新疆乌鲁木齐市气象局 新疆乌鲁木齐 830001
摘要:本研究是对新疆乌鲁木齐市1961~2013年部分气象要素（降水量、日照时数以及相对湿度）数据的收集基础上，并对繁杂气象数据通过趋势分析、小波分析以及MANN-KENDALL 突变检验等工具方法，展开了关于乌鲁木齐气候中降水量、日照时数以及相对湿度的变化特征的统计分析，旨在于气象部门在涉农问题上为政府提供决策依据。
关键词：降水量；日照；相对湿度；小波分析；突变检验
1乌鲁木齐市降水量变化特征
1.1年降水量变化
1961～2013年乌鲁木齐市年降水量（P）呈现出显著上升态势，气候倾向率达4.33mm/a。乌鲁木齐市降水量有明显的偏丰期和偏枯期，其中，在1961~1977年是相对偏枯期，该时段的年降水量的均值仅为88.7 mm。1985~2013年是相对偏丰期，该时段年降水均值达到423.9mm。1977~1982年为过度阶段，年降水量稳步增加。其中，年最大降雨量发生在1998年，为423.91 mm；年最小降雨量发生在1975年，为88.23 mm。乌鲁木齐市年降水量在偏枯期波动较小，在偏丰期波动较大。
1.2年降水量突变
为了探究乌鲁木齐市年降水量的突变特征，基于Mann-Kendall 法计算乌鲁木齐市年降水量时间序列的正序列的UFk和反序列的UBk。取显著水平α=0.05情况下的临界值是±1.96，得出，UFk和UBk交叉点位于水平线以内，且交叉于1980年，随后在1981年达到0.05显著水平。由此判断，乌鲁木齐市年降水量表现出“增加”突变特征的时间截点是1980年。
1.3降水量周期特征
为探究年降水量的年际和年内周期变换特征，采用 Morlet小波变换进行分析研究，表征出年降水量随时间偏丰和偏枯交替变化特征。
乌鲁木齐市近53年降水量表现出明显的多时间周期特征。从大周期时间尺度分析，即15a周期特征，表现在1961~1975年以及1996~2014年这两个时期内，降水周期特征是属于相对偏丰期。1975~1996年这一时期内，属于相对偏枯期。此外，在1970~2005年时期内，年降水量还存在3~5a的小尺度周期特征。1961~1980年时期范围内，还表现出5a小周期特征以及1980~2013年表现出3a小周期变化特征。
2乌鲁木齐市日照时数变化特征
2.1年日照时数时间变化
气候要素频发发生波动，1961-2013年乌鲁木齐市日照时数表现出较大幅度的波动上升走势，气候倾向率是-2.68 h/a，乌鲁木齐年日照时数表现出显著的时段性特征。1961~1998年这一时期内，乌鲁木齐日照时数呈现出相对较短的特征。随后1998~2013年这一时期内，日照时数表现出相对较长的趋势特征。1961-2013年这个研究时段中，年日照时数在1961~1998年表现出的是连续波动的下降走势。而1998~2013年这一时间范围内，又表现出极大波动性的上升态势。最大日照时数为3093.58 h（2008年），最小日照时数为2217.10 h（1998年）。
2.2日照时数突变
为深入探究乌鲁木年日照时数的突变特征，基于Mann-Kendall 法计算其时间序列的正序列UFk以及反序列UBk。取显著水平α=0.05情况下的临界值是±1.96，得出，UFk和UBk交叉点位于水平线以内，且交叉点位于1968年，随后在1970年达到0.05显著水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可判断，日照时数于1970年表现出“减少”突变的特征趋势。
2.3乌鲁木齐市年日照时数周期特征
为探究年日照时数的年际和年内周期变换特征，采用 Morlet小波变换进行分析研究，得出年日照时数随时间偏长和偏短的交替变化特征。从图6中可以看出，年日照时数表现出多时间区间的周期变换过程，即表现出30a大周期和15a中周期并存的特点。大尺度周期上来看，年日照时数30 a大周期几乎是贯穿整个研究时段。1961~1975年以及1997~2013年这两个时期范围内，其表现出的是偏长期的特征。而1977~1997年这一时期内，又呈现出偏短期的特征。1970~1980年这一时间范围内，年日照时数表现出15 a中周期时间特征，期间大致经历了一次“偏短-偏长-偏短”的变换过程。针对一些较小的尺度上，年日照时数没有表现出具有显著周期性的演变趋势。
3乌鲁木齐市相对湿度的变化特征
3.1乌鲁木齐市年相对湿度时间变化
在气候变化下，过去53年乌鲁木齐市相对湿度呈增加趋势，增势为-0.012%/a；年相对湿度表现出较为明显时段性特征。1961~1998年这一时期区间内，其表现特征出较短特点，1998~2013年相对湿度表现出较长特点。然而1961~1998年这一时期，相对湿度表现出波动减少走势，但2013年又表现出剧烈增长态势。最大相对湿度为62.25%/a（1987年），最小相对湿度为50.68%/a（1997年）。
3.2相对湿度突变特征
为了探究乌鲁木齐市年相对湿度的突变特征，基于Mann-Kendall 法计算乌鲁木齐市年相对湿度时间序列的正序列的UFk和反序列的UBk。取显著水平α=0.05情况下的临界值是±1.96，得出，UFk和UBk交叉点位于水平线以内，且交叉点位于2005年，随后在2005年达到0.05显著水平。由此分析得知，年相对湿度表现出“减少”突变特征的时间截点应该是2005年。
3.3相对湿度周期特征
进一步探究相对湿度年际和年内周期表现特征，采用 Morlet小波进行分析研究，得出相对湿度随时间偏大和偏小交替变化特征。年相对湿度表现出多时期区间的周期变化特征，具体而言就是表现出30a大周期以及15a小周期特点。从30a大周期分析看，期间表现出由偏大→偏小→偏大的演变趋势。其中，1961~1975年以及1996~2013年这个时期阶段，其周期表现特征属于偏大期。1976~1996年这一时期内，其周期表现特征属于偏小期。从15a小周期时期看，15a的周期区间内上经历的是偏小（1970~2005年）的变化过程。
4结论
近53年乌鲁木齐市年降水量、日照时数及相对湿度均呈显著上升态势，气候倾向率分别是4.33mm/a、-2.68 h/a及-0.012%/a。降水量表现出“增加”突变特征的时间截点是1980年，日照时数于1970年表现出“减少”突变的特征趋势，年相对湿度表现出“减少”突变特征的时间截点是2005年。
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第一作者简介：蒋恒（1986-），男，汉族，江苏省南京市，研究生，助理工程师，从事大气探测应用与技术工作。
论文作者:蒋恒,彭亮,路光辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/20
标签：乌鲁木齐市论文; 特征论文; 降水量论文; 相对湿度论文; 表现出论文; 周期论文; 突变论文; 《防护工程》2017年第20期论文;