新疆天山北坡日照时数变化特征——以玛纳斯-石河子-沙湾线为例

2第 1期 4 4 9卷 3~ 9页2 1年 1月 01

山地学报 J OURNA L OF MOUNT I CI NCE AN S E

V o. 9, .1 p 3~ 4 1 2 No p 4 9

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文章编号：10 0 8—28 7 6一(0 1 1 4 0 2 1 )—0 3— 7

新疆天山北坡日照时数变化特征——

以玛纳斯一石河子一沙湾线为例

禹 ,海量，青 ,亮，燕，君 4朴家徐张青侯。安红 龚君( .中国科学院新疆生态与地理研究所，疆乌鲁木齐 80 1; .中国科学院研究生院，京 10 4 1新 301 2北 00 9; 3 .乌鲁木齐市林业局，疆乌鲁木齐 8 05 3 4新 30 4; .新疆师范大学地理科学与旅游学院，疆乌鲁木齐 8 05 )新 30 4

摘

要：运用线性趋势估计、平与累积距平、距滑动 t检验、波分析、色预测等方法，天山北坡中部日照时数 小灰对

的变化趋势、周期特征、突变特征及未来趋势进行了分析。结果表明：.近 4 1 7年来，天山北坡一线日照时数呈减少的趋势，变化倾向率为 2./ 1 )相关系数为 0 2。累积距平曲线的变化趋势显示， 1时数以 18其 16h (0a, .6年 3照 9 6年

为转折点，期偏多，前后期偏少。2 .年日照时数在 18 9 6年发生了由多到少的突变，突变类型比较复杂，其是均值突变和转折突变两种突变类型的组合。3 .日照时数在近 4 7a的时间序列中存在 8a和 1 9a的周期。在 8a的时间 尺度上，日数序列经历了 7个偏多期和 6个偏少期； 1的时间尺度上，历了 2个偏少期和 2个偏多期。4年在 9a经 .

利用建立的灰色预测 G 1 1模型对天山北坡的日照时数进行了预测， M(,)发现模型的可靠性高，预测结果准确，日年 照时数在 2 1 0 0年达到 29 0 8h为近 1 7 ., O年来的最高值。关键词：日照时数；化趋势；波分析；色预测；山北坡变小灰天中图分类号：P 1 .4 4 2 1文献标识码：A

近半个世纪以来，球性气候变化引起广泛的全关注，多学者利用多种方法从不同的时空尺度，许对气候要素的变化趋势及影响因素做了大量的相关研究¨。

日照时数是表示一个地区接受太阳辐射的“J时间数，太阳辐射最直接的表现之一，是地是也球上一切自然现象的主要能源，各地天气和气候对

了分析；王华等运用气候突变理论对新疆阿克苏市日照时数序列进行检测，果发现近 5 克苏结 0a阿地区日照时数总体呈增加趋势， 1 8在 9 0年代初和 19 9 0年代初存在两次突变。胡汝骥认为与全球和全国气候变化趋势一致，疆气候存在着变暖增新湿的趋势，随着气候的暖湿化过程，疆各地区日照新

的变化具有重要的作用，云、、尘等多种因素受雾沙的影响较大。研究日照时数的分布规律及变化趋势，于农业生产的发展、市建设及人们的日常生对城活具有重要的意义。因此，多学者对其变化趋很势 J区域分布以及影响因素进行过研究。徐、宗学等利用非参数统计检验方法对黄河流域 7 7个气象站近 4 5a的日照时数变化趋势进行分析；刘一

时数也随之发生了变化¨。因此，疆各地日照时新数变化趋势的研究具有重要的意义。 天山北坡中部的玛纳斯一河子一沙湾一线是石个以农为主的地区，已成为新疆北部最重要的现农业绿洲之一。随着新疆气候的日益暖湿…人们，

