新疆阿勒泰地区冬季日降雪特性指标变化分析

基于新疆阿勒泰地区7个观测站1961-2011年冬季逐日降雪量资料,定义了日降雪特性指标:3个级别的降雪频率及贡献率,运用线性趋势、Cubic函数、Morlet小波变换、R/S分析等方法,研究该区冬季日降雪特性指标的气候变化特征。结果表明：阿勒泰地区及各站冬季降雪量与日降雪特性指标均呈显著正相关;日降雪特性指标、冬季降雪量都有明显的年代际变化特征,长期变化趋势均呈显著的线性增多趋势,小雪频率及贡献率最大;小雪频率是大到暴雪频率的近20倍;各站阿勒泰站中雪和大到暴雪频率及贡献率、富蕴站和青河站大到暴雪频率及贡献率、其他站日降雪特性指标对冬季降雪量的影响均显著。Cubic函数拟合表明,小雪频率、贡献率在20世纪90年代中后期发生了由多到少的转型;中雪、大到暴雪频率及其贡献率基本呈单调上升趋势;各站大到暴雪频率、贡献率与全区的基本一致。阿勒泰地区冬季大到暴雪频率及贡献率的变化是造成该地区冬季降雪量发生变化的内在因素;福海站是小雪频率及贡献率变化,其他站是大到暴雪频率及贡献率变化是造成冬季降雪量变化的内在因素。Morlet小波分析表明,日降雪特性指标存在显著的年代际和年际周期变化。R/S分析表明,未来该地区日降雪特性指标呈逐渐减少趋势,尤其是中雪频率和贡献率。     

新疆阿勒泰地区冬季各级降雪的气候变化特征

利用阿勒泰地区1961~2010年冬季7站逐日降雪资料,运用线性趋势及六阶多项式,分析了该地区各级降雪的气候变化特征。结果表明:该地区冬季降雪量自东北向西南递减,大值中心位于阿勒泰站,小值中心在福海站。小雪量占总降雪量百分比的空间分布呈自西南向东北递减,中雪量的分布差异不大,大雪和暴雪量的分布与小雪的分布相反;阿勒泰、富蕴、青河三站大雪和暴雪所占降雪量的百分比远大于其余各站。该地区总降雪日数西多东少;各级降雪日数均呈显著增加趋势。降雪强度表现为增强趋势,主要体现在小雪和暴雪强度的增大;小雪、大雪、暴雪强度在1970年代最弱,2000年代最强。     

MM5模式对阿勒泰地区2005—2008年汛期降水预报检验

利用MM5中尺度数值预报模式检验了阿勒泰地区2005—2008年汛期(5-9月)的降水预报效果。结果表明,MM5模式对阿勒泰地区区域性降水的定性预报有较好的指导意义;就该地区定量降水的预报而言,对小雨的预报准确率较高,其次是中雨和微雨,对大雨、暴雨基本无预报能力。     

新疆阿勒泰地区20cm蒸发皿蒸发量的变化特征

利用新疆阿勒泰地区7个气象台站1964-2001年连续38a的20cm口径蒸发皿资料,运用线性趋势法、Mann-Kendall法对该地区蒸发皿蒸发量的年代际变化趋势和突变情况进行了研究。结果表明:整个地区平均而言,20世纪70年代的年平均蒸发皿蒸发量最高,此后逐年代下降,大部分站点的年代际变化趋势与全区一致,东部有两站不同;夏季平均蒸发量最大、春季次之,冬季最少;除冬季外,平均季蒸发量与年变化一致。年平均及春、夏、秋季蒸发皿蒸发量呈波动变化状态,冬季呈显著的上升趋势。空间分析表明,夏秋季大部分站的蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,个别站呈显著上升趋势;冬季大部分站呈显著上升趋势,春季大部站变化不明显。突变检测表明,该地区年及夏秋季蒸发皿蒸发量80年代中期有一次明显的突变,春、冬季突变不明显。各站及不同季节趋势变化和突变时间的不同步,表明气候变化在不同的地区和季节会有不同的体现。     

新疆阿勒泰地区区域旱涝变化特征分析

利用1961-2008年阿勒泰地区7个气象站的降水量资料计算其区域旱涝指数（W,简称W指数）,主要采用线性趋势法、Mann-Kendall法（简称M-K法）分析其变化特征;选取5个典型干旱、湿润年的NCEP/NCAR资料,对比分析其500hPa环流形势的异同;选取前一年500hPa部分环流特征量与当年W指数进行相关分析。结果表明：年和各季的W指数均具有明显的年际和年代际波动,均有旱涝交替、连旱或连涝的特征。M-K突变检测分析结果表明,年、季W指数突变主要发生在20世纪60年代中后期和80年代中期。分析典型干旱与湿润年500hPa距平场表明,干旱年东欧至西西伯利亚为较强的正距平,新疆受暖脊控制,湿润年则相反。若前一年极涡面积偏小,强度偏弱,而西太副高强度偏强,面积偏大,并盛行纬向环流,次年W指数则容易偏大,即易出现涝年。科学准确认识该地区旱涝规律,把握未来旱涝趋势变化,及时进行农业结构调整,合理安排农业生产,是防御旱涝夺丰收的有效措施。     

