新疆和田地區(qū)煙幕天氣變化特征及成因分析

劉海濤，蔣麗，韓春光，李繡東，馮燕，徐建斌，陳天宇

（1.和田地區(qū)氣象局，新疆 和田 848000；2.太湖縣氣象局，安徽 太湖 246400；3.石河子地區(qū)氣象局，新疆 石河子 832000；4.伊寧機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)，新疆 伊寧 835000）

新疆和田地區(qū)煙幕天氣變化特征及成因分析

劉海濤1，蔣麗2，韓春光3，李繡東1，馮燕4，徐建斌1，陳天宇1

（1.和田地區(qū)氣象局，新疆 和田 848000；2.太湖縣氣象局，安徽 太湖 246400；3.石河子地區(qū)氣象局，新疆 石河子 832000；4.伊寧機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)，新疆 伊寧 835000）

運(yùn)用和田地區(qū)氣象、社會(huì)統(tǒng)計(jì)、NCEP/NCAR再分析資料，綜合應(yīng)用氣候趨勢(shì)、小波、突變、合成方法分析了1960—2010年和田地區(qū)煙幕天氣的變化趨勢(shì)、周期及突變特征，揭示了影響煙幕天氣多發(fā)的氣候及社會(huì)成因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）和田地區(qū)煙幕天氣呈現(xiàn)出遞增（15.4 d/10 a）的趨勢(shì)，多年平均日數(shù)66 d，其代表站——和田高達(dá)123 d，煙幕天氣在20世紀(jì)60年代最少、90年代增至最高峰，2000—2010年大幅減少，年煙幕日數(shù)呈單峰型，峰值在10月—次年3月的冬半年，日煙幕頻數(shù)呈雙峰型，峰值在20—01時(shí)和早上09—12時(shí)；（2）年煙幕日數(shù)具有穩(wěn)定的準(zhǔn)17 a振蕩周期，1982年為顯著突變?cè)黾幽辍?005年為顯著突變減少年；（3）影響和田地區(qū)煙幕天氣多寡的主因是人口快速增長(zhǎng)下，冬半年長(zhǎng)時(shí)間向空中大量排放煙塵，加之冬半年受高空淺暖高壓脊和地面塔里木盆地低氣壓環(huán)流的控制，氣層穩(wěn)定、逆溫易發(fā)且頻率高，風(fēng)速較小，煙塵不易擴(kuò)散。

