引言

自20世纪80年代以来, 许多气候学家对全球气候作了不少研究, 世界政府间气候变化专门委员会IPCC第三次(2001年)气候变化评估报告指出, 在过去的100多年, 大气中CO₂的浓度明显增大, 使得过去140年全球平均气温升高了0.4~0.8℃, 达到了1000年来的最高值。近40年我国的年平均气温也以0.04℃/10a的倾向率上升, 年降水量以12.6mm/10a的倾向率递减^[1]。在新疆近40年北疆平均气温增温率达0.36℃/10a, 南疆为0.19℃/10a, 各地降水量变化趋势也不尽相同^{[2, 3]}。从以上学者研究成果可以看出, 各地气候变化趋势并不完全一致, 也就是说气候变化具有区域性。客观、正确地了解和田河流域近40年气候变化趋势, 对和田地区生态环境的改善和经济建设都有十分重要的意义。

1 资料与方法

选用和田河流域和田市气象站1961—2000年的气温、降水量资料。统计方法: (1)做出和田市气温的年、四季变化曲线及6阶多项式曲线图; (2)做出年代际的分析、10年阶段分析; (3)线性趋势倾向系数由最小二乘法求得; (4)季节划分:春季(3至5月)、夏季(6至8月)、秋季(9至11月)、冬季(12月至次年2月)。

2 气温变化特征 2.1 年平均气温的年代际变化

表 1给出了和田河流域年、季各年代的平均气温和WMO规定的1961—1990年及1971—2000年的标准气候均值。1971—2000年和田河流域年、季的标准气温均值较1961—1990年偏高0.1~0.5℃, 四季和年平均气温各年代呈递增趋势。20世纪90年代四季增温比较明显, 此10年的平均较60年代的春、夏、秋、冬季分别偏高0.4℃、0.2℃、0.7℃、1.5℃, 因而冬季是四个季节中年代际平均气温升高最快的季节。90年代是近40年来和田河流域年平均气温最高的10年, 其峰点是1999年(年平均气温13.8℃, 距平值1.4℃)。60年代年平均气温偏低(距平为-0.3℃), 最低为1967年(年平均气温11.2℃, 距平值-1.2℃); 70和80年代持平; 90年代偏高(距平为0.4℃)。90年代的平均气温比60年代偏高了0.7℃, 比80年代偏高0.4℃, 1999年为近40年来的最高值。

2.2 和田河流域气温变化的趋势及倾向率

和田河流域近40年的气温总体呈上升趋势, 其变化率0.26℃/10a, 6阶多项式拟合的年气温距平曲线反映出自20世纪80年代以前气温偏低, 80年代初开始偏暖, 20世纪90年代增暖达到了最强(见图 1)。近40年和田河流域四季平均气温均呈上升趋势, 年平均气温的年代变化中60年代倾向率最小为0.08℃/10a, 90年代为1.95℃/10a。40年来冬、秋两季倾向率大于年倾向率, 春、夏季倾向率小于年倾向率变化率。冬季倾向率最大0.65℃/10a, 春季倾向率最小为0.05℃/10a, 表明平均气温冬季增温幅度最大, 春季增温幅度最小。

3 降水变化特征 3.1 降水的年代际变化

和田河流域年、夏、冬季平均降水量1971—2000年较1961—1990年的标准气候均值分别增加了2.3mm、3.2mm、0.3mm, 而春季和秋季1971—2000年较1961—1990年的标准气候均值分别减少了1.2mm、0.5mm (见表 2)。年、夏、春季最大降水量出现在20世纪80年代, 冬季和秋季最大降水量出现在70年代和60年代, 年、夏、秋季最少降水量出现在70年代。降水量60年代和70年代明显偏少(距平累加量-78.3mm); 80年代和90年代明显偏多(距平累加量78.9mm)。1974—1986年、1997—2000年为枯水期, 1967—1973、1987—1996年为丰水期。年降水量最大值出现在1987年为100.9mm, 降水量最小值出现在1985年为3.4mm, 最大值与最小值相差97.5mm, 为平均值(35.3mm)的276.2%。

3.2 和田河流域降水变化的趋势及倾向率

和田河流域近40年的降水量总体呈增多趋势, 其倾向率为1.56mm/10a, 与我国降水量倾向率-12.6mm/10a相反, 但40年来和田河流域的降水量增加不明显。夏、冬季降水变化倾向率为正值, 分别为3.05mm/10a、0.38mm/10a, 春、秋季降水变化倾向率为负值, 分别为-0.95mm/10a、-0.60mm/10a。说明和田河流域夏季降水变化较突出, 降水增加明显。

4 气温和降水异常分析 4.1 年和四季平均气温的异常

在统计和田河流域四季和年平均气温时, 采用了世界气象组织WMO规定的月平均气温距平大于或等于两个标准差(2σ)为异常暖, 小于或等于两个标准差为异常冷。本文计算了和田河流域近40年来出现的冷暖事件。

和田河流域近40年来共出现过较严重的冷年2次, 暖年6次(其中异常冷年1次, 异常暖年3次)。严重的冷年主要出现在60、70年代, 异常冷年只有1967年, 为40年一遇。暖年出现在90年代后期, 近5年间出现了4次, 表明90年代后期以来和田河流域增温趋势非常明显。

近40年来严重的冷冬主要出现在1967—1978年间, 出现了4次(其中异常冷冬1次, 出现在1967年), 严重暖冬主要出现在1989—2000年间, 出现了5次, 异常暖冬没有出现。

春季近40年来严重的冷春主要出现在1986—1989年间和1996年, 共出现了4次。严重的暖春出现了4次(其中异常暖春2次, 出现在1981年和2000年)。夏季近40年来严重的冷夏有1972、1987、1989、1991、1993、1996年, 严重的热夏有5次(其中异常热夏2次, 出现在1978、1994年)。秋季近40年来严重的冷秋有1962、1966、1967、1981年(其中异常冷秋1次, 出现在1981年)。严重的暖秋有1990、1998、1999年(其中异常暖秋2次, 出现在1998、1999年)。

4.2 年和四季降水量异常分析

和田河流域近40年来年降水异常偏多年份出现了4次(1972、1987、1988、1996年), 降水异常偏少年份出现了2次(1980、1985年)。

冬季近40年来降水异常偏多年份出现了4次(1967、1974、1978、1995年), 异常偏少没有出现。春季近40年来降水异常偏多年份出现了3次(1972、1987、1988年), 异常偏少没有出现。夏季40年来降水异常偏多年份出现了3次(1972、1987、1988年), 异常偏少没有出现。秋季40年来降水异常偏多年份出现了2次(1962、1995年), 异常偏少没有出现。

5 小结

近40年来和田河流域年平均气温在波动中呈上升趋势, 特别是20世纪90年代后期非常明显, 上升幅度为0.26℃/10a, 冬、秋季变暖最明显上升幅度分别为0.65℃/10a、0.28℃/10a, 冬、秋季气温的变化对和田河流域年平均气温的影响较大。和田河流域近40年来气温变化具有明显的阶段性, 偏冷时段出现在60年代后期到70年代初期, 偏暖时段出现在90年代后期。1967年和1989年出现了严重的低温冷害事件, 1999年出现了异常偏暖事件。

和田河流域近40年的降水量总体呈增多趋势, 其倾向率为1.56mm/10a, 但降水量增加不明显。夏、冬季降水变化倾向率为正值, 春、秋季降水变化倾向率为负值, 夏季降水变化较突出, 增加明显。降水量异常偏少和偏多年份主要出现在1980年代。