近60 a 新疆塔城地區(qū)不同相態(tài)降水時(shí)空變化特征

高 婧， 楊 濤， 李海燕， 井立紅， 劉振新， 曾 華

（1.沙灣市氣象局，新疆 沙灣 832100；2.新疆氣候中心，新疆 烏魯木齊 830002；3.塔城地區(qū)氣象局，新疆 塔城 834700；4.新疆氣象局信息中心，新疆 烏魯木齊 830002）

降水是地球水循環(huán)和能量循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，降水以雨、雪和雨夾雪等多種相態(tài)降落在地面，每種相態(tài)對(duì)地表徑流和能量平衡都有重要影響［1-2］。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，全球超過(guò)50%的氣象災(zāi)害與降水相態(tài)密切相關(guān)［3］，相同的降水量不同的相態(tài)所產(chǎn)生的影響有著顯著差異［4-5］。關(guān)于不同相態(tài)降水的研究成果較多，主要是針對(duì)特定區(qū)域降水相態(tài)時(shí)空變化特征進(jìn)行分析，如華東地區(qū)冬季雨、雪分界線在29°N、120°E 附近［4］；江淮地區(qū)各相態(tài)降水以減少趨勢(shì)為主，海拔高度與降水日數(shù)呈顯著正相關(guān)［5］；黃土高原降雨、降雪呈波動(dòng)下降，雨夾雪呈波動(dòng)上升趨勢(shì)［6］；河西走廊東部降雨日數(shù)、降雪日數(shù)從東北向西南增多［7］。還有一些研究結(jié)合特性層溫度法和厚度差法等建立降水相態(tài)判別指標(biāo)及預(yù)報(bào)模型［8-9］，亦或是針對(duì)典型降水相態(tài)轉(zhuǎn)換天氣過(guò)程進(jìn)行診斷分析或數(shù)值模擬［10-11］。不同相態(tài)的降水如果發(fā)生轉(zhuǎn)變，必然影響區(qū)域水資源的產(chǎn)匯流過(guò)程及年內(nèi)分配，而氣溫是影響降水相態(tài)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子［12］。由于氣候變暖導(dǎo)致的降水類型發(fā)生變化在國(guó)外已備受關(guān)注，氣溫增暖導(dǎo)致部分固態(tài)降水轉(zhuǎn)化為液態(tài)降水，有的是降雨增加而降雪減少［13］，有的是降雨增速大于降雪增速或降雪減速大于降雨減速［14-15］，從而影響降雪比率或雪雨比率的變化；同樣地，中國(guó)青藏高原降雨量顯著增加，降雪量減少，降雪比率的年際和季節(jié)變化呈下降趨勢(shì)［16］；新疆博爾塔拉河谷和天山中部南坡雪雨比呈增加趨勢(shì)，而伊犁河谷和天山北坡的西部和中部呈減少趨勢(shì)［17］。雪雨比率的變化對(duì)地表徑流、能量循環(huán)和物質(zhì)循環(huán)有一定的影響，直接影響到河流水源補(bǔ)給的類型，影響到季節(jié)性河流汛期的變化［18］。由此可能大大增加冬季洪水發(fā)生率或是早春洪澇災(zāi)害、夏季水資源短缺和各種次生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)［19］，給社會(huì)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)諸多不利影響。

目前塔城地區(qū)對(duì)于降水相態(tài)變化的研究鮮有報(bào)道，已有的研究多將降水按暖季和冷季劃分，沒(méi)有進(jìn)行相態(tài)（雨、雪、雨夾雪）區(qū)分。在全球氣候增暖的背景下，開(kāi)展塔城地區(qū)不同相態(tài)降水氣候特征和變化規(guī)律的研究有利于提高降水相態(tài)預(yù)報(bào)水平，為氣候變化對(duì)降水相態(tài)的影響研究提供分析依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