和田地區(qū)；煙幕；氣候特征；成因

煙幕是指大量的煙存在空氣中，使水平能見(jiàn)度小于10.0 km以下的一種天氣現(xiàn)象，城市、工礦區(qū)上空的煙幕呈黑色、灰色或褐色，濃時(shí)可以聞到煙味[1]。煙幕天氣不僅使能見(jiàn)度變差，影響交通運(yùn)輸，而且還對(duì)環(huán)境造成污染，導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，誘發(fā)呼吸道等多種疾病，危害人類的身心健康。內(nèi)地一些學(xué)者中，劉瑞晨等[2]最早分析了北京地區(qū)煙幕的一般規(guī)律，討論了影響北京地區(qū)煙幕的氣象條件以及與北京地區(qū)煙幕有密切聯(lián)系的幾種常見(jiàn)的地面天氣形勢(shì)，閆海慶等[3]、張風(fēng)林等[4]、陸春花等[5]從觀測(cè)角度分析了煙幕、輕霧、霾之間的區(qū)別，有助于提高民眾對(duì)三者的辨識(shí)，景小琴[6]從氣候?qū)W角度統(tǒng)計(jì)分析了濟(jì)南市煙幕形成的一些特征規(guī)律，發(fā)現(xiàn)濟(jì)南市冬季煙幕日數(shù)最多，高壓天氣系統(tǒng)控制和大氣層結(jié)較穩(wěn)定是其多煙幕的主要原因，劉發(fā)新等[7]通過(guò)對(duì)哈爾濱市煙幕形成條件的統(tǒng)計(jì)、分析發(fā)現(xiàn)，天氣系統(tǒng)、大氣穩(wěn)定度、風(fēng)向風(fēng)速、氣壓、相對(duì)濕度等對(duì)煙幕均有影響。杜紅、孫東霞、李華等學(xué)者[8-11]對(duì)北疆頻發(fā)的霧天氣特征進(jìn)行了分析，所用方法對(duì)同樣為影響視程且頻發(fā)于南疆的煙幕研究有很大的啟示。和田地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，地理坐標(biāo)77°31′～84°55′E，34°22′～39°38′N，南踞昆侖山，向北深入塔克拉瑪干大沙漠，總面積達(dá)249 147 km2，全年干旱少雨、多風(fēng)沙，屬于典型的農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)[12]，至2012年末，總?cè)丝?12.34萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口175.76萬(wàn)人，較2011年增長(zhǎng)1.8%，非農(nóng)業(yè)人口36.58萬(wàn)人，較2011年增長(zhǎng)4.5%，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值145.44億元。隨著人口的快速增加，民眾生活水平和生活質(zhì)量的逐步提高，煙幕天氣已引起社會(huì)和公眾的廣泛關(guān)注，但該地與此有關(guān)的分析研究目前尚未見(jiàn)到。鑒于此，為提高當(dāng)?shù)厣鐣?huì)和公眾對(duì)煙幕天氣的認(rèn)識(shí)，探究其變化成因，對(duì)于今后應(yīng)對(duì)煙幕天氣災(zāi)害、減輕城市空氣污染、保護(hù)生存環(huán)境等都具有重要的意義。

1 資料與方法

本文使用和田地區(qū)皮山、和田、于田、民豐4個(gè)基本（準(zhǔn)）代表站1960—2010年的完整月煙幕天氣日數(shù)及氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、極端最低氣溫、風(fēng)速資料，統(tǒng)計(jì)中年煙幕天氣日數(shù)及年氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、極端最低氣溫、風(fēng)速取對(duì)應(yīng)站12個(gè)月的合計(jì)值，春、夏、秋、冬四季取3—5、6—8、9—11月、12—次年2月的合計(jì)值，皮山、和田、于田、民豐代表站年和四季的算術(shù)平均表示和田地區(qū)，據(jù)此得到51 a和田地區(qū)及四個(gè)代表站年、四季煙幕天氣日數(shù)及氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、極端最低氣溫、風(fēng)速分析序列，多年平均取1960—2010年平均值，氣候標(biāo)準(zhǔn)值取世界氣象組織1981—2010年平均值。煙幕及氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、極端最低氣溫、風(fēng)速日變化使用和田基準(zhǔn)站2000年10月—2010年3月逐日、逐小時(shí)資料，逆溫分析使用和田探空站L波段2006年1月—2010年12月逐日07、19時(shí)探空資料，500 hPa位勢(shì)高度、溫度和地面海平面氣壓合成圖使用氣象繪圖軟件（Grads）對(duì)NCEP/NCAR（2.5°×2.5°）1960—2010年一日4次再分析資料繪制而成。采用線性傾向估計(jì)、Morlet小波函數(shù)[13-15]、滑動(dòng)t、累計(jì)距平（CA）檢驗(yàn)方法[16]分析煙幕序列的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)、周期和突變特點(diǎn),文中線性傾向率、滑動(dòng)t顯著性判別分別使用相關(guān)系數(shù)和T檢驗(yàn),累計(jì)距平顯著性判別使用信噪比法[17]。

