新疆北部汛期降水的变化特征

基于新疆北部1961-2007年43站逐日降水资料,分析汛期降水的变化特征。结果表明：小雨、中雨和大雨的降水日数和降水强度均呈增加和增强的趋势,大雨日数和强度变化显著,尤其在2000年以后。进一步的研究发现,湿时期（1987-2007年）相对干时期（1961-1986年）,新疆北部汛期的总降水量均是增多的,北疆西北部降水量的增多主要是由于小雨和中雨的增加所致,而天山山区及其北麓,伊犁河谷地区降水量的增多是由大雨增加主导。极端干旱事件呈减少趋势,尤其在近10 a处在低发期,极端湿润事件呈增多趋势。     

利用树轮重建玛纳斯河流域过去289 a降水变化

利用采自天山北坡中部玛纳斯河流域的树轮样本,建立了玛纳斯河流域合成的区域标准化年表。树轮-气候响应分析表明,玛纳斯河流域树木径向生长的主要限制性因子是上年7月至当年6月降水量。进一步利用该年表重建了玛纳斯河流域过去289 a的降水变化。历史降水变化特征分析表明,过去289 a的降水经历6干6湿的阶段变化,并存在着1810、1823、1824、1885、1910、1944、1945年和1977年8个干旱年;具有2.0~2.4 a、3.3~3.8 a、17.4 a、48.0 a和64.0 a变化准周期,并在1780年前后发生了由少到多的突变,在1807年前后与1830年前后发生了由多到少的突变;重建的过去289 a玛纳斯河流域降水变化与天山山区历史气候变化序列有较好的一致性,并且能够代表新疆北部和中亚大部分区域历史降水变化。     

新疆降水丰、旱特点及水资源的稳定度

通过205个气象、水文站的25年资料计算,得到新疆年平均降水总量为2425亿立方米,仅占全国降水总量的4%,而面积则占1/6,北疆面积约45万平方公里,年平均降水总量为1150亿立方米,南疆面积约120万平方公里,年平均降水总量1275亿立方米。新疆丰年降水总量为2569亿立方米,枯年降水总量为2340亿立方米。新疆山区年平均降水总量2048亿立方米,占全疆降水总量的84%,平原年平均降水总量为381亿立方米,占全疆降水总量的16%。新疆山区降水变差系数明显小于平原地区,尤其是天山山区其值为0.1—0.2,这与我国南方雨水充沛地区相当。     

三工河流域不同高程降水量观测分析

降水量随海拔高程递增是干旱区气候规律之一,而新疆的夏半年降水量一般占全年降水量的７０％以上,一个区域夏季不同海拔高各国汨的变化决定了降水量随高程变化的特征。本文利用１９９８－１９９９年夏季在新疆天山北坡三工河流域不同高程降雨量观测资料,分析了中山带以下夏季降水随海拔高程变化的一些规律。     

树轮记录的中天山150年降水变化特征

位于伊犁河谷东端的巩乃斯河源区,是新疆乃至中国西北地区降水最为丰富的地区之一。利用位于巩乃斯河源区的雪岭云杉树轮宽度资料,分析了树轮宽度对山区气候要素的响应关系,发现制约树木径向生长的主要因子仍然是水分条件。利用一元线性回归模型建立树轮宽度标准化年表与巴音布鲁克站和天山积雪雪崩站上年7月到当年6月降水平均值的转换方程,重建了这一区域150年来的降水变化历史,该转换方程的方差解释量达到55.8%,较好地通过了统计检验,重建降水序列与伊犁地区旱灾历史记录吻合。对150年降水序列的变率特征分析表明,降水变率在1910年前后明显增大,表明极端降水事件发生频率增加。研究区降水变化趋势与整个天山山区的降水变化趋势一致,但没有记录20世纪20年代发生在我国北方大范围的干旱事件。     