新疆阿勒泰地区降水变化特征分析

采用阿勒泰地区7个气象观测站1961-2009年逐月和2010年1～3月降水量资料,运用Mann-Kendall趋势检验、Cubic函数、Mann-Kendall突变检测、R/S分析、Morlet小波变换法,对该地区降水量进行分析。结果表明：① 该地区年和冬季降水量呈显著的增多趋势,其他季节没有显著的变化;区域中存在较大的差异;降水量的线性趋势与Mann-Kendall趋势变化基本一致。② Cubic函数曲线拟合表明,年和春冬季降水量呈单调上升趋势,由少到多转型的时间在20世纪60年代初中期;夏季降水量呈现多、少、多、少的变化,目前处于低值点;秋季变化不明显;各站点中时空分布存在较大的差异。③ 年降水量在1983年前后、夏季在1987年前后发生了由少到多的显著突变,春秋季无显著突变,冬季无突变点;各区域中突变的时间不一致。④ 年及各季降水量存在显著的年代际和年际尺度的周期变化。⑤ 降水量的变化具有反持续性。     

新疆阿勒泰地区汛期降水集中度和集中期的时空变化特征

利用新疆阿勒泰地区7个台站1961-2007年5-9月（第25-54候）逐侯降水资料,分别讨论全区和各站汛期降水集中度和集中期在时间和空间上的分布特征和变化规律。结果表明：降水集中度（PCD）和集中期（PCP）能够定量表征降水量在时空场上的非均一性。阿勒泰全区汛期降水平均集中度为0.205,平均集中期为第38.12侯。平均集中度空间分布不均匀,东部比西部大;平均集中期基本一致,阿勒泰、福海站比其它站略偏晚。利用Morlet小波变换求出阿勒泰全区及各站PCD和PCP的变化周期,周期在空间分布上表现出较大的地域差异。通过降水距平与集中度和集中期的相关合成分析表明,大部分站的集中度和集中期与汛期降水距平呈负相关;多水年的集中度比少水年小,多水年的集中期比少水年早,但空间分布存在相同和不同之处。     

新疆北部牧区雪冰灾害指数和危险性评估

根据雪冰气候事件的聚合、权重和牧业灾害损失的关系,通过[WTBX]H、L[WTBZ]指数分析,研究了新疆北部的雪冰灾害特征和危险性。研究认为,雪冰灾害具有链状结构,灾害强度与雪冰气候事件权重、聚合度有关。基于信息扩散理论,对雪冰灾害危险性进行分析评估,新疆北部雪冰灾害分布,总体呈西北─东南向带状分布,西低东高,南低北高,低山丘陵高于平原,厚积雪区域高于薄积雪区域。     

新疆阿勒泰地区暖季S干旱指数变化特征分析

运用新疆阿勒泰地区1961-2009年7个测站暖季（4-10月）月降水量与无降水日数定义了S干旱指数,采用Mann-Kendall趋势检验法、Morlet小波变换对该指数进行了分析。结果表明：S指数能较好地反映阿勒泰地区的干旱情况。暖季近49a来极端干旱和极端湿润出现了3a和1a;区域中,东部两站无极端干旱年,其它站有极端干旱年;布尔津和吉木乃站有1a和2a的极端湿润年,其它站无极端湿润年。各季中,春秋季分别出现了2a和1a极端干旱年,无极端湿润年;夏季出现了2a极端干旱年和3a极端湿润年;各区域极端干旱和极端湿润年分布较复杂。暖季20世纪80、90年代以湿润为主,其它时间以干旱为主;春季60年代以干旱为主,其它时间以湿润为主;夏季年代变化基本与暖季一致;秋季608、0年代以湿润为主,其它时间以干旱为主。该地区暖季及各季S指数趋势变化不显著。小波分析表明,S指数存在着明显不同的年代际和年际尺度的周期变化。     

西北干旱区阿勒泰地区暖季干湿气候变化及R/S分析

采用新疆阿勒泰地区7个气象站1961~2008年4~10月气温、降水量资料,通过Thomthwaite方法计算的潜在蒸发量确定地表湿润指数,运用Mann-Kendall趋势检验法,对阿勒泰地区地表湿润指数的变化进行分析。结果表明,该地区暖季大部分区域增温、降水量增加,地表湿润指数只有增暖不显著的阿勒泰站和增温次小的布尔津站呈显著增加的趋势,而全区增温最显著的东部没有明显变化,这说明温度变化在干湿变化中的重要影响;该地区干湿变化春秋季不显著,夏季有变湿的趋势;从区域分布来看,夏季阿勒泰、布尔津、福海站有显著变湿的趋势,秋季福海站有显著变干的趋势,其它站变化不显著。R/S分析表明过去48 a地表湿润指数、气温和降水量的增加(或减少)趋势在未来会逐渐转为减少(或增加)趋势。