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璎祝
7 years ago
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1 Desert andoasis Meteorology 年和布克赛尔县降水变化特征及其影响事实分析姚楚平 1, 刘妮娜 2, 井立红 2, 姚宏新 3 (1. 和布克赛尔县气象局, 新疆和布克赛尔 ;2. 塔城地区气象局, 新疆塔城 ; 3. 乌苏市气象局, 新疆乌苏 ) 摘要 : 选取和布克赛尔县年降水资料, 采用一元线性回归累积距平等方法, 对月季年降水变化特征进行气候变化分析, 结果表明 : 淤近 57 a 和布克赛尔县多年平均降水量为 mm, 年降水量以 0.98 mm/10 a 的速率呈不显著增加趋势, 四季中除夏季降水呈不显著减少趋势外, 春秋冬季均呈不显著增加趋势, 全年中仅 2 月 4 月 6 月 9 月降水量呈减少趋势, 其余月份均呈增加趋势于近 57 a 春夏冬季降水异常偏多年份分别出现了 12 a 14 a 6a, 秋季异常偏少出现 18 a, 概率为 32% 盂暴雨事件的发生属小概率事件, 中量以上降水发生次数最多, 且进入 21 世纪后明显增多和布克赛尔降水变化事实表明, 降水量增多对农牧业生产发展起着积极的作用, 但是极端天气气候事件引发的局地暴雨洪水冬季雪灾牧区干旱等灾害需引起高度关注关键词 : 和布克赛尔 ; 降水 ; 变化特征 ; 影响事实中图分类号 :P426.6 文献标识码 :B 文章编号 : (2012) 全球变暖背景下, 降水变化却存在显著的区域特征, 区域降水变化及其影响成为当前全球气候变 [1] [2] 化研究的重要领域之一施雅风等曾提出由于气候变暖, 水循环加快, 导致降水增加, 我国西北气候 [3] [4] [5] 由暖干向暖湿转型宋连春王涛李培基张家 [6] 宝等研究指出,20 世纪 80 年代以来西北地区西部降水以及降雪有明显增加趋势和布克赛尔蒙古自治县地处准噶尔盆地西北缘, 属大陆性北温带干旱气候, 干旱缺水, 降水分布极不均匀, 生态系统脆弱该县半农半牧以牧为主, 是新疆典型的农牧交错区, 全县总面积 3.06 伊 10 4 km 2, 冬季雪灾春季干旱夏季洪水等对农牧业生产影响极大, 甚至威胁到农牧民生命财产安全在气候变暖的背景下, 细致地分析降水变化特征, 揭示新疆北部农牧交错区域气候变化及其影响事实, 可为当地提前采取有效措施应对气候变化提供技术支持收稿日期 : ; 修回日期 : 作者简介 : 姚楚平 (1963-), 男, 工程师, 主要从事天气预报服务工作 hfycp@sina.com 1 资料与方法利用和布克赛尔县气象站年逐日降水量资料, 采用 WMO 最近 30a( 年 ) 某气象要素的平均值作为气候基本态, 计算了春季 (3 5 月 ) 夏季(6 8 月 ) 秋季 (9 11 月 ) 冬季 (12 次年 2 月 ) 和年 (1 12 月 ) 的 57 a 降水量序列以降 [7] 水序列标准差的 2 倍作为识别降水异常年指标, 降水距平 R-R P 逸 2.0 S 作为降水异常年份判别标准, 其中 R 为降水值,R P 为平均值,S 为标准差应用一元线性回归法, 对以时间 (x) 为自变量 [8] 要素 (y) 为因变量的降水时间序列进行统计计算, 据此建立一元回归方程 :y(x)=a+bx, 其中 b 伊 10 为气象要素变化的倾向率,b 值的符号反映上升或下降的变化趋势 ; 采用累计距平曲线法反映降水的长期演变趋势, 上升表示累积距平值增加 ( 正距平 ), 预示降水偏多, 下降则累积距平值减少 ( 负距平 ), 表示降水偏少 2 和布克赛尔县降水时空分布特征和布克赛尔县地形复杂, 高山平原谷地相杂, 27

