李 聰 ，曹占洲 ，丁 林 ，石 玉 ，楊志華

（1.新疆維吾爾自治區(qū)氣候中心，新疆烏魯木齊830002；2.新疆氣象信息中心，新疆烏魯木齊830002）

近些年來(lái)，隨著大氣中CO2等溫室氣體濃度的日益增加，全球氣候變暖已成為國(guó)際社會(huì)所關(guān)注的重大問(wèn)題，是不可逆轉(zhuǎn)的事實(shí)[1]。據(jù)研究，近百年來(lái)，全球氣溫平均升高了0.5℃左右[2]，北半球降水顯著增加。2008年IPCC第4次評(píng)估報(bào)告預(yù)測(cè)，與1980—1999年相比，21世紀(jì)末全球平均地表溫度可能會(huì)升高1.1～6.4℃；全球平均海平面將上升0.18～0.59 m，屆時(shí)格陵蘭冰蓋的持續(xù)退縮將導(dǎo)致2100年后海平面繼續(xù)上升；高溫、熱浪以及強(qiáng)降水頻率可能增加，熱帶氣旋強(qiáng)度可能加強(qiáng)[3]。由于氣候變化的影響，未來(lái)極端氣候事件將會(huì)增多，自然災(zāi)害頻發(fā)；由于冰川消融加速，水資源問(wèn)題將更加突出；而且氣候變化也將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定性增強(qiáng)。

總之，氣候變化已成為全球性的關(guān)注熱點(diǎn)。受全球氣候變化的影響，近百年來(lái)，中國(guó)年平均氣溫升高了0.5～0.8℃；近50 a來(lái)，變暖尤其明顯，中國(guó)大部分地區(qū)呈增溫趨勢(shì)，以北方增溫最為明顯。

在全球氣候變化的背景下，我國(guó)西北地區(qū)的氣候變化趨勢(shì)更加明顯[4]。新疆地處我國(guó)西北干旱區(qū)，對(duì)氣候變化的響應(yīng)非常敏感。胡汝驥等[5]研究得出，新疆氣候變化與全球和全國(guó)氣候變化趨勢(shì)基本一致。但由于新疆地域遼闊，自然條件復(fù)雜，因此，在氣候變化方面有著明顯的地域性特點(diǎn)。有數(shù)據(jù)表明，新疆降水自20世紀(jì)50年代中期至70年代末呈緩慢下降趨勢(shì)，其后轉(zhuǎn)為上升趨勢(shì)，尤其是1987年以后上升幅度十分顯著[6-7]。也有研究表明[8]，新疆的降水量在60—70年代為減少階段，進(jìn)入80年代后轉(zhuǎn)為增加的轉(zhuǎn)型時(shí)期，90年代是逐年增加時(shí)期。

本研究選取伊寧等10個(gè)氣象站作為代表站，利用線(xiàn)性趨勢(shì)、滑動(dòng)平均等方法，用1961—2010年50 a的氣溫和降水觀(guān)測(cè)資料對(duì)伊犁河谷進(jìn)行氣候統(tǒng)計(jì)分析，旨在揭示伊犁河谷50 a和近10 a的氣候變化規(guī)律。

1 資料和計(jì)算方法

資料來(lái)源于伊犁地區(qū)10個(gè)氣象代表站點(diǎn)（察布查爾、伊犁、尼勒克、伊寧、鞏留、新源、昭蘇、特克斯、霍爾果斯、霍城）。根據(jù)資料分別計(jì)算了1961—2010年（50 a）各氣象要素的年平均值和不同年代各氣象要素的平均值。同時(shí)，根據(jù)新疆氣象局制定的季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)[9]，統(tǒng)計(jì)冬（12—2月）、春（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月）4個(gè)季節(jié)各氣象要素的平均值。

趨勢(shì)分析利用計(jì)算的氣象要素的時(shí)間序列，以時(shí)間（t）為自變量、要素（Y）為因變量，建立一元回歸方程：Y（t）＝a＋bt（b×10為變化傾向率，b值符號(hào)反映上升或下降的變化趨勢(shì)[10-12]）。各要素進(jìn)行5 a滑動(dòng)平均，其中，30 a均值取WTO規(guī)定的1971—2000年的標(biāo)準(zhǔn)氣候年均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 平均氣溫