2 結(jié)果分析

2.1 時(shí)間變化

2.1.1 年際變化

圖1為和田地區(qū)及皮山、和田、民豐代表站1960—2010年煙幕天氣日數(shù)年際變化曲線，由圖1看出，51 a來(lái)和田地區(qū)及代表站煙幕天氣日數(shù)一致地呈現(xiàn)出遞增的趨勢(shì)，經(jīng)歷了少—多—少的變化階段，至2010年都處于相對(duì)偏少的時(shí)期。由和田地區(qū)變化（圖1a）看出，51 a煙幕天氣日數(shù)遞增率為15.4 d/10 a（相關(guān)系數(shù)為0.626 2，通過(guò)0.001信度檢驗(yàn)），1960—1982年、2006—2010年為偏少期，1983—2005年為偏多期，偏多期中1986年煙幕天氣日數(shù)最多（123 d），偏少期中1961年煙幕天氣日數(shù)最少（10 d）；皮山（圖1b）51 a煙幕天氣日數(shù)遞增率較明顯,為26.6 d/10 a（相關(guān)系數(shù)為0.774 9，通過(guò)0.001信度檢驗(yàn)），1960—1985年、2009—2010年為偏少期,1986—2008年為偏多期,偏多時(shí)期2002年煙幕天氣日數(shù)最多（137 d），偏少時(shí)期1961、1968、1980年煙幕天氣日數(shù)最少，僅2 d；和田（圖1c）51 a煙幕天氣日數(shù)遞增率為8.3 d/10 a（相關(guān)系數(shù)為0.232 2，未通過(guò)檢驗(yàn)），1960—1979年、2003—2010年為偏少期，1980—2002年為偏多期，偏多時(shí)期1992年煙幕天氣日數(shù)最多（212d），偏少時(shí)期1960年煙幕天氣日數(shù)最少（27d）；于田51 a煙幕天氣日數(shù)遞增率為10.3 d/10 a（相關(guān)系數(shù)為0.499 7，通過(guò)0.01信度檢驗(yàn)），1960—1981年、2006—2010年為偏少期，1982—2005年為偏多期，偏多時(shí)期1987年最多（107 d），偏少期中1965—1969連續(xù)5 a煙幕天氣日數(shù)均為0 d，2009、2010連續(xù)兩年煙幕天氣日數(shù)均為23 d；民豐（圖1d）51 a煙幕天氣日數(shù)遞增率為16.3 d/10 a（相關(guān)系數(shù)為0.645 9，通過(guò)0.001信度檢驗(yàn)），1960—1982年、2009—2010年為偏少期，1983—2008年為偏多期，偏多時(shí)期1986年煙幕天氣日數(shù)最多（121d），偏少期中1977年煙幕天氣日數(shù)最少（4 d）。

2.1.2 年代際變化

和田地區(qū)及各代表站1960—2010年煙幕天氣日數(shù)年代際變化見(jiàn)表1，整個(gè)和田地區(qū)1960—2010年煙幕平均日數(shù)為66 d，皮山、和田、于田、民豐煙幕多年平均日數(shù)分別為54、123、35、53 d，可以看出和田站煙幕天氣日數(shù)最多,皮山、民豐相近,于田最少。和田地區(qū)1971—2000年平均日數(shù)為81 d，1981—2010年平均日數(shù)比1971—2000年增加10 d，60年代至90年代煙幕天氣日數(shù)呈明顯的逐年代增加勢(shì)頭，平均日數(shù)由60年代的23 d增加到90年代的105 d，期間1980—1989年增幅最明顯（平均煙幕天氣日數(shù)較1970—1979年增加58 d），2000—2010年減少到73 d；和田、于田、民豐三站均在20世紀(jì)60—80年代呈逐年代增加并在80年代達(dá)到峰值，80年代也是增幅最明顯的時(shí)期（增幅分別為69、57、80 d），90年代起三站都開始減少,相較80年代分別有6、14、10 d的減幅；皮山60—90年代逐年代增加，90年代達(dá)頂峰且該時(shí)期增幅最大（平均日數(shù)較70年代增加100 d、較80年代增加72 d），2000—2010年起開始減少,減幅達(dá)16 d。2000—2010年的減少期中，和田代表站減幅達(dá)81 d，遠(yuǎn)較皮山、于田、民豐明顯。