1961-2013年新疆雪雨比变化

基于中国国家气象信息中心发布的1961-2013年全国0.5°×0.5°逐日降水量和逐日平均气温数据集以及气象站点日降水量和气温实测资料,评估了该套格点降水资料在新疆地区的可信度,并利用格点降水资料研究了新疆地区降雪量、降雨量以及雪雨比的时空变化和突变信息.结果表明:内插到气象站点的格点降水数据和气象站点实测降水数据之间的偏差普遍较小,偏差在0.2 ～1.0 mm的站点个数占总站点数的72.55％,在绝大多数区域二者之间的相关系数均在0.80以上;1961-2013年,新疆降雪量呈微弱的增加趋势,增加幅度为0.11 mm·a-1,但没有通过0.05的显著性水平检验.降雨量以0.63 mm·a-1的速率呈明显的增加趋势(P ＜0.000 1),突变出现在1992年左右.雪雨比呈下降趋势,幅度为0.01 a-1 (P ＜0.05),突变出现在1991年左右;降雪量、降雨量及雪雨比表现出一定的空间分布差异,降雪量和降雨量在全区普遍呈增加趋势,而雪雨比在天山山地以北呈增加趋势,在天山山地以及天山山地以南主要呈减少趋势.在新疆冰川分布区域,降雪量倾向率在新疆北部呈增加趋势,而在新疆东南部呈减少趋势;降雨量倾向率呈增加趋势,且新疆东南部降雨量倾向率大于北部;雪雨比倾向率呈现出与降雪量倾向率相似的变化趋势.     

天山南北气候变化特征比较

根据新疆天山南北典型气象站1951～2008年气温、降水资料,运用回归分析和趋势分析,比较天山南北近58年的气候变化趋势和特征,结果表明：近58年来,天山北部气候总体呈暖湿趋势,年平均气温均升高,年降水量也不断增加;天山南部气候总体呈暖湿趋势,各站点气候因地而异,表现出不同的变化趋势和特征。总体来说,新疆气候趋于暖湿变...     

新疆北部地区春夏季干旱的区域性和持续性特征

基于1961-2007年36站的逐日降水资料,分析新疆北部地区春、夏季干旱的区域性和持续性特征。结果表明：新疆北部春、夏季干旱发生较为频繁,尤其在北疆西北部地区,春旱平均3 a一遇,夏旱为4~5 a一遇。季节间的连旱概率较低,不足10%,主要以月际间的连旱为主,其中2个月的持续干旱次数占干旱总次数的20%左右。进一步的分析表明,春夏之交的5~6月,是2个月连续干旱发生次数相对频繁的时期,北疆西北部地区此类连续干旱事件最多。伊犁河谷、北天山地区和北疆北部春旱较夏旱频繁,春旱以北疆北部发生最多;夏旱3个区域发生频次相似,但北天山地区大旱发生频数较高。3个区域的春、夏季干旱程度均呈减弱趋势,春旱在20世纪90年代中后期、夏旱在80年代中后期处在一个较低的发生期。     

河西走廊东部汛期降水集中度和集中期特征分析

利用河西走廊东部5个站点1961-2013年4-9月逐日降水资料,通过对降水量集中度(PCD)和集中期(PCP)的计算,分析了河西走廊东部汛期降水空间和时间上非均匀性分布特征.研究发现:汛期降水PCD呈非常微弱的逐年递增趋势,汛期降水PCP则有一个微弱推后趋势;汛期降水PCD和汛期降水PCP在整个周期变化过程中都存在9a左右主周期变化;M-K检验显示,汛期降水PCD在近52 a内有一个显著上升趋势,汛期降水PCP发生一次显著下降突变;由于河西走廊东部降水时空分布的不均匀性,如果候内降水较少,PCD偏大,PCP偏迟,则发生干旱的概率较大;如果候内降水过多,PCD偏大,PCP偏早,则发生洪涝灾害的可能性比较大.     

天山山区近40年冬季降水变化特征与南、北疆的比较

利用新疆 1 95 9～ 1 998年的冬季降水资料 ,本文首先分析天山山区近 40年来冬季降水的干湿变化阶段 ,极值年份及其降水距平 ,显著周期 ,空间分布特征和年代际变化特点 ,进而与南疆、北疆进行比较 ,并得出了一些重要的结论。     