塔城地區(qū)位于新疆西北部，地處亞歐大陸腹地中心位置，屬中溫帶干旱和半干旱氣候區(qū)，地理位置界于82°16′～87°21′E、43°25′～47°15′N之間，境內(nèi)有7條主要山脈，高差懸殊，地形復(fù)雜，地貌多樣，地域性氣候特征顯著?；谛姓^(qū)劃的研究往往不易考慮相鄰區(qū)域地形和氣候特征，參照文獻(xiàn)［20］劃分方法，將塔城地區(qū)7 個(gè)縣（市）及克拉瑪依市和炮臺(tái)鎮(zhèn)簡(jiǎn)稱“塔城地區(qū)”，依據(jù)地理位置及區(qū)域氣候特征劃分為3個(gè)子區(qū)，地區(qū)西北部（塔城市、裕民縣、額敏縣、托里縣）、地區(qū)南部（炮臺(tái)鎮(zhèn)、烏蘇市、沙灣市）、地區(qū)中東部（克拉瑪依市、和布克賽爾縣）。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1961—2020年研究區(qū)域9個(gè)國(guó)家地面氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)來(lái)源于新疆氣象信息中心，大氣環(huán)流指數(shù)來(lái)源于國(guó)家氣候中心。將現(xiàn)行地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件（Integrated surface observation system，ISOS）中的8類降水現(xiàn)象，按雨（雨、陣雨、毛毛雨）、雪（雪、陣雪）、雨夾雪（雨夾雪、陣性雨夾雪）3 種相態(tài)進(jìn)行分類，由于冰雹出現(xiàn)的幾率極小且常與陣雨相伴隨出現(xiàn)，將其并入雨類。若一日內(nèi)出現(xiàn)雨夾雪或雨、雪混合降水，則統(tǒng)計(jì)為雨夾雪。剔除霧、露、霜凝結(jié)產(chǎn)生的降水，將一日內(nèi)降水量≥0.1 mm統(tǒng)計(jì)為一個(gè)降水日，24 h內(nèi)觀測(cè)到1次及以上該天氣現(xiàn)象記為1 d。

2.2 研究方法

塔城地區(qū)3種相態(tài)降水的氣候特征采用1961—2020年9個(gè)站點(diǎn)算術(shù)平均值表征。將各個(gè)站點(diǎn)3種相態(tài)降水的多年平均降水日數(shù)和降水量采用Kriging插值方法得到空間分布狀況。利用最小二乘法［21］計(jì)算各站3 種相態(tài)降水日數(shù)和降水量的氣候傾向率，以0.05 作為通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用平均值（x）和均方差（σ）判斷指標(biāo)［7］對(duì)年降雨日數(shù)、降雪日數(shù)和雨夾雪日數(shù)的異常性進(jìn)行判別，若日數(shù)波動(dòng)值在x±σ之間，為正常年；若日數(shù)波動(dòng)值在x±σ和x±2σ之間，為偏多年或偏少年；若日數(shù)波動(dòng)值在x±2σ范圍之外，為特多年或特少年。采用Pearson相關(guān)法分析不同相態(tài)降水的變化與地理位置及大氣環(huán)流的關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同相態(tài)降水的空間分布特征

3.1.1 不同相態(tài)降水日數(shù)和降水量空間分布塔城地區(qū)年平均降水日數(shù)空間分布差異明顯，地區(qū)西北部在99.8～106.2 d 之間，地區(qū)南部在75.7～80.6 d 之間，地區(qū)中東部在70.1～75.4 d 之間，最大值出現(xiàn)在托里（106.2 d），最小值出現(xiàn)在克拉瑪依（70.1 d）（圖1a）；降雨日數(shù)空間分布特征表現(xiàn)為地區(qū)西北部最多（55.7～58.6 d），地區(qū)南部和中東部在43.5～46.0 d 之間，最大值出現(xiàn)在托里（58.6 d），最小值出現(xiàn)在克拉瑪依（43.5 d）（圖1b）；降雪日數(shù)空間分布與年降水日數(shù)相似，地區(qū)西北部最多（30.7～38.3 d），地區(qū)南部次之（26.3～30.2 d），地區(qū)中東部最少（23.3～24.0 d），最大值出現(xiàn)在托里（38.3 d)，最小值出現(xiàn)在和布克賽爾（23.3 d）（圖1c）；雨夾雪日數(shù)空間分布自西北向東南遞減，地區(qū)西北部最多（9.4～14.3 d），地區(qū)南部和中東部相差不大（2.9～5.3 d），最大值出現(xiàn)在裕民（14.3 d），最小值出現(xiàn)在克拉瑪依（2.9 d）（圖1d）。

