近62年新疆喀什市气温及降水量变化特征分析

2014-04-29拜合提亚尔阿布力米提等

安徽农业科学 2014年36期

拜合提亚尔?阿布力米提等

摘要利用喀什市气象代表站点1951～2012年平均气温、年最高气温、最低气温、降水量等数据资料，分析近62年以来喀什市的气温和降水量变化特征。结果表明，进入21世纪以后该地域气温明显提升，平均气温趋向上升；年平均气温升高率为0.279 ℃/10a。相比20世纪，近10年的气温变动提升了1.3 ℃；降水量变动趋势总体上不明显，线性变动倾向率为1.237 mm/10a；62年以来喀什市最高气温上升率与西北地区最高气温上升率保持一致，平均极端最高气温和最低气温同样是趋向升高。近10年的最高气温、最低气温与过去相比，分别上升0.6和1.2 ℃，对年平均气温的升高贡献最大的是最低气温的提升。

关键词喀什市；气温；降水量；变化特征

中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611（2014）36-12988-03

AbstractBased on annual average temperature， maximum and minimum temperature， precipitation in meteorological representative stations of Kashi City during 1951-2012， the variation characteristics of temperature and precipitation were analyzed. The results showed that： the average temperature in the region is rising， especially after the 2000s， the temperature is increased significantly； annual average temperature rise at the rate of 0.279 ℃ / 10 a. There is an obvious change in recent 10 years， the average temperature increased 1.3 ℃ than of previous 50 years； there is a significant rising trend in the average temperature. The precipitation changes in the whole city of Kashi is not very obvious， linear variation tendency of the average annual precipitation was 1.237 mm/10a， 1974 was the period of maximum rainfall， precipitation is 146.2 mm. The extreme maximum and minimum temperature of Kashgar City is rising on average since 1962， the increasing rate of the maximum temperature in the region is consistent with the southern area of Xinjiang. The extreme maximum and minimum temperatures of recent 10 years were increased 0.6 ℃ and 1.2 ℃ compared to the last 50 years.

Key wordsKashi City； Temperature； Precipitation； Variation characteristics

地球形成46億年以来气候发生过多次激烈的变化[1]。目前，各学术界极大关注环球气候变化，尤其是气候变暖引起的社会经济影响，特别是在温室气体浓度不断增多的情况下，会导致温室效应。人类的工业化活动导致大量温室气体进入地球大气层，以致天气变暖，从而对生物生命产生极大地危险。从20世纪开始，各学术界以整体性和动态变化性来解释地球系统，其中环球气温变化是研究主题之一[2]。将近一个世纪以来研究资料已证明全球气候趋势变暖的事实。目前的预测成果显示，估计将来100年全球气候向变暖方向发展。增温不仅对小尺度范围内的区域生态系统和社会经济已经产生影响，且对环球生态系统和国际经济产生重大而深远的影响。新疆是典型的大陆性干旱天气，年降水量全疆多年平均为134.0 mm，其农业是典型的绿洲农业，而降水变化是农业生产的关键因素之一[3]。过去30多年以来，西北地域气温升高变化明显，但降水量增加的总量很小[4]。模拟气象预测结果显示，现阶段的人为生产活动影响下的天然状态下西北地区处于干旱气候，然而人类生产活动的加剧下未来的50年西北趋向暖湿气候发展，到2050年平均气温增加4 ℃，而降水量的预测困难，或许不稳定性略增，但对西北地区干旱气候产生的影响不足以改变根本格局。有关学者研究指出，环球气候的变暖趋势，特别是极端天气气候事件频发持续对农业生产带来负面影响[5]。薛燕等研究表明半个世纪以来西北地区年平均气温趋向上升，平均增温幅度为027 ℃/10a[3]。在年代际时间尺度上，20世纪末开始喀什市明显增暖、变湿，尤其以近50年的增加幅度最显着[6]。然而制约喀什市快速发展的瓶颈问题之一是资源环境恶化、环境污染趋势加剧等一系列生态环境问题。目前，有关喀什的研究多数是气候变化对该地区流域、水资源、经济和农业的影响，也有地域性气候对居民建筑物的影响、大气污染成因分析等，但有关气候变化的特点分析研究几乎没有，因此笔者以喀什市1951～2012年气象资料为依据，采用线性回归法和滑动平均法，对气温、降水的变化特征进行了重点分析，以此揭示喀什市的气候变化特征，从而进一步提升气候预测能力，为当地政府决策提供资料，对增进当地经济的稳定发展具备特别重大的现实意义。

1资料与方法

1.1研究区域概况喀什位于新疆西南缘（73°20′～79°57′E、35°20′～40°18′N），土地面积199.38 km2，人口48.61万[7]，海拔1 289 m，属暖温带大陆性干旱气候带，明显的四季变化，较长的光照时间，气温的年较差和日较差偏大，降水量稀少，蒸发强盛。夏季炎热，但酷暑期短；冬无严寒，但低温期长[8]。历史记录的最高气温为41 ℃、最低气温是-22 ℃[6]。年降水量146.2～12.05 mm，降水变化幅度很大，连续几个月乃至半年以上滴水不降。

1.2数据的来源采取喀什市气象站台（51709）的数据资料来进行分析，主要利用喀什市气象站所提供的1951～2012年的气象数据实测资料，建立62年喀什市气象数据资料的时间序列，统计出该气象站的各要素。

