1961—2015年喀什南部區域大風日數變化特征

阿依仙木古麗·阿布來提++余嵐++李風晶++海米提·斯拉木

摘要 以1961—2015年喀什南部莎車、澤普、葉城縣大風日數資料為依據，運用線性傾向估計、Mann-Kendall突變檢驗法等對喀什南部區域大風日數特征分析。結果表明，喀什南部年大風日數趨于減少；莎車、澤普和葉城縣以2.4、0.6、0.9 d/10年速度減少。大風日數年際變幅較大，其中莎車縣最多大風日數在1966年，為24 d，澤普縣和葉城縣最多大風日數均為14 d，分別出現在1980年、1966和1969年。季變化特征基本一致：春、夏季多，秋、冬季少。各月變化較明顯，主要集中在4—8月，9—10月次之；12月未出現大風天氣。同一年代不同區域平均大風日數差異明顯；20世紀60—70年代大風日數最多，90年代后均呈減少趨勢；喀什南部都發生了突變性減少。

關鍵詞 大風日數；變化特征；新疆喀什；南部區域；1961—2015年

中圖分類號 P425.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0183-02

我國《地面氣象觀測規范》中規定，瞬時風速≥17 m/s的風，記為大風，當日稱為大風日[1]。大風是喀什地區常見的災害性天氣。由于喀什地區地理位置特殊，南、北、西面環山，通常是較強冷空氣翻越天山進入盆地后，高空影響系統快速減弱東移，地面冷空氣向東南爆發翻山進入南疆盆地造成大風。近年來，南疆經濟迅速發展，喀什作為南疆重鎮，在加快經濟特區發展背景下，春耕春播時節大風頻發對農業、交通、城市設施和群眾生產生活構成嚴重威脅，造成不可挽回的經濟損失[2]，其中大風對農業的影響很明顯。由于新疆地表沙源豐富，盛行大風地區常造成風沙危害，導致耕地風蝕和沙害[3]。如2010年8月21日葉城出現西北大風，極大風速18.5 m/s，風力8級，復播玉米受到嚴重影響，受災面積為4 638.4 hm2，成災面積為1 999.1 hm2，直接經濟損1 934萬元。李耀輝等[4]分析研究了西北地區大風空間、時間特征，具體分析大風與沙塵暴的時空關系，揭示近40年西北地區大風呈減少趨勢。陳洪武等[5]在新疆五大風區代表氣象站歷史風況資料基礎上，從平均風速、大風持續時間等分析了極端風氣候特征演變趨勢，結果表明，研究區大風日數、年時數等因素都顯著下降。劉海濤等[6]利用南疆33個氣象觀測站1961—2015年大風日數資料分析大風日數空間和時間變化，得出南疆大風日數總體呈下降趨勢，主要集中分布在南疆西部克州、喀什和南疆東部哈密地區；大風主要在4—7月出現。本文通過喀什南部3個縣站（圖1）大風資料，分析了解喀什南部大風時間序列和突變點，為喀什南部區域林果業氣象災害防御提供基礎。

1 數據與方法

本文選取喀什地區莎車縣、澤普縣、葉城縣3個臺站1961—2015年氣象資料；城市化進程資料來源于喀什地區統計局和歷年統計年鑒，資料序列通過信息化格式檢查，長度統一，質量較高。以每10年作為一個年代，2010—2015年作為近5年；3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月至次年2月為冬季，突出各季典型變化特征。將大風日數作為研究對象，采用回歸分析、趨勢線分析、氣候標準值、Mann-Kendall突變檢驗等進行大風日數時間序列變化和突變點研究。

2 結果與分析

2.1 大風變化特征

2.1.1 大風日數的年際變化。1961—2015年3個代表站年大風總日數最多的是莎車縣，為361 d；葉城縣次之，為209 d；澤普縣為173 d。近55年，莎車縣年大風日數減少幅度最大，氣候傾向率為-2.4 d/10年；葉城縣次之，氣候傾向率為 -0.9 d/10年；澤普縣年大風日數減少幅度最小，氣候傾向率為-0.6 d/10年（圖2）。

從3年滑動平均曲線來看，莎車縣大風日數分3個階段：1961—1969年為大風偏多期；1970—1991年大風日數接近平均值；1992—2015年為大風偏少期，都少于多年大風平均值。大風日數呈階段性減少是由于莎車縣降水顯著增加、氣候變暖趨勢及其下墊面改變等因素造成。澤普縣大風日數多變，大致分2個階段：1961—1975年為大風偏少期，大風日數在均值上下波動；1976—1984年為偏多期，1982年出現近50年極大值，為1.4 d；1985—2015年為大風偏少期，大多不高于年大風平均日數。葉城縣大風日數變化也呈2個階段：1963—1970年為大風偏多期；1971年后大風日數出現頻次明顯較少，大多不高于年大風平均日數。

分析年際變化曲線（圖2）：莎車縣年均大風日數第一、二峰值接近，分別為1966年（24 d）和1962年（23 d），達最高峰值；1970年大風日迅速減少為8 d，第一谷值為1973年，之后年變化趨勢頻繁；1991年起莎車縣大風日數持續趨于減少，最多大風日數不超過年大風平均日數。澤普縣年大風日數各年際變化頻繁，出現多個峰值和谷值，最高峰值在1980年，為14 d；1981后趨于減少，其中1987年、1995年、2000年、2002年、2008年、2010—2012年無大風日。葉城縣年平均年大風日數最高峰值在1966年和1969年，均為14 d；之后大風日數不斷減少，尤其1982年后大風日數均未超過多年平均值。