圖1 1961—2020年塔城地區(qū)不同相態(tài)降水年平均日數(shù)空間分布Fig.1 Spatial distributions of annual mean days of different precipitation types in Tacheng area from 1961 to 2020

塔城地區(qū)年平均降水量的空間分布表明（圖2a），地區(qū)西北部年平均降水量在251.6～298.7 mm之間，地區(qū)南部在153.6～203.4 mm 之間，地區(qū)中東部在115.1～147.4 mm之間，不足地區(qū)西北部的1/2。降水量最大值出現(xiàn)在裕民（298.7 mm），最小值出現(xiàn)在克拉瑪依（115.1 mm）。圖2b～d 顯示，各站3 種相態(tài)降水量的空間分布與其對(duì)應(yīng)的降水日數(shù)基本一致，其中托里降雨量最多（188.7 mm），裕民雨夾雪量（58.8 mm）和降雪量（59.9 mm）最多，克拉瑪依降雨量（95.7 mm）、降雪量（15.2 mm）和雨夾雪量（4.2 mm）均為最少。

綜上所述，塔城地區(qū)各站不同相態(tài)降水量的空間分布與降水日數(shù)大體一致，兩者之間存在顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.57～0.81 之間（P＜0.01），即降水日數(shù)多，則降水量也多，這與前人對(duì)江淮地區(qū)［5］和河西走廊東部［7］不同相態(tài)降水的分析結(jié)論相似。受地理位置、地形和山勢(shì)走向的影響，塔城地區(qū)不同相態(tài)降水總體表現(xiàn)為地區(qū)西北部多、中東部少的分布格局。地區(qū)西北部的塔額盆地向西開(kāi)口的喇叭口地形利于風(fēng)速加強(qiáng)而促進(jìn)水汽輸送加大，利于承接更多的水汽，降水較多；地區(qū)中東部的克拉瑪依、和布克賽爾位于準(zhǔn)噶爾西部山脈的背風(fēng)坡，降水較少。

3.1.2 不同相態(tài)降水變化特征塔城地區(qū)年平均降水日數(shù)以0.59 d·(10a)-1的速率不顯著增加，年平均降水量以8.87 mm·(10a)-1的速率顯著增加（表1），與謝培等［22］指出的新疆年降水日數(shù)和降水量總體處于上升趨勢(shì)的結(jié)論一致。各站中除額敏、炮臺(tái)降水日數(shù)不顯著減少，其余站呈現(xiàn)增多趨勢(shì)，尤其是烏蘇以3.83 d·(10a)-1的速率極顯著增加；各站年降水量均呈增加趨勢(shì)，地區(qū)南部顯著增加。

表1 塔城地區(qū)不同相態(tài)降水線性傾向率Tab.1 Linear tendency rates of different precipitation types in Tacheng area

塔城地區(qū)降雨日數(shù)以0.48 d·(10a)-1的速率不顯著增加，降雨量以6.53 mm·(10a)-1的速率顯著增多，各站中僅炮臺(tái)降雨日數(shù)不顯著減少，降雨量顯著增加，其余站降雨日數(shù)和降雨量均呈增加趨勢(shì)。塔城地區(qū)降雪日數(shù)不顯著減少，其中額敏、炮臺(tái)顯著減少，而烏蘇以2.86 d·(10a)-1的速率極顯著增加；降雪量除額敏和炮臺(tái)不顯著減少外，其余均呈增加趨勢(shì)。塔城地區(qū)雨夾雪日數(shù)和雨夾雪量總體不顯著增加，地區(qū)中東部表現(xiàn)為減少趨勢(shì)。

