阿孜古力·斯買提

(新疆喀什水文勘測(cè)局，新疆 喀什 844000)

全球氣候變化影響下的水循環(huán)影響研究已經(jīng)成為當(dāng)前關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域[1]。新疆流域降水變化影響已經(jīng)取得一定研究成果[2-5]，但這些成果對(duì)于葉爾羌河流域降水變化分析研究還很少。葉爾羌河全長(zhǎng)1 097 km是塔里木河最大的源頭水流，總的集水面積為98 900 km2，其中山區(qū)和平原面積分別占總流域面積的比例為61.5%和38.5%。葉爾羌河上游和中游分別為克勒青河和塔什庫(kù)爾干河，提茲那甫河是葉爾羌河出口以外匯入的支流。葉爾羌河典型的冰川融雪補(bǔ)給型河流，冰川消融量多年均值占整個(gè)流域出山口徑流總量的64.0%，雨雪混合以及地下水補(bǔ)給分別占比為13.4%和22.6%。提茲那甫河山區(qū)段以及總的河長(zhǎng)分別為174 km和335 km，其上游冰川融雪量占徑流多年總量均值的比例為29.9%,雨雪補(bǔ)給和地下水補(bǔ)給占總量的百分比分別為55.3%和14.8%。葉爾羌流域是全新疆最大的商品以及優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，也是全疆最大的農(nóng)業(yè)灌區(qū)。因此對(duì)于葉爾羌河氣溫及降水變化規(guī)律的分析有助于推動(dòng)流域經(jīng)濟(jì)以及水資源保護(hù)的力度。

1 資料選取及分析方法

1.1 資料選取

選取葉爾羌河流域3個(gè)水文站以及6個(gè)氣象站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行氣溫及降水變化特征的分析，各站點(diǎn)概況見(jiàn)表1。按照地形和地勢(shì)條件，葉爾羌河流域可大致劃分為山區(qū)和平原兩個(gè)氣候區(qū)，以及昆侖山、帕米爾高原、低山丘陵、平原以及沙漠等5個(gè)氣候小區(qū)?？紤]到水文氣象站點(diǎn)分布，主要在帕米爾高原、低山丘陵以及平原區(qū)作為本文分析的主要?dú)夂蚍謪^(qū)。

表1 選取的代表站點(diǎn)概況

1.2 分析方法

各氣候分區(qū)降水和氣溫均值按照中國(guó)氣象局及WMO相關(guān)規(guī)定需要采用30 a作為基準(zhǔn)，降水和氣溫以30 a作為基準(zhǔn)計(jì)算年代際以及年際變化的序列，得到1961-2017年的近59 a的降水和氣溫?cái)?shù)據(jù)系列。帕米爾高原氣候分區(qū)主要以塔什庫(kù)爾干氣象站作為研究代表站，低山丘陵氣候分區(qū)以葉城氣象站、庫(kù)魯克欄桿水文站、卡群水文站以及玉孜門勒克作為代表站點(diǎn)，平原氣候分區(qū)主要以巴楚氣象站、麥蓋提氣象站、莎車氣象站以及澤普氣象站作為代表站進(jìn)行葉爾羌河流域氣溫和降水變化特征分析。在代表站點(diǎn)選取后，按照各氣候分區(qū)內(nèi)選取的代表站點(diǎn)降水和氣溫?cái)?shù)據(jù)，按照算術(shù)平均方法對(duì)氣候分區(qū)的面氣溫和面降水進(jìn)行均值計(jì)算。個(gè)別站點(diǎn)由于缺測(cè)氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)，采用插補(bǔ)處理方式對(duì)各氣候分區(qū)氣溫和降水進(jìn)行插補(bǔ)。結(jié)合顯著檢驗(yàn)方法對(duì)不同氣候分區(qū)的氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)建立連續(xù)的時(shí)間序列，并通過(guò)了置信水平為0.001的檢驗(yàn)。低山丘陵區(qū)4站與平原區(qū)2站的回歸方程如表2所示。

表2 低山丘陵區(qū)4站與平原區(qū)2站的氣溫和降水回歸系數(shù)分析結(jié)果

2 氣溫及降水變化特征分析

2.1 年平均值變化特征

結(jié)合各氣候分區(qū)選取的代表站點(diǎn)19611-2017年氣溫和降水實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析葉爾羌河流域各分區(qū)不同時(shí)間尺度的氣溫和降水量多年平均值，結(jié)果如表3所示。

