尹進文

(新疆哈密水文勘測局，新疆 哈密 839000)

新疆哈密近65年降水量與蒸發(fā)量變化分析

尹進文

(新疆哈密水文勘測局，新疆 哈密 839000)

通過對哈密氣象站1951-2015年降水量和蒸發(fā)量資料進行分析，給出該區(qū)域降水、蒸發(fā)的分布特征及年內、年際變化。結果表明：哈密市降水量呈明顯增加趨勢，速率為2.6 mm/10a，特別是1987年以后降水量增加更加明顯，較1986年以前平均增加11.4 mm，增幅33.5%；蒸發(fā)量呈明顯下降趨勢，平均下降速率為168.7 mm/10a ，1987年后較1986年前平均減少586 mm，減幅為19.6%。

降水量；蒸發(fā)量；變化趨勢；年內分配

在我國內陸干旱區(qū)，降水是最重要的水資源[1]。降水量的時空分布會對區(qū)域經(jīng)濟和環(huán)境能夠造成重大影響[2]，內陸干旱區(qū)降水在空間和季節(jié)變化上具有一定的復雜性，年際和年內降水波動較大。

水文監(jiān)測和調查資料顯示，哈密是缺水較嚴重的區(qū)域，水資源短缺是該地區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復和保護的最大制約因素。預測表明，全球氣候變暖日益顯著，預期全球水文循環(huán)強化將會使全球降水量增加7%～15%，洪澇就會更為頻繁[3-4]。近年來，受來自大西洋和北冰洋的西風氣流影響及全球變暖促使南方熱帶海洋水汽向北輸送，20世紀80和90年代空中水汽含量明顯增加，西北地區(qū)東部氣候將向暖濕轉變[5]。在這樣的背景下，哈密地區(qū)社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境都會遭受到氣候變化的影響。本文著重分析了哈密近65年(1951-2015年)降水和蒸發(fā)的變化特征，為今后哈密地區(qū)的水資源評估和有效利用提供參考依據(jù)。

1 概況

哈密市位于新疆維吾爾自治區(qū)東部，距新疆首府烏魯木齊市595 km。東與甘肅省的肅北縣、安西縣、敦煌市為鄰，西與木壘哈薩克自治縣、鄯善縣毗連，南與巴音郭勒蒙古自治州相連，北與伊吾縣和巴里坤哈薩克自治縣相接，東北與蒙古人民共和國接壤。哈密地區(qū)地勢北高南低，自東北向西南傾斜。哈爾里克山主峰托木爾提峰海拔高度4 886 m，是全地區(qū)最高點，哈密市區(qū)海拔高度738 m，市區(qū)西南部沙爾湖海拔高度53 m，是全市最低處，土地總面積85 900 km2，市區(qū)面積約23 km2[6]。哈密區(qū)域水系及氣象站位置見圖1。

2 降水量時間變化特征

2.1 年降水量變化

圖2為哈密1951-2015年降水量的距平變化趨勢。從圖中看出，哈密降水存在比較大的年變率，20世紀50-70年代末年降水量負距平超過10 mm的出現(xiàn)12次，正距平超過10 mm的出現(xiàn)5次，說明這一時期哈密處于干旱期；80年代以后，降水量負距平超過10 mm的出現(xiàn)7次，正距平超過10 mm的出現(xiàn)14次，尤其2000年后的16年，負距平值有5個年份出現(xiàn)，其余為正距平，說明80年代后哈密降水量比80年代前有所增加，且呈逐漸增加趨勢，1951-2015年的變率為2.616 mm/10a。

2.2 年降水量累積距平

從圖3可以看出，盡管年降水量累積距平基本為負值，但曲線的變化形態(tài)卻十分清晰地反映了65 a來哈密年降水量變化很大。年降水量在1986年前呈下降趨勢，1987年以后呈上升趨勢，特別是1997年以后上升較快，上升趨勢至今未減。1951—1986年平均年降水量為34.0 mm，1987—2015年平均年降水量為45.4 mm，增加11.4 mm。1987—2015年平均降水量比1951—1986年增加了33.5%。

圖1 區(qū)域水系及氣象站位置示意圖

圖2 哈密1951-2015年降水量距平變化趨勢圖

2.3 降水量的年代際變化

分別對哈密降水量系列作了20世紀50年代(1951-1959年)、60年代(1960-1969年)、70年代(1970-1979年)、80年代(1980-1989年)、90年代(1990-1999年)、00年后、2010年以后(2010-2015年)進行分析，結果見表1。

從表1可以看出，60年代為少雨段，平均降水比多年均值偏少28.9%；50、70、80年代為平雨段，平均降水比多年均值偏少4.9%、5.1%、3.1%；00年代、2010年后這兩個時段為多雨段，平均降水比多年均值偏多23.8%、22.5%，特別是2000年以后降水量快速上升，與多年降水量相比明顯增大。

表1 哈密降水量的年代際變化 %

2.4 降水量的年內分配

哈密市降水量的年內分配不均勻，連續(xù)最大四個月降水量出現(xiàn)在5-8月，占年降水量的56.3%，其中夏季降水最多，占年降水量的47.9%；其次是春、秋季，分別占年降水量的19.1%、 21.2%；冬季降水最少，占年降水量的11.8%。最大月降水量出現(xiàn)在7月，占年降水量的19.3%，最小月降水量出現(xiàn)在3月，占年降水量的3.1%。