3.2 不同相態(tài)降水時(shí)間變化特征

3.2.1 不同相態(tài)降水的月際分布塔城地區(qū)不同相態(tài)降水日數(shù)的月際分布（圖3a）表明，4—9月為降雨主要出現(xiàn)時(shí)段，以7月為峰值（9.3 d），向兩端遞減；降雪在11月—翌年3月出現(xiàn)較多，以12月最多（8.1 d），1 月次之；雨夾雪主要出現(xiàn)在3—4 月和10—11 月，以11月最多（2.1 d），3月次之，同時(shí)此期也是雨雪轉(zhuǎn)換過(guò)渡期，3 種相態(tài)的降水均有發(fā)生。塔城地區(qū)不同區(qū)域降水日數(shù)月際分布表明（圖3b～d），7 月和8月地區(qū)中東部降雨日數(shù)最多，其余月以地區(qū)西北部最多；1月和12月地區(qū)南部降雪日數(shù)最多，其余月份地區(qū)西北部最多；雨夾雪日數(shù)基本表現(xiàn)為地區(qū)西北部＞地區(qū)南部＞地區(qū)中東部。

圖3 1961—2020年塔城地區(qū)不同相態(tài)降水日數(shù)月際分布Fig.3 Monthly distributions of different precipitation types in Tacheng area from 1961 to 2020

由表2 可知，塔城地區(qū)各站月降雨日數(shù)極值及出現(xiàn)時(shí)間不太一致，最多值在15～22 d之間，地區(qū)西北部和中東部大多出現(xiàn)在7 月，地區(qū)南部出現(xiàn)在5月和7 月；月降雪日數(shù)最多值在14～21 d 之間，大多出現(xiàn)在12月，1月次之；月雨夾雪日數(shù)最多值主要集中在8～10 d 之間，大多出現(xiàn)在11 月，12 月次之。3種相態(tài)降水日數(shù)月極值出現(xiàn)的月份與其平均降水日數(shù)和降水量最多值出現(xiàn)月份具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表2 塔城地區(qū)各站不同相態(tài)降水日數(shù)月極值及出現(xiàn)時(shí)間Tab.2 Extreme monthly values of different precipitation types and occurrence time in Tacheng area

3.2.2 不同相態(tài)降水的年際變化1961—2020年塔城地區(qū)年平均降水日數(shù)88.1 d，其中降雨日數(shù)最多，為50.5 d，占年降水日數(shù)的57.3%；降雪日數(shù)次之，為29.8 d（33.8%）；雨夾雪日數(shù)最少，為7.7 d。塔城地區(qū)年平均降水量213.2 mm，其中降雨量146.9 mm，占年降水量的68.9%，降雪量38.7 mm（18.2%），雨夾雪量27.6 mm。

塔城地區(qū)不同相態(tài)降水日數(shù)年際變化曲線（圖4a）表明，年降水日數(shù)1993年最多（111.3 d），1997年最少（61.2 d）。其中降雨日數(shù)2016年最多（63.4 d），1997 年最少（31.3 d）；降雪日數(shù)2010 年最多（43.2 d），2020 年最少（15.6 d）；雨夾雪日數(shù)2004 年最多（14.0 d），1967年最少（2.1 d）。3種相態(tài)降水日數(shù)的異常性相對(duì)一致，以正常年份最多，發(fā)生概率在63.3%～70.0%之間。其中降雨日數(shù)正常年份有38 a，偏多13 a，偏少6 a，特少3 a（1997、1974、1991年）；降雪日數(shù)正常年份有40 a，偏多5 a，特多2 a（2010、1966 年），偏少12 a，特少1 a（2020 年）；雨夾雪日數(shù)正常年份有42 a，偏多7 a，特多2 a（2004、1987年），偏少8 a，特少1 a（1967年）。

