三工河流域蒸發(fā)量變化特征分析

徐兵 馬燕 馬玉英

摘 要 利用三工河流域1965-2010年平原和山區(qū)兩站蒸發(fā)量資料，分析了蒸發(fā)量變化及影響因素。結(jié)果表明，三工河流域蒸發(fā)量總體呈減少趨勢，平原下降幅度遠(yuǎn)較山區(qū)大，其下降速率分別為-166.18、-18.24 mm/10 a;平原蒸發(fā)量在1983年發(fā)生突變，由多蒸發(fā)量時段變?yōu)樯僬舭l(fā)量時段，山區(qū)蒸發(fā)量在1978年附近和1996年發(fā)生突變，蒸發(fā)量呈多→少→多的變化。

關(guān)鍵詞 三工河流域;蒸發(fā)量;變化特征

中圖分類號：S232.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）27--02

三工河流域位于天山北麓中段東部，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，流域面積304 km2，自中游的天池至末端的北沙窩直線距離約55 km，高差為1 470 m，流域內(nèi)的氣候條件隨著海拔的不同存在顯著差異。李新、楊余輝等從溫度、降水等方面對三工河流域的氣候變化特征進(jìn)行了研究，但對三工河流域山區(qū)和平原蒸發(fā)量氣候變化及其影響因素尚缺乏系統(tǒng)的研究[1-2]。本文以天池氣象站（海拔1 942.5 m）代表三工河流域山區(qū)，以阜康氣象站（海拔547.0 m）代表平原區(qū)對三工河流域近46 a蒸發(fā)皿蒸發(fā)量觀測資料進(jìn)行分析，旨在總結(jié)蒸發(fā)量變化規(guī)律并揭示其變化的影響因素。

1 資料和方法

1.1 資料來源

本文選用三工河流域內(nèi)天池氣象站和阜康氣象站1965-2010年氣象資料。資料中的蒸發(fā)量如無特殊說明均指蒸發(fā)皿蒸發(fā)量。

1.2 計算方法

利用一元線性回歸分析方法進(jìn)行氣候傾向率和變化過程分析;采用滑動t檢驗(yàn)法來確定氣候突變。

2 三工河流域蒸發(fā)量的變化特征

2.1 平原蒸發(fā)量的變化特征

三工河流域平原近46a平均蒸發(fā)量為1 774.9 mm。冬季（12-2月）為27.6 mm，約占全年的2%;春季（3-5月）為516.9 mm，約占全年的29%;夏季（6-8月）為906.9 mm，約占全年的51%;秋季（9-11月）為323.4 mm，約占全年的18%。說明平原區(qū)夏季蒸發(fā)的多少對水循環(huán)的作用最大，春、秋季次之，冬季最小。

三工河流域46 a平原蒸發(fā)量呈現(xiàn)下降態(tài)勢，其氣候傾向率為-166.18 mm/10 a（通過99%顯著性檢驗(yàn)）。從變化過程分析，20世紀(jì)六七十年代蒸發(fā)量較多，其5 a滑動平均值均在46a平均值以上。從1984-2010年，除1986年和2001年外其他年份蒸發(fā)量均低于46 a平均值。1974年蒸發(fā)量達(dá)到46 a來最高值2463.7 mm，超出平均值688.8 mm;2007年蒸發(fā)量為近46 a來最低值1 328.0 mm，低于平均值446.9 mm。

就各季蒸發(fā)量變化而言，季蒸發(fā)量變化態(tài)勢與年變化態(tài)勢基本一致，均呈現(xiàn)下降趨勢。其表現(xiàn)除冬季外都是20世紀(jì)六七十年代蒸發(fā)量居多，之后蒸發(fā)量偏少。但各季變化差別較大，春、夏、秋、冬季變化速率分別為-36.24、-95.08、-33.11、-1.77 mm/10 a（均通過99%顯著性檢驗(yàn)），由此看出，三工河流域平原區(qū)20世紀(jì)80年代以來年蒸發(fā)量減小主要是由于夏季蒸發(fā)量減小所致，春、秋季次之，冬季影響相對較弱。

2.2 山區(qū)蒸發(fā)量的變化特征

三工河流域山區(qū)46a平均蒸發(fā)量為1 349.6 mm。冬季（12-2月）為92.0 mm，約占全年的6.8%;春季（3-5月）為343.0 mm，約占全年的25.4%;夏季（6-8月）為616.0 mm，約占全年的45.6%;秋季（9-11月）為298.3 mm，約占全年的22.1%。