2.1.2 大風日數年代際變化。喀什南部大風日數年代變化（表1），喀什南部20世紀60年代大風平均日數最多，其次是70年代，80年代大風日數逐步減少，到90年代大風日數明顯下降，21世紀前10年為最少，較60年代偏少23.2 d。其中，莎車縣60年代大風日數最多，年平均16 d；70年代至90年代末逐漸減少，21世紀前10年略增加，但每年不到4 d。葉城縣年均大風日數7.3 d，60年代為最多，80年代后明顯減少，比前20年減少4～5 d；90年代比80年代減少3.3倍。澤普縣60—80年代大風日數最多，各年代為10 d左右；但90年代后大風日數迅速減少，每年<6 d，21世紀前10年<5 d。近5年莎車縣、葉城縣大風日數大致相同，分別為2.1、2.2 d，澤普縣大風日數為5.4 d。endprint

2.1.3 大風日數季變化。春季正值春耕春播時節，大風會造成極大損失。喀什南部大風日數有明顯季節差異，但季節性大風日數變化基本一致（圖3），春、夏季多，秋、冬季少，各季有不同特點。春季3個氣象站大風日數最多，占全年50%以上；其次是夏季，大風日數占全年40%以上；秋季較少，占全年5%～6%；冬季最少，僅占全年1%～2%，其中莎車縣和葉城縣冬季無大風。月變化趨勢差異明顯，莎車縣6月大風次數最多，>100 d；5月次之，最多大風次數99 d，4月、7月為50 d，其他月份最少，<30 d；而1月、12月未出現大風。葉城縣大風日數以6—7月最多，均為62 d；5月次之，為35 d，1月、2月、12月未出現大風日。澤普縣最多大風日為5月，為56 d；其次為4月、6月，分別為37、44 d；1月、12月未出現大風天氣。這3個站最多大風日數集中在5—6月，4月、7—8月次之。這與新疆“百里、三十里風區”大風日數出現月份略有差別，新疆“百里、三十里風區”常出現強勁西北偏北大風，以3—6月最頻繁，風力最強勁，這是由于喀什南部春季冷空氣勢力變弱，暖空氣逐漸變強，冷暖空氣交換頻繁，使區域氣壓梯度加大，易形成大風；因喀什地區地形特殊，夏季氣層不穩定，冷空氣一入侵，地面冷高壓向南爆發，冷空氣翻越天山造成本區大風，多陣性大風；而冬季氣層穩定，大風很少。

2.2 突變檢驗

氣候突變是指從一個平均值狀態到另一個平均值狀態的急劇變化，其表現為氣候在時空上從一個統計特性到另一個統計特性的急劇變化。用Mann-Kendall法分別對喀什南部區域的大風日數進行突變檢驗，結果表明都不同程度地發生了突變。

圖4（a）是對莎車縣大風日數的突變檢驗。可以看出，UF曲線從1967年開始就以下降傾向占優勢，之后UF和UB曲線在1974年相交，UF曲線迅速下降，UB曲線則迅速上升，并都穩定地超過信度α=0.01的置信線，在±2.56臨界值之間有一個交點（1974年），表明大風日數下降的趨勢顯著。圖4（b）表明，澤普縣大風日數自1983年以來呈下降趨勢，（下轉第186頁）

并且呈顯著下降，發生了突變，但突變點不確定。圖4（c）是對葉城縣大風日數的突變檢驗，在1961—1979年期間，UF曲線在0線上呈現波動變化，1980年開始下降趨勢，分別在1984年和1987年，UF和UB曲線相交，發生了突變。因此，可以說明葉城縣在1984—1987年發生突變。

3 結論

喀什南部大風日數均趨于減少；莎車縣、澤普縣、葉城縣下降系數分別為-2.4、-0.6、-0.9 d/10年。年大風日數最多24 d，最少年份無大風，年大風日數差異顯著，年際變化振幅較大。同一年代不同地區大風日數年代平均值差異明顯。喀什南部大風日數以20世紀60—70年代最多，90年代后呈減少趨勢。各縣大風日數季變化總體特征基本一致：春、夏季多，秋、冬季少。月變化均呈單峰逐月變化特征；主要集中在4—8月，9—10月次之，12月未出現大風。對喀什南部區域的大風日數進行突變檢驗，可知莎車、澤普、葉城縣都通過0.01的顯著性檢驗，在±2.56臨界值之間均出現突變。莎車1974年出現減少性突變；澤普縣也發生了突變，但突變點不確定，葉城縣在1984—1987年出現減少性突變。

4 參考文獻

[1] 姚楚平，梅紅衛，李帥.和布克賽爾北部地區大風的時空分布特征及原因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2010，4（5）：31-34.

[2] 阿尼爾·卡拉帕，道然·加帕依.東疆大風的統計分析[J].沙漠與綠洲氣象，2008，2（3）：41-43.

[3] 周宏，楊利鴻，胡素琴，等.2014年南疆西部一次大風天氣過程分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（6）：50-55.

[4] 李耀輝，張存杰，高學杰.西北地區大風日數的時空分布特征[J].中國沙漠，2004，24（6）：55-63.

[5] 陳洪武，辛渝，陳鵬翔，等.新疆多風區極值風速與大風日數的變化趨勢[J].氣候與環境研究，2010，15（4）：479-490.

[6] 劉海濤，劉海紅，韓春光，等.南疆大風氣候特征分析[J].干旱區資源與環境，2014，28（3）：148-154.endprint