塔城地區(qū)不同相態(tài)降水量年際變化曲線（圖4b）表明，年降水量2016年最多（363.6 mm），1974年最少（120.4 mm）；降雨量2016 年最多（271.3 mm），1997 年最少（67.6 mm）；降雪量2010 年最多（101.1 mm），1965年最少（17.1 mm）；雨夾雪量2010年最多（76.7 mm），1967年最少（5.8 mm）。

圖4 1961—2020年塔城地區(qū)不同相態(tài)降水日數(shù)和降水量年際變化Fig.4 Inter-annual variations of days and amount of different precipitation types in Tacheng area from 1961 to 2020

對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，塔城地區(qū)降雨量與降水量的年際變化趨勢(shì)基本一致，可見(jiàn)降雨在降水中占主導(dǎo)作用。雨夾雪日數(shù)與降雪日數(shù)之比約為1:4，雨夾雪量與降雪量之比約為7:10。這主要是因?yàn)橛陫A雪天氣多出現(xiàn)在季節(jié)轉(zhuǎn)換期，冷暖空氣交綏頻繁，易產(chǎn)生較大量級(jí)的降水。

3.3 不同相態(tài)降水與經(jīng)緯度、海拔高度的關(guān)系

由表3 可知，塔城地區(qū)不同相態(tài)降水表現(xiàn)出明顯的經(jīng)度地帶性和緯度地帶性。3種相態(tài)降水日數(shù)和降水量與經(jīng)度呈顯著負(fù)相關(guān)，與緯度呈正相關(guān)。說(shuō)明降水日數(shù)和降水量隨經(jīng)度減小、緯度增加呈增加趨勢(shì)，即降水由東南向西北逐漸遞增。而海拔高度與3 種相態(tài)降水的相關(guān)性不明顯，這與江淮地區(qū)各相態(tài)降水與海拔呈顯著正相關(guān)［5］的結(jié)論有所不同。

表3 塔城地區(qū)不同相態(tài)降水日數(shù)和降水量與地理位置的關(guān)系Tab.3 Relation between days and amount of different precipitation types and geographical parameters in Tacheng area

3.4 雪雨比率變化特征

雪雨比率（降雪量/降雨量）獨(dú)立于降水量的時(shí)間和強(qiáng)度變化之外，排除了溫度長(zhǎng)期趨勢(shì)對(duì)于降雪的影響，能夠很好地衡量不同相態(tài)降水之間的差異性［23］。近年來(lái)，全球范圍內(nèi)對(duì)于雪雨比的變化越來(lái)越重視，Karl 等［24］在1993 年最先發(fā)現(xiàn)，在北美洲地區(qū)1980—1990 年的降雪比率相比于1950—1979 年呈現(xiàn)出顯著性的下降。隨后在英國(guó)［13］、美國(guó)西部［14］、青藏高原［16］和中國(guó)天山山區(qū)［17］均被不同程度地觀測(cè)到雪雨比下降，降水呈現(xiàn)出多雨化的現(xiàn)象。

氣候變暖不但導(dǎo)致降水量發(fā)生變化，而且也影響了不同相態(tài)降水在總降水量中的比例［25］。近60 a，塔城地區(qū)降水相態(tài)的格局正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，降雨日數(shù)/總降水日數(shù)、雨夾雪日數(shù)/總降水日數(shù)分別以0.21%·(10a)-1、0.20%·(10a)-1的速率增加，降雪日數(shù)/總降水日數(shù)呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-0.40%·(10a)-1；降雨比率（降雨量/總降水量）以0.27%·(10a)-1的速率增加，降雪比率（降雪量/總降水量）以-0.21%·(10a)-1的速率減小，雨夾雪比率（雨夾雪量/總降水量）以-0.06%·(10a)-1的速率減小。

塔城地區(qū)降雪日數(shù)/降雨日數(shù)呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率為-0.87%·(10a)-1；雪雨比率亦以-0.33%·(10a)-1的速率減小，遞減幅度高于新疆雪雨比［-0.10%·(10a)-1］的下降幅度［26］。這與Guo 等［17］指出的雪雨比率在天山北坡的西部和中部呈減少趨勢(shì)的結(jié)論相吻合。塔城地區(qū)雪雨比率下降，說(shuō)明降水相態(tài)呈現(xiàn)多雨化趨勢(shì)，這是降雨比率增加而降雪比率減小，降雨量增速大于降雪量增速所導(dǎo)致的必然結(jié)果。