2.1.3 年變化和日變化

和田地區(qū)及各代表站煙幕天氣日數(shù)年變化（圖2a）呈現(xiàn)出單峰型的特點(diǎn)，年內(nèi)煙幕天氣日數(shù)主要分布在冬半年的10月至次年3月，期間（除民豐1月最多）又以12月為最多月，該月和田地區(qū)平均煙幕天氣日數(shù)為15 d，皮山、和田、于田3站分別為15、25、9 d；其次是1月（民豐12月），和田地區(qū)平均煙幕天氣日數(shù)為14 d；再其次是11月（12 d）。各代表站除和田5—8月每月均有平均1 d的煙幕天氣日數(shù)外，其余站5—8月煙幕天氣日數(shù)均為0 d，可見(jiàn)，和田的煙幕天氣在一年的12個(gè)月里都有出現(xiàn)。

和田代表站煙幕日變化（圖2b）呈雙峰型,煙幕集中出現(xiàn)在20—01時(shí)和09—12時(shí)兩個(gè)時(shí)段，上述峰值集中時(shí)段內(nèi)又以22時(shí)和10時(shí)發(fā)生頻率最高，達(dá)到40%以上，2、3月10時(shí)甚至高達(dá)82%，03—07時(shí)煙幕出現(xiàn)頻率最低，接近0。

2.1.4 周期和突變

和田地區(qū)年煙幕天氣日數(shù)Morlet小波變換實(shí)部（圖3a）顯示了煙幕天氣發(fā)生的多時(shí)間尺度特征，“少—多—少—多—少—多—少”閉合中心貫穿整個(gè)序列且交替振蕩明顯,呈現(xiàn)出穩(wěn)定的準(zhǔn)17 a振蕩周期，該周期在1990—2005年間信號(hào)明顯加強(qiáng)，此外在1985年以前還存在一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度較弱的準(zhǔn)10 a的周期。

和田地區(qū)年煙幕天氣日數(shù)序列的滑動(dòng)t、累計(jì)距平CA檢驗(yàn)結(jié)果（圖3b）顯示，滑動(dòng)步長(zhǎng)n取5、10時(shí)t值與CA值均在1982年達(dá)到最?。╪=5時(shí)，|t=-7.46|＞ta=0.01=3.36；n=10時(shí)，|t=-12.64|＞ta=0.001=3.92；CA=-755.57），顯著性水平通過(guò)0.01及以上信度檢驗(yàn)；亦可看出,滑動(dòng)（t n=5）、累計(jì)距平CA均在2005年達(dá)到最大（n=5時(shí)，t=5.79＞ta=0.01=3.36；CA=97.86），通過(guò)0.01及以上信度檢驗(yàn)。以上說(shuō)明，在1982、2005年和田地區(qū)煙幕天氣日數(shù)分別發(fā)生了顯著的增加和減少突變。

