鄂托克前旗近40a气候变化特征及突变分析

靳文娅

摘要 利用鄂托克前旗1981—2020年的气象资料，用线性倾向估计法、累积距平法、M-K法进行气候变化特征及突变分析。结果表明：建旗40周年来，鄂托克前旗气候呈气温升高、降水量略增、日照增多、风沙减少的暖湿化趨势，但目前的暖湿趋势仅为量的变化，不足以改变半干旱的基本气候特征。各气象要素在不同年份发生不同程度的突变。气温、降水具有明显的季节性变化差异，春季增温最明显，夏、冬季次之;春、夏季降水量呈减少的趋势，秋、冬季呈增加的趋势。大风、扬沙、沙尘暴日数均呈明显减少趋势，2013年后没有再出现沙尘暴天气。年日照时数2013年后显著增加，年相对湿度变化范围不大。

关键词 鄂托克前旗;气候变化;累积距平法;M-K法;突变

中图分类号：P467 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）03–0028–02

在全球升温的背景下，气候变化已对人民生活及经济的可持续发展造成影响。鄂托克前旗1980年8月12日正式建旗，属中温带半干旱荒漠化草原气候。本文对该地区1981—2020年建旗40 a各气象要素的变化特征及突变性进行研究，旨在进一步探究本地区气候变化特征，为合理安排农牧业生产、利用气候资源、保护生态环境等提供理论参考。

1 资料与方法

选用1981—2020年鄂托克前旗国家气象观测站的气温、降水量、日照时数等气象要素，采用春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—10月）、冬季（11—次年2月）的季节划分，根据数学统计和线性倾向估计法分析各气象要素的变化特征，并对各气象序列分别用累积距平法、M-K法做突变分析。

2 结果与分析

2.1 气温的变化趋势及突变分析

从图1可得出，鄂托克前旗年平均气温呈升高趋势，倾向率是0.479℃/10 a。近40 a气温平均值8.1℃，变化范围为6.1℃～9.3℃。1997年前10 a滑动平均值低于多年平均值，1997年后高于多年平均值，2001年后明显增高;这也说明年平均气温表现为增暖趋势，1997年前是偏冷期，1997年后是偏暖期且气温持续增暖。

各季平均气温均呈升高趋势，春季增温最明显，增幅为0.673℃/10 a，高于年平均气温增幅;其次是夏、冬季，增幅为0.458℃/10 a、0.442℃/10 a，与年平均气温接近;秋季增幅最低为0.263℃/10 a。月平均气温变化范围为-9.1℃～23.2℃，7月平均气温最高，6月、8月次之，11月—次年2月平均气温均低于0℃。近40 a极端最高气温出现在2017年7月12日，为39.7℃，极端最低气温出现在1989年1月19日，为-31.4℃。

累积距平法分析，年平均气温在1997年后呈升高趋势（2005年、2008年、2012年有小波动）;M-K突变分析，年平均气温在2001年后显著增高，UF和UB曲线在1998年相交，是年平均气温变暖的突变点。两种方法与10 a滑动平均曲线分析结果一致。

2.2 降水量的变化趋势及突变分析

年降水量呈缓慢增加的趋势，增幅为6.67 mm/10 a;近40 a平均降水量263.5 mm，变化范围为118.8～454.0 mm，其中2011年降水量最多，2005年最少。1984—1985年、1988—1998年（1991年、1997年有小波动）、2001—2002年、2007—2019年降水量较多，整体高于40 a平均值。

春、夏季降水量分别以1.76 mm/10 a、5.93 mm/10 a的倾向率呈减少趋势，秋、冬季降水量分别以10.07 mm/10 a、4.29 mm/10 a的倾向率呈增加趋势。春、夏、秋、冬季平均降水量分别为13.5、47.2、150.2、52.7 mm，占年平均降水量的百分比分别为5%、18%、57%、20%，可见一年中夏季（6—8月）降水量最多。

年内降水量分配较集中，5—9月总降水量占全年的82%，其余月份仅占18%;月平均降水量为1.5～65.6 mm，最大月降水量约为最小月的44倍，可见降水量每月分配极不均匀，降水主要集中在7—9月，每月降水约占全年总量的15%～25%，5月、6月降水量次之约占全年总降水的11%左右，12月、1月降水量最少仅占0.6%、0.8%。

由累积距平法看出，降水量在1983年、1987年、1991年、1993年、1997年、2000年、2006年为低值，即降水量增多的突变点，平均周期为4 a。M-K法分析，UF和UB曲线在1984年、1987年、1991年、1993年、1994年、1995年、1997年、1998年、2007年、2009年相交，且均位于临界线内部，为降水量增多的突变点。综合两种方法可见，降水量主要在90年代发生增多的突变。