3.5 降水相態(tài)變化的影響因素

（1）溫度

降水以何種相態(tài)發(fā)生的概率與氣溫存在著明確的指數(shù)關(guān)系［1］。氣溫的氣候態(tài)分布，決定了降水相態(tài)的分布情況［27］，塔城地區(qū)地面年平均氣溫以0.38 ℃·(10a)-1速率顯著增暖，平均最低氣溫增速0.54 ℃·(10a)-1，極端最低氣溫增速0.97 ℃·(10a)-1，增暖幅度高于全球、中國(guó)、新疆的增溫水平，各季中尤以冬季增暖最為顯著。對(duì)研究區(qū)域內(nèi)塔城和克拉瑪依2個(gè)探空站850 hPa、700 hPa、500 hPa年平均氣溫變化分析表明，850 hPa增暖速率在0.10～0.15 ℃·(10a)-1之間，700 hPa增暖速率在0.07～0.10 ℃·(10a)-1之間，500 hPa 增暖速率在0.08～0.12 ℃·(10a)-1之間。這與張連成等［28］指出的新疆區(qū)域?qū)α鲗拥?、中層年平均氣溫呈上升趨?shì)的結(jié)論相一致。對(duì)流層中低層氣溫增暖有利于降水相態(tài)由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變，這是塔城地區(qū)雪雨比率下降的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

（2）水汽

大多數(shù)觀測(cè)資料研究證實(shí)，大氣水汽含量的變化與溫度之間存在很強(qiáng)的正反饋效應(yīng)［29］。隨著全球增溫，近地層溫度上升，加劇地表蒸發(fā)，變暖的大氣有較高的水汽飽和比，導(dǎo)致大氣水汽含量增加。自20 世紀(jì)70 年代至21 世紀(jì)初，北半球大多數(shù)地區(qū)對(duì)流層水汽的變化都呈增加趨勢(shì)［30］。水汽壓可以間接表示大氣中的水汽含量，水汽壓越大，水汽含量越大。近60 a 塔城地區(qū)地面年平均水汽壓為5.60 hPa，整體以0.10 hPa·(10a)-1的速率顯著增加，各站增速在0.04～0.21 hPa·(10a)-1之間。塔城和克拉瑪依2個(gè)探空站850 hPa和700 hPa比濕分別以每10 a 0.02～0.04 g·kg-1和0.03～0.05 g·kg-1的速率增加，500 hPa比濕變化微弱。地面水汽壓和對(duì)流層中低層比濕的增加趨勢(shì)與3種相態(tài)降水量的增加趨勢(shì)相一致。

（3）大氣環(huán)流

對(duì)塔城地區(qū)不同相態(tài)降水比率與大氣環(huán)流因子進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，選取相關(guān)性明顯的因子進(jìn)行分析（表4），塔城地區(qū)雨夾雪比率、降雪比率和雪雨比率與北極濤動(dòng)指數(shù)（Arctic oscillation index，AO）、北大西洋濤動(dòng)指數(shù)（North Atlantic oscillation index，NAO）呈負(fù)相關(guān)，與北半球極渦面積（強(qiáng)度）呈正相關(guān)，與北半球極渦中心經(jīng)向、緯向位置負(fù)相關(guān)，降雨比率則反之。AO、NAO 正位相，限制了極地冷空氣向南擴(kuò)展，北半球極渦面積收縮，強(qiáng)度減弱，中心經(jīng)向位置東移，中心緯向位置北移，對(duì)降雪和雨夾雪起抑制作用，但有利于降雨的產(chǎn)生。極渦是極地高空冷性大型渦旋系統(tǒng)，其位置、強(qiáng)度以及移動(dòng)對(duì)中高緯度的天氣都有明顯的影響，近60 a，北半球年（冬季）極渦面積（強(qiáng)度）呈顯著減少（減弱）趨勢(shì)，說(shuō)明冷空氣活動(dòng)范圍減小，強(qiáng)度有所減弱，這是塔城地區(qū)降雪日數(shù)減少，雪雨比率下降的重要原因。

