邢 彬

（阿拉善盟氣象局，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750306）

氣候資源是指風(fēng)資源、熱資源、光資源、降水資源等氣象資源及潮汐能等其他衍生資源，它是可被人類直接或間接利用的自然資源。各領(lǐng)域?qū)＜覐臍庀髮W(xué)角度對不同種類氣候資源開展深入廣泛的研究。風(fēng)資源方面，王必強(qiáng)等[1]通過對比分析證明湖北省大風(fēng)速段指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)存在較好的相關(guān)性；光資源方面，張飛民等[2]運(yùn)用已知結(jié)果的集合平均法預(yù)報(bào)未來10年光資源時(shí)間變化特征；熱資源方面，姚林林等[3]利用序列分析法得到中亞水熱資源的季節(jié)差異和敏感性因子；降水資源方面，郭宗凱等[4]通過降水量時(shí)間序列得到遼寧省冬季降水資源突變不明顯。氣候資源對整個(gè)社會(huì)的影響非常廣泛，包括農(nóng)業(yè)、生態(tài)等方面，其中以曼-肯德爾法[5]、最小二乘法線性回歸及氣候傾向率、相關(guān)性及顯著性檢驗(yàn)、適宜度等研究方法的使用最為普遍。本文借鑒以上分析方法和研究思路，著眼于研究阿拉善盟氣候資源時(shí)空演變特征，為促進(jìn)氣候資源的合理開發(fā)利用和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與預(yù)處理

氣象資料來自阿拉善盟氣象局氣象服務(wù)系統(tǒng)，包括平均風(fēng)速、太陽輻射、日照時(shí)數(shù)、積溫、無霜期、氣溫和降水量。由于烏斯太和孿井灘遷站，資料存在不連續(xù)，選取烏斯太2008—2021年的資料、孿井灘2002—2021年的資料。風(fēng)速為2 min 時(shí)間間隔平均風(fēng)速，太陽輻射為總輻照量，使用額濟(jì)納旗2017—2021年的資料。積溫為不小于10 ℃的平均溫度累加值。采用線性內(nèi)插法對缺測、誤測資料進(jìn)行插值增補(bǔ)。采用Excel 2021 軟件對各氣象要素進(jìn)行一元線性回歸趨勢分析和突變特征分析，計(jì)算信噪比，繪制折線圖。

2 分析方法

2.1 趨勢分析

趨勢分析通過構(gòu)建一元線性回歸方程來實(shí)現(xiàn)，如式（1）所示。

式中：Y為氣候資源；b為回歸常數(shù)；a為趨勢系數(shù)，10 倍的趨勢系數(shù)為氣候傾向率；t為要素個(gè)數(shù)(t=1,2,…,n)。

2.2 曼-肯德爾法突變性檢驗(yàn)分析

曼-肯德爾法是判斷氣候時(shí)間序列中氣象要素是否突變的分析方法。假設(shè)有k個(gè)要素的序列x，構(gòu)建序列sn是n時(shí)的數(shù)大于m時(shí)的數(shù)個(gè)數(shù)的累計(jì)值，定義一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)量，如式（2）所示。

對于序列x的逆序列，令統(tǒng)計(jì)量UBn=-UFn，n=k,k-1,…,l，UBn=0。在臨界范圍內(nèi)，UBn和UFn的交點(diǎn)處為突變發(fā)生時(shí)間。用信噪比（SNR）[6]判斷序列中交點(diǎn)處是否發(fā)生突變。

3 氣候資源特征分析

3.1 風(fēng)資源特征

阿拉善盟各地年平均風(fēng)速為2.4～4.7 m/s，額濟(jì)納旗中部、阿拉善左旗中部年平均風(fēng)速在3 m/s 以下，額濟(jì)納旗西部平均風(fēng)速在4 m/s 以上。年平均風(fēng)速呈逐年減小的趨勢，氣候傾向率為-0.04 m/（s·10 a），趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.1）。

