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探究新疆乌昌地区的气候变化及趋势

2020-03-09 1118 上传者：管理员

摘要：对新疆15个气象站的气候资料进行梳理，对从1961到2008每个月的气候数据为气候变化趋势及其特性进行了计算和分析。20世纪50年代开始乌昌地区温度呈现逐步上升的走向，到20世纪90年代气温开始出现正距平，且明显比平均值高。乌昌地区降水量在20世纪60年代至80年代之间普遍比平均值低，且呈连续下降的走势；80年代初至今一直处于上升趋势，高值期90年代持续增长并处在高值期。

关键词：
乌昌地区
暖湿化
气候倾向率
气候变化
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随着社会、经济和科技的发展以及人民物质、文化生活水平的提高，气候变化及其对人类生存环境和社会发展的影响，特别是20世纪由于“温室效应”导致的全球变暖以及极端天气、气候事件的频繁发生等现象，已越来越引起科学家、社会公众和各国政府的关注和重视。对于全球气候变暖及其成因，“政府间气候变化委员会”（IPCC）第三次评估报告（2001年）认为，我们正面临着一个变暖的世界，全球气候系统正发生着变化。1986—2000年期间，全球地表温度增加0.4~0.8℃，平均0.6℃，20世纪是近1000年来温度增加最高的一个世纪，而20世纪80年代和90年代为仪器观测时期以来最高的20年[1]。报告还认为，过去50年的增暖主要是人类活动造成的。对未来气候变化的预测还存在许多不确定性，特别是对全球变化的时间尺度和区域分布特征尚未有确切了解和定论，气候变化对社会经济和可持续发展的影响等问题还难以回答的清楚。其中区域气候变化既是全球气候变化的具体表现，又包含着许多局地变化的特点，对区域气候变化的未来预测存在相当大的不确定性。要解决上述科学问题，还需要更多更深入的研究和广大科学家的努力。我国的科技工作者既要瞄准国际气候变化研究领域的前沿课题，也要在区域气候变化领域做出自己应有的贡献。

近年来深受气候学家和学者关注的是对新疆区域气候的变化在全球气候变暖背景下的研究。但由于新疆地区地域开阔有复杂多样的地形地貌，对新疆地区的气候变化研究的学者发现，在全球气候变暖的背景下，新疆各区域气候变化是不一样的，也存在着明显的区域差异。自20世纪50年代以来，新疆的气温一直处于上升状态，在1980年发生突然变化，自20世纪90年代开始温度高于平均水平，更明显的是在新疆北部的温度变化，气候倾向率变化在0.13~0.71℃/10a之间，最高的地区是塔城，为0.71℃／10a，最低的是阿图什，为0.13℃/10a。近50年来，新疆年降水量也有增加的趋势。增加了6.7mm/10a，有一定转折点的降水发生在1987年。新疆降水的变化也表现出年际变化的复杂性，在降水空间上表现为南疆地区的降水量比北疆地区的降水量增加得多，而且增幅空间也大。新疆的全年日照时数在大多数地区呈减少趋势，各地区间的差异较大。

1、研究区域气候特征

昌吉州地区属中温带区，为典型的大陆性干旱气候，具备有冬天寒冷、夏天酷热、昼夜温差比较大的特点。因为地形条件的影响，所以南向北的气候差别比较大，南部山区气候特征比较明显，夏天的降水比较充分。

2、数据来源与研究方法

本文选取乌昌地区境内的乌鲁木齐、小渠子、大西沟、达坂城、北塔山、玛纳斯、蔡家湖、呼图壁、昌吉、米泉、阜康、吉木萨尔、奇台、天池和木垒15个气象台站1961—2008年逐月气候资料进行气候要素变化趋势、特征的计算和分析，并将15个台站各要素序列的算术平均值代表近48年乌昌地区气候变化信息的时间序列。图1为所选的气象站点的分布情况。

3、新疆乌昌地区的气候变化特征

3.1 气温变化

从图2平均气温变化倾向率的分布可以看出，1961—2008年乌昌地区各地年平均气温均为上升趋势（倾向率大于零），其中以乌鲁木齐、昌吉、米泉为主体的城市密集区是气温上升最明显的区域，其倾向率为0.36～0.70℃/10a，南部的天山山区以及东部和西南部是气温上升倾向率的低值区，一般小于0.24℃/10a，其他地区气温上升倾向率为0.24～0.36℃/10a。近48年来，乌昌地区平均气温以0.331℃/10a的倾向率上升，明显大于近40年全国平均增温倾向率[15]（0.04℃/10a），相关显著性检验表明，气温上升趋势达到了α=0.001的极显著水平，48年里乌昌地区平均气温升高了1.6℃。

图21961—2008年乌昌地区平均气温变化倾向率分布

3.2 降水变化

从图3可以看出，1961—2008年乌昌地区各地降水量均为增加趋势，其中以天池、小渠子、大西沟等站为代表的天山中、高山带是降水增多的高值区，倾向率一般为17～24mm/10a，靠近古尔班通古特沙漠的北部地区以及达坂城峡谷地带是降水增多的低值区，倾向率一般小于12mm/10a，其他地区倾向率为12～17mm/10a。全地区平均年降水量以13.349mm/10a的倾向率增多，增多趋势达到了α=0.01的较显著水平，48年里全地区平均年降水量增多了64.1mm。

