新疆气温季节变化时空分布特征研究

叶尔克江·霍依哈孜，阿吉古丽·沙依提，买买提艾力·买买提依明，阿帕尔·肉孜

（1.昌吉回族自治州气象局，新疆 昌吉 831100；2.新疆气象学会，乌鲁木齐 830002；3.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，乌鲁木齐 830002）

政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告指出，近百年全球气候变暖毋庸置疑，1880—2012年全球地表平均温度大约升高了0.85℃，1983—2012年 是过 去1 400 a来 最热 的30 a［1］。 近几 年来，受全球气候变暖的影响，中国极端气候事件频发，区域生态环境退化［2，3］。极端气象问题引发的气象灾害引起全社会的广泛关注［4，5］。受气候变暖影响，温度、降水等气象要素也有不同程度的变化，导致水文不平衡；降水、径流、地下水流动、蒸发以及土壤湿度的变化表明水文循环随着20世纪全球温度的上升在不断加强［6］；进而对各地社会经济、农牧业生产深刻影响，同时，在干旱、半干旱区，水资源短缺，水库和灌溉的潜在蒸发损失极大，严重威胁着农牧业生产和粮食安全［7］。全球增温在世界各地并不均匀，增温程度因地区而异，因此，有必要研究新疆区域气温的变化规律。

近40 a，中国西北地区气候出现由暖干向暖湿转变的趋势，而新疆在整个西北地区最为突出。新疆独特的地理位置、脆弱的生态使其对气候变化十分敏感，所以有关新疆在气候变化方面的研究受到国内外学者的广泛关注［8］。学者们对新疆地区近几十年气候变化的趋势和特征进行了研究［8-20］，但综合来看，目前的研究具有以下局限性：一是资料序列较短，研究时段大多截至2000年，而对最近20 a气温变化的研究则很少；二是使用的气象站点较少，一般都是选用部分代表站来研究全疆或部分区域年平均气温的变化，研究结果的代表性有待商榷；三是大多没有考虑地理因素对气温时空变化的影响，对各季度气温时空变化研究更少，精细化程度较低，这对地域辽阔、地形地貌复杂、气候类型多样的新疆来说，难以适应现代社会经济发展和生态环境保护对温度精细化时空变化信息的需求［10-12］。因此，本研究拟在前人研究的基础上，选用新疆境内尽可能多的气象站点的历史气候数据，结合ArcGIS的空间插值技术，研究分析1961—2018年新疆气候资料序列比较完整的105个气象台站历史各季度平均气温的精细化时空变化规律。为适应和应对气候变化，采取趋利避害的管理措施和技术措施，促进新疆社会经济的持续稳定发展，为生态环境保护措施提供参考依据。

1 研究区气候特征及研究方法

1.1 研究区域气候特征

新疆地处北半球中纬度地区欧亚大陆腹地，丝绸之路的交汇点，位于中国的西北边陲，中部横亘全境的天山山脉将全疆分为南、北两部分，是受全球气候变化影响最大的地区之一；地理位置73°40′—96°23′E、34°25′—49°10′N，总面积为166.49万km2，东西长2 200 km，南北宽1 500 km，约占全国面积的1/6，是中国占地面积第一大省区［12，13］。新疆区域地貌形态多样，北疆大部分为准噶尔盆地，准噶尔盆地海拔大多在600 m左右，盆地东高西低；南疆是中国最大的塔里木盆地，盆地海拔1 000 m左右，地势西高东低，两盆地间由横跨全区中部的天山相隔。天山又分西天山和东天山。西天山平均海拨3 500多米，占地面积广，其上有海拔6 995 m的汗腾格里峰，周围高大山脉沿盆地边缘向西南延伸与帕米尔高原连成一体，形成南疆西边的天然屏障。东天山则海拔较低，地形狭长，其南面有吐鲁番盆地。两部分天山仅在乌鲁木齐以南的达阪城处地势较低，形成地形缺口，有利于南北空气交换。新疆北面有阿尔泰山脉，西北面有塔尔巴哈台山、阿拉套山等，西南面是巍峨的帕米尔高原与天山南支，南面与世界屋脊青藏高原、昆仑山毗邻，东南面是阿尔金山、祁连山。新疆被这些山脉环绕，构成相对封闭的地形区域（图1）。