3.2 光資源特征

額濟(jì)納旗年輻照量為6 196～6 631 MJ/m2。根據(jù)《太陽能資源評估方法》（GB/T 37526—2019），2019年屬于很豐富（B）等級，其余四年均屬于最豐富（A）等級；從太陽能資源穩(wěn)定程度上看，秋季和冬季為穩(wěn)定（B）等級，春季和夏季為很穩(wěn)定（A）等級；阿拉善盟各地年平均日照時(shí)數(shù)介于2 988～3 354 h，自阿拉善左旗南部向西向北逐漸增加，時(shí)數(shù)逐漸減少，氣候傾向率為-30.1 h/10 a，趨勢的信度檢驗(yàn)不顯著。

3.3 熱資源特征

阿拉善盟各地年平均氣溫介于6.8～11.4 ℃，年平均氣溫呈逐年升高的趨勢，自東部、南部向西北部升高，氣候傾向率為0.4 ℃/10 a，趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.01）；阿拉善盟各地不小于10 ℃的年平均積溫介于3 511～4 216 ℃，積溫呈逐年增加的趨勢，自西部向東部增加，氣候傾向率為82.2 ℃/10 a，趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.01）；阿拉善盟各地年平均無霜期日數(shù)介于143～175 d，日數(shù)呈逐年增加的趨勢，自巴彥浩特至烏斯太一線向西向南增加，氣候傾向率為3 d/10 a，趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.1）。終霜日呈提前的趨勢，氣候傾向率為-4 d/10 a，趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.02）。初霜日呈延后的趨勢，氣候傾向率為3 d/10 a，趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.05）。

3.4 降水資源特征

阿拉善盟各地年平均降水量介于36.9～222.3 mm，呈逐年增加趨勢，氣候傾向率為8.9 mm/10 a，變化趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.1）。年平均降水量在空間上自西北部向東部和西南部逐漸增加。

4 氣候資源突變特征

取顯著性水平為0.05，U0.05上界（方點(diǎn)）為+1.96，U0.05下界（短劃線）為-1.96。構(gòu)建UF統(tǒng)計(jì)量和UB統(tǒng)計(jì)量序列。對風(fēng)資源進(jìn)行分析，在U0.05的上下界之間，折線有3 個(gè)交點(diǎn)且SNR<1.0，沒有突變，如圖1（a）所示；對光資源進(jìn)行分析，UF折線和UB折線有2 個(gè)交點(diǎn)，分別在2011年和2013年，交點(diǎn)處SNR<1.0，沒有突變，如圖1（b）所示；對熱資源進(jìn)行分析，年平均氣溫的UF折線和UB折線在U0.05的上下界之間僅有一個(gè)交點(diǎn)，交點(diǎn)處SNR>1.0，年平均氣溫在2013年發(fā)生突變，如圖1（c）所示；對降水資源進(jìn)行分析，折線間有3 個(gè)交點(diǎn)，交點(diǎn)處SNR<1.0，沒有突變，如圖1（d）所示。

圖1 1992—2021年阿拉善盟氣候資源統(tǒng)計(jì)量折線圖

5 結(jié)論

1992—2021年，阿拉善盟年平均風(fēng)速呈逐年減小的趨勢，沒有發(fā)生氣候突變；額濟(jì)納旗年輻照量為6 196～6 631 MJ/m2，太陽能資源評估等級為B 級以上；年平均日照時(shí)數(shù)在時(shí)間上呈逐漸減少的趨勢，空間上自阿拉善左旗南部向西向北逐漸增加。年平均日照時(shí)數(shù)沒有發(fā)生氣候突變。年平均氣溫呈逐年升高的趨勢，2013年發(fā)生氣候突變；年平均積溫呈逐年增加的趨勢，空間上自西部向東部逐漸增加；年平均無霜期日數(shù)呈逐年增加的趨勢，空間上自巴彥浩特至烏斯太一線向西向南逐漸增加，終霜日呈逐年提前的趨勢，初霜日呈逐年延后的趨勢。年平均降水量在時(shí)間上總體呈逐年增加趨勢，變化趨勢通過顯著性檢驗(yàn)（顯著性系數(shù)P＜0.1），在空間上自西北部向東部和西南部逐漸增加。年平均降水量沒有發(fā)生氣候突變。