烏魯木齊市近53年干旱特征研究

蒲潔 崔玉玲

摘 要：利用烏魯木齊市4個氣象站1961—2013年逐月降水資料，采用降水距平指標對本區域內的干旱特征進行分析。結果表明：（1）年度干旱發生概率為33.9～45.3 %，其中重旱為5～9 a一遇;各季干旱發生頻率為32.7～49.1 %，其中夏旱發生頻率最高、冬旱發生頻率相對較輕。（2）從20世紀80年代后期開始干旱發生頻率明顯減小，連旱的持續時間縮短、發生次數減少。相比1961—1985年，1986—2013年年度干旱發生頻率減小16.7～46.1%。

關鍵詞：干旱;氣候特征 ;變化趨勢

干旱是指因長期沒有降水或降水顯著偏少、造成空氣干燥、土壤缺水甚至干涸的氣候現象，特點是發生頻率高、影響范圍大、持續時間長，是我國主要的自然災害之一，西北地區干旱尤為突出。近年來，許多學者對北方地區的干旱進行了研究，如莊曉翠等研究結果表明，新疆阿勒泰地區干旱災害主要集中在春夏季節，春夏連旱幾率較高，強度較大，近年來干旱發生的頻次有增多的趨勢;夏依木拉提分析結果表明，新疆天山西部地區年干旱指數具有明顯的地區分布特性和年際變化，半濕潤區濕潤化程度較高，而半干旱區的年度和夏季的干旱化程度高，平均年干旱指數總體呈下降趨勢，尤以夏季干旱指數的下降趨勢明顯。

烏魯木齊市處于我國典型的干旱半干旱氣候區，境內海拔高度跨度大、地形地貌復雜，山地面積約占總面積的40%左右，干旱是制約該地區農牧業生產發展的主要氣象災害，同時嚴重影響到城市用水，對區域的經濟和環境造成重大影響。因此，很有必要對烏魯木齊市的干旱特征進行系統分析。目前干旱指標較多，因降水距平百分率指標具有易于理解、對比性強、資料易獲取等特點，在我國氣象日常業務中多用于評價月、季、年發生的干旱事件，本文即采用降水距平指標對本區域內的干旱特征進行分析。

一、資料與方法

選用烏魯木齊市4個具有代表性的氣象站1961—2013年逐月降水資料，其中市氣象站代表市區，米東站代表北郊平原農區，達坂城站代表東部達坂城農區，小渠子站代表南山山區。將上年12月至當年11月定義為一整個年度，其中12～2月為冬季，3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季。

干旱指標采用文獻中的規定進行計算，式中 為時段多年平均降水量; 為逐年相應時段降水總量;σ為標準差。計算出各時段的輕旱、重旱所對應的降水距平百分率標準。

采用線性趨勢對降水距平進行分析，以得出干旱的氣候特征。

二、結果與分析

1.降水的氣候特征

烏魯木齊地區平均年降水量為70.0～550.2 mm，從北郊農區到南部山區隨著海拔高度的增加，降水量呈逐漸遞增的趨勢。其中小渠子年降水量為550.2 mm，處于天山山區的最大降水帶中，出現的干旱為臨時性的，而北郊和市區年降水量為237.0～265.3 mm，干旱具有永久性、季節性的特點。地處東南部的達坂城站年降水量僅有70.0 mm，是極度缺水的干旱區，但由于達坂城山區也有天然草場，該站降水變化對于全區的干旱特征仍具有一定的指示意義，因此在本研究中仍將達坂城站作為該地區的代表站進行研究，只分析其年度干旱特征。

從烏魯木齊地區各季節降水量分析，北郊、市區和山區降水主要集中在春夏兩季。北郊和市區春季和夏季降水量均占全年的32 %，秋季占23～24 %，冬季最少;山區小渠子夏季降水量占全年的50 %，春季占28 %，秋季和冬季分別占18 %、5 %。達坂城降水量主要集中在夏季，占全年的72 %，其余3季不到全年的30 %。

2.干旱特征分析

（1）年度干旱特征及變化趨勢

從各站年度發生干旱的頻率來看（表1），烏魯木齊地區干旱發生頻率為33.9～45.3 %，達坂城干旱發生頻率最高，達45.3 %，平均為2 a一遇;北郊、市區和山區干旱發生頻率為33.9～39.7 %，平均3 a一遇;輕旱發生頻率為20.8～30.2 %，北郊、市區和山區4～5 a一遇，達坂城3 a一遇;重旱發生頻率為11.3～18.9 %，平均為5～9 a一遇，市區發生頻率最高，其次是達坂城，山區發生頻率最低。