图1 新疆高程和气象台站分布示意图

受地理位置和地形影响，新疆是典型的温带大陆性干旱半干旱气候［14］，夏季短暂，冬季漫长而寒冷，冷热差异较大。新疆地处影响中国西风带天气的上游地区，而天山山脉又是影响新疆乃至中国中、西部地区气候和生态环境的重要天然屏障。新疆地区的气候变化不仅对新疆的生态环境和社会、经济发展具有重要的影响，而且对中国中、西部地区的生态环境也产生广泛而深刻的影响。因此，研究分析新疆地区的气候变化，对保护和改善新疆和中国中、西部地区的生态环境、促进社会经济持续稳定发展具有重要意义［15-20］。

1.2 研究方法

1.2.1 数据与分析方法 本研究选用近58 a（1961—2018年）新疆105个国家级气象观测站、国家天气一级观测站、国家天气二级观测站、国家气候观象台等气象观测台站各年各季度气温资料进行研究分析；同时，参照新疆地貌和气候特点将新疆划分为南疆、北疆和天山山区3个区域分别研究，南疆有46个气象站、北疆有44个气象站、天山山区有15个气象站，其中，代表天山山区的气象站选取本来属于南疆和北疆各地州的地处在南北疆中部天山山脉上的各气象站，包括伊犁哈萨克自治州（简称伊犁州）的尼勒克、新源、昭苏和特克斯，昌吉回族自治州（简称昌吉州）的天山天池，乌鲁木齐地区的小渠子、天山大西沟和乌鲁木齐牧试站，巴音郭楞蒙古自治州（简称巴州）的巴仑台和巴音布鲁克，克孜勒苏柯尔克孜自治州（简称克州）的乌恰和阿合奇，喀什地区的吐尔尕特，哈密地区的巴里坤和伊吾等15个气象站。

本研究运用ArcGIS 10.7环境下的反距离加权（IDW）插值法分析新疆地区气温空间分布特征；运用Matlab R2018b环境进行突变检验，利用Origin 2018和Excel软件对各季度气温气候倾向率和趋势变化进行分析。根据北半球典型的季度划分方法，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至次年2月为冬季。

1.2.2 气候倾向率 气候倾向率可以用来显示气候要素随时间的变化趋势［21］，yi表示样本量为n某一气候变量，xi表示yi所对应的时间序列，建立yi与xi之间的一元线性回归方程［17-21］。

式中，i为年序列，a为回归系数（线性方程的斜率），即气候要素的线性变化趋势和速率，也称为倾向率，a＞0表示随时间x的增加气候变量y呈增加趋势；若a＜0，则说明随时间x的增加y呈下降趋势；b为常数，可通过最小二乘法求取［19-22］。本研究运用趋势分析法探究近58 a新疆地区各季度气温变化趋势，采用一元线性回归进行气候趋势倾向估计。

1.2.3 突变检验 气象要素气候突变点检测方法包括均值突变（最常见）、方差突变、线性回归突变（也称趋势突变）、概率突变、空间型突变、谱突变和模型参数突变等，这些突变都有若干种检测方法。本研究借助Matlab R2018b和Origin 2018等软件，主要采用均值突变检测方法之一的Mann-Kendal（l简称MK）检验［21-24］，考虑气温演变趋势和累积距平值的变化情况，进一步检验新疆地区各季度气温变化趋势和突变特征；M-K检验方法是一种非参数统计检验方法，分为趋势检验和突变检验，在M-K突变检验中，对于含有n个样本的时间序列x，构造一秩序数列。