伊犁50 a年均氣溫為7.8℃，與30 a均值相當(dāng)。50 a來(lái)，氣溫變化總體呈上升趨勢(shì)（圖1），變化傾向率為0.46℃/10 a。

從圖1可以看出，20世紀(jì)60年代最冷，近10 a最暖，大致以20世紀(jì)80年代中后期為界，“前涼后暖”，20世紀(jì)60，70，80年代分別比50 a平均氣溫偏低 0.9，0.5，0.2℃；90年代略高0.2℃；2000—2010年偏高1.2℃，是年平均氣溫上升最強(qiáng)勁的10 a。20世紀(jì)80年代中期前，年平均氣溫大多在50 a平均值以下且其偏低幅度極大，其后則多在平均值以上。最近10 a年平均氣溫大多在50 a平均值以上。

由圖2～5可知，1961—2010年的冬季平均氣溫為-7.0℃，春季為9.9℃，夏季為20.5℃，秋季為8.6℃。與30 a同期均值相比，冬季、夏季和秋季均偏高0.1℃，春季偏高0.5℃，冬、春、夏、秋季平均氣溫總體上均呈逐漸上升趨勢(shì)，變化傾向率分別為 0.59，0.28，0.28，0.42 ℃/10 a（相關(guān)系數(shù)均通過(guò)α＝0.1顯著性檢驗(yàn)）。近10 a來(lái)，伊犁河谷地區(qū)的年及四季的平均氣溫與50 a均值相比，均呈明顯增加趨勢(shì)，說(shuō)明近10 a是伊犁河谷地區(qū)50 a中最暖的時(shí)期。

2.2 平均最高氣溫

從圖6可以看出，伊犁河谷地區(qū)年平均最高氣溫略呈下降趨勢(shì)。20世紀(jì)60年代中期和90年代年平均最高氣溫較低，多在50 a平均值以下且振幅小，70—80年代則多在50 a平均值以上，近10 a年平均最高氣溫基本與多年平均值持平。20世紀(jì)60年代和90年代偏低0.6℃，70年代偏高0.7℃，為最高時(shí)期。其中，1983年是近50 a平均最高氣溫最高的一年，比50 a均值偏高2.8℃。

圖7～10表明，20世紀(jì)90年代前，冬季平均最高氣溫偏低的年份占38%，其中，60年代后期及70年代為最冷時(shí)期；90年代后，偏低年份只占16%，即冬季平均最高氣溫自90年代呈現(xiàn)出升溫趨勢(shì)，特別是近10 a平均最高氣溫高于50 a均值0.4℃。春季平均最高氣溫在2000年以前均在均值以下且振幅相對(duì)略小，近10 a春季平均最高氣溫呈現(xiàn)出強(qiáng)勁升溫趨勢(shì)，高于均值1.4℃，2008年最高，區(qū)域平均異常偏高2.9℃。夏季平均最高氣溫逐年代呈“－＋＋－＋”趨勢(shì)，60年代偏低0.1℃，70年代偏高0.3℃，80年代偏高0.2℃，90年代中期以后夏季平均最高氣溫又有所下降，偏低0.5℃。20世紀(jì)60年代和90年代的夏季平均最高氣溫在多年均值以下，70年代、80年代及近10 a的夏季平均最高氣溫大多在50 a均值以上。在20世紀(jì)60年代至2000年以前，秋季平均最高氣溫均在多年均值以下；近10 a秋季平均最高氣溫大多在50 a均值以上，且呈現(xiàn)劇烈的波動(dòng)上升趨勢(shì)。

2.3 平均最低氣溫

由圖11可知，年平均最低氣溫逐年代均出現(xiàn)強(qiáng)勁上升勢(shì)頭。20世紀(jì)60，70年代年平均最低氣溫在50 a平均氣溫以下，而在70年代年平均最低氣溫偏低的年份占90%，為夜間最冷時(shí)期；80年代以后年平均最低氣溫均在50 a平均氣溫以上，90年代僅有1 a的年平均最低氣溫較低，為夜間最暖時(shí)期，其次為近10 a。