1.3研究方法根据喀什市气象站提供的氣象数据做出平均气温、平均最高气温、最低气温以及年平均降水量的变化曲线，采用滑动平均法和线性拟合分析法等方法，建立一元线性回归方程，其中自变量为时间，因变量为要素[9]，分析喀什市不同年代的气候变化特征及其变化趋势，揭示喀什市1951～2012年气候变化特征。

1.3.1线性拟合方法。根据数据资料画出各检查对象的变化曲线，分析喀什市在不同年代际气温和降雨量的变动特性，采用一元线性回归方法进行分析，用一次直线方程陈述气候要素的变动趋向，即Y（t）= at+b，其变化率表示为dy（t）/dt=a，式中，10t是气候趋势变动率。当a>0时，气候因素序列随时间增加，变化趋势越明显，说明绝对值越大。其中，a、b用最小二乘法求得[10]。

1.3.2滑动平均法。利用确定时间序列来显示变化趋势的是滑动平均值，对样本量为n的序列x，其滑动平均序列为j=1kki=1xi+j-1（j=1，2，…，n -k+1），式中，滑动长度为k，取奇数，是因为便于平均值加到时间坐标上。表明滑动平均后序列中短于滑动长度的周期大幅度减弱，可以得出变化趋向[11]。

2结果与分析

2.1气温变化特征分析

2.1.1年平均气温变化。由图1可知，喀什市62年平均气温是11.9 ℃，与其62年的均值比较，1951～1955、1958～1970、1974～1977、1984～1997年偏冷，1956～1957、1971～1973、1978～1983、1998～2012年偏暖。1997年开始气温提升，大于平均温度且气候偏热；2006年年平均温度达最高值，比历年平均值高1.2 ℃，1951年出现了年平均气温最低值，比历年平均值低1.9 ℃。上述分析结果表明，喀什市气温平均值趋向上升，尤其是1997年后气温的上升变化明显。

2.1.2最低气温和最高气温变化。

由图3可知，近62年喀什市最低气温与最高气温均呈升高趋势，上升率分别为0177、0.097 ℃/10a，与西北地区最高气温上升率（0.18 ℃/10a）大体一致[15]；年最低气温上升率远高于年最高气温和年均气温上升率，说明年最高气温对年平均气温上升的贡献小于年最低气温。年最低气温最小值出现于2010年（4.1 ℃），最大值出现于2002年（7.7 ℃）；年最高气温最大值出现在2007年（20.2 ℃），最小值出现在1974年（16.6 ℃）。近10年的最高气温、最低气温与过去半个世纪相比较分别上升0.6和1.2 ℃。从图3可以得知，喀什市最低气温和最高气温均随着年代际变化而增高，其中比较显著的是年最低气温变化。

2.2降水量变化特征分析

由图4可知，62年来喀什市平均降水量是62.5 mm，线性变化倾向率为1.237 mm/10a，与历年均值相比，1951～1955、1963～1968、1973～1977、1981～1985、1987、1989～1992、1995～1996、2002～2005年降水量偏多，1956～1962、1969～1972、1978～1980、1986、1988、1993～1994、1997～2001、2006～2012年降水量偏少，1974年降水量最多，达146.2 mm，与62年平均值相比增多83.7 mm；2012年降水量最少，仅有12.1 mm，与62年平均值相比减少50.4 mm。可见，喀什市降水量呈不明显的减少趋向。

从表1可以看出，1951～2012年喀什市年降水量少，变化趋势不明显，20世纪50年代最少，平均降水量仅有61.3 mm，21世纪以来最高，平均降水量达73.5 mm，而与总降水量均值（62.5 mm）相比，近10年的降水量均值偏大11.0 mm。

3结论与讨论

（1）62年来喀什市平均气温呈现出上升趋势，上升率为0.279 ℃/10a，与全国平均气温上升率（0.22 ℃/10a）大体一致。特别是在2000年以来近10年的气温增加显著，相比前50年（1951～2000年）的平均气温上升了1.3 ℃。

（2）喀什市年降水量的线性变化趋势表现出小幅度减少。年平均降水量上升率为1.237 mm/10a。与过去50年的降水量相比较，近10年的降水量偏大了11.0 mm。

（3）62年来喀什市最高气温和最低气温上升率分别为0.097、0.177 ℃/10a，与南疆最高气温上升率（0.18 ℃/l0a）一致。与前50年相比较，近10年的最高气温、最低气温分别上升0.6和1.2 ℃，说明对年平均气温的升高贡献最大的是最低气温的上升变化。

（4）最近10年来全球气候变化明显，CO2排放量明显提高，过去一个半世纪以来全球平均气温上升了0.4～0.8 ℃，是1 000年以来从未遇见过的最高气温值[16]。不经处理排放的大量温室气体是地球气候变暖的主要原因之一。虽然在合适的条件下，较高的CO2浓度促进光合反应，从而大幅

度增加植物的固碳速率，导致植物快速生长，即CO2的增产

效应。然而气候变暖的正面影响不足以弥补其负面影响。气候变暖对喀什市的负面作用较明显，年均气温不断升高，年降水量负增长，对农业生产造成的威胁和破坏客观。为确保人类的安定生活和农业生产、解决气候变化对农林业生产不利影响，应该对气候变化及其影响更加关注。

参考文献

[1] 王绍武，蔡静宁，朱锦红，等.中国气候变化的研究[J].气候与环境研究，2002，7（2）：138-145.

[2] 王瑕珉.全球气候变化问题的认知比较研究[D].青岛：中国海洋大学，2007：23，34.

[3] 薛燕，韩萍，冯国华，等.半个世纪以来新疆降水和气温的变化趋势[J].干旱区研究，2003，20（2）：127-130.