近53 a來烏魯木齊市的降水量呈遞增的趨勢（圖1），市區降水量增加顯著，距平百分率的遞增率為10.7 %/10a，相關系數通過了信度為0.01的檢驗;北郊、山區和達坂城的遞增率分別為4.6 %/10a、3.3 %/10a、7.8 %/10a，其中北郊和山區降水增加明顯，相關系數均通過了信度為0.05的檢驗，達坂城則2003年以后降水呈減少的趨勢，10 a中負距平占了7 a。

從歷年各站年降水距平百分率對照輕旱、重旱指標，烏魯木齊地區大范圍的重旱出現在1962年、1967—1968年、1974年、1977年、1991年、1997年和2008年，用此方法統計的結果與實況記載相符。隨著降水量的增加，烏魯木齊地區從20世紀80年代后期開始，干旱呈明顯的減弱趨勢：1961—1985年干旱發生頻率市區、北郊、山區和達坂城平均2 a一遇;25 a間重旱發生頻率平均4～6 a一遇;1986—2013年間市區、北郊、山區和達坂城干旱發生頻率依次下降，平均3～6 a一遇，近28 a來只出現了3次大范圍的重旱，分別出現在1991年、1997年和2008年，平均9a一遇。達坂城2006年以后降水呈偏少趨勢，干旱發生頻率增加。

（2）季節干旱特征及變化趨勢

烏魯木齊地區春旱、夏旱和秋旱發生頻率均為2 a一遇，冬旱為2～3 a一遇。整體來看夏旱發生頻率最高、冬旱發生頻率相對較輕。各站季節干旱均以輕旱為主，市區和山區夏秋兩季干旱發生頻率高于春季和冬季，北郊則春季干旱發生頻率最高，夏季次之，冬季干旱最輕。春季重旱山區發生頻率最高;夏季重旱發生頻率北郊和山區較高，秋季重旱北郊發生頻率最高，冬季重旱發生頻率市區和北郊較高。

經分析，20世紀60—80年代前期烏魯木齊地區重旱年份多為四季連季旱甚至是連年旱，其中市區出現了4次持續6～11季連旱，分別出現在1961—1962年、1964—1965年、1966—1968年、1973—1975年;北郊出現4次持續5～7季連旱，分別出現在1961—1962年、1967—1968年、1973—1975年、1980—1981年;山區1961—1963年、1967—1968年、1973—1975年、1986—1987年也出現了5～8季連旱。80年代后期以來隨著降水量的遞增，干旱持續的時間長度明顯縮短，市區和北郊在1996—1997年和2007—2008年出現了4～6季連旱，山區小渠子1990—1991年、1996—1997年出現了4～6季連旱，其余時段各地均為3季以下干旱。經統計，近53 a來2～3季連旱發生頻率市區為20.8 %，北郊為22.6 %，山區為30.2 %。

三、結語

1.烏魯木齊地區干旱發生頻率較高，其中年度干旱發生頻率為33.9～45.3 %，達坂城平均為2 a一遇，北郊、市區和山區平均3 a一遇。輕旱發生頻率為20.8～30.2 %;重旱發生頻率為11.3～18.9 %。各季干旱發生頻率為32.7～49.1 %，其中夏旱發生頻率最高、冬旱發生頻率相對較輕。市區和山區夏秋兩季干旱發生頻率高，北郊春季干旱發生頻率最高。

2.隨著降水量的增加，烏魯木齊地區從20世紀80年代后期開始干旱呈明顯的減弱趨勢。1961—1985年年度干旱發生頻率市區、北郊、山區和達坂城分別為64.0、46.0、44.0、56.0 %;1986—2013年28 a間依次下降為17.9、25.0、25.0、39.3 %，20世紀60—80年代前期烏魯木齊地區出現了4次持續6～11季連旱，80年代中期以后連旱持續時間和發生次數明顯減少。

參考文獻：

[1]杜軍，胡軍，張勇.西藏農業氣候資源區劃[M].氣象出版社，2007：123—132.

[2]謝五三，田紅.安徽省近50年干旱時空特征分析[J].災害學，2011，26（1）：94-98.

[3]莊曉翠，楊 森，趙正波，等.干旱指標及其在新疆阿勒泰地區干旱監測分析中的應用災害學，2010，25（3）：81-85.

[4]夏依木拉提·艾依達爾艾力，趙蓉.天山西部地區近50年干旱指數的演變特征[J].中國水利水電科學研究院學報，2010，8（2）：88-97.

[5]韓海濤.三種干旱指標的應用比較研究.干旱地區農業研究，2009，27（1）：237-238.

[6]中國氣象科學研究院.中國近500年旱澇分布圖集[M].北京：地圖出版社，1981.

[7]丁裕國，江志紅.氣象數據時間序列信號處理[M].北京：氣象出版社，1998：194-201.

[8]張學文，張家寶.新疆氣象手冊[M].北京：氣象出版社，2006：135-139.