圖12表明，冬季平均最低氣溫與年平均最低氣溫變化略相似，20世紀(jì)60，70年代冬季平均最低氣溫在平均氣溫以下，即20世紀(jì)70年代冬季夜間最寒冷，平均最低氣溫偏低1.9℃，60年代次之，80年代以后冬季平均最低氣溫均在平均氣溫以上，90年代出現(xiàn)強(qiáng)勁升溫信號(hào)，偏高1.4℃，近10 a偏高1.8℃。圖13表明，春季平均最低氣溫在90年代以前均在平均值以下，90年代接近50 a均值，近10 a只有2003年在均值以下，其余年份均高于50 a均值，偏高2.1℃，是春季夜間氣溫最高時(shí)期。t檢驗(yàn)表明，1999年前后春季平均氣溫出現(xiàn)突變，顯著性水平在0.05以上。圖14表明，夏季平均最低氣溫逐年代遞增，20世紀(jì)90年代以前均在平均值以下，90年代接近50 a均值，近10 a均高于50 a均值，偏高1.4℃。秋季平均最低氣溫逐年代呈“－＋－＋＋”趨勢(shì)，60年代偏低1.7℃，70年代偏高0.3℃，80年代中期以后春季平均最低氣溫又有所下降，偏低1.1℃，90年代除1993年秋季平均最低氣溫明顯偏低外，其余年份均高于50 a均值，近10 a偏高2.2℃（圖15）。

2.4 平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫增幅比較

從表1可以看出，年與各季平均最低氣溫的線(xiàn)性擬合率均明顯大于平均最高氣溫及平均氣溫的擬合率，即夜間氣溫升幅最大，故年平均氣溫的升高以夜間升溫貢獻(xiàn)最大。從季節(jié)來(lái)看，平均氣溫及平均最低氣溫均以冬季增長(zhǎng)率最大，秋季次之，即冬季夜晚最低氣溫上升最快，秋季夜晚次之。夏季平均最高氣溫升溫最不明顯。

表1 年（季）平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫線(xiàn)性擬合率對(duì)比 ℃/10 a

2.5 降水量的變化特征

2.5.1 年降水量 伊犁河谷地區(qū)1961—2010年50 a的平均年降水量為349.3 mm，50 a來(lái)年降水量變化呈增濕趨勢(shì)，其線(xiàn)性擬合增長(zhǎng)率為15.4 mm/10 a，相關(guān)系數(shù)為0.92，且高于北疆年平均降水量255 mm[13]的水平。20世紀(jì)60—70年代降水量較少，80年代以后降水量有所增加。從圖16可以看出，年平均降水量最多年為1998年（區(qū)域平均528.2 mm），最低年為1995年（區(qū)域平均224.4 mm）。從表2可以看出，降水量由20世紀(jì)60年代的322.7 mm增加到近10 a的387.2 mm，說(shuō)明近50 a伊犁降水是由偏少向偏多趨勢(shì)發(fā)展，1986—2010年25 a年降水量比1961—1985年25 a年降水量增加1.2%。近10 a來(lái)，伊犁河谷地區(qū)的年降水量與50 a均值相比，增濕趨勢(shì)明顯。

表2 不同年代、近10 a及四季的降水量與50 a均值的比較 mm

2.5.2 季降水量 冬、春、夏、秋季降水量，50 a來(lái)變化呈增濕趨勢(shì)，線(xiàn)性擬合率分別為4.6，3.5，5.2，2.4 mm/10 a。

冬季降水量變化與年降水量的變化趨勢(shì)基本一致，20世紀(jì)90年代以前降水量在50 a均值以下，90年代以后降水量開(kāi)始逐漸增多，近10 a冬季平均降水量55.3 mm，較常年同期偏多15%；春季降水量在2000年以前均在50 a均值以下，近10 a增加明顯；夏季降水量在20世紀(jì)90年代以前均在50 a均值以下，90年代以后逐漸增多；秋季降水量變化呈“－－＋－＋”趨勢(shì)變化（表2）。近10 a來(lái)，伊犁河谷地區(qū)的年及四季的降水量與50 a均值相比，均呈增濕趨勢(shì)，距平值除夏季降水量比90年代略低外，其他季節(jié)降水量明顯高于90年代和50 a同期均值。