2.2 煙幕天氣變化成因分析

煙幕天氣的發(fā)生及變化主要與氣候、社會(huì)兩大因素有關(guān)，本文就此展開分析討論。

2.2.1 氣候因素

2.2.1.1 高、低空環(huán)流背景分析

特定的高低空環(huán)流形勢(shì)有利于煙幕天氣的發(fā)生和維持。對(duì)1960—2010年NCEP/NCAR（2.5°×2.5°）再分析資料進(jìn)行合成分析后，繪制和田地區(qū)煙幕天氣多發(fā)期（冬半年）歐亞范圍500 hPa位勢(shì)高度、溫度和地面海平面氣壓各年代際及最多（次多）年（月）、最少（次少）年（月）、偏多（偏少）期平均場(chǎng)、距平場(chǎng)。51 a冬半年平均高度、溫度合成圖（圖4a）上，歐亞范圍為緯向環(huán)流，歐洲為平直的西風(fēng)氣流，新疆為淺脊，東亞為弱槽，溫度脊（槽）與高度脊（槽）位置相互重疊，新疆和田地區(qū)受暖的淺高壓脊控制，環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定，有利于高空逆溫的產(chǎn)生；平均海平面氣壓圖（圖4b）上，冷高主體在新疆上空的巴爾喀什湖至貝加爾湖之間，冷高中心在北疆阿勒泰上空，中心強(qiáng)度1 035.0 hPa，南疆盆地處于冷高后部的低壓中，低壓中心正好處在和田地區(qū)上空，中心值1 022.5 hPa，與盆地西部、東部的氣壓梯度不大，氣層較穩(wěn)定，不利于煙幕擴(kuò)散。各年代際及最多（次多）年（月）、最少（次少）年（月）、偏多（偏少）期平均位勢(shì)高度、溫度和海平面氣壓場(chǎng)差異不大，接近冬半年平均高度、溫度和海平面氣壓場(chǎng)，和田地區(qū)均處在淺而弱的暖高壓脊、塔里木盆地低壓中，位勢(shì)高度、溫度距平場(chǎng)數(shù)值相差無(wú)幾且變幅不大，唯有海平面氣壓距平場(chǎng)在數(shù)值上有差異。20世紀(jì)60、70年代、最少年（1961年）、次少年（1960年）、偏少期（1960—1982年）、最少月（10月）、次少月（3月）南疆盆地海平面氣壓均為負(fù)距平，距平值分別是：60年代-2.0～-1.5 hPa、70年代-0.5～0.0 hPa、1961年-10.0～-14.0 hPa、1960—1982年-0.4～0.0 hPa、10月-4.0～-7.0 hPa,負(fù)距平中心都在和田地區(qū)上空；80、90、21世紀(jì)10年代、最多年（1986年）、次多年（1992年）、偏多期（1983—2005年）、最多月（12月）、次多月（1月）南疆盆地海平面氣壓均為正距平，距平值分別是：80年代0.5～1.0 hPa、90年代1.0～1.5 hPa、21世紀(jì)第一個(gè)10 a0.0～0.5 hPa、1986年3.0～6.0 hPa、1983—2005年0.6～1.0 hPa、12月3.0～5.0 hPa,正距平中心也都在和田地區(qū)上空。以上海平面氣壓距平變化場(chǎng)說(shuō)明，和田地區(qū)為負(fù)距平時(shí)，盆地內(nèi)外氣壓梯度增大，有利于煙幕的擴(kuò)散，煙幕天氣日數(shù)就少，反之和田地區(qū)為正距平時(shí)，盆地內(nèi)外氣壓梯度減小，不利于煙幕的擴(kuò)散，煙幕天氣日數(shù)就多。氣壓梯度的增減，實(shí)際反映的是地面風(fēng)速的變化，氣壓梯度增大，地面風(fēng)速就增大，氣壓梯度減小，地面風(fēng)速相應(yīng)也減小，文后地面風(fēng)速各年代及年變化分析結(jié)果與此結(jié)論相一致。

2.2.1.2 逆溫分析

逆溫對(duì)煙幕天氣的產(chǎn)生有較大的影響。當(dāng)逆溫出現(xiàn)時(shí)，逆溫層阻礙空氣的垂直運(yùn)動(dòng)，有利于大量煙塵聚集在逆溫層下面，導(dǎo)致能見(jiàn)度變壞，從而造成大氣污染。經(jīng)對(duì)和田探空站L波段2006年1月—2010年12月逐日07、19時(shí)探空資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，和田平均有331 d/a在早上07時(shí)出現(xiàn)逆溫，出現(xiàn)頻率占到全年的90.8%，183 d/a在19時(shí)出現(xiàn)逆溫，占全年的50.2%，其中冬半年在早上07時(shí)出現(xiàn)逆溫的日數(shù)占到全年逆溫日數(shù)的52.2%，19時(shí)出現(xiàn)逆溫的日數(shù)占到全年逆溫日數(shù)的61.1%?？梢?jiàn)，和田上空逆溫發(fā)生的頻率相當(dāng)高，尤其是冬半年早上和傍晚有近半數(shù)以上的日子出現(xiàn)逆溫。表2為各月07時(shí)和19時(shí)逆溫發(fā)生頻率，從中看出，冬半年的11月—次年2月07時(shí)和19時(shí)逆溫出現(xiàn)的頻率遠(yuǎn)高于夏半年的5—8月，尤其是煙幕天氣日數(shù)較多的12月、1月，逆溫發(fā)生頻率達(dá)到峰值,12月0時(shí)高達(dá)98.7%、19時(shí)高達(dá)85.2%，1月07時(shí)高達(dá)97.4%、19時(shí)高達(dá)87.1%。

