石河子地區極端氣候事件特征分析

李萍

摘要 選取石河子市、烏蘭烏蘇、炮臺和莫索灣氣象站豐富的地面氣象觀測資料，研究石河子地區氣候異常趨勢，以及氣溫、降水、日照等極端氣候事件發生狀況，為開展極端氣候事件預報及氣象觀測提供數據基礎。

關鍵詞 石河子地區;極端氣候;特征;分析

中圖分類號：P46 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0057–02

在全球變暖的大背景下，世界范圍內高溫、干旱、洪水等極端氣候事件頻發，影響范圍擴大，已嚴重威脅到人類賴以生存的生態環境，給社會、經濟和人們的生活帶來了嚴重的影響[1]。繼2018年全球出現前所未有的熱浪、風暴和洪水之后，“極端天氣事件”是發生概率最高的全球性風險，其影響力僅次于“大規模殺傷性武器”。近年來，石河子地區極端氣候事件也呈現頻發、多發的態勢，如2018年1月中旬石河子市日照時數偏少，位居歷史同期第二;3月墾區各地平均氣溫偏高，打破歷史記錄，位居歷史同期第一，3月上旬平均氣溫除石河子市位居歷史第四，其他地方位居歷史第三;3月中旬平均氣溫位居歷史第一;3月下旬平均氣溫位居歷史第二;6月莫索灣平均氣溫偏高，位居歷史同期第二[2]。

1 資料與方法

針對石河子市、烏蘭烏蘇、炮臺和莫索灣等氣象站有資料以來年、月、旬日的氣溫、降水、日照、關鍵日和初終雪日等氣象要素，應用統計方法進行計算和分析，將1981—2010年30年平均值作為基礎值，得出石河子地區極端氣候事件年代際發生特征[3]。

2 石河子地區極端氣候特征分析

2.1 極端氣溫

石河子市近30年極端最高氣溫變化趨勢傾向值為-0.027℃/10 a，呈現略微下降趨勢，其中1983年最高溫數值為歷年最高值40.6℃，2008年最高氣溫達歷年最低值為36.2℃，兩者相差4.4℃（圖1）。因此，石河子市夏季極端高溫事件氣溫值在36.2℃～40.6℃之間，各站夏季極端高溫事件極大值的分布呈現東南少、西北多的特征，這與東南高、西北低的地勢有關。20世紀90年代末，極端高溫值波動較大，進入21世紀以后，極端高溫值呈現比較穩定的狀態，這與全球變暖趨勢有關。此外，21世紀00年代以后各站統計的極端高溫值均有所上升，相較于20世紀80～90年代中的高溫極值有2.2℃～3.6℃的上升幅度。1981—2010年間夏季極端高溫事件發生頻次多年平均值為4.48 d/a，從年代際變化角度來看，1981—1990年間極端高溫事件發生頻次大幅下降，1991—2000年呈現顯著上升趨勢，2001—2010年呈現略微上升趨勢。由此可知，1991—2010年20年間為石河子市極端高溫事件多發期，其中平原區表現得最為顯著。具體到各站而言，夏季極端高溫事件頻次變差系數較大，說明頻次變化不穩定，且各站年極端高溫事件發生頻次傾向率和趨勢系數呈現一致增長，大約為每10年增加0.12～0.17 d。

石河子市1981—2010極端最低氣溫線性變化趨勢公式為y=-0.038x+ 42.099，R2為0.0121，說明近30年來極端最低溫值趨于下降，平均每10年下降0.38℃。極端最低溫事件極值在-39.2℃～-25.8℃之間，1988年出現歷年最低極值-39.2℃，1992年出現歷年最高極值-25.8℃，兩者之間相差13.4℃。1981—1991年間極端最低值變化幅度大，進入20世紀90年代以后，極端最低值波動幅度小。多年極端低溫事件發生頻次的變化傾向率為-2.21 d/10 a，即本市極端低溫事件發生頻次趨于下降，其中西北部為極端最低溫事件發生頻次低值區，東南部則為高值區?？傮w而言，20世紀80年代極端低溫事件發生頻次呈下降趨勢，90年代最少，進入21世紀以后頻次大幅上升（圖2）。

