石河子地区极端气候事件特征分析

李萍

摘要 选取石河子市、乌兰乌苏、炮台和莫索湾气象站丰富的地面气象观测资料，研究石河子地区气候异常趋势，以及气温、降水、日照等极端气候事件发生状况，为开展极端气候事件预报及气象观测提供数据基础。

关键词 石河子地区;极端气候;特征;分析

中图分类号：P46 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）06–0057–02

在全球变暖的大背景下，世界范围内高温、干旱、洪水等极端气候事件频发，影响范围扩大，已严重威胁到人类赖以生存的生态环境，给社会、经济和人们的生活带来了严重的影响[1]。继2018年全球出现前所未有的热浪、风暴和洪水之后，“极端天气事件”是发生概率最高的全球性风险，其影响力仅次于“大规模杀伤性武器”。近年来，石河子地区极端气候事件也呈现频发、多发的态势，如2018年1月中旬石河子市日照时数偏少，位居历史同期第二;3月垦区各地平均气温偏高，打破历史记录，位居历史同期第一，3月上旬平均气温除石河子市位居历史第四，其他地方位居历史第三;3月中旬平均气温位居历史第一;3月下旬平均气温位居历史第二;6月莫索湾平均气温偏高，位居历史同期第二[2]。

1 资料与方法

针对石河子市、乌兰乌苏、炮台和莫索湾等气象站有资料以来年、月、旬日的气温、降水、日照、关键日和初终雪日等气象要素，应用统计方法进行计算和分析，将1981—2010年30年平均值作为基础值，得出石河子地区极端气候事件年代际发生特征[3]。

2 石河子地区极端气候特征分析

2.1 极端气温

石河子市近30年极端最高气温变化趋势倾向值为-0.027℃/10 a，呈现略微下降趋势，其中1983年最高温数值为历年最高值40.6℃，2008年最高气温达历年最低值为36.2℃，两者相差4.4℃（图1）。因此，石河子市夏季极端高温事件气温值在36.2℃～40.6℃之间，各站夏季极端高温事件极大值的分布呈现东南少、西北多的特征，这与东南高、西北低的地势有关。20世纪90年代末，极端高温值波动较大，进入21世纪以后，极端高温值呈现比较稳定的状态，这与全球变暖趋势有关。此外，21世纪00年代以后各站统计的极端高温值均有所上升，相较于20世纪80～90年代中的高温极值有2.2℃～3.6℃的上升幅度。1981—2010年间夏季极端高温事件发生频次多年平均值为4.48 d/a，从年代际变化角度来看，1981—1990年间极端高温事件发生频次大幅下降，1991—2000年呈现显著上升趋势，2001—2010年呈现略微上升趋势。由此可知，1991—2010年20年间为石河子市极端高温事件多发期，其中平原区表现得最为显著。具体到各站而言，夏季极端高温事件频次变差系数较大，说明频次变化不稳定，且各站年极端高温事件发生频次倾向率和趋势系数呈现一致增长，大约为每10年增加0.12～0.17 d。

石河子市1981—2010极端最低气温线性变化趋势公式为y=-0.038x+ 42.099，R2为0.0121，说明近30年来极端最低温值趋于下降，平均每10年下降0.38℃。极端最低温事件极值在-39.2℃～-25.8℃之间，1988年出现历年最低极值-39.2℃，1992年出现历年最高极值-25.8℃，两者之间相差13.4℃。1981—1991年间极端最低值变化幅度大，进入20世纪90年代以后，极端最低值波动幅度小。多年极端低温事件发生频次的变化倾向率为-2.21 d/10 a，即本市极端低温事件发生频次趋于下降，其中西北部为极端最低温事件发生频次低值区，东南部则为高值区。总体而言，20世纪80年代极端低温事件发生频次呈下降趋势，90年代最少，进入21世纪以后频次大幅上升（图2）。

根据年平均气温和极端高、低温Morlet小波实部分析资料显示，石河子具有显著的周期性特征。就极端最低气温而言，1981—1987年为暖期，1988—2001年为冷期，2002—2010年為暖期，年际6年的周期贯穿30年。就极端最高温而言，1981—1992年为暖期，1993—2004年为冷期，2005—2010年为暖期，7年左右尺度的年际周期贯穿始终。石河子市极端最高温一般出现在7月，极端最低温出现在12月—翌年2月。