2.2.1.3 氣象要素分析

氣溫、氣壓、相對(duì)濕度和風(fēng)速氣象要素與煙幕發(fā)生日數(shù)的相關(guān)性結(jié)果顯示，煙幕天氣日數(shù)與氣溫、氣壓的相關(guān)系數(shù)分別為0.174 4、0.205 8，沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)；與相對(duì)濕度、極端最低氣溫的相關(guān)系數(shù)分別為0.343 3、0.344 7，通過(guò)0.05信度檢驗(yàn)，呈顯著的正相關(guān)；與平均風(fēng)速呈顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)-0.728 8，通過(guò)0.000 1信度檢驗(yàn)。表3給出了1960—2010年和田地區(qū)及代表站平均風(fēng)速、相對(duì)濕度各年代的變化，由表中看出，20世紀(jì)60—70年代平均風(fēng)速較大且變化平穩(wěn)，80年代開始減小，90年代減至最小，較60年代減小了0.4～0.8 m·s-1，2000—2010年突然增大，較90年代有0.3～0.7 m·s-1的增加，對(duì)應(yīng)表1中各年代煙幕天氣日數(shù)，正好反映了風(fēng)速大、煙幕天氣日數(shù)少，風(fēng)速小、煙幕天氣日數(shù)多，風(fēng)速減小、煙幕天氣日數(shù)增加，風(fēng)速增大、煙幕天氣日數(shù)減少的特點(diǎn)；相對(duì)濕度變化不如風(fēng)速明顯，60—90年代相對(duì)濕度緩幅增加，煙幕天氣日數(shù)最多的90年代相對(duì)濕度也達(dá)最大，2000—2010年煙幕天氣日數(shù)開始減少，相對(duì)濕度隨之減小；極端最低氣溫60年代最低（-18.2℃，和田地區(qū)平均，下同），其后不斷上升，至90年代升至最高（-15.4℃），2000—2010年有所下降（-15.9℃），恰好與煙幕各年代變化情況相一致。

圖5為代表站及和田本站風(fēng)速、相對(duì)濕度的年（圖5a、5c）、日（圖5b、5d）變化?？梢钥闯?，風(fēng)速（圖5a）在冬半年的10月—次年2月較小，12月最小,其次是1月，3—8月相對(duì)較大，9月開始減小，對(duì)應(yīng)煙幕天氣日數(shù)年變化（圖2a）正好呈現(xiàn)出反位相的特征；風(fēng)速的日變化（圖5b）與煙幕的日變化（圖2b）亦呈反位相的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在煙幕集中出現(xiàn)的20—01時(shí)、09—12時(shí)兩個(gè)時(shí)段風(fēng)速相應(yīng)都較小，煙幕頻率最高的22、10時(shí)恰好是風(fēng)速一日當(dāng)中的最小和次小值。相對(duì)濕度（圖5c）與煙幕天氣日數(shù)在冬半年10月—次年3月的變化近乎一致，12月、1月相對(duì)濕度較大，煙幕天氣日數(shù)也最多；相對(duì)濕度的日變化（圖5d）中，煙幕集中出現(xiàn)的20—01時(shí)、09—12時(shí)兩個(gè)時(shí)段相對(duì)濕度都維持較大，尤為明顯的是煙幕頻率最高的10時(shí)正對(duì)應(yīng)一日當(dāng)中濕度最大的時(shí)刻。極端最低氣溫1月份最低，其次是12月，早上08—10時(shí)是其出現(xiàn)的時(shí)刻，煙幕在上述時(shí)段（刻）也是多而高發(fā)。以上分析概括地說(shuō)明，年、日風(fēng)速、濕度和極端最低氣溫氣象條件影響著煙幕的發(fā)生，年、日風(fēng)速小、濕度大、極端最低氣溫低有利于煙幕天氣的產(chǎn)生和高發(fā)，反之則不利。