式中，Sk是第i时刻数值大于j时刻数值个数的累计数。在时间序列随机独立的假定下，定义统计量。

式中，UF1=0；E(Sk)，Var(Sk)是累积数Sk的均值和方差，在x1,x2,…,xn相互独立且有相同连续分布时，它们可由下式算出。

UF系列为标准正态分布，当k增加时，UF很快收敛于标准正态分布，它是按时间序列x顺序x1,x2,…,xn计算出来的统计量序列；在给定显著性水平a下，于正态分布表中查出临界值Ua2，当Ua2＜|UFi|，说明序列具有显著的变化趋势。将时间序列x逆序排列xn,xn-1,…,x1，再重复上述过程，同时使UBk=-UFk，k=n,n-1,…,1，到最后UB1=0，经过分析绘出正序UFk和逆序UBk曲线图，即可得到变化趋势、突变时间以及突变区域。当UFk＞0时，表明序列呈上升趋势；当UFk＜0时，表明序列呈下降趋势。当UFk曲线超过0.05显著性水平线（临界线为±1.96）时，则表明上升或下降趋势显著；当UFk曲线超过0.01显著性水平线（临界线为±2.58）时，则表明上升或下降趋势较显著。当UFk与UBk两条曲线出现交点时，且交点在显著性水平线之间（临界线之间），则表示该时刻为突变开始时刻。若交点位于显著性水平线之外或者存在多个明显交点，则不能确定是否为突变点；若不能确定是否为突变点，用其他方法对可能存在的突变点进行进一步验证。

1.2.4 反距离权重插值方法 运用ArcGIS 10.7中的反距离权重插值IDW（Inverse distance weighted）方法将新疆地区各季度气温数据进行空间插值，得到相应的空间分布。IDW是一种常用而简便的空间插值方法，它以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均，是基于相近相似的原理，每个采样点都对插值点有一定的影响，即权重。权重随着采样点和插值点之前距离的增加而减小，离插值点越近的样本点赋予的权重越大，而且当采样点在距离插值 点 一 定 范 围 以 外 时 ，权 重 可 以 忽 略 不 计［23，24］。

IDW通过对邻近区域的每个采样点值平均运算获得内插单元值。IDW是一个均分过程，这一方法要求离散点均匀分布，并且密集程度足以满足在分析中反映局部表面变化。

设平面上分布一系列离散点，任一离散点的值是各采样点权重之和，已知其坐标和值为Xi,Yi,Zi,(i=1,2,3,…,n)，根据周围离散点的值，通过距离权值求目标插值Zp。

式中，zi为第i个采样点数值，di为第i个采样点到插值点距离，求算式为为距离衰减函数，权指数μ表示距离越大而影响越小。当μ=0时，距离没有影响；当μ=1时，距离的影响为线性；当μ＞1时，遥远位置的影响快速减少。μ通常取值为1或2，但多数学者认为μ=2得到的试验效果更好，本研究中μ值取2。

2 结果与分析

2.1 各季度气温空间分布及时间变化

2.1.1 春季气温 新疆地区近58 a春季多年平均气温为10.7℃，其中，南疆为14.3℃，北疆为9.0℃，天山山区为4.3℃。从全疆各地春季气温空间分布情况（图2a）来看，各地空间差异明显，总体呈现南疆高、北疆低，平原和盆（谷）地高、山区低的特点。南疆大部以及吐鲁番、哈密盆地一般在12.0℃以上，其中塔里木盆地及吐鲁番盆地14.0℃以上，是新疆春季平均气温最高的区域；北疆大部分在4.1～12.0℃，其中北疆沿天山一带为9.1～12.0℃，北疆北部平原地带为7.1～9.0℃，阿尔泰山、天山和昆仑山山区春季气温较低，一般在4.0℃以下，其中高山带在0℃以下。