2 Desert and Oasis Meteorology 致使降水的地域分布差异显著, 季节分布极不均匀年降水量由北向南递减, 表现为北多南少西少东多, 山区多于平地, 且随着海拔升高降水随之增加, 北部及西部的萨吾尔山铁布克山等中高山带降水量大, 年降水量 200~300 mm, 为境内降水高值区, 位于流域中部的和布克谷地, 年降水量 100~200 mm, 较干旱的和布克河下游地区, 年降水量在 100 mm 以下, 为境内降水的低值区年和布克赛尔县年均降水量仅 mm, 为塔城地区降水最少的地区, 且降水年际间变差大,2007 年年降水量达 mm,1977 年年降水量仅 69.5 mm, 相差 3 倍和布克赛尔县降水主要集中在夏季, 占年降水总量的 58.9%, 对年降水的贡献最大, 春秋季次之, 分别占年降水总量的 18.7 豫 15.8 豫, 冬季降水最少, 占年降水量的 6.6 豫其中,2007 年夏季降水最多, 达 mm, 年较少, 降水量分别为 mm;1969 年冬季降水最少, 仅 1.2 mm;1977 年 1989 年春季降水较少, 降水量分别为 mm, 较多为 1958 年 2010 年, 降水量分别为 mm 此外统计表明和布克赛尔县暖季降水多于冷季和布克赛尔县降水主要集中在 5 9 月 ( 表员 ), 占年降水总量的 76%,6 8 月降水量达 77.7 mm, 为全年降水量最多时段, 其中 7 月降水最多, 占年降水量的 25.1 豫,2 月降水最少, 仅占年降水量的 1.7 豫各月降水的年际差异大 1 月最多年份达 14.2 mm(2010 年 ), 最少年份仅 0.1 mm(1958 年 1967 年 );3 月最多年份达 43.9 mm(2010 年 ), 最少年仅 0.7 mm(1977 年 1983 年 );7 月最多年达 mm(2007 年 ), 最少年仅 0.5 mm(1997 年 );10 月最多年达 23.0 mm(2010 年 ), 最少年为 0.0 mm(2007 年 ) 表员和布克赛尔县各月降水量统计 /mm 月 / 年年最大最小平均变差系数比例 % 1.9% 1.7% 3.7% 5.8% 9.2% 18.4% 25.1% 15.4% 8.0% 3.9% 3.9% 3.0% 3 降水变化特征 3.1 年降水变化特征近 57 a 来, 和布克赛尔县年降水量的变化呈微弱上升趋势, 线性递增率为 0.98 mm/10 a, 未通过信图 1 和布克赛尔县年年降水量变化度为 0.05 的显著性检验 ( 图 1a) 近 57 a 和布克赛尔县年降水阶段性变化特征明显, 总体上呈现多少多趋势 ( 图 1b) 年降水偏多, 年降水相对偏少且变化相对较稳定, 年再次呈现增加趋势, 年呈现波动趋势,2000 年至今降水又开始增加, 自 2006 年以来波动明显加剧就其年代际变化而言 ( 表圆 ), 20 世纪年代年降水以偏少为主,80 年代前期年降水偏少, 最少为 70 年代后期,21 世纪初年降 [9] 水最多, 为近 57 a 降水最多时期该事实与辛渝等所述新疆 5 个自然降水分区在年代降水较少, 北疆区域 1980 年代中期以来呈现出显著的由干转湿的转型趋势的结论基本一致表圆年和布克赛尔县各季平均降水量统计 /mm 季 ( 年 ) 降水量年年年年年年春季夏季秋季冬季年季降水变化特征从四季降水的年代际分布图来看, 春季呈现多少多的趋势 ( 图 2), 平均以 1.32 mm/10 a 的速率呈不显著线性增多趋势其中年呈增加趋势, 年呈减少趋势,1998 年后继续呈增多趋势 57 a 中, 春季降水异常偏多年 28

3 姚楚平等 : 年和布克赛尔县降水变化特征及其影响事实分析出现 12 a, 概率为 21% 夏季降水呈现多少多趋势, 以 mm/10 a 的速率呈不显著线性减少趋势 1973 年前呈增多趋势, 年呈减少趋势,1992 年以后呈增多趋势近 57 a, 夏季降水异常偏多年出现 14 a, 概率为 25% 秋季降水波动较小, 以 0.52 mm/10a 的速率呈不显著线性增加趋势秋季降水异常偏少年出现 18 a, 概率为 32% 冬季降水呈现多少多趋势, 以 0.38 mm/10 a 的速率呈不显著的线性增多趋势 1959 年前呈增多趋势,20 世纪 60 年代初 80 年代中期逐渐减少,1986 年后呈显著增多趋势其中 1959 年 2002 年降水较大,1970 年降水量最少近 57 a, 冬季降水异常偏多年出现 6a, 概率为 11% 对比四季降水与 30 a 平均值发现,1990 年以后至 2010 年, 年降水量增加了 12%, 其中, 春季和冬季增加最明显, 分别为 25% 和 29%, 夏季增加 9%, [10] 秋季增加最不明显为 1% 这与张家宝等研究结果基本一致,20 世纪 90 年代新疆平均降水量各季均有增加趋势, 北疆地区降水量偏多在冬季和夏季, 分别偏多 