2.2.2 社會(huì)因素

新疆和田地區(qū)屬于農(nóng)牧業(yè)為主的灌溉區(qū)，市民及廣大農(nóng)牧民生活、取暖主要依賴薪柴、燃煤，其中以冬半年的供暖表現(xiàn)的最為突出，供暖始于每年的10月15日，止于次年的3月15日，在長(zhǎng)達(dá)半年的供暖期里，城市、城郊、農(nóng)村集中或非集中式地向空中排放著大量的煙塵。20世紀(jì)60、70年代由于城市小、人口少的原因，排放相對(duì)少，煙幕天氣日數(shù)相應(yīng)也少；進(jìn)入80年代，隨著改革開放的不斷深入和推進(jìn)以及農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包制的實(shí)行,城市開始發(fā)展、農(nóng)村得以壯大，人口以每年1.87%的速度增加；到了90年代，發(fā)展速度更快，人口則以每年2.39%的速度繼續(xù)增加,急劇增加的人口加劇了煙塵的排放，使得全地區(qū)煙幕天氣日數(shù)在該時(shí)期達(dá)到最高；進(jìn)入21世紀(jì)后，人口雖然還在持續(xù)增加，但自90年代末期由政府強(qiáng)制推行的城市集中供暖漸漸湊效，無(wú)序排放得以控制,煙幕天氣日數(shù)整體開始下降，特別是自2004年10月23日和田河氣田建成投產(chǎn)后，先后向和田市及周邊的和田縣、洛浦縣、墨玉縣輸送天然氣，一舉成為全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)整體天然氣供暖的中型城市。據(jù)統(tǒng)計(jì)[18]，至2010年底，和田地區(qū)天然氣入戶總數(shù)達(dá)3.91萬(wàn)戶，占全地區(qū)總戶數(shù)的7.2%，其中農(nóng)村用戶達(dá)到4 132戶，累計(jì)節(jié)約原煤60萬(wàn)余噸，大大優(yōu)化了和田市、和田縣、墨玉縣及洛浦縣的能源結(jié)構(gòu)，緩解了和田因燃料短缺、燒煤燒柴帶來(lái)的污染問(wèn)題，煙幕天氣日數(shù)出現(xiàn)了極為明顯的下降，全市區(qū)煙塵排放量較以往下降了81.7%，二氧化硫排放量由577 t下降到10.5 t，下降98.2%，空氣質(zhì)量明顯提高。

3 結(jié)論與討論

（1）51 a來(lái)，和田地區(qū)及其代表站皮山、和田、于田、民豐的煙幕天氣日數(shù)均呈遞增的趨勢(shì)，經(jīng)歷了偏少—偏多—偏少三個(gè)變化階段；整個(gè)和田地區(qū)多年煙幕平均日數(shù)達(dá)66 d，其代表站和田平均日數(shù)最多（123 d）、皮山（54 d）和民豐（53 d）相近、于田最少（35 d）；20世紀(jì)60年代煙幕最少，其后逐年代不斷增加，和田、于田、民豐在80年代達(dá)到峰值，皮山和整個(gè)和田地區(qū)則在90年代達(dá)到峰值，除皮山在90年代外其余站80年代煙幕天氣日數(shù)增幅最明顯，2000—2010年一致地為減幅最明顯的時(shí)期；煙幕天氣日數(shù)在年內(nèi)呈單峰型，10月—次年3月的冬半年為其主要分布時(shí)段，日內(nèi)則呈雙峰型，集中出現(xiàn)在20—01時(shí)和09—12時(shí)，22時(shí)、10時(shí)出現(xiàn)頻率最高。