根據年平均氣溫和極端高、低溫Morlet小波實部分析資料顯示，石河子具有顯著的周期性特征。就極端最低氣溫而言，1981—1987年為暖期，1988—2001年為冷期，2002—2010年為暖期，年際6年的周期貫穿30年。就極端最高溫而言，1981—1992年為暖期，1993—2004年為冷期，2005—2010年為暖期，7年左右尺度的年際周期貫穿始終。石河子市極端最高溫一般出現在7月，極端最低溫出現在12月—翌年2月。

2.2 極端降水量

石河子市近30年平均降水量為213.7 mm，年降水日數為82 d，年降水量以6.8 mm/10 a的速度增加，自2001年開始降水轉為偏多，年最大降水量為2010年的366.9 mm，但該年降水日數卻比最多降水日數少30 d，同時進入21世紀以來，300 mm的降水級別的次數增加，由此可知，降水變多與降水日數無關，而與降水強度有關。以5—9月為石河子市暖季，12 mm≤降水量≤24 mm為大雨標準，則石河子市暖季降水量增率為0.79 mm/10 a，遠小于總降水量增長速度，說明降水量的增加主要源于冷季，雪期的減少表明，出現大到暴雪的概率增加。石河子市暖季平均降水日數為34.5 d，其中大雨日數1.7 d，大雨降水日數以0.15 d/10 a的速度增加，30年間未出現大雨的日數僅有2年，同時小雨和中雨的日數呈下降趨勢。石河子市暖季平均雨強為3.04 mm/d，最大雨強出現于2010年為6.8 mm/d。大雨平均雨強為12.4 mm/d，最大雨強出現于2002年為21.9 mm/d，大雨對暖季總降水的平均貢獻率為20.51%，進入21世紀后貢獻率高達63%，在總降水量上升的條件下，小雨和中雨的日數、貢獻率呈下降趨勢，大雨的日數、貢獻率、強度卻在增長，特別是2000年以后此特征變得更為明顯。

近30年間，石河子市最早初雪日為1984年9月30日，最晚初雪日為2001年11月28日，最早終雪日為2006年2月28日，最晚終雪日為2000年4月28日，雪期最長為1993年，初雪日在10月25日，終雪日在4月2日。自2000年以來，終雪日明顯提前，終雪日則推遲，說明雪期減少。

2.3 極端日照時數

近30年來，石河子市日照時數年均值為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（圖3）。1981—1994年為年日照時數較少期，年日照時數極低值出現于1987年為2 349.8 h，各年份日平均日照最低值為14 h，出現于1982年、1989年、1992年，此階段平均時數低于多年平均值14.1℃。1995—2010年日照時數值逐步上升，1995年達3 000.1 h，各年份日平均日照最高值為2005年的15.1 h。石河子年日照時數呈明顯增加的趨勢，20世紀90年代比80年代增加了119.2 h，21世紀00年代比20世紀90年代增加了78.2 h。各年份日平均日照最高值出現在6月中旬—7月下旬，日平均日照時數0 h多出現在12月—次年1月。進入21世紀以后，日平均日照最高值的波動性增強。

3 結束語

石河子地區極端最低溫事件發生頻次下降，極端最高溫事件發生頻次上升，高溫極值呈現出每10年下降-0.027℃的微弱趨勢，低溫極值趨于下降，平均每10年下降0.38℃。降水量呈現增加趨勢，但在降水日數減少和中小雨量貢獻率下降的情況下，大雨日數增加，降雨強度增強。2000年以后極端日照時數波動性增強，且極值上升，說明石河子地區受全球變暖影響，氣候極端性增強。

參考文獻

[1] 王秀琴.石河子墾區近51年降水統計特征分析[J].新疆農墾科技，2018，41（9）：39-41.

[2] 郭金強，劉輝，雷薇，等.1961—2017年石河子市日照時數變化特征[J].現代農業科技，2018（24）：213，217.

[3] 韓春光，蒲云錦，朱蓉慧.新疆石河子58年氣溫特征分析[J]. 中國農學通報， 2014，30（8）：250-255.

責任編輯：黃艷飛

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