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塔城地区1960—2018年季节性冻土变化特征及影响因子分析

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沙漠与绿洲气象DesertandOasis

Meteorology第13卷第3期2019年6月研究论文

冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0益以

下时出现的冻结现象[1]，一般可分为短期冻土、季节

性冻土和多年冻土，其中季节性冻土处于温度年变

化层的上部，更接近地表，是地表热力变化的反映，

因其性质极不稳定，故对气候变化的响应更为敏感，

更为迅速[2-3]。目前对中国冻土的研究多集中在青藏

高原及西北、东北地区[4-9]，而对其他地区的研究不

多，新疆气象工作者也开展了有关冻土变化特征等

方面的研究，王秋香等[10]指出，近41a新疆各地平

均冻土深度、最大冻土深度趋向变浅，土壤封冻期缩

短。符传博等[11]指出近45a新疆地区月最大冻土深

度有明显的季节变化，低海拔区域最大值出现在1

月份，高海拔区域出现在2月，最大冻土深度的地理分布表现为北疆深于南疆，山区深于平原，且与气温

的分布有很好的一致性。张山清等[12]的研究表明，近50a来，新疆最大冻土深度以-3.5cm/10a的倾向

率减小，且负积温每减少100益·d,最大冻土深度将

减小4.6cm；姚作新等[13]指出，1960—2015年新疆塔

什库尔干河谷季节性冻土冻结初日推迟，终日提前，

年冻结日数减少，年累计冻土厚度减小，年最大冻土

深度减小。李杨等[14]指出1960—2007年北疆地区最

大冻土深度受海拔高度的影响较大，并与其呈正比，

最大冻土深度值出现年代从平原向山区滞后；从20

世纪80年代后最大冻土深度出现减小的趋势，且平

原较山区更加明显。文献[15-17]指出，伊犁河谷、喀

什地区、石河子各站最大冻土深度逐渐减小，但减小

的幅度有着明显的区域差异，影响冻土变化的主要

因子是冬季平均气温和最大积雪深度。

塔城地区位于新疆西北部，属中温带大陆性干旱

和半干旱气候区，是北疆北部冬季气温较低的区域，

也是气候变化的敏感区,仅高海拔山区有永久性冻

土，平原地区均属季节性冻土区。由于季节性冻土的塔城地区1960—2018年季节性冻土

变化特征及影响因子分析

井立红1，2，高婧3，秦榕4，井立军3，董海英1，陈瑶1，王金辉5，阿来依·艾丁1

（1.中亚大气科学研究中心，新疆乌鲁木齐830002；2.塔城地区气象局，新疆塔城834700；3.沙湾县气象局，新疆沙湾832100；4.新疆气象局信息中心，新疆乌鲁木齐830002；5.克孜勒苏柯尔克孜自治州气象局，新疆阿图什845350）

摘要:利用1960—2018年塔城地区9个气象观测站冻土深度及同期气温观测资料，采用数

理统计方法分析了其分布状况、变化特征及其与气象因子的关系，结果表明：近59a塔城地区最大

冻土深度均在120cm以上，大值区主要分布在中部、南部及托里，冻结初日最早出现于9月上旬，

最晚结束于5月中旬；年最大冻土深度除额敏以4.00cm/10a的速率显著增多外，其余各站均表现

为减少趋势，其中克拉玛依减幅最大；月际变化中1、2、5、9、10月仅个别站表现为增多趋势，其余

站表现为减少趋势，而3、4、11、12月9站均表现为一致的减少趋势；塔城地区最大冻土深度年际

变异系数均表现为中等变异性，表明其对气候变化的响应较敏感；平均冻土深度年代际变化呈现

“浅—深—浅—浅—浅—浅”的变化趋势，从1980年代开始平均冻土深度逐渐变浅；影响最大冻土

深度变化的因子主要有年（月）平均气温、平均最低气温及气温日较差。关键词：季节性冻土；变化特征；影响因子

中图分类号：P642.14；P461文献标识码：A文章编号：1002-0799（2019）03-0088-06

收稿日期：2018-04-14；修回日期：2018-05-12基金项目：中亚大气科学研究基金项目“塔城盆地暴风雪天气对公路交通影响及预报（caas201717）”资助。作者简介：井立红（1971—），女，高级工程师，主要从事中短期天气预报和决策服务工作。E-mail:463275155@qq.com通讯作者：高婧（1978—），女，高级工程师，现主要从事中短期天气预报及服务工作。

E-mail:2271339700@qq.com井立红，高婧，秦榕，等.塔城地区1960—2018年季节性冻土变化特征及影响因子分析[J].沙漠与绿洲气象，2019，13（3）：88-93.doi：10.12057/j.issn.1002-0799.2019.03.012

