2）：208-215.

[2] 范蘇丹，盛春巖.1966—2010年山東夏季極端降水事件特征分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2018，41（1）：86-93.

[3] 鄭騰飛，劉顯通，萬齊林，等.近50年廣東省分級降水的時空分布特征及其變化趨勢的研究[J].熱帶氣象學(xué)報，2017，33（2）：212-220.

[4] 任國玉，吳虹，陳正洪.我國降水變化趨勢的空間特征[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2000，11（3）：322-330.

[5] 盧珊，張宏芳，屈直，等.1961—2015年陜西省不同等級降水事件變化特征[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2018，41（1）：77-85.

[6] 王穎，施能，顧駿強，等.中國雨日的氣候變化[J].大氣科學(xué)，2006，30（1）：162-170.

[7] 張之賢，張強，陶際春，等.2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流災(zāi)害形成的氣候特征及地質(zhì)地理環(huán)境分析[J].冰川凍土，2012，34（4）：898-905.

[8] 毛煒嶧，樊靜，沈永平，等.近50a來新疆區(qū)域與天山典型流域極端洪水變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)[J].冰川凍土，2012，34（5）：1037-1046.

[9] 鄧自旺，丁裕國，陳業(yè)國.全球氣候變暖對長江三角洲極端高溫事件概率的影響[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報，2000，33（1）：42-47.

[10] 魏鳳英，現(xiàn)代氣候診斷與預(yù)測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2007.