圖3 哈密1951-2015年降水量累積距平圖

圖4 哈密1951-2015年蒸發(fā)量距平及變化趨勢

3 蒸發(fā)量的時間變化特征

3.1 年水面蒸發(fā)量變化

水面蒸發(fā)量主要受氣候、地理位置及下墊面等多種因素影響，低溫和高濕地帶的水面蒸發(fā)量小，高溫干燥地帶的水面蒸發(fā)量大。哈密市由于地形變化較大，所以蒸發(fā)能力也有較大差異。圖4為哈密1951-2015年蒸發(fā)量的距平變化趨勢。從圖4看出，哈密蒸發(fā)存在比較大的年變率，20世紀70年代以前蒸發(fā)量距平全部為正，共出現(xiàn)18次正距平，說明這一時期哈密蒸散量較大；1987年以后蒸發(fā)量距平全部為負，共出現(xiàn)26次負距平，說明這一時期哈密蒸散量較??；1970-1986年間有8次負距平，7次正距平，這一時期哈密蒸散量較穩(wěn)定。圖4還反映出隨著年代的增加蒸散量的變化趨勢是下降的，與降水量的變化趨勢相反。1951-2015年的變率為-168.7 mm/10a。

3.2 年水面蒸發(fā)量累積距平

從圖5可以看出，年蒸發(fā)量在1969年前呈上升趨勢，1986年以后呈下降趨勢，下降趨勢至今未減。1970-1985年間蒸發(fā)量變化比較平穩(wěn)，沒有大的變化。1951-1986年平均年蒸發(fā)量為2 989 mm，1987-2015年平均年蒸發(fā)量為2 403 mm，減少586 mm。1987-2015年平均蒸發(fā)量比1951-1986年減少了19.6%。

3.3 水面蒸發(fā)量的年代際變化

分別對哈密蒸發(fā)量系列作了20世紀50年代(1951—1959年)、60年代(1960—1969年)、70年代(1970—1979年)、80年代(1980—1989年)、90年代(1990—1999年)、00年以后、2010年后的分析。

從表2的年代際距平分析，隨著年代的增加，蒸發(fā)量逐漸減少，50年代與60年代、80年代與90年代相比蒸發(fā)量變化幅度較大，90年代與00年后相比蒸發(fā)量的變化幅度是最小的。

圖5 哈密1951-2015年蒸發(fā)量累積距平圖

mm

圖6 降水量與蒸發(fā)量關系圖

3.4 水面蒸發(fā)量的年內分配

水面蒸發(fā)量的年內變化，主要受年內溫度、濕度和風的影響，由于氣溫年較差高達40℃左右，故水面蒸發(fā)量冬季小，夏季大，夏季(6—8月)氣溫高，蒸發(fā)量也大，占年水面蒸發(fā)量的46.0%；春季(3—5月)多風，蒸發(fā)量大于秋季，占年水面蒸發(fā)量的31.7%；冬季(12—2月)氣溫低，蒸發(fā)量最小，占年水面蒸發(fā)量的3.7%。連續(xù)最大4個月蒸發(fā)量出現(xiàn)在5—8月，占年蒸發(fā)量的60.2%。年內最大蒸發(fā)量出現(xiàn)在7月，占年水面蒸發(fā)的15.8%，年內最小蒸發(fā)量多出現(xiàn)在1月，占年水面蒸發(fā)的0.9%。

4 降水與蒸發(fā)的關系

哈密降水量與蒸發(fā)量相關系數(shù)、線性方程見圖6，反映出降水與蒸發(fā)呈負相關，由方程推算出每增加10 mm降水量，蒸發(fā)量減少108.6 mm。說明哈密的降水在增加，蒸發(fā)在減小，氣候轉濕，這種現(xiàn)象與施雅風在中國西北氣候由暖干向暖濕轉型的觀點一致。

5 結語

(1)年降水量與年水面蒸發(fā)量呈相反趨勢變化，降水多的年份正好是蒸發(fā)量少的年份，近65 a來，年降水量總體呈上升趨勢，年蒸發(fā)量呈下降趨勢。從1987年以來，降水量增加更明顯，蒸發(fā)量正好相反呈明顯減少趨勢，1987年后平均年降水量較前期增加了11.4 mm，增加33.5%；而蒸發(fā)卻減少586 mm，減少19.6%。

(2)降水量呈增加趨勢，蒸發(fā)量呈下降趨勢，引起這種趨勢的可能原因是全球氣候變暖驅動水循環(huán)加劇，空氣中水汽含量增多，海洋變暖，風的分量偏強，哈密綠洲面積的增大等。哈密市氣候呈現(xiàn)轉濕型，但轉濕程度，應根據(jù)空氣濕度等資料來進一步說明。

(3)降水量的年內分配多集中在4—9月，而1—3月、10—12月降水量極少，年內最大降水量出現(xiàn)在7月，年內最小降水量出現(xiàn)在3月。水面蒸發(fā)量年內連續(xù)最大4個月出現(xiàn)在5—8月，年內最大月蒸發(fā)量出現(xiàn)在7月，年內最小月蒸發(fā)量出現(xiàn)在1月。

[1]李江風.新疆氣候[M].北京：氣象出版社.1991.

[2]胡汝驥，樊自立，等.近50年新疆氣候變化對環(huán)境影響[J].干旱區(qū)地理.2001.24(2)：97-103.

[3]全球變暖[M].北京：氣象出版社.1998.

[4]王順德，等.塔里木河流域近40a來氣候、水文變化及影響[J].冰川凍土.2003.25(3)：315-320.

[5]施雅風，等.中國西北氣候由暖干向暖濕轉型問題評估[M].氣象出版社.2003.

[6]哈密縣志編纂委員會.哈密縣志[M].烏魯木齊：新疆大學出版社.1994.

2017-04-05

尹進文(1969-)，女，新疆哈密人，工程師，主要從事水文水資源工作。

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1004-1184(2017)04-0247-03