2.3 相对湿度、日照时数的变化趋势及突变分析

年平均相对湿度为50%，1981—2020年相对湿度在45%～57%，变化范围不大。

年日照时数呈上升趋势，倾向率为49.8 h/10 a，2013年后显著增加;年日照时数整体呈“两高两低”的特征，即1984—2010年、2012—2020年高于2 800 h/a，1981—1983年、2011年低于2 800 h/a。40 a平均日照时数为2 969.4 h，变化范围为2 472.3～3 529.5 h，其中有23 a日照时数大于多年平均值，其中有16 a日照时数大于3 000 h。

累积距平法分析，年日照时数在1985—2000年、2011—2020年呈上升趋势，1985年、2011年为突变点;M-K法得UF和UB曲线在1984年、2010年、2011年、2012年、2015年、2018年、2019年均相交，且都在临界值内，可见年日照时数在21世纪初（2010—2019年）发生增多的突变。

2.4 地面平均风速的变化趋势及突变分析

地面平均风速为2.4 m/s，以0.345 m/（s·10 a）的倾向率呈减小趋势，1981—1990年、1994—1996年平均风速大于多年平均值，其余年份均小于或等于多年平均值。年平均风速在1981年最大为4.1 m/s，2014年最小为1.9 m/s。

累积距平法分析，年平均风速在1989年前呈上升趋势，1989年后呈下降趋势，可知1989年为平均风速变小的突变点;进行M-K突变分析，UF<0表示平均风速呈减小趋势，1989年后风速显著减小，UF和UB曲线在1992年、1995年相交，但超出了临界线，不能作为突变点。

2.5 大风、扬沙、沙尘暴的变化趋势及突变分析

近40 a大风、扬沙、沙尘暴日数均呈明显减少趋势，减少率分别为5.759、9.067、6.994 d/10 a，均通过了0.01水平的显著性检验，其中扬沙日数的减少趋势最大。年平均大风日数14 d，变化范围为2～37 d，1981—1988年、1993—2001年大风日数大于多年平均值，2002—2020年明显低于多年平均值。年平均扬沙日数为26 d，变化范围为6～59 d，1999—2014年、2017—2020年扬沙日数小于多年平均值。年平均沙尘暴日数为10 d，1981—1983年存在沙尘暴日数高值区，其中1983年沙尘暴日数最多为44 d，1981年次之，为37 d，1982年为34 d;1991—1996年存在沙尘暴日数日数第二高值区，为13～29 d;2002年开始沙尘暴日数呈明显减少趋势（2006年有小波动），2013年后没有再出现沙尘暴天气。

累积距平法、M-K突变分析（图3），沙尘暴日数的突变点均在2002年，UF曲线在2007年后超过临界值，说明2007年后沙尘暴日数显著减少。

3 总结

年平均气温整体呈上升趋势，倾向率为0.497℃/10 a;7月平均气温最高，6月、8月次之。各季平均气温均呈上升趋势，春季增温最明显，夏、冬季次之，秋季最低。

年降水量呈缓慢增加的趋势，增幅为6.67 mm/10 a;年内降水量分配较集中，但每月降水量极不均匀。春、夏季降水量呈减少的趋势，秋、冬季呈增加的趋势。

年平均地面风速减小率为0.08 m/（s·10 a），主要与农林绿化增加有关。近40 a大风、扬沙、沙尘暴日数均呈明显减少趋势，与气候的暖湿化、生态改善有关。2002年开始沙尘暴日数呈明显减少趋势，2013年后没有再出现沙尘暴天气。

年日照时数呈上升趋势，倾向率为49.8 h/10 a，2013年以后显著增加，整体呈“两高两低”的特征。年平均相对湿度为50%，变化范围不大。

用累计距平法、M-K法研究各气象要素，在不同年份发生不同程度的突变，结果指出鄂托克前旗气候趋于暖湿化。

综合各气象要素的变化状况可知，近40 a鄂托克前旗气候呈气温升高、降水量略增、日照增多、风沙减少的暖湿化趋势，但目前的暖湿趋势仅为量的变化，不足以改变半干旱的基本气候特征。

參考文献

[1] 何云玲，鲁枝海.近60年昆明市气候变化特征分析[J].地理科学，2012，32（9）： 1119-1123.

[2] 徐玉强，陆海云，马东荣，等.阿鲁科尔泌旗近46年来的气候特点分析[J].内蒙古气象，2006（2）：15-17.

[3] 张雪艳，聂松花，崔彩，等.鄂托克前旗地区近30年气候特征分析[J].农业灾害研究，2013，3（8）：37-41.

[4] 胡文峰，何清，金莉莉，等.若羌绿洲近55 a气候变化基本特征[J].干旱气象，2011，29（3）：297-301.

责任编辑：黄艳飞