图2 新疆各季度多年平均气温空间分布

新疆地区春季气温以0.326℃/10 a的增温倾向率（速率）呈波动上升趋势（图3），58 a升高1.89℃。其中，北疆增温速率最快，为0.374℃/10 a，58 a升高2.17℃；其次为天山山区，增温速率为0.301℃/10 a，58 a升高1.75℃；南疆最慢，增温速率为0.288℃/10 a，58 a升高1.67℃；3个区域春季气温增温趋势均通过P=0.001显著性检验，见表1。

图3 新疆各季度气温趋势变化

表1 新疆气温各季度变化

从全疆各地来看，只有阿克苏地区库车的春季气温呈逐年略减少趋势，减少速率为-0.037℃/10 a，58 a减少0.21℃，减少趋势不明显，并未通过显著性检验；其他各地春季气温均出现不同程度的增温趋势（图4、图5），其中，南疆各地春季增温速率最快的是阿克苏站，增温速率为0.452℃/10 a，58 a升高2.62℃；其次为吐鲁番，增温速率为0.440℃/10 a，58 a来升高2.55℃；南疆春季增温速率最慢的是克州阿克陶县，增温速率为0.037℃/10 a，58 a升高0.21℃；其次为巴州的和硕，增温速率为0.107℃/10 a，58 a升高0.62℃。北疆各地春季增温速率最快的是哈密地区的十三间房，增温速率为0.815℃/10 a，58 a升高4.73℃；其次为阿勒泰地区的阿克达拉和富蕴以及乌鲁木齐米泉，增温速率分别为0.595、0.592、0.593℃/10 a，58 a分别升高3.45、3.43、3.44℃；北疆春季增温速率最慢的是博尔塔拉蒙古自治州（简称博州）的温泉，增温速率为0.089℃/10 a，58 a升高0.52℃，其次为乌鲁木齐，增温速率为0.093℃/10 a，58 a升高0.54℃。天山山区各地春季气温增温速率最快的是哈密地区巴里坤，增温速率为0.533℃/10 a，58 a升高3.09℃，其次为乌鲁木齐牧试站和伊犁州新源，增温速率分别为0.472、0.411℃/10 a，58 a分别升高2.74、2.38℃；天山山区春季增温速率最慢的是巴州巴仑台，增温速率为0.157℃/10 a，58 a升高0.91℃，其次为巴州巴音布鲁克和昌吉州的天山天池，增温速率分别为0.168、0.180℃/10 a，58 a分别升高0.97、1.04℃。

图4 新疆各季度气温变化趋势空间分布

图5 新疆各季度气温趋势系数空间分布

2.1.2 夏季气温 夏季是新疆气温最高的季节，也是南、北疆温差最小的季节，全疆夏季多年平均气温为22.4℃，其中，南疆为24.7℃，北疆为22.6℃，天山山区为22.4℃。全疆各地空间分布总体呈现平原和盆地高、山区低的格局（图2b），塔里木盆地东部、吐哈盆地以及准噶尔盆地西南部的部分地区在23.4℃以上，是新疆夏季平均气温最高的区域；南疆大部、北疆沿天山一带21.6～23.3℃；北疆大部、伊犁河谷、南疆山前倾斜平原19.6～21.5℃；南、北疆低山、丘陵地带15.7～19.5℃；高山带在15.6℃以下。

新疆地区夏季气温以0.244℃/10 a的增温速率呈波动上升趋势（图3），58 a来升高1.42℃。其中，北 疆 增 温 速 率 最 快 ，为0.319℃/10 a，58 a升 高1.85℃；其次为天山山区，增温速率为0.244℃/10 a，58 a升高1.42℃；南疆最慢，增温速率为0.171℃/10 a，58 a升高0.99℃。增温趋势均通过P=0.001显著性检验，见表1。