23.9% 和 21.0%, 秋季和春季不明显的结论基本一致, 进入 21 世纪以来维持较高水平, 但是年际间变化加剧 3.3 月降水变化特征计算近 57 a 和布克赛尔县各月降水气候趋势系数和气候倾向率, 并作信度为 0.05 的 t 检验结果表明, 仅 6 11 月通过信度为 0.05 的 t 检验, 其他各月均未通过显著性检验 6 月降水呈明显减少趋势,2 4 9 月表现为弱减少趋势, 其余月份 ( 除 11 月外 ) 表现为弱增加趋势, 与已有研究成果相比略有不 [11] 同毛炜峄等研究表明, 新疆北部 3 9 月降水量减少的站数明显占优, 月降水线性变化趋势较显著的 [12] 有月辛渝等的研究表明, 新疆以 4 10 月为代表的春秋季降水量没有趋势存在 ; 北部冬季降水量有一定的增加 ; 以 7 月为代表的夏季降水序列中出现了增加趋势, 并且降水变化趋势存在一定的地区差异和布克赛尔县各月降水变化特征与北疆区域有一定差别, 具有显著的区域特色图 2 和布克赛尔县年四季降水量变化 4 降水强度变化特征 4.1 暴雨日数变化特征近 57a 和布克塞尔县暴雨 ( 日降雨量跃 24.0 mm) 仅出现 10 d, 即约 6a 出现一次暴雨, 属小概率事件最大日降雨量为 61.5 mm(2007 年 7 月 17 日 ), 暴雨的发生具有突发性强, 相对强度相当大的特点 20 世纪 60 年代暴雨出现次数最多, 达 4d, 其次为 80 年代 3d,70 年代 2d,21 世纪初出现 1d,50 年代 90 年代均未出现暴雨 ; 暴雨一般出现在 6 7 月, 尤以 7 月上旬和下旬出现频次最高,10 次暴雨中,6 月上旬出现 1d, 中旬 1d;7 月上旬 3d, 中旬 1 d, 下旬 4d 暴雨多出现在时, 以时最多,9 11 时较少暴雨初日最早为 6 月 9 日, 最晚为 7 月 29 日暴雨洪水多发生在每年 5 9 月, 尤以 7 8 月出现频次最高, 日变化明显, 多出现在下午及晚上, 主要发生区域为和布克河中下游, 其发生具有随机性强, 年内分配不均, 年际间频发的特点 4.2 大量以上降水日数变化特征 29

4 Desert and Oasis Meteorology 近 57 a 大量以上降水日 ( 日降雨量跃 12.0 mm) 出现 90 d( 表 3), 平均每年发生 1.6 d, 其中 7 月最多 44 d, 其次是 8 月 20 d 大量以上降水以 21 世纪初年 20 世纪 60 年代最多, 分别为 d, 其次为 90 年代 70 年代 80 年代分别出现了 d, 最少为 50 年代仅出现了 8d 表年和布克赛尔县中量以上各级别降水日数年际分布 /d 年代年年年年年年合计跃 24.1 mm 降水日数跃 12.0 mm 降水日数跃 6.0 mm 降水日数中量以上降水日数变化特征近 57 a 中量以上降水日 ( 日降雨量跃 6.0 mm) 出现 333 d, 平均每年发生 2.0 d, 其中 7 月最多 44 d, 其次是 6 月 28 d 21 世纪初年中量以上降水日数最多, 达 70 d,20 世纪 50 年代 90 年代 60 年代 80 年代分别为 d,70 年代最少仅 48 d 5 影响事实分析 5.1 降水变化对农牧业生产的影响和布克赛尔县北部地区以牧业为主, 春夏自然降水量的多寡, 直接影响到草场的长势质量及牲畜越冬所需草料 ; 南部地区为灌溉农业, 农田用水主要靠河水和大小泉水径流供给, 而河水水源又来自北部山区的自然降水春夏降水不足, 易造成阶段性干旱, 牧草长势不良, 农区经济作物减产 ; 降水偏多, 牧草生长好, 对提高牧场产草量, 牲畜抓膘十分有利, 但夏季强降水极易引发局地山洪, 易对人民生命财产安全造成威胁 ; 秋季降水偏少, 利于农作物的生长收获 ; 冬季降水量偏多, 易造成积雪偏厚, 雪灾发生频率增加, 牧业生产将遭受重大损失, 但有利于来年河水径流的增多年降水的不显著增多使得草地气候趋于暖湿化, 使牧区草场产草数量和质量提高, 草场生产力进一步上升, 对牧业生产大有裨益总之, 气候变暖降水增加及其产生的衍生灾害, 对处于干旱地区的和布克赛尔县而言, 利大于弊 5.2 降水极值引发的环境事件和布克赛尔县降水季节差异明显, 主要集中在 5 9 月, 春夏降水占全年降水比重大, 异常频次多, 年 [13] 