新疆暴雨洪涝灾害损失的时空特征及其影响因素

根据1984-2016年新疆暴雨洪涝灾情资料,采用趋势分析、线性回归和相关性分析方法,对新疆暴雨洪涝灾害损失的时空特征进行分析。以年降水量和GDP为指标,探究新疆暴雨洪涝灾害格局的影响因素。结果表明:①新疆暴雨洪涝灾害部分地区呈加重趋势,其年内分布差异大,多集中在夏季;②空间上,新疆暴雨洪涝灾害年均频次最高的县市与年均损失最高的县市并不完全对应,说明新疆暴雨洪涝灾害年均频次与年均损失相关性不高;③从全疆来看,损失与年降水量、GDP均具有显著性正相关,R^2分别为0.56和0.57;④在一定程度上降水量的增多,使得新疆部分地区暴雨洪涝灾害损失呈上升趋势,发生暴雨洪涝灾害时经济发达地区损失较高。     

近20 a新疆升温融雪(冰)型洪水频次时空变化及大气环流型分析

利用2000—2019年新疆升温融雪(冰)型洪水灾情资料,分析了近20 a融雪(冰)型洪水频次的时空分布和地域差异性,结果表明:北疆融雪型洪水频次占全疆的75%,主汛期在春季,集中出现在北疆西部北部区域,伊犁哈萨克自治州最多(新源县最多);南疆主汛期在夏季,融雪(冰)型洪水主要出现于昆仑山北坡,3月和7月是北疆融雪和南疆融雪(冰)型洪水的高发月份。20 a来南北疆春季融雪型洪水频次均呈增多趋势,后10 a融雪(冰)型洪水频次较前10 a均增多,增幅30%左右。阐明了新疆融雪(冰)型洪水的天气学分型,分析了伊朗副高东扩型、西太副高西伸型和新疆脊发展型三类大气环流形势,给出新疆升温融雪(冰)型洪水的高低空环流形势及天气系统配置。得出融雪(冰)型洪水发生前,100 hPa南亚高压呈单体型,100~700 hPa新疆受深厚高压脊控制,高空0℃层高度明显偏高,前期山区降水明显偏多。北疆需重点防范春季伊犁州的中低山体季节融雪型洪水,南疆则应密切关注夏季高山冰湖溃决型和积雪、冰川融水型两类融雪(冰)型洪水。     

新疆北部棉花播种期热量指数预测研究

应用前期74类环流指数因子,考虑了统计模型中因子与预测量之间相关系数的不稳定性,用滑动集合回归方法建立了北疆棉区播种-出苗期间热量指数的集合回归预测模型。石河子、炮台、精河、博乐站1961-2006年的回归序列与实况序列的相关系数分别为0.804 0,0.756 2,0.850 3,0.825 2。4站1996-2005年的试报结果检验表明:集合回归预测模型的效果明显优于一级回归模型,而4站中又以博乐站的效果最优。应用前期月环流指数因子,经滑动相关建立的超级集合模型,对北疆棉区播种-出苗期间的热量指数有一定的预测作用,该方法在农业气象灾害预测等领域有推广价值。     

棉花生长期的气候变化对棉花生产的影响——以新疆昌吉回族自治州为例

利用新疆昌吉回族自治州主要棉区4个代表站1961-2005年4-10月的气象资料及昌吉市近10年棉花发育期观测资料,分析气候变化对当地棉花生产的影响.主要表现在:气候变化导致45年来终霜期提早、初霜期推迟;而近10年平均初、终霜出现日期均较稳定,对棉苗生长影响不大,对部分年份的棉花品质可能造成一些影响.其次,10℃界限温度初日自20世纪90年代以后逐渐提早;10℃终日自20世纪70年代以来变化不大.45年来,10℃界限温度持续天数呈逐年延长的趋势,约2d(L/10 a,尤其近10年最长.≥10℃积温也呈增高趋势,为57.4℃·d/10 a,且近10年为热量条件最好的时期,不仅对当地棉花的生长发育有利,而且使昌吉州棉花种植界限发生了明显变化,棉花种植区域向东扩展了100 km,适宜种植海拔高度也提高了200 m左右.但是近10年降水分布极不均匀以及日照时数减少的事实对棉花生产有不利影响.     