3 氣溫、降水的異常

本研究對(duì)氣候異常提出了2種判別標(biāo)準(zhǔn)：一是與50 a平均值的差異超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差的2倍以上；二是它出現(xiàn)的幾率為25 a以上一遇。由于標(biāo)準(zhǔn)差是描寫(xiě)氣象要數(shù)相對(duì)平均值離散程度的統(tǒng)計(jì)量，因此，取距平超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)一定程度為異常是科學(xué)和合理的。氣溫、降水異常年份標(biāo)準(zhǔn)為：≥2.0S，其中，X為氣溫或降水值，XP為均值，S為標(biāo)準(zhǔn)差。得出氣溫異常年份標(biāo)準(zhǔn)為≥1.96℃，降水異常年份標(biāo)準(zhǔn)為139.8 mm，結(jié)論顯示，1969年為異常偏冷年，2010年為異常偏暖年；1987，1998年為降水異常偏多年，無(wú)降水異常偏少年份。

分析春夏降水偏少情況表明，春夏嚴(yán)重干旱，平均為6～7 a一遇，雖然20世紀(jì)八九十年代以來(lái)降水有偏多趨勢(shì)，但階段性干旱還是經(jīng)常發(fā)生。

4 結(jié)論與討論

（1）伊犁河谷地區(qū)年平均氣溫與全疆變化一致，呈逐年代遞增趨勢(shì)，近10 a代最暖，線(xiàn)性擬合增長(zhǎng)率為0.46℃/10 a，比北疆增長(zhǎng)率（0.36～0.37℃/10 a）高[14-16]，符合北疆區(qū)域年平均氣溫上升趨勢(shì)呈西高東低的特點(diǎn)[16]，突出表現(xiàn)是持續(xù)暖冬，且偏暖趨勢(shì)還在繼續(xù)。從季節(jié)來(lái)看，增幅大小的順序與全疆一致[15]，為冬＞秋＞春＞夏，其中，冬季增率 0.59℃/10 a，小于全疆（0.61℃/10 a）；秋季 0.42℃/10 a，明顯大于全疆（0.19℃/10 a）；春季 0.28℃/10 a，大于全疆（0.07℃/10 a）；夏季0.27℃/10 a，也大于全疆（0.02℃/10 a）。

（2）伊犁河谷地區(qū)年平均最高氣溫線(xiàn)性擬合增長(zhǎng)率為-0.01℃/10 a，不符合北疆區(qū)域年平均最高氣溫升勢(shì)。20世紀(jì)60年代中期和90年代，年平均最高氣溫較低，多在50 a平均值以下且振幅小，70—80年代則多在多年平均值以上，近10 a年平均最高氣溫基本與多年平均值持平。

（3）伊犁河谷地區(qū)年平均最低氣溫逐年代出現(xiàn)強(qiáng)勁上升勢(shì)頭，增長(zhǎng)率為1.26℃/10 a，高于北疆區(qū)域（0.5℃/10 a），其中，冬季貢獻(xiàn)率最大，秋季次之。20世紀(jì)60，70年代年平均最低氣溫在平均氣溫以下，而在70年代年平均最低氣溫偏低的年份占90%，為夜間最冷時(shí)期；年平均最低氣溫約在20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)明顯均值突變，顯著性水平達(dá)0.01以上。20世紀(jì)90年代僅有1 a的年平均最低氣溫較低，為夜間最暖時(shí)期，其次為近10 a。

（4）伊犁河谷地區(qū)1969年為異常偏冷年，2010年為異常偏暖年；1987，1998年為降水異常偏多年，無(wú)異常偏少年份。

（5）伊犁河谷地區(qū)降水偏多趨勢(shì)比較明顯，呈現(xiàn)階段性變化。20世紀(jì)六七十年代為枯水期，八九十年代至今為豐水期。但分布不均勻，階段性干旱時(shí)有發(fā)生，降水偏多趨勢(shì)還將繼續(xù)。

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