从全疆各地来看，南疆巴州的和硕、克州的阿克陶和阿图什，阿克苏地区的柯坪、库车和阿拉尔以及喀什地区的岳普湖等地的夏季气温呈不同程度的减少趋势。其中，柯坪逐年减少趋势最快，减温速率为-0.248℃/10 a；其次为阿克陶和库车，减温速率分别 为-0.241、-0.222℃/10 a，58 a分 别 减 少1.44、1.39、1.29℃，减少趋势明显，均通过P=0.001显著性检验；其他阿图什、和硕、阿拉尔和岳普湖等地的夏季气温呈不同程度略减少趋势，减少不明显，均未通过显著性检验，见图4、图5。南疆夏季气温除了以上个别台站逐年降温外，其他各地均呈不同程度的逐年波动增温趋势，其中，南疆夏季增温速率最快的是巴州的轮台和且末，增温速率分别为0.441、0.430℃/10 a，58 a分别升高2.56、2.49℃；其次为阿克苏地区的温宿和哈密地区的红柳河，增温速率分 别 为0.418、0.413℃/10 a，58 a分 别 升 高2.42、2.40℃。南疆夏季增温速率最慢的是阿克苏地区的乌什，增温速率为0.021℃/10 a，58 a升高0.12℃，其次为喀什地区的伽师和麦盖提，增温速率分别为0.059、0.060℃/10 a，58 a分别升高0.34、0.35℃。

北疆夏季气温在乌鲁木齐、博州的温泉和阿勒泰站出现不同程度的逐年略减少趋势，减温速率分别为-0.149、-0.019、-0.005℃/10 a，58 a分别减少0.86、0.11、0.03℃。其他各地均呈现不同程度的波动增温趋势，增温速率最快的是阿勒泰地区的阿克达拉，增温速率为0.958℃/10 a，58 a升高5.56℃，其次为哈密地区的十三间房和乌鲁木齐米泉，增温速率分别为0.776、0.654℃/10 a，58 a分别升高4.50、3.79℃。北疆夏季增温速率最慢的是昌吉州的奇台，增温速率为0.025℃/10 a，58 a升高0.15℃，其次为克拉玛依，增温速率为0.036℃/10 a，58 a升高0.21℃。天山山区各地夏季气温均呈不同程度逐年波动增温趋势，增温速率最快的是乌鲁木齐牧试站，增温速率为0.699℃/10 a，58 a升高4.05℃，其次为喀什地区的巴里坤，增温速率为0.690℃/10 a，58 a升高4.0℃。天山山区夏季增温速率最慢的是昌吉州 的 天 池 ，增 温 速 率 为0.099℃/10 a，58 a升 高0.57℃；其次为巴州的巴仑台和克州的阿合奇，增温速率分别为0.104、0.142℃/10 a，58 a分别升高0.60、0.82℃。

2.1.3 秋季气温 新疆地区近58 a秋季多年平均气温为8.3℃，其中，南疆为10.8℃，北疆为7.3℃，天山山区为3.5℃。各地空间分布与春季相似，也总体呈现南疆高、北疆低，平原和盆（谷）地高、山区低的格局（图2c）。南疆大部、吐哈盆地在9.3℃以上，其中塔里木盆地以及吐鲁番盆地在10.8℃以上；北疆大部、伊犁河谷、塔里木盆地周边低山丘陵地带为5.9～9.2℃；北疆北部3.6～5.8℃；天山、阿尔泰山和昆仑山区秋季平均气温一般在3.5℃以下，高山带低至0℃以下。

新疆地区秋季气温以0.307℃/10 a的增温速率呈波动上升趋势（图3），58 a升高1.78℃。其中，北疆增温速率最快，为0.368℃/10 a，58 a升高2.13℃；其次为天山山区，增温速率为0.333℃/10 a，58 a升高1.93℃；南疆最慢，增温速率为0.24℃/10 a，58 a升高1.39℃，增温趋势均通过P=0.001显著性检验，见表1。