2.2 极端降水量

石河子市近30年平均降水量为213.7 mm，年降水日数为82 d，年降水量以6.8 mm/10 a的速度增加，自2001年开始降水转为偏多，年最大降水量为2010年的366.9 mm，但该年降水日数却比最多降水日数少30 d，同时进入21世纪以来，300 mm的降水级别的次数增加，由此可知，降水变多与降水日数无关，而与降水强度有关。以5—9月为石河子市暖季，12 mm≤降水量≤24 mm为大雨标准，则石河子市暖季降水量增率为0.79 mm/10 a，远小于总降水量增长速度，说明降水量的增加主要源于冷季，雪期的减少表明，出现大到暴雪的概率增加。石河子市暖季平均降水日数为34.5 d，其中大雨日数1.7 d，大雨降水日数以0.15 d/10 a的速度增加，30年间未出现大雨的日数仅有2年，同时小雨和中雨的日数呈下降趋势。石河子市暖季平均雨强为3.04 mm/d，最大雨强出现于2010年为6.8 mm/d。大雨平均雨强为12.4 mm/d，最大雨强出现于2002年为21.9 mm/d，大雨对暖季总降水的平均贡献率为20.51%，进入21世纪后贡献率高达63%，在总降水量上升的条件下，小雨和中雨的日数、贡献率呈下降趋势，大雨的日数、贡献率、强度却在增长，特别是2000年以后此特征变得更为明显。

近30年间，石河子市最早初雪日为1984年9月30日，最晚初雪日为2001年11月28日，最早终雪日为2006年2月28日，最晚终雪日为2000年4月28日，雪期最长为1993年，初雪日在10月25日，终雪日在4月2日。自2000年以来，终雪日明显提前，终雪日则推迟，说明雪期减少。

2.3 極端日照时数

近30年来，石河子市日照时数年均值为2 715.7 h，各年份日平均日照最高值以每10年增加0.14 h的速度上升（图3）。1981—1994年为年日照时数较少期，年日照时数极低值出现于1987年为2 349.8 h，各年份日平均日照最低值为14 h，出现于1982年、1989年、1992年，此阶段平均时数低于多年平均值14.1℃。1995—2010年日照时数值逐步上升，1995年达3 000.1 h，各年份日平均日照最高值为2005年的15.1 h。石河子年日照时数呈明显增加的趋势，20世纪90年代比80年代增加了119.2 h，21世纪00年代比20世纪90年代增加了78.2 h。各年份日平均日照最高值出现在6月中旬—7月下旬，日平均日照时数0 h多出现在12月—次年1月。进入21世纪以后，日平均日照最高值的波动性增强。

3 结束语

石河子地区极端最低温事件发生频次下降，极端最高温事件发生频次上升，高温极值呈现出每10年下降-0.027℃的微弱趋势，低温极值趋于下降，平均每10年下降0.38℃。降水量呈现增加趋势，但在降水日数减少和中小雨量贡献率下降的情况下，大雨日数增加，降雨强度增强。2000年以后极端日照时数波动性增强，且极值上升，说明石河子地区受全球变暖影响，气候极端性增强。

参考文献

[1] 王秀琴.石河子垦区近51年降水统计特征分析[J].新疆农垦科技，2018，41（9）：39-41.

[2] 郭金强，刘辉，雷薇，等.1961—2017年石河子市日照时数变化特征[J].现代农业科技，2018（24）：213，217.

[3] 韩春光，蒲云锦，朱蓉慧.新疆石河子58年气温特征分析[J]. 中国农学通报， 2014，30（8）：250-255.

责任编辑：黄艳飞

Countermeasures of Lig-htning Protection and Disaster Reduction Service in Densely Populated Places

LI Ping （Shihezi Meteorological Bureau， Shihezi，Xinjiang 832000）

Abstract The abundant ground meteoro-logical observation data of Shihezi City， Ulan Wusu， battery and Mosowan meteorological stations are selected to study the climate anomaly trend and the occurrence of extreme climate events such as temperature， precipitation and sunshine in Shihezi area， so as to provide data basis for extreme climate event prediction and meteorological observation.

Key words Shihezi area; Extreme clim-ate; Feature analysis