表3 葉爾羌河流域各氣候分區(qū)1961-2017年年平均氣溫和年平均降水分析結(jié)果

從分析結(jié)果可看出帕米爾高原由于漫長(zhǎng)且寒冷的冬季，使得該氣候分區(qū)多年平均氣溫為3.9℃，降水量多年平均值為72.1 mm，個(gè)別年份帕米爾高原也會(huì)產(chǎn)生局部暴雨，出現(xiàn)山洪泥石流等災(zāi)害。平原地區(qū)由于日照時(shí)間長(zhǎng)使得其氣溫多年均值為12.2℃，降水量多年均值為55.3 mm，該氣候分區(qū)春季溫度增速較大，而秋季氣溫降速較快，秋季氣溫要低于春季氣溫，適合于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。

2.2 年代際變化特征

采用算術(shù)平均方法對(duì)各氣候分區(qū)內(nèi)選取代表站點(diǎn)進(jìn)行面氣溫和面降水均值的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)其不同年代際的氣溫和降水距平百分率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。

表3 葉爾羌河流域不同氣候分區(qū)各年代際氣溫距平分析結(jié)果

從葉爾羌流域不同氣候分區(qū)各年代際氣溫距平分析結(jié)果可看出，各氣候分區(qū)均從60年代開(kāi)始呈現(xiàn)遞增變化，以2010年增幅最為顯著，帕米爾高原溫度年際上升幅度最高，為1.5℃。此外對(duì)流域不同氣候分區(qū)進(jìn)行線性趨勢(shì)變化分析，近59年以來(lái)，帕米爾高原、低山丘陵以及平原氣候分區(qū)的氣溫線性氣溫增速分別可達(dá)到每10 a為0.22、0.29以及0.18，各氣候分區(qū)氣溫遞增變化趨勢(shì)均可通過(guò)0.01的顯著檢驗(yàn)，其中帕米爾高原氣溫遞增系列可通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)。從各分區(qū)降水距平百分比可看出，60年代到70年代葉爾羌河流域各氣候分區(qū)的降水量呈現(xiàn)遞減變化，從80年代起降水總體呈現(xiàn)遞增變化，并從90年代開(kāi)始降水距平為正比例，增幅顯著主要出現(xiàn)在2015年以后。各氣候分區(qū)降水從90年代以來(lái)主要表現(xiàn)為變濕變化。此外對(duì)葉爾羌河流域各氣候分區(qū)降水線性變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，近59 a以來(lái)，帕米爾高原、低山丘陵以及平原氣候分區(qū)降水量每10年的線性遞增率分別為10.2%、5.6%以14.3%，帕米爾高原降水變化趨勢(shì)較弱，低山丘陵地區(qū)降水遞增系列通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)，而平原區(qū)降水遞增系列通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn)。

表4 葉爾羌河流域不同氣候分區(qū)各年代際降水距平分析結(jié)果

2.3 季節(jié)變化特征

對(duì)不同季節(jié)葉爾羌河流域帕米爾高原以及平原區(qū)氣溫和降水不同季節(jié)的線性變化趨勢(shì)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果如表5所示。

表5 不同季節(jié)葉爾羌河各流域線性變化趨勢(shì)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果

從分析結(jié)果可看出，在秋季帕米爾高原氣溫遞增較為明顯，其次即為春季，冬季氣溫變化最小，平原地區(qū)和帕米爾高原降水均在夏季變化顯著，相關(guān)系數(shù)最大分別為0.323 1和0.226 5，帕米爾高原在冬季和春季降水遞減趨勢(shì)不顯著，變化趨勢(shì)的相關(guān)系數(shù)較低。平原區(qū)在冬季降水遞減趨勢(shì)較為不顯著，變化趨勢(shì)的相關(guān)系數(shù)較低，其他各季節(jié)降水均呈現(xiàn)遞增變化趨勢(shì)，且變化趨勢(shì)較為顯著，變化趨勢(shì)的相關(guān)系數(shù)較高。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)葉爾羌流域平原地區(qū)由于日照時(shí)間長(zhǎng)使得其氣溫多年均值為12.2℃，降水量多年均值為55.3 mm，該氣候分區(qū)春季溫度增速較大，而秋季氣溫降速較快，秋季氣溫要低于春季氣溫，適合于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。

(2)近59 a以來(lái)，葉爾羌流域的帕米爾高原、低山丘陵以及平原氣候分區(qū)的氣溫線性氣溫增速分別可達(dá)到每10 a為0.22、0.29以及0.18，各氣候分區(qū)氣溫遞增變化趨勢(shì)均可通過(guò)0.01的顯著檢驗(yàn)，其中帕米爾高原氣溫遞增系列可通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)。

(3)近59 a以來(lái)，帕米爾高原、低山丘陵以及平原氣候分區(qū)降水量每10 a的線性遞增率分別為10.2%、5.6%以14.3%，帕米爾高原降水變化趨勢(shì)較弱，低山丘陵地區(qū)降水遞增系列通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)，而平原區(qū)降水遞增系列通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn)。