哈密平原和山區降水變化特征分析

熱依拉·玉努斯+艾海提·牙合甫

摘 要：依據哈密地區平原和山區1961—2015年降水資料運用線性傾向估計法、累計距平法、M-K突變檢驗、滑動T檢驗法、Morlet小波變換法研究了該地區降水演變趨勢、突變和周期性特點。近55a哈密地區平原和山區年平均降水量呈增加趨勢，氣候傾向率分別為0.04mm/10a、0.79mm/10a；結合M-K突變檢驗和滑動T檢驗得出哈密平原1968年平均降水量出現由少到多突變，而山區年平均降水量未發生突變；55a來哈密平原地區年平均降水量變化在4a、8～10a、16～17a、30a時間尺度上存在周期振蕩，其中16a振動周期穩定，山區存在4～5a、8～10a、21a周期振動10a為主要周期且穩定。

關鍵詞：哈密平原地區；哈密山區；降水；突變；小波分析

中圖分類號：S165 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333203

引言

氣候變化是當今人們普遍關注的全球環境變化之一。哈密地區位于新疆維吾爾自治區東部，天山山脈從東至西橫貫地區中部，特殊的自然地理條件形成哈密兩大不同氣候區域，兼具南、北疆氣候特點，南部光熱豐富，干旱少雨，北部降水多，氣候溫涼。本文選取資料序列完整的站點，對哈密平原和山區的降水變化特征進行分析。

1 資料和方法

本文利用哈密地區1961～2015年4個臺站降水資料，采用線性傾向估計法、五點二次滑動平均及累計距平等辦法分析哈密平原和山區平均降水量演變趨勢及持續性變化，運用Manm-Kendall檢驗法、Morlet小波變換對哈密地區近55a降水時間分布特征作突變及周期性分析。

2 哈密平原區降水變化特征

2.1 年平均降水量變化

哈密平原地區55a年平均降水量3.05mm，總體呈增加趨勢，氣候傾向率為0.04mm/10a。其中1986年以前降水偏少，26a中僅有10a距平為正值，屬降水偏少年份，其中1985年降水最少（1.80mm），比常年偏少1.25mm；1986—2007年降水趨于上升，2007年后降水緩慢下降；1986年后29a中11a降水偏少，降水最大4.64mm（1988年）。

2.2 突變分析

對1961—2015年哈密平原地區年平均降水量的M-K檢驗統計（圖1a），平原地區大多年UF值>0，降水趨于上升。UF和UB置信線在1968年相交，1973—1975年、1989—2008年超過了臨界值，1968年為突變年。利用滑動T檢驗對突變點信度檢驗，當兩子序列長度取5和6時，哈密平原地區在1968、1986、1992年發生突變，因此1968年突變點是可信的。

2.3 周期變化分析

哈密平原地區55a平均降水量變化在不同時間尺度上存在周期振動（圖1b），經歷偏少、偏多、偏少……共28個時期交替循環變化。以8～10a為周期振動，年平均降水量周期逐漸增大；在16～17a為周期振動時，周期約7a；在30a時間尺度上，有2次偏少期和2次偏多期，周期約16a。1961—2015年哈密平原地區年平均降水量變化16a周期振動最強（圖1c），為主要周期，其次是9a、30a和4a。

3 哈密山區降水變化特征

3.1 年平均降水量變化特征

山區年降水量在波動中呈明顯增加趨勢（圖1b），氣候傾向率為0.79mm/10a，年平均降水量13.80mm。55a中累計距平值均為負值，表明山區55a平均降水量雖呈增加趨勢，但降水均偏少。1986年前降水偏少，24a中7a屬偏多年份，1974年降水量最少，為10.43mm；1986年后降水量偏多，31a中有7a屬偏少年份，1999年降水量最多，為19.24mm。

3.2 突變分析

分析1961—2014年哈密山區年平均降水量M-K檢驗統計量，1987年后UF線超過置信線，說明山區年平均降水量增加明顯。UF和UB在1983年在臨界值內相交，其中1961—1964年UF為負值，降水偏少，1964年后降水偏多且波動增加。從滑動T檢驗結果看，1983年沒有發生突變，說明哈密山區平均降水量未發生突變。

3.3 周期變化分析

哈密山區近55a年平均降水量在不同時間尺度周期震蕩，在4～5a短時間尺度上，山區平均降水量經歷了偏少、偏多、偏少、偏多……共22個時期交替變換；在8～10a時間尺度上，周期約為5a；21a周期較穩定，由3次偏少期和3次偏多期組成。8～10a尺度和21a尺度等值線還未閉合，說明未來幾年哈密山區年平均降水量將處于偏多期。1961—2015年山區年平均降水量變化10a周期振動最強，為主要周期，其次年代貢獻是5a、21a。

4 結論

近55a哈密平原和山區平均降水量波動較大，總體均呈增加趨勢，氣候傾向率分別為0.04mm/10a、0.79mm/10a。

累計距平、M-K檢驗及滑動T檢驗結果表明：哈密平原和山區降水量在1986年發生顯著突變，突變前后降水量由少到多突變；山區降水量未發生突變。

哈密平原和山區年平均降水量變化具有明顯周期性特征，平原地區55a震蕩周期在4a、9a、16a、30a時間尺度上存在周期振動，其中16a尺度年代際周期變化最顯著；山區存在5a、10a、21a周期振動，其中10a周期振動最強，為主要周期。

參考文獻

[1]朱海棠.哈密市1951-2010年降水變化特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（z1）.

[2]張山清，普宗朝，韓勇，等.近47年哈密地區氣候變化[J]. 氣象科技，2009（5）.

作者簡介：熱依拉·玉努斯（1988-），女，維吾爾族，新疆哈密人，本科學歷，助理工程師，新疆哈密地區氣象局，從事預報工作。