（2）Morlet復(fù)小波函數(shù)結(jié)果顯示，和田地區(qū)年煙幕天氣日數(shù)具有穩(wěn)定的準(zhǔn)17 a振蕩周期，滑動(dòng)t、累計(jì)距平（CA）法綜合檢驗(yàn)出1982、2005年為其顯著的突變?cè)黾雍屯蛔儨p少年份。

（3）和田地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，加之人口增速快，城市、農(nóng)村生活所必須的取暖長(zhǎng)期依賴薪柴和燃煤，尤其是在長(zhǎng)達(dá)半年的供暖時(shí)期里，集中或非集中式地向空中排放大量煙塵，同時(shí)又因冬半年整個(gè)南疆高空為淺的暖高壓脊、地面為氣壓梯度小的塔里木盆地低壓環(huán)流控制，氣層相對(duì)穩(wěn)定，逆溫易發(fā)且頻率高，冬半年低空風(fēng)速較小，不利于煙塵等污染物的擴(kuò)散。和田地區(qū)多煙幕天氣的成因除了上述分析到的社會(huì)、氣侯兩大因素外，還與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、城市建設(shè)、大氣邊界層等息息相關(guān)，有待于今后做更深入的分析。

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Variation Features and Causes of Smokescreen Weather in the Hetian Region

LIU Haitao1，JIANG Li2，HAN Chunguang3，LI Xiudong1，F(xiàn)ENG Yan4，XU Jianbin1，CHEN Tianyu1
（1.Hetian Meteorological Bureau，Hetian 848000，China；2.Taihu Meteorological Bureau，Taihu 246400，China；3.Shihezi Meteorological Bureau，Shihezi 832000，China；4.Yining Airport Meteoroloyical Station，Yining 835000，China）

Using the data of meteorology,social statistics and NCEP/NCAR reanalysis data in Hetian,with application of climate linear tendency,wavelet,mutation and Synthetic methods the trend,characteristics of cycle and mutations of smokescreen during 1960-2010 in Hotan were analyzed to reveal the impact of climate and social causes of smoke.The result shows as follows：（1）The days of smokescreen weather show an incremental（15.4 d/10 a）trend in Hetian,annual average days are 66 d,its representative station,Hotan,is up to 123 d.The days of smokescreen weather is the least in the 1960s,rose to the highest peak in the 1990s and reduce significantly during 2000-2010.The annual variation of smokescreen weather days shows a single peak pattern with the peak occurring during October to March of the next year.The daily variation of smokescreen weather shows a bimodal pattern with peaks during 20:00-01:00 and 09:00-12:00（.2）The smokescreen weather days shows a stable quasi-17 a oscillation period,increasing significantly in 1982,decreaing significantly in 2005.（3）The main cause of smokescreen weather is mainly due to rapid population growth in Hetian,significant emissions of soot into the air for a long time in the winter half year with the shallow warm ridge of high pressure in the upper atmosphere and low pressure circulation near the surface in the Tarim Basin,stabile atmospheric layer,high-frequency inversion,less wind which cause smoking not easy to spread.

Hetian；smokescreen；climatic characteristics；causes

P463

B

1002-0799（2015）01-0024-08

劉海濤，蔣麗，韓春光，等.新疆和田地區(qū)煙幕天氣變化特征及成因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（1）：24-31.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.01.005

2014-01-24；

2014-03-03

公益性行業(yè)氣象科研專項(xiàng)（GYHY201106025）“風(fēng)沙災(zāi)害對(duì)綠洲農(nóng)業(yè)的影響與評(píng)估技術(shù)”和新疆氣象局研究課題（201120）聯(lián)合資助。

劉海濤（1977-），男，高級(jí)工程師，從事天氣、氣候預(yù)測(cè)及氣象服務(wù)工作。E-mail：xjht2008@163.com