哈密平原和山区降水变化特征分析

热依拉·玉努斯+艾海提·牙合甫

摘 要：依据哈密地区平原和山区1961—2015年降水资料运用线性倾向估计法、累计距平法、M-K突变检验、滑动T检验法、Morlet小波变换法研究了该地区降水演变趋势、突变和周期性特点。近55a哈密地区平原和山区年平均降水量呈增加趋势，气候倾向率分别为0.04mm/10a、0.79mm/10a；结合M-K突变检验和滑动T检验得出哈密平原1968年平均降水量出现由少到多突变，而山区年平均降水量未发生突变；55a来哈密平原地区年平均降水量变化在4a、8～10a、16～17a、30a时间尺度上存在周期振荡，其中16a振动周期稳定，山区存在4～5a、8～10a、21a周期振动10a为主要周期且稳定。

关键词：哈密平原地区；哈密山区；降水；突变；小波分析

中图分类号：S165 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333203

引言

气候变化是当今人们普遍关注的全球环境变化之一。哈密地区位于新疆维吾爾自治区东部，天山山脉从东至西横贯地区中部，特殊的自然地理条件形成哈密两大不同气候区域，兼具南、北疆气候特点，南部光热丰富，干旱少雨，北部降水多，气候温凉。本文选取资料序列完整的站点，对哈密平原和山区的降水变化特征进行分析。

1 资料和方法

本文利用哈密地区1961～2015年4个台站降水资料，采用线性倾向估计法、五点二次滑动平均及累计距平等办法分析哈密平原和山区平均降水量演变趋势及持续性变化，运用Manm-Kendall检验法、Morlet小波变换对哈密地区近55a降水时间分布特征作突变及周期性分析。

2 哈密平原区降水变化特征

2.1 年平均降水量变化

哈密平原地区55a年平均降水量3.05mm，总体呈增加趋势，气候倾向率为0.04mm/10a。其中1986年以前降水偏少，26a中仅有10a距平为正值，属降水偏少年份，其中1985年降水最少（1.80mm），比常年偏少1.25mm；1986—2007年降水趋于上升，2007年后降水缓慢下降；1986年后29a中11a降水偏少，降水最大4.64mm（1988年）。

2.2 突变分析

对1961—2015年哈密平原地区年平均降水量的M-K检验统计（图1a），平原地区大多年UF值>0，降水趋于上升。UF和UB置信线在1968年相交，1973—1975年、1989—2008年超过了临界值，1968年为突变年。利用滑动T检验对突变点信度检验，当两子序列长度取5和6时，哈密平原地区在1968、1986、1992年发生突变，因此1968年突变点是可信的。

2.3 周期变化分析

哈密平原地区55a平均降水量变化在不同时间尺度上存在周期振动（图1b），经历偏少、偏多、偏少……共28个时期交替循环变化。以8～10a为周期振动，年平均降水量周期逐渐增大；在16～17a为周期振动时，周期约7a；在30a时间尺度上，有2次偏少期和2次偏多期，周期约16a。1961—2015年哈密平原地区年平均降水量变化16a周期振动最强（图1c），为主要周期，其次是9a、30a和4a。

3 哈密山区降水变化特征

3.1 年平均降水量变化特征

山区年降水量在波动中呈明显增加趋势（图1b），气候倾向率为0.79mm/10a，年平均降水量13.80mm。55a中累计距平值均为负值，表明山区55a平均降水量虽呈增加趋势，但降水均偏少。1986年前降水偏少，24a中7a属偏多年份，1974年降水量最少，为10.43mm；1986年后降水量偏多，31a中有7a属偏少年份，1999年降水量最多，为19.24mm。

3.2 突变分析

分析1961—2014年哈密山区年平均降水量M-K检验统计量，1987年后UF线超过置信线，说明山区年平均降水量增加明显。UF和UB在1983年在临界值内相交，其中1961—1964年UF为负值，降水偏少，1964年后降水偏多且波动增加。从滑动T检验结果看，1983年没有发生突变，说明哈密山区平均降水量未发生突变。

3.3 周期变化分析

哈密山区近55a年平均降水量在不同时间尺度周期震荡，在4～5a短时间尺度上，山区平均降水量经历了偏少、偏多、偏少、偏多……共22个时期交替变换；在8～10a时间尺度上，周期约为5a；21a周期较稳定，由3次偏少期和3次偏多期组成。8～10a尺度和21a尺度等值线还未闭合，说明未来几年哈密山区年平均降水量将处于偏多期。1961—2015年山区年平均降水量变化10a周期振动最强，为主要周期，其次年代贡献是5a、21a。

4 结论

近55a哈密平原和山区平均降水量波动较大，总体均呈增加趋势，气候倾向率分别为0.04mm/10a、0.79mm/10a。

累计距平、M-K检验及滑动T检验结果表明：哈密平原和山区降水量在1986年发生显著突变，突变前后降水量由少到多突变；山区降水量未发生突变。

哈密平原和山区年平均降水量变化具有明显周期性特征，平原地区55a震荡周期在4a、9a、16a、30a时间尺度上存在周期振动，其中16a尺度年代际周期变化最显著；山区存在5a、10a、21a周期振动，其中10a周期振动最强，为主要周期。

参考文献

[1]朱海棠.哈密市1951-2010年降水变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2015，9（z1）.

[2]张山清，普宗朝，韩勇，等.近47年哈密地区气候变化[J]. 气象科技，2009（5）.

作者简介：热依拉·玉努斯（1988-），女，维吾尔族，新疆哈密人，本科学历，助理工程师，新疆哈密地区气象局，从事预报工作。