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深度、形成、维持、消失时间对各类管道、道路、桥梁、

铁路的设计和施工、交通、水利设施、农事活动都将产

生较大影响，而气候变化对冻土造成的影响及其反馈

作用不仅波及到这些行业，也会影响到周围的生态环

境。张家宝[18]、许崇海[19]、马建勇[20]的研究表明，新疆的

气候增暖过程与中国甚至全球的变暖趋势基本一致，

且冬季升温更为显著，高婧等[21]研究表明近45a塔城

地区呈增暖趋势，其中年平均气温以0.46益/10a的

速率变暖，尤以冬季变暖最为突出，其中平均最低气

温增暖速率为平均最高气温的2倍。因此在全球气候

变暖的大背景下研究塔城地区季节性冻土的分布、变

化规律及其与气象因子的关系，对研究区域气候变

化，指导工程建设及各行业安全生产，制定农业发展

计划、环境适应性对策等方面均具有重要意义。

1资料与方法

使用近59a（1960—2018年）塔城地区（包括：塔

城、额敏、裕民、托里、和丰、乌苏、沙湾）7个气象观

测站及位于塔城地区行政区域内的克拉玛依、炮台

共9站（简称“塔城地区”）当年9月1日—次年5月31日期间（简称“封冻期”）的冻土深度资料及同期

气温实况观测资料（未经任何插补延长处理）。因冻

土观测有上下限深度之分，进入冬季后上限深度绝

大多数为0，故本文仅使用冻土下限深度资料，对融

冻期间冻土分层情况暂不讨论。在统计分析过程中，

依据区域气候特征，将塔城地区划分为3个气候区，

即盆地（包括：塔城、额敏、裕民、托里）、中部（包括：

和丰、克拉玛依）、南部（包括：乌苏、沙湾、炮台）。

运用最小二乘法原理，采用一元线性回归方程

对近59a塔城9站冻土深度时间序列进行线性拟

合，以此来描述其变化趋势及变化速率，即令y（t）=a+bt，其中t为时间序列，b伊10a表示冻土深度的变

化速率，b跃0表示冻土深度序列呈增加趋势，b约0表

示冻土深度序列呈减少趋势，采用F检验对其线性

倾向率进行显著性检验，统一以显著性水平达到0.05作为通过检验的标准；运用数理统计方法计算

了9站最大冻土深度的标准差及变异系数（Cv），以

此来反映同一地区不同气候区内冻土深度的差异及

其对气候变化的敏感性；应用每10a平均值分析平

均冻土深度的年代际变化；运用逐步回归方法、相关

分析方法，讨论最大冻土深度与气象因子的关系。

2结果与分析

2.1冻土的变化特征2.1.1最大冻土深度的空间分布

利用近59a塔城9站年最大冻土深度资料，采

用克里格插值方法绘制了塔城地区年最大冻土深度

空间分布图（图1），结果表明，近59a塔城9站最

大冻土深度均在120cm以上，大值区主要在中部、

南部及托里，其中最大冻土深度极值为197cm（克

拉玛依，1969年2月28日），其后依次为183cm（和

丰）、182cm（沙湾）、152cm（乌苏）、150cm（托里）、146cm（塔城）、137cm（炮台）、131cm（裕民）、126

cm（额敏）。最大冻土深度出现时间随气候区不同而

有变化，其中盆地均出现在2月，中部出现在2月

底—3月，南部主要出现在3月。

图1塔城地区最大冻土深度空间分布

2.1.2最大冻土深度的年变化特征

由表1的分析表明，塔城9站年最大冻土深度

线性倾向率除额敏以4.00cm/10a的速率显著增多

（琢=0.01）、乌苏以-1.15cm/10a的速率不显著减少

（未通过检验）外，其余各站均表现为显著减少趋势，

其中克拉玛依、塔城、托里、沙湾分别以-7.79cm/10a、-6.6cm/10a、-6.21cm/10a、-6.1cm/10a（琢=

0.001），炮台以-2.79cm/10a（琢=0.01）、和丰以-2.22

cm/10a（琢=0.05）、裕民以-1.58cm/10a（琢=0.01）的

速率显著减少，尤以克拉玛依减幅最大。2.1.3最大冻土深度的月变化特征

由表1可知，塔城9站各月最大冻土深度变化

趋势各不相同，依据线性倾向率变化可将其划分为

三种类型：玉型各月均表现为减少趋势，代表站点塔

城、和丰、克拉玛依、炮台、沙湾，其中克拉玛依、塔

城、沙湾、和丰3月减幅最大，分别以-8.36cm/10a、-7.79cm/10a（琢=0.001）、-5.98cm/10a、-3.86cm/

10a（琢=0.01）的速率显著减少，炮台4月减幅最大，

以-9.26cm/10a（琢=0.001）的速率显著减少；域型仅

个别月（5月、9月或10月）不显著增多，其余各月均

表现为减少趋势，代表站点乌苏、托里、裕民，增多

速井立红等：塔城地区1960—2018年季节性冻土变化特征及影响因子分析