南疆铁路沿线五地州旅游经济发展现状分析

南疆铁路沿线五地州是指吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什地区。她是新疆典型干旱区自然旅游资源奇观和美景、雄奇壮美的自然风光以及浓厚民族特色的人文景观最集中并具有古丝绸之路传奇色彩的旅游资源富集区。是更具有维吾尔族为主体的少数民族独特风俗习惯,在衣食住行、语言文字、文化艺术、婚丧嫁娶、喜庆节日、丝路古迹、冰峰雪岭、大漠风情等方面的旅游资源为主的其它特色旅游为辅的旅游体系。南疆铁路沿线五地州的旅游资源开发利用研究对其旅游经济发展具有很深的理论和现实意义。本文以南疆铁路沿线各地州的旅游资源环境、旅游发展条件及制约因素等调研的基础上,对南疆铁路沿线地州的旅游经济发展现状进行简要分析。     

陇南山区春末夏初旱涝指数的确定与预测研究

春末夏初正值陇南山区玉米播种、出苗关键期,该时段旱涝直接影响着玉米产量的高低。通过分析1963~2003年气象及玉米产量资料,制定衡量陇南春末夏初旱涝特征的旱涝指数;用EOF方法分析陇南春末夏初旱涝状况,时空分布特征和对农业生产的影响规律,分片建立春末夏初旱涝均生函数预测模型。由于该旱涝指数考虑到前期旱段、降水量和同期降水量、蒸发量等因子,与玉米产量相关密切。对春末夏初旱涝指数的分析和预报,也就是对玉米产量的分析和预报,它较传统统计方法更全面,更客观。通过2004年业务应用,预报准确率及服务效益有较大提高。     

Causes of recurring drought patterns in Xinjiang, China

Xinjiang Uygur Autonomous Region of China, with its unique topography and geographical location receives very less precipitation in summer as compared with other parts of China. The region is a land locked where moisture is supplied only by westerly winds from Atlantic Ocean as the moisture coming from Indian Ocean is mostly blocked by the Himalayas Range and the Tibetan plateau. In such a scenario, Xinjiang faces severe drought conditions offering significant challenges to water management. In this paper, we analyzed the drought periods in Xinjiang and discussed the various factors that might have influenced precipitation over the past forty-four years. For this purpose, we defined three periods of consecutive four years for high and low precipitation intensities. The average observed precipitation was 1.05 mm/day and 0.7 mm/day in summer (June-July-August) for the Tianshan Mountain region and Junggar Basin of Xinjiang, respectively. The drought conditions indicated that high sea level pressure, wind divergence and low convection were the prominent features that caused the droughts, which often do not allow the condensation process to coagulate the tiny water droplets into relatively large raindrops reducing the amount of precipitation in the region. The period of 1983-1986 is the lowest precipitation interval indicating the severe drought in the western Xinjiang (i.e western Tianshan Mountain region), for which, less moisture availability, strong divergence and less convection could be the most influencing factors.     

Environmental factors influencing snowfall and snowfall prediction in the Tianshan Mountains,Northwest China

Snowfall is one of the dominant water resources in the mountainous regions and is closely related to the development of the local ecosystem and economy. Snowfall predication plays a critical role in understanding hydrological processes and forecasting natural disasters in the Tianshan Mountains, where meteorological stations are limited. Based on climatic, geographical and topographic variables at 27 meteorological stations during the cold season(October to April) from 1980 to 2015 in the Tianshan Mountains located in Xinjiang of Northwest China, we explored the potential influence of these variables on snowfall and predicted snowfall using two methods: multiple linear regression(MLR) model(a conventional measuring method) and random forest(RF) model(a non-parametric and non-linear machine learning algorithm). We identified the primary influencing factors of snowfall by ranking the importance of eight selected predictor variables based on the relative contribution of each variable in the two models. Model simulations were compared using different performance indices and the results showed that the RF model performed better than the MLR model, with a much higher R~2 value(R~2=0.74; R~2, coefficient of determination) and a lower bias error(RSR=0.51; RSR, the ratio of root mean square error to standard deviation of observed dataset). This indicates that the non-linear trend is more applicable for explaining the relationship between the selected predictor variables and snowfall. Relative humidity, temperature and longitude were identified as three of the most important variables influencing snowfall and snowfall prediction in both models, while elevation, aspect and latitude were of secondary importance, followed by slope and wind speed. These results will be beneficial to understand hydrological modeling and improve management and prediction of water resources in the Tianshan Mountains.