从全疆各地来看，只有南疆巴州的和硕，克州的阿克陶，阿克苏地区的库车、阿拉尔和柯坪等地的秋季气温呈不同程度的波动减少趋势。其中，库车的逐年减少趋势最快，减少速率为-0.194℃/10 a，其次为巴州的和硕和克州的阿克陶，减少速率分别为-0.134、-0.109℃/10 a，58 a分 别 减 少1.13、0.78、0.63℃，减少趋势除了库车通过P=0.001显著性检验外其他各地均未通过显著性检验，阿拉尔和柯坪的秋季气温均呈不同程度的略减少趋势，减少不明显，均未通过显著性检验，见图4、图5。全疆秋季气温除了以上几个站逐年降温外，其他各地均出现不同程度的逐年波动增温趋势，其中，南疆秋季增温速率最快的是吐鲁番站和和田站，增温速率分别为0.628、0.515℃/10 a，58 a分别升高3.64、2.99℃；其次为和田地区的民丰、策勒和阿克苏地区的阿克苏站，增温速率分别为0.489、0.483、0.478℃/10 a，58 a分别升高2.84、2.80和2.77℃；南疆各地秋季增温速率最慢的是吐鲁番，增温速率为0.628℃/10 a，58 a升高3.64℃；其次为和田，增温速率为0.515℃/10 a，58 a升高2.99℃。北疆秋季气温增温速率最快的是哈密地区的十三间房，增温速率为0.901℃/10 a，58 a升高5.23℃；其次为阿勒泰地区的阿克达拉和乌鲁木齐米泉，增温速率分别为0.595、0.538℃/10 a，58 a分别升高3.45、3.12℃，北疆秋季增温速率最慢的是昌吉州的玛纳斯，增温速率为0.128℃/10 a，58 a升高0.74℃；其次为博州的温泉，增温速率为0.189℃/10 a，58 a升高1.09℃。天山山区各地秋季气温增温速率最快的是哈密地区的巴里坤，增温速率为0.594℃/10 a，58 a升高3.45℃，其次为乌鲁木齐 牧 试 站 ，增 温 速 率 为0.509℃/10 a，58 a升 高2.95℃；天山山区各地秋季气温增温速率最慢的是昌吉州的天池，增温速率为0.156℃/10 a，58 a升高0.91℃，其次为哈密的伊吾、克州的阿合奇和巴州的巴仑台，增温速率分别为0.222、0.241、0.246℃/10 a，58 a分别升高1.29、1.40、1.43℃。

2.1.4 冬季气温 冬季是新疆气温最低的季节，也是南北疆温差最大的季节，全疆近58 a冬季多年平均气温为-8.7℃，其中，南疆为-5.0℃，北疆为-11.8℃，天山山区为-10.5℃。全疆各地空间分布总体呈南疆高、北疆低，平原和盆地高、高山带低的格局（图2d）。南疆大部分地区一般在-7.0℃以上，其中塔里木盆地西南部达-4.7℃以上，是新疆冬季气温最高的区域；天山南麓，吐鲁番、哈密地区，北疆西部，伊犁河谷为-12.3～-6.9℃；北疆大部分地区-15.6～-12.2℃；天山、阿尔泰山和昆仑山的中、低山带受冬季逆温的影响，平均气温相对较高，为-15.0～-8.0℃，高山带气温较低，海拔4 500 m以上的高寒地带可降至-20.0℃以下。

新疆地区冬季气温以0.362℃/10 a的增温速率呈波动上升趋势（图3），58 a升高2.1℃。其中，北疆冬季气温增温速率最快，为0.394℃/10 a，58 a升高2.29℃；其次为南疆，增温速率为0.348℃/10 a，58 a升高2.02℃。天山山区最慢，增温速率为0.313℃/10 a，58 a升高1.82℃。南疆冬季增温趋势通过P=0.001显著性检验，北疆和天山山区的冬季增温趋势通过P=0.01显著性检验，见表1。