89沙漠与绿洲气象DesertandOasis

Meteorology第13卷第3期2019年6月研究论文

图2塔城地区最大冻土深度标准差（a）和变异系数（b）空间分布ab注：*表示通过琢=0.05显著性检验，**表示通过琢=0.01显著性检验，***表示通过琢=0.001显著性检验，-表示未通过显著性检验。1月2月3月4月5月9月10月11月12月年

塔城-5.08**-5.57**-7.79***-2.62*-0.12--0.94***-2.54***-4.89**-6.6***

裕民-5.66***-1.46--3.28*-0.8-0.03-0.05--0.43--0.67--2.23--1.58**

额敏3.54*4.0*-2.0--2.53--0.03--0.33--1.00-2.1-4.0**

和丰-2.1**-2.61**-3.86**-1.8***-0.21--0.25**-1.47**-1.61*-1.87*-2.22*

托里-4.45***-5.71***-7.41***-1.36***-0.02-0.02--0.46--2.31*-3.7***-6.21***

克拉玛依-7.49***-7.79**-8.36***-2.79--0.26--4.81***-6.68***-7.79***

乌苏-1.02--1.47--3.34*-2.02-0.01--0.73--0.72--1.15-

炮台-1.6*-1.97*-3.97***-9.26***-0.91***-1.68--0.85--2.79**

沙湾-5.74***-5.8***-5.98**-2.03--0.62**-4.02***-5.15***-6.1***表1塔城地区年、月最大冻土深度线性倾向率cm/10a

率在0.01~0.05cm/10a之间，其中托里、乌苏3月减

幅最大，分别以-7.41cm/10a（琢=0.001）、-3.34cm/10a（琢=0.05）的速率显著减少，裕民1月减幅最大，

以-5.66cm/10a（琢=0.001）的速率显著减少；芋型多

个月表现为不显著增多趋势，其余各月呈不显著减

少趋势，代表站点额敏，其中1月、2月分别以3.54cm/10a、4.00cm/10a（琢=0.05）的速率显著增多，12

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1961-2015年塔县气候变化特征分析

1961-2015年塔县气候变化特征分析

1961-2015年塔县气候变化特征分析

摘要：本文选取1961-2015年塔县的气温、日照时数以及降水量观测数据，采用常规的线性趋势法对塔县气候变化特征展开分析，结果显示：塔县1961~2015年年平均气温、极端最高气温以及极端最低气温均呈线性上升变化趋势，线性变化倾向率分别为0.28℃/10a、0.14℃/10a、0.14℃；近五十五年塔县日照时数呈上升变化趋势，线性变化倾向率为42.95h/10a，即平均每十年塔县日照时数增加约43h。塔县春、夏、秋、冬四季日照时数也呈增加变化趋势。四季中，秋季平均日照时数最多，夏季次之，冬季第三，春季平均日照时数最少。1961~2015年塔县降水量呈增加变化趋势，线性变化倾向率为6.65mm/10 a,增加趋势比较显著；塔县春、夏、秋、冬四季降水量都呈增多变化趋势，夏季为塔县近年来降水量增幅最多的季节。塔县1961~2015年逐月降水量呈“单峰型“分布特征；月降水量集中期为5月至8月。

关键词：塔县；气温；降水；日照时数；变化特征

引言

塔什库尔干塔吉克自治县（简称塔县）隶属于新疆喀什地区，地处帕米尔高原东麓，地理坐标处于35°37′-38°40′N、71°20′-77°01′E之间。总面积2.5万平方公里，塔县境内雪峰连绵，沟壑纵横，平均海拔4000米以上。塔县属高原高寒干旱-半干旱气候。冬季漫长寒冷，干旱少雨，光能充足，热量欠缺。受其地理位置和全球气候增暖的影响，塔县气候也出现了极大变化，对当地生态环境等带来不同程度的影响[1]。因此，本文选择1961~2015年塔县气象要素数据，对塔县近五十五年来气候变化特征展开分析，以掌握塔县气候变化规律，从而更加科学地来响应气候变化，促进塔县生态环境的持续、健康发展。

1研究资料与方法

本文所用气象资料主要来源于塔县气象局，主要涵盖1961~2015年逐月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、日照时数以及降水量观测资料，且资料均已通过质量控制，能够反映塔县的气候变化。本文参照常规标准划分季节：3月至5月为春季，6月至8月为夏季，9月至11月为秋季，12月至次年2月为冬季[2-3]。本文主要采取常规的线性趋势法分析塔县气候变化特征。