和季节尺度上出现降水异常的概率大近年来和布克赛尔县多次出现与降水有关的极端环境事件 2007 年 7 月 17 日, 和布克赛尔县北京时间时雨强最大,1 h 降水量为 52.1 mm, 是新疆气象站点监测到的 1h 降水强度极值暴雨形成大面积汇流, 和布克赛尔县城遭遇了一场历史罕见来势凶猛的特大暴雨洪水袭击洪水冲毁城市部分设施, 县城区及周边乡镇部分房屋倒塌, 沿和布克河两岸村镇居民房屋进水, 部分桥梁公路防渗渠闸门被洪水冲毁, 倒塌房屋 500 多间给国家和人民群众造成较大经济损失 2008 年夏季气温较历年值明显偏高, 降水较历年明显偏少, 总降水量 37.5 mm, 比历年同期平均值偏少 56%,6 月 7 月最长连续无降水日数分别为 14 d 17 d 特别是高温干旱持续时间长影响面广, 给农牧业生产造成极大的损失夏牧场草情明显不如往年, 人工草场单产较常年减少 15%~18% 全县农作物受旱面积 7.3 伊 10 3 hm 2 ; 受旱草场面积伊 10 4 hm 2, 占可利用草场面积的 90%, 造成直接经济损失达 4000 余万元 2010 年 3 月降水量达 43.9 mm, 刷新自建站以来月降水量极值,3 月 17 日降水量 11.6 mm, 最大积雪深度 40 cm, 突破历史极值, 出现雪灾, 致使和布克赛尔县冬草场受灾伊 10 4 hm 2, 受灾人口万人, 受灾牲畜 27 万头 ( 只 ), 圈舍倒塌损毁, 因灾害死亡牲畜总计为近 2 万头, 经济损失重大 6 结论 (1) 和布克赛尔县多年平均年降水量为 mm, 最多年份为 mm, 最少年份为 69.5 mm 年内月降水分布呈单峰型,5 9 月为相对集中期, 降水量达 mm, 占全年的 76%,7 月降水最多, 达 34.2 mm, 占全年降水量的 25.1%; 冬季降水最少, 占年降水量的 6.7%,2 月降水最少 (2) 近 57 a 来, 和布克赛尔县年降水量以 0.98 mm/10 a 的速率呈不显著的线性增多趋势, 其中春秋冬三季降水有不显著增加趋势, 夏季有不显著减少趋势, 但夏季降水对年降水的贡献最大, 春季次之, 出现降水异常频次增多和 9 月呈减少趋势, 其它月呈增加趋势 (3) 降水量增多对处于干旱半干旱地区的和布克赛尔县的农牧业发展有着积极的作用但降水异常事件增多, 夏季暴雨及其引发的洪水, 冬季雪灾, 暖季降水异常偏少导致的牧区农区干旱等, 都是当地未来经济社会发展中要面临的挑战参考文献 : 30

5 姚楚平等 : 年和布克赛尔县降水变化特征及其影响事实分析 [1] 王英, 曹明奎, 陶波, 等. 全球气候变化背景下中国降水量空间格局的变化特征 [J]. 地理研究,2006,25(6): [2] 施雅风, 沈永平, 胡汝骥. 西北气候由暖干暖湿转型的信号影响和前景初步探讨 [J]. 冰川冻土,2002,24(3): [3] 宋连春, 张存杰.20 世纪西北地区降水量变化特征 [J]. 冰川冻土,2003,25(2): [4] 王涛, 杨保, 夏敦胜, 等. 近 0.5 ka 来中国北方干旱半干旱地区的降水变化分析 [J]. 科学通报,2004,49 (9): [5] 李培基. 新疆积雪对气候变暖的响应 [J]. 气象学报, 2001,59(4): [6] 张家宝, 史玉光. 新疆气候变化及短期气候预测研究 [M]. 北京 : 气象出版社,2002: [7] 翟盘茂, 任福民, 张强. 中国降水极值变化趋势检测 [J]. 气象学报,1999,57(2): [8] 魏凤英. 现代气候诊断与预测技术 [M]. 北京 : 气象出版社,1999: [9] 辛渝, 陈洪武, 张广兴, 等. 新疆年降水量的时空变化特征 [J]. 高原气象,2008,27(5): [10] 张家宝, 陈洪武, 毛炜峄, 等. 新疆气候变化与生态环境的初步评估 [J].,2008,2(4):1-11. [11] 毛炜峄, 江远安, 李江风. 新疆北部的降水量线性变化趋势特征分析 [J]. 干旱区地理,2006,29(6): [12] 辛渝, 毛炜峄, 李元鹏, 等. 新疆不同季节降水气候分区及变化趋势 [J]. 中国沙漠,2009,29(5): [13] 蒋军, 李如琦. 新疆春夏两季降水量异常特征分析 [J]. 