从全疆各地来看，只有北疆阿勒泰地区阿克达拉的冬季气温出现很明显的逐年减少趋势，减少速率为-1.234℃/10 a，58 a减少7.16℃，减少趋势通过P=0.001显著性检验，见图4、图5。全疆冬季气温除了阿克达拉明显降温，其他各地均呈不同程度的波动增温趋势，其中，南疆冬季气温增温速率最快的是吐鲁番，增温速率为0.713℃/10 a，58 a升高4.14℃；其次为阿克苏地区的拜城和沙雅，增温速率分别为0.615、0.533℃/10 a，58 a分别升高3.57、3.09℃。南疆冬季增温速率最慢的是喀什地区的麦盖提，增温速率为0.042℃/10 a，58 a升高0.24℃；其次为阿克苏地区的库车，增温速率为0.118℃/10 a，58 a升高0.68℃。北疆各地冬季气温增温速率最快的是阿勒泰地区的富蕴，增温速率全疆内最明显，为1.013℃/10 a，58 a升高5.88℃，其次为哈密地区的十三间房和伊犁州的霍尔果斯，增温速率分别为0.831、0.803℃/10 a，58 a分别升高4.82、4.66℃；北疆冬季增温速率最慢的是昌吉州玛纳斯县，增温速率为0.009℃/10 a，58 a升高0.05℃；其次为石河子的乌兰乌苏、昌吉州的北塔山和木垒，增温速率分别为0.092、0.156、0.158℃/10 a，58 a分别升高0.53、0.91、0.92℃。天山山区冬季气温增温速率最快的是哈密巴里坤，增温速率为0.642℃/10 a，58 a升高3.72℃；其次为伊犁州的特克斯，增温速率为0.534℃/10 a，58 a升高3.1℃。天山山区冬季增温速率最慢的是昌吉州的天山天池，增温速率为0.095℃/10 a，58 a来升高0.55℃；其次为乌鲁木齐小渠子和巴州的巴音布鲁克，增温速率分别为0.140、0.158℃/10 a，58 a分别升高0.81、0.92℃。

2.2 各季度气温突变检验

为进一步研究新疆地区各季度近58 a气温变化规律，应用M-K检验方法检验新疆地区各季度气温突变特征。结果（图6）显示，新疆各季度气温整体呈波动增温趋势，各季度均呈现先下降后持续上升的趋势。春季气温M-K检验曲线（图6a）显示，UFk曲线在1963—2004年小于0，是气温降低的趋势，也是气温相对低的时段；2005年开始大于0，是气温增加的趋势，也是气温相对高的时段。UFk和UBk曲线在2006年、2009年和2011年出现交点，其中明显的突变发生在2011年，UFk曲线到2018年超过1.96信度线，说明气温增加趋势显著并通过P=0.05显著性检验。

夏季气温M-K检验曲线（图6b）显示，UFk曲线在1967—1977年小于0，说明气温呈降低趋势；1978—2018年（除1993年和1994年）大于0，表明气温在此期间总体呈上升趋势，也是气温相对高的时段。UFk和UBk曲线在2001年和2003年交叉，其中明显的突变发生在2003年并持续上升，到2010年超过1.96信度线，说明气温增加趋势显著并通过P=0.05显著性检验，到2016年超过2.58信度线，说明气温增加趋势极显著并通过P=0.01显著性检验。

秋季气温M-K检验曲线（图6c）中，UFk曲线在1961—1965年大于0，说明气温呈增加趋势；1966—1971年、1975年和1976年小于0，说明气温呈降低趋势，也是相对低的时段；其他时段都大于0，说明气温呈增加趋势，也是相对高的时段。1994年UFk和UBk曲线交叉，到2004年超过1.96信度线，说明气温增加趋势显著，通过P=0.05显著性检验；2007年超过2.58信度线，说明气温增加趋势极显著，通过P=0.01显著性检验。