山區(qū)46a平均蒸發(fā)量和平原一樣總體呈下降趨勢，但下降幅度遠(yuǎn)較平原區(qū)小，其氣候變化率為-18.24 mm/10 a（未通過顯著性檢驗(yàn)）。從變化過程分析，20世紀(jì)六七十年代蒸發(fā)量較多，其5 a滑動平均值均在46 a平均值以上。1974年達(dá)到46 a來最高值1 761.9 mm，之后開始下降，1979年降到最低值1 102.8 mm后到90年代中期蒸發(fā)量一直持續(xù)較少，90年代中期至本世紀(jì)10年代再次進(jìn)入蒸發(fā)量較多時期。

三工河流域山區(qū)各季蒸發(fā)量變化趨勢不盡一致，但其表現(xiàn)都是20世紀(jì)六七十年代和90年代中后期至本世紀(jì)10年代蒸發(fā)量居多，期間的時段蒸發(fā)量偏少。從年變化趨勢來看，夏季蒸發(fā)量以-20.29 mm/10 a（通過95%顯著性檢驗(yàn)）速率下降。秋季也略有下降，冬、春兩季則略有上升，但變化趨勢都不明顯，未通過顯著性檢驗(yàn)。由此可見，山區(qū)蒸發(fā)量總體呈下降趨勢主要是由夏季蒸發(fā)量的減少所致。

2.3 三工河流域蒸發(fā)量的突變檢測

2.3.1 平原蒸發(fā)量的突變

利用滑動t檢驗(yàn)法對三工河流域平原近46 a蒸發(fā)量時間序列進(jìn)行突變分析。此處n=46，不斷變動兩子序列長度n1和n2，計算滑動統(tǒng)計量t，當(dāng)取n1=25，n2=23時（即將子序列分為1965-1983和1984-2010年），t=10.484，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯著性水平ɑ=0.05時臨界值tɑ=2.021，這說明三工河流域平原蒸發(fā)量在1983年附近迅速減少，從1983年以前的多蒸發(fā)量氣候階段轉(zhuǎn)變成1983年以后的少蒸發(fā)量氣候階段。

2.3.2 山區(qū)蒸發(fā)量的突變

利用滑動t檢驗(yàn)法對山區(qū)近46 a蒸發(fā)量時間序列進(jìn)行突變分析。此處n=48，取兩子序列長度n1=n2=10，計算滑動統(tǒng)計量t，給定顯著性水平ɑ=0.05，查表得自由度ν=n1+n2-2時的ta=2.101，計算t值后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)子序列長度取10時，山區(qū)年蒸發(fā)量在1977-1980年附近和1996年發(fā)生了突變。

3 結(jié)論

三工河流域平原和山區(qū)蒸發(fā)量46 a來均呈現(xiàn)下降趨勢，平原下降幅度遠(yuǎn)較山區(qū)大，其變化速率分別為-166.18、-18.24 mm/10 a，蒸發(fā)量的減少主要是由夏季蒸發(fā)量減少所致。

平原年及四季蒸發(fā)量變化特征基本一致，除冬季外都是20世紀(jì)六七十年代蒸發(fā)量居多，80年代后蒸發(fā)量偏少;山區(qū)蒸發(fā)量年及四季都表現(xiàn)為20世紀(jì)六七十年代和90年代中后期至本世紀(jì)10年代蒸發(fā)量居多，期間的時段蒸發(fā)量偏少。

平原蒸發(fā)量在1983年發(fā)生突變，由多蒸發(fā)量時段變?yōu)樯僬舭l(fā)量時段;山區(qū)蒸發(fā)量在1978年附近和1996年發(fā)生突變，蒸發(fā)量呈多→少→多的變化。

參考文獻(xiàn)

[1]李新，年福華.三工河流域不同高程降水量觀測分析[J].干旱區(qū)研究，2000，17（3）：12-16.

[2]楊余輝，魏文壽，楊青，等.新疆三工河流域山地、平原區(qū)氣候變化特征對比分析[J].干旱區(qū)地理，2005，28（3）：320-324.

（責(zé)任編輯：趙中正）