新疆气象,2006,29(2):4-10. Analysis on Precipitation Characteristics and the Influence Fact in Hebukesaier County during YAO Chu-ping 1,LIU Ni-na 2,JING Li-hong 2,YAO Hong-xing 3 (1.Hebukesaier Meteorological Bureau,Hebukesaier ,China;2.Tacheng Meteorological Bureau, Tacheng ,China;3.WuSu Meteorological Bureau,Wusu ,China) Abstract:On the basis of the annual precipitation data from 1954 to 2010 in Hebukesaier County, the monthly, seasonally and annual precipitation variation tendency were analyzed by the method of one-dimensional linear regression and accumulative anomaly. The result showed that 淤 The average annual precipitation of Hebukesaier County was 136.3mm in the last 57 years, the annual precipitation had indistinctive increase tendency with 0.98mm/10a,on the contrary to Summer, the variation tendencies of annual average precipitation in spring, autumn and winter show anonsignificant increase tendency.monthly precipitation tend to ascend except February,April,June and September, which showed tendency to decrease. 于 In the last 57 years,the precipitation of anomalous increase in spring,summer and winter were 12a, 14a and 6a respectively, while the precipitation of anomalous decrease in autumn was 18a, the probability was 32% ; 盂 Heavy rainstorm is a low probability event there, precipitation over medium -quantity occurred most frequently, especially since the 21st century. The fact of precipitation characteristics proves that the increase of total precipitation plays an actively role in the development of agricultural and animal husbandry, Meanwhile, the disaster of local storm flood, snow disaster and drought of pastoral area should be pay more attention to by the whole society. Key words:hebukesaier;precipitation;variation;influence fact 31

4期

中国农学通报 05,3(4):58-63 Chinese Agricultural Science Bulletin 近 50 年青海海南地区灾害性天气事件变化特征李金红, 丁生祥, 郭连云 ( 青海省海南州气象局, 青海共和 83099; 青海省同德县气象局, 青海同德 830) 摘要 : 为