图31961—2008年乌昌地区降水量变化倾向率分布

近48年，乌昌地区降水量的年代际变化总体呈增多趋势，20世纪60年代和70年代分别为43.6mm和237.0mm，低于48年平均降水量（261.6mm）。20世纪80年代以来降水有所增加，80年代和90年代分别为268.5mm和281.7mm，分别较上年代增多31.5mm和13.2mm，2001—2008年平均年降水量与90年代基本持平，为280.9mm。

季节时段分为冬季（当年12月至次年2月）、春季（3~5月）、夏季（6~8月）和秋季（9~12月）。从近44年各季气温的时间序列可以看出：近44年春季温度变化比较平稳，温度升高不明显，在20世纪60年代到80年代中温度趋势几乎保持水平，80年代中期之后温度有弱的上升趋势。全疆春季平均温度最高值出现在1997年（13.47℃），最低值发生在1979年（8.15℃），春季气温的气候倾向率为0.48℃/44a。夏季气温增幅较春季明显，温度趋势变化主要分为3个阶段：一是1962年到1968年，温度有所下降；二是70年代初到80年代末，温度缓慢上升后波动很小。在80年代末以后，温度升高比较明显，夏季气温的增幅为0.53℃/44a。秋季气温增温幅度明显，以最近20年增温最为显著。全疆秋季最暖年是1977年，平均温度是9.4℃，最冷年是1981年，平均温度是6.73℃。近44年来，秋季平均气温总体增幅为1.20℃。全疆冬季升温趋势最为显著，气温增幅达到2.23℃/44a。在1962年到1970年中期，气温升高，但升温幅度较小，在1970年以后有明显的升温现象[2]。

3.3 地表水资源的空间分布

新疆以干旱著称，没有灌溉就没有农业，各地的地表水资源状况，以河流流量来衡量，新疆河流的流动量与大气降水密切相关，尤其是山区的降水。山区约占新疆总面积的40%，降水量占总降水量的84.3%，被称为新疆的“湿岛”，在新疆，570条河流直接或间接的起源于此。自然降水量在山区是新疆河川径流量的主要来源，在温度影响下，山上的积雪融化在温度的影响下有补给作用。因此，山区降水决定着新疆乌昌地区地表水资源的时空分布的主要特征，气候变化对地表水资源的波动具有重要作用。如前所述，新疆河川径流主要来源于山区的大气降水，因此地表水资源的地理分布与山区气候因素如辐射、气温、降水量的地理分布有密切关系，并与下垫面因素如地形地貌、植被、土壤、高山冰雪储量等有关。新疆地表水资源在地区分布上很不均衡，并有如下特点（见表1）。新疆的山区平原地形高差悬殊，气候与水文要素处置地带性变化显著[3]。阿尔泰山、天山、昆仑山的高大山体拦截高空西风带的水汽和上升运动较强，形成山区较多的固态或液态降水，除部分蒸发返回大气外，其余均已径流式流入河网。新疆地表水资源794亿m3，产流于71万km2的山区，且主要产流于中高山区。河流源高流长，则水量大；反之源低流短，则水流量小。

4、结论

本文选取乌鲁木齐、小渠子、大西沟、达坂城、北塔山、玛纳斯、蔡家湖，呼图壁、昌吉、米泉、阜康、吉木萨尔、奇台和天池共15个气象站的数据，从1961到2008每个月的气候数据为气候变化趋势及其特性进行了计算和分析。温度在乌昌地区从20世纪50年代开始基本上是呈不断上升的趋势，从20世纪90年代开始乌昌地区的温度值明显高于平均范围，温度值开始变正距平的状态；20世纪60年代以后到80年代末期，乌昌地区降水量低于平均值，自90年代以后，降水量开始继续增加；新疆地区的降水量在20世纪50年代中期到80年代为连续下降，80年代初至今一直处于上升趋势，在90年代初处于高值区。乌昌地区幅员辽阔，地形复杂，气候类型多样。然而，气象站稀疏且分布不均，只有15个站的气候数据很难真正反映该地区的气候变化。更重要的是乌昌地区的城市化是全疆之内最高的，本文研究的15个气象站除北塔山、天池、小沟、大西沟、达坂城、蔡家湖6站（占总台站数的40%）位于山区，沙漠或城市远郊，其他的9个台站（占总台站数的60%）县级以上城市（镇），获得的数据可能与乌昌地区气候变化研究的城市的影响程度不同，尤其是对区域气候变暖的诊断将不可避免地失去客观性，此方面还有待进一步研究讨论。

参考文献:

[1]林孝松.农业气候资源研究进展[J].海南师范学院学报(自然科学版),2003,16(4):87-91.

[2]吴季松.21世纪社会的新趋势:知识经济[M].北京:北京科学技术出版社,1998.

[3]苏明峰,姜大膀,王会军.过去40多年来新疆地区干旱气候的变化及其未来趋势预估[J].大气科学,2009:33.

许浩翊,高宇,张鑫.新疆乌昌地区的气候变化特征[J].新疆农垦科技,2019,42(6):46-48.