哈密平原和山區(qū)降水變化特征分析

熱依拉·玉努斯+艾海提·牙合甫

摘 要：依據(jù)哈密地區(qū)平原和山區(qū)1961—2015年降水資料運(yùn)用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)法、累計(jì)距平法、M-K突變檢驗(yàn)、滑動(dòng)T檢驗(yàn)法、Morlet小波變換法研究了該地區(qū)降水演變趨勢(shì)、突變和周期性特點(diǎn)。近55a哈密地區(qū)平原和山區(qū)年平均降水量呈增加趨勢(shì)，氣候傾向率分別為0.04mm/10a、0.79mm/10a；結(jié)合M-K突變檢驗(yàn)和滑動(dòng)T檢驗(yàn)得出哈密平原1968年平均降水量出現(xiàn)由少到多突變，而山區(qū)年平均降水量未發(fā)生突變；55a來(lái)哈密平原地區(qū)年平均降水量變化在4a、8～10a、16～17a、30a時(shí)間尺度上存在周期振蕩，其中16a振動(dòng)周期穩(wěn)定，山區(qū)存在4～5a、8～10a、21a周期振動(dòng)10a為主要周期且穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：哈密平原地區(qū)；哈密山區(qū)；降水；突變；小波分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S165 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333203

引言

氣候變化是當(dāng)今人們普遍關(guān)注的全球環(huán)境變化之一。哈密地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)東部，天山山脈從東至西橫貫地區(qū)中部，特殊的自然地理?xiàng)l件形成哈密兩大不同氣候區(qū)域，兼具南、北疆氣候特點(diǎn)，南部光熱豐富，干旱少雨，北部降水多，氣候溫涼。本文選取資料序列完整的站點(diǎn)，對(duì)哈密平原和山區(qū)的降水變化特征進(jìn)行分析。

1 資料和方法

本文利用哈密地區(qū)1961～2015年4個(gè)臺(tái)站降水資料，采用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)法、五點(diǎn)二次滑動(dòng)平均及累計(jì)距平等辦法分析哈密平原和山區(qū)平均降水量演變趨勢(shì)及持續(xù)性變化，運(yùn)用Manm-Kendall檢驗(yàn)法、Morlet小波變換對(duì)哈密地區(qū)近55a降水時(shí)間分布特征作突變及周期性分析。

2 哈密平原區(qū)降水變化特征

2.1 年平均降水量變化

哈密平原地區(qū)55a年平均降水量3.05mm，總體呈增加趨勢(shì)，氣候傾向率為0.04mm/10a。其中1986年以前降水偏少，26a中僅有10a距平為正值，屬降水偏少年份，其中1985年降水最少（1.80mm），比常年偏少1.25mm；1986—2007年降水趨于上升，2007年后降水緩慢下降；1986年后29a中11a降水偏少，降水最大4.64mm（1988年）。

2.2 突變分析

對(duì)1961—2015年哈密平原地區(qū)年平均降水量的M-K檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)（圖1a），平原地區(qū)大多年UF值>0，降水趨于上升。UF和UB置信線(xiàn)在1968年相交，1973—1975年、1989—2008年超過(guò)了臨界值，1968年為突變年。利用滑動(dòng)T檢驗(yàn)對(duì)突變點(diǎn)信度檢驗(yàn)，當(dāng)兩子序列長(zhǎng)度取5和6時(shí)，哈密平原地區(qū)在1968、1986、1992年發(fā)生突變，因此1968年突變點(diǎn)是可信的。

2.3 周期變化分析

哈密平原地區(qū)55a平均降水量變化在不同時(shí)間尺度上存在周期振動(dòng)（圖1b），經(jīng)歷偏少、偏多、偏少……共28個(gè)時(shí)期交替循環(huán)變化。以8～10a為周期振動(dòng)，年平均降水量周期逐漸增大；在16～17a為周期振動(dòng)時(shí)，周期約7a；在30a時(shí)間尺度上，有2次偏少期和2次偏多期，周期約16a。1961—2015年哈密平原地區(qū)年平均降水量變化16a周期振動(dòng)最強(qiáng)（圖1c），為主要周期，其次是9a、30a和4a。

3 哈密山區(qū)降水變化特征

3.1 年平均降水量變化特征

山區(qū)年降水量在波動(dòng)中呈明顯增加趨勢(shì)（圖1b），氣候傾向率為0.79mm/10a，年平均降水量13.80mm。55a中累計(jì)距平值均為負(fù)值，表明山區(qū)55a平均降水量雖呈增加趨勢(shì)，但降水均偏少。1986年前降水偏少，24a中7a屬偏多年份，1974年降水量最少，為10.43mm；1986年后降水量偏多，31a中有7a屬偏少年份，1999年降水量最多，為19.24mm。

3.2 突變分析

分析1961—2014年哈密山區(qū)年平均降水量M-K檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，1987年后UF線(xiàn)超過(guò)置信線(xiàn)，說(shuō)明山區(qū)年平均降水量增加明顯。UF和UB在1983年在臨界值內(nèi)相交，其中1961—1964年UF為負(fù)值，降水偏少，1964年后降水偏多且波動(dòng)增加。從滑動(dòng)T檢驗(yàn)結(jié)果看，1983年沒(méi)有發(fā)生突變，說(shuō)明哈密山區(qū)平均降水量未發(fā)生突變。

3.3 周期變化分析

哈密山區(qū)近55a年平均降水量在不同時(shí)間尺度周期震蕩，在4～5a短時(shí)間尺度上，山區(qū)平均降水量經(jīng)歷了偏少、偏多、偏少、偏多……共22個(gè)時(shí)期交替變換；在8～10a時(shí)間尺度上，周期約為5a；21a周期較穩(wěn)定，由3次偏少期和3次偏多期組成。8～10a尺度和21a尺度等值線(xiàn)還未閉合，說(shuō)明未來(lái)幾年哈密山區(qū)年平均降水量將處于偏多期。1961—2015年山區(qū)年平均降水量變化10a周期振動(dòng)最強(qiáng)，為主要周期，其次年代貢獻(xiàn)是5a、21a。

4 結(jié)論

近55a哈密平原和山區(qū)平均降水量波動(dòng)較大，總體均呈增加趨勢(shì)，氣候傾向率分別為0.04mm/10a、0.79mm/10a。

累計(jì)距平、M-K檢驗(yàn)及滑動(dòng)T檢驗(yàn)結(jié)果表明：哈密平原和山區(qū)降水量在1986年發(fā)生顯著突變，突變前后降水量由少到多突變；山區(qū)降水量未發(fā)生突變。

哈密平原和山區(qū)年平均降水量變化具有明顯周期性特征，平原地區(qū)55a震蕩周期在4a、9a、16a、30a時(shí)間尺度上存在周期振動(dòng)，其中16a尺度年代際周期變化最顯著；山區(qū)存在5a、10a、21a周期振動(dòng)，其中10a周期振動(dòng)最強(qiáng)，為主要周期。

參考文獻(xiàn)

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[2]張山清，普宗朝，韓勇，等.近47年哈密地區(qū)氣候變化[J]. 氣象科技，2009（5）.

作者簡(jiǎn)介：熱依拉·玉努斯（1988-），女，維吾爾族，新疆哈密人，本科學(xué)歷，助理工程師，新疆哈密地區(qū)氣象局，從事預(yù)報(bào)工作。