1961-2012年塔城地区极端温度事件变化特征

1961-2012年塔城地区极端温度事件变化特征

1961-2012年塔城地区极端温度事件变化特征

王飞;刘红霞;黄玲;董海英

【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》

【年(卷),期】2015(000)002

【摘 要】With extreme climate index method recommended by the World

Meteorological Organization , the regional index of six extreme

temperatures from 1961 to 2012 were analyzed in order to understand the

region changes of extreme temperature events. Results show that in the

area during recent 52 years cold days, cold night event and frost days had

3.5,9.3,and 4.3 d/10 a drop rate, and the mutation happened in 1994,1988

and 1979;warm day, warm evening events and high temperature days had

a rise rate of 3.6, 8.6, and 0.6 d10 a , and the mutation happened in 1989,

1990 and 1973;Extreme temperatures were about 25~28 a and oscillation

period, about 5~8 a, in the spatial distribution of each index rate of

decrease (increase) presented small changes in northern, central and

塔城地区风速及风口区域风能资源特征分析

塔城地区风速及风口区域风能资源特征分析

Open Journal of Natural Science 自然科学, 2023, 11(4), 736-745 Published Online July 2023 in Hans. https:///journal/ojns https:///10.12677/ojns.2023.114088

文章引用: 马亚林, 孙蕾, 热米拉∙阿力木, 杨国辉, 冯涛. 塔城地区风速及风口区域风能资源特征分析[J]. 自然科学, 2023, 11(4): 736-745. DOI: 10.12677/ojns.2023.114088

塔城地区风速及风口区域风能资源特征分析

马亚林1，孙 蕾2，热米拉·阿力木3，杨国辉1，冯 涛4

1托里县气象局，新疆 托里 2精河县气象局，新疆 精河 3额敏县气象局，新疆 额敏 4乌苏市气象局，新疆 乌苏

收稿日期：2023年6月5日；录用日期：2023年7月22日；发布日期：2023年7月28日 摘 要

本文利用塔城地区1960~2020年7个国家地面气象观测站逐日平均风速和2018~2021年3个区域自动气象站逐日10分钟平均风速观测资料，分析了近61年塔城地区平均风速的变化趋势，以及近4年风口区域有效风速时数和有效风能密度。结果表明：1) 近61年来，塔城地区年平均风速呈减少趋势，递减率为−0.174 m/(s∙10a)，其中南部地区递减率高于北部；四季风速递减率为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季。2) 由M-K检验可知，塔城地区年和秋季平均风速未发生突变，春、夏季均在1980年前后发生突变，冬季在1973年发生突变。3) 小波分析表明，年平均风速变化存在以7年、18年和30年左右的周期变化。4) 塔城地区风口区域年平均有效风速时数为4527 ｈ，年平均有效风能密度为195 W/m2，属风能较丰富区。

关键词

平均风速，变化趋势，小波分析，风能资源，塔城地区

塔城市近47年气候变化特征

塔城市近47年气候变化特征

塔城市近47年气候变化特征

热依拉·艾司开尔

【期刊名称】《安徽农业科学》

【年(卷),期】2011(039)008

【摘 要】利用塔城市1961～2007年地面气象资料,分析了47年来温度、降水、日照和风速的变化特征,结果显示,气温呈明显上升趋势,气温变化速率迭0.50℃/10a.47年平均气温上升了约2.4℃.四季季平均气温整体上都呈上升趋势,冬季气温最为明显,线性增长率达0.85℃/10a;秋季次之,线性增温速率为0.58℃/10a;夏季线性增长速率为0.39℃/10a;春季线性增温速率最小为0.34℃/10a,年平均最高气温的年代际变化呈波动式上升特征,增温卒为0.37℃/10a.春、夏、秋、冬的线性增温率分别为0.217、0.266、0.488和0.540℃/10a.平均最低气温年代际变化与平均最高气温年代际变化比较相似.近47年来,年降水量呈增加趋势,降水量倾向率3.49 mm/10a,年降水量变化的波动较为明显,春、夏季降水量变化不太明显,秋季降水量有明显的减少趋势,冬季降水量上升趋势最明显,对全年降水量上升趋势贡献最大,其次为春季.近47年来,平均日照时数有明显的下降趋势,其变化速率为-21.1 h/10a.年平均风速呈较小的减弱趋势,减少速率仅为-0.08 m/s·10a.

【总页数】4页(P4678-4681)

【作 者】热依拉·艾司开尔

【作者单位】新疆塔城地区气象局,新疆塔城,834700

【正文语种】中 文 【中图分类】P463.3

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