1961—2018年焉耆县降水量变化特征分析
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摘要 利用1961—2018年焉耆国家基准气候站逐日降水资料，采用线性趋势、多项式拟合、M-K等方法对近58年焉耆月、季和年降水量进行趋势分析。结果表明，焉耆历年平均降水量为76.1 mm，且呈增加趋势，气候倾向率达到2.70 mm/10 a;四季降水量变化从多到少的顺序为夏季>春季>秋季>冬季，其中夏季降水量占历年平均降水量近6成，而冬季降水量占历年平均降水量不到1/10;各月降水量变化呈“单峰型”分布，最大值出现在7月，最小值出现在11月;利用M—K法对四季和年降水量进行突变分析，发现年降水量发生突变在1979年，四季发生突变的年份分别是1997年、1974年、1975年和1973年，且年和四季降水量发生突变时都是由少到多的变化趋势。
关键词 降水量;变化特征;新疆焉耆;1961—2018年
中图分类号 P426.614 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）08-0206-02 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
大气降水是大气水汽向地表输送的主要方式和途径，是地表水和地下水的最终补给来源，在陆地水循环和淡水资源演化中具有举足轻重的作用[1-3]。全球气候变暖引起的各类极端事件已经引起国内外学者的高度关注，他们利用不同方法，从不同角度对气候变化进行了大量的研究，而各地由于地理条件、环境、大气环流等影响的不同，又形成了属于该区域特有的气候特征[4-7]。焉耆回族自治县（以下简称焉耆）地处北半球中纬度温带地区，位于新疆维吾尔自治区中部，天山南麓盆地——焉耆盆地的腹心，地理坐标为东经85°13′19″～86°44′00″、北纬41°45′31″～42°20′45″，是典型的大陆性气候带，但又具有盆地气候特征，夏季聚热，冬季寒冷。由于受全球气候变化的影响，焉耆县气候特征也发生了较大的变化，作为一个以农林牧为主的县，降水的多寡对农牧业的发展至关重要[8-9]。本文利用焉耆国家基准气候站降水量资料，分析近58年降水月、季和年际变化趋势，以期为合理开发利用气候资源、改善生态环境提供一定的科学参考。
1 资料与方法
研究资料来源于新疆气象信息中心，通过严格的质量控制，数据可靠。利用焉耆国家基准气候站1961—2018年逐日降水量资料，分析降水月、季和年际变化特征。季节划分：春季3—5月，夏季6—8月，秋季9—11月，冬季12月至翌年2月。
采用线性趋势、相关系数、线性回归、多项式拟合等方法分析降水量变化特征及规律;采用Mann-Kendall（简称M-K）方法[10]对降水时间序列进行突变分析。
2 结果与分析
2.1 年际变化特征
1961—2018年焉耆历年平均降水量为76.1 mm，最大值出现在2016年，达到154.6 mm，最小值仅有16.2 mm，出现在1985年，极差达到138.4 mm，说明该地降水量年际变化较大。从图1可知，近58年焉耆年降水量变化呈上升趋势，气候倾向率为2.70 mm/10 a，其中有35年的降水量低于平均值，占总数的60.34%。降水量的变化不仅具有年际变化特征，而且还具有年代际变化特征。为了得到焉耆近58年降水量的长期变化特征，采用6次多项式拟合方法分析。结果表明，研究区降水量的变化总体呈减小—增加—减小—增加的变化趋势，峰值出现在20世纪90年代中期，谷值出现在20世纪70年代中期和21世纪20年代初期，并且上升趋势一直持续到2018年，这种上升趋势在未来是否仍将持续有待于进一步研究和探讨。
2.2 季节变化特征
为了进一步分析降水量的变化特征，对焉耆近58年降水量进行四季分析。结果表明，四季降水量变化从多到少的顺序为夏季>春季>秋季>冬季，其中夏季降水量占历年平均降水量的56.90%，为43.3 mm，而冬季降水量仅占历年平均降水量的9.93%，僅为4.3 mm。四季的降水量均呈增加趋势，但是增加速率明显不同，其中春季增加趋势最明显，达到2.00 m/10 a;其次是冬季，为0.55 mm/10 a;而夏、秋季呈现出微弱的上升趋势。因此，春季降水量的增加对年降水量增加的贡献最大，其次是冬季。
2.3 月变化特征
根据焉耆1—12月平均降水量变化可知（图2），月降水量的变化呈“单峰型”分布，1—3月降水量变化不大，在1.4～1.5 mm之间变化，然后急剧上升，7月达到峰值，为16.9 mm，从8月开始又急剧减少，到11月到达谷值，降水量仅有1.2 mm，11—12月虽然呈增加趋势，但增加不明显，仅增加了0.3 mm。同时对各月降水量进行趋势分析，3月没有明显变化，1月、7月和9月呈下降趋势，其他各月均呈增加趋势，其中2月通过0.05显著性检验，5—9月通过0.001显著性检验，说明这6个月的降水量上升或下降趋势明显，其他各月变化不显著。 2.4 突变分析
为了得到近58年焉耆降水量是否存在突变，利用M—K法进行趋势变化及突变分析，显著性水平为0.05（Uα=±1.96），结果如图3所示。可以看出，近58年焉耆降水量的UF和UB线在临界线范围内共出现7个交点，利用t检验法对所有交点进行检验，仅1979年通过检验，说明1979年是焉耆降水量由少到多的突变年。同时对四季降水量进行突变分析，通过分析发现四季均发生突变，并通过t检验，各季发生突变的年份分别为1997年、1974年、1975年和1973年，而且各季降水量发生突变时均都呈現出由少到多的变化趋势。
3 结论
（1）1961—2018年焉耆年降水量变化总体呈上升趋势，气候倾向率达到2.70 mm/10 a，其中有35年的降水量低于平均值，占总数的60.34%。
（2）利用6次多项式拟合方法分析发现，近58年焉耆降水量总体呈现减小—增加—减小—增加的趋势，并且这种上升趋势一直持续到2018年。
（3）焉耆四季降水量的变化从多到少的顺序为夏季>春季>秋季>冬季，其中夏季降水量占历年平均降水量的近6成，而冬季降水量占历年平均降水量不到1/10，因而夏季降水量的多少关系到年降水量的多寡。
（4）利用M-K法对四季和年降水量进行趋势变化及突变分析，发现年降水量发生突变在1979年，四季发生突变的年份分别是1997年、1974年、1975年和1973年，且年和四季降水量发生突变时都是由少到多的变化趋势。
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