冬季气温M-K检验曲线（图6d）中，UFk曲线在1964年、1967—1981年和1985年小于0，说明气温呈降低趋势，也是相对低的时段；其他时段都大于0，说明气温是增加趋势也是相对高的时段。UFk和UBk曲线在1983年、1984年和1985—1986年出现交点，其中明显的突变发生在1985—1986年，温度开始突变性地升高，UFk曲线到1993年超过1.96信度线，气温增加趋势显著，通过P=0.05显著性检验；2000年超过2.58信度线，说明气温增加趋势极显著，通过P=0.01显著性检验。

图6 新疆各季度平均气温突变分析

3 小结

1）新疆地区近58 a春季多年平均气温为10.7℃，其中，南疆为14.3℃，北疆为9.0℃，天山山区为4.3℃。新疆地区夏季气温为22.4℃，其中，南疆为24.7℃，北疆为22.6℃，天山山区为22.4℃；秋季气温为8.3℃，其中，南疆为10.8℃，北疆为7.3℃，天山山区为3.5℃；冬季气温为-8.7℃，其中，南疆为-5.0℃，北疆为-11.8℃，天山山区为-10.5℃。新疆各地各季度平均气温空间分布呈现分布不均的现象，空间分布总体表现为南疆高、北疆低，平原和盆（谷）地高、山区低的格局。

2）新疆地区各季度气温均呈逐年波动上升趋势，不同季节和不同地区升温幅度有所不同。春季、秋季和冬季北疆气温增温速率最快，为0.368～0.394℃/10 a，58 a升高2.13～2.29℃；夏季天山山区增温速率最快，增温速率为0.319℃/10 a，58 a升高1.85℃。春季、夏季和秋季气温增温速率南疆最慢，为0.171～0.288℃/10 a，58 a升高0.99～1.67℃，冬季天山山区气温增温速率最慢，为0.313℃/10 a，58 a升高1.82℃；南疆、北疆和天山山区3个区域的春季、夏季、秋季和南疆的冬季气温增温趋势均通过P=0.001显著性检验，北疆和天山山区的冬季气温增温趋势通过P=0.01显著性检验。新疆地区气温增温趋势北疆强于南疆，冬季强于夏季，春季和秋季增温趋势比较接近并强于夏季、弱于冬季。各地各季度气温重点增长区位于哈密地区、塔城地区、伊犁地区及阿勒泰地区。新疆地区各季度平均气温增温速率由北向南递减，北部增温速率大于东北部，东北部大于中部，中部大于南部，南部大于东部，表明寒冷地区增温快于温暖地区。

3）M-K突变检验结果显示，新疆各季度气温整体呈波动增温趋势，各季度均呈现先下降后持续上升的趋势，其中春季气温在2011年开始突变性地增温，夏季气温突变发生在2003年，秋季气温在1994年开始突变性地增加，冬季气温突变发生在1985—1986年，并开始突变性地升高；各季度平均气温增加趋势显著（通过P=0.01显著性检验），由于新疆地区面积广阔，下垫面复杂，使得这种变化又具有强烈的地域性，不同地区转型程度不同，个别地区甚至呈现相反变化。

以上分析表明，新疆各季度都有不同程度的升温现象，并且春、秋、冬季20世纪90年代中期以来的升温速率比较显著，夏季2010年后升温速率比较显著。由于新疆面积广阔，下垫面复杂，使得这种变化又具有强烈的地域性，不同地区升温幅度不同，个别地区甚至呈现相反变化，原因可能与测站周围的地形环境与迁站有关。本研究的各季度温度空间分布、变温速率和突变点等与袁玉江等［9］、吴秀兰等［10］和李景林等［11，12］的研究结论有较大差异，可能是近几年部分台站迁址、研究时段和使用的气象站点数不同所致。