表4 塔城地區(qū)不同相態(tài)降水比率與大氣環(huán)流的關(guān)聯(lián)Tab.4 Relation between ratios of different precipitation types and atmospheric circulation in Tacheng area

4 討論

降水相態(tài)的變化是氣候變暖的一個(gè)重要表現(xiàn)，在全球氣候變暖的背景下，新英格蘭［13］、美國(guó)中部地區(qū)［15］和青藏高原［16］雪雨比率呈下降趨勢(shì)，是降雪量的減少和降雨量的增加所導(dǎo)致的結(jié)果。近60 a塔城地區(qū)降水相態(tài)更多地以降雨形式出現(xiàn)，但增溫對(duì)降水相態(tài)的影響與以上區(qū)域略有不同，表現(xiàn)為降雨日數(shù)增加而降雪日數(shù)減少，降雨量和降雪量均呈增加趨勢(shì)，但降雨量增速高于降雪量增速，從而導(dǎo)致雪雨比率下降。通過(guò)對(duì)塔城地區(qū)不同等級(jí)降雪日數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，降雪日數(shù)減少主要是微量降雪日數(shù)減少造成的結(jié)果，可見(jiàn)增溫對(duì)微量降雪的影響最明顯。塔城地區(qū)降雪量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，可能歸因于氣溫持續(xù)增暖致使水汽含量增大，增加的降雪量會(huì)抵消甚至超過(guò)因氣溫升高而減少的那部分降雪。

當(dāng)前，全球及區(qū)域氣候變暖正在并將持續(xù)對(duì)降雪、降雨的比例產(chǎn)生重要影響，秦艷等［31］研究發(fā)現(xiàn)，在RCP4.5氣候情景下，相比1986—2005年，到21世紀(jì)中期，天山山區(qū)降雪比率將明顯減少。R/S 分析表明，未來(lái)塔城地區(qū)增暖態(tài)勢(shì)將持續(xù)，氣溫對(duì)降水相態(tài)的影響將進(jìn)一步加劇，不僅影響積雪的分布和消融，致使積雪融化時(shí)間提前，河水徑流峰值時(shí)間提前，還可能增大融雪型或混合型洪水發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于依賴融水為主要水資源的塔城地區(qū)有著非常重要的影響。

5 結(jié)論

本文分析了塔城地區(qū)不同相態(tài)降水的時(shí)空變化特征，從氣候變化及大氣環(huán)流等方面探討影響降水相態(tài)變化的可能因素，得出以下主要結(jié)論：

（1）受海拔高度、地形和山勢(shì)走向的影響，塔城地區(qū)不同相態(tài)降水空間分布總體表現(xiàn)為地區(qū)西北部多、中東部少，區(qū)域差異明顯。不同相態(tài)降水的年際變化趨勢(shì)也不一致，降雨日數(shù)以0.48 d·(10a)-1的速率不顯著增加，降雪日數(shù)以-0.14 d·(10a)-1的速率不顯著減少，雨夾雪日數(shù)不顯著增加；3種相態(tài)降水量均呈增加趨勢(shì)。

（2）塔城地區(qū)3種相態(tài)降水日數(shù)的異常性相對(duì)一致，均以正常年份最多，發(fā)生概率在63.3%～70.0%之間，特多或特少年份的出現(xiàn)概率極小，在5.0%以下。

（3）雪雨比率的變化可以很好的衡量不同相態(tài)降水之間的變化差異，塔城地區(qū)雪雨比率呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率達(dá)-0.33%·(10a)-1，表明降水相態(tài)呈現(xiàn)多雨化趨勢(shì)，這是氣溫增暖和大氣環(huán)流共同作用的結(jié)果。