对天山北坡绿洲的关注越来越多。本文利用天山北坡一线 3个气象站 16—2 O 9 1 0 7年的逐月日照时数

卫平等利用阿克苏地区 8个气象站近 4 5a的逐月日照时数资料，对年日照时数的变化趋势特征进行

资料，运用线性趋势估计、平与累积距平、在距滑动 t 检验、波分析等方法，天山北坡中部日照时数的小对

收稿日期 ( eevddt)2 1 R ci a:0 0—0 2;回日期 ( cetd 2 1 e e 3— 1改 A cpe ): 0 0—0 0。 8— 1

基金项目 ( o nai e: F ud tni m)国家科技支撑计划项目 (0 7 A 1 B 1和新疆社科基金项目 (7 Y 0 2)助。[ ao a Ke ehooyPo o t 20 B C 70 ) 05 B 1资 N t nl yT cn l r. i g ga 2 0 B C 7 0 ) h ns yo i i g(7 Y 0 2 . rm(0 7 A 1 B 1;teM

iir fXn a 0 5 B 1 )] t jn

作者简介( i rp y: Bo ah )禹朴家 (9 6一)男， g 18,汉族，山东省泰安人，士，硕主要从事干旱区生态环境研究。[ ui,( 9 6一) ae o i YuPj a 18,m l,bm n T i,S adn, s r eerhdrc o:teevr m n r ei . aa hn og mat,rsac i t n h n in etnai rg n]E—m i ypj@16 em n e ei o i d o al u ui 2 . o : a

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2 9卷

变化趋势、周期特征、变特征进行分析的基础上，突

X‘。[‘ ( ) X‘ ( )…,。( ),= X。 1,。 2, X n]对 原序列做一次累加处理，生成一组新的序列 X‘:[‘ ( ), ( )…,‘ ( ) ’ 1 X‘ 2, X n]’’() 1

利用以往资料建立灰色预测模型，未来几年的日对照时数进行了预测，以期能对当地居民的生产生活

有所帮助，并对进一步研究该区气候变化提供依据和借鉴。其中‘ ) (=∑‘ ()。 t

() 2

1研究区概况玛纳斯一石河子一沙湾一线位于天山北坡中部，是全国主要优质棉生产基地，是天山北坡经济带的重点，也是国家重点经济建设的开发区¨地貌引；类型属于河流形成的冲击扇或淤积平原，地形南高北低，海拔 4 0~1 0 属于玛纳斯河流域绿洲的 0 0m, 2部分。所辖的区域除玛纳斯、沙湾、河子 3个县石

其相应的 G 1 1模型的微分方程为 M(, )—一+ X (:——+ A 1= a )【 () j) 3、

设 b=(, )按最小二乘法得到 a u,b B B) B Y=( 1 其中一

() 4

一

( )1 ()1( ( )+ 2

1 2) ) ) (( ) 3)

11

( ),市外还包括兵团农八师的 12团、4 5 13团等。 由于深居内陆，地形相对复杂，大气环流较难进日：

一

入。区域内年均气温为 47~ . . 57℃,均降水量为年10~ 0 m,在蒸发量为 15 0~ 0 m, 0 20m潜 0 2 1 0m属一

1(

( n—

1 )+

() n)

1

典型的温带

大陆性干旱半干旱气候。区内光热资源十分丰富，有效性高，日照时数可达到 27 0h无年 5,O,

O/ L

霜期达 10d有利于作物的生长。 6,

Y.=

2 、

3 、,

() 5

2资料和方法2 1研究资料及统计分析方法 .

X‘ n∞( )

得到微分方程的解为( t )=(。( ) (+1 1一旦 )+旦 e还原得 X‘ (+1 X‘ t )一‘ t t )= (+1 X ()。 () 7 () 6

研究资料来源于天山北坡一线 3个气象站点 (纳斯、玛石河子、湾 )沙的气象观测资料，虑到资考料的完整性和可比性，文选取 1 6 - 2 0本 9 1 0 7年的逐

为分析模型的可靠性，须对模型进行诊断。必目前较为通用的诊断方法是对模型进行后验差检验，即先计算观察数据离差 S及残差的离差 . sS=∑( ()一。(), X。 t X‘ t ) ’

月 t照时数来分析其变化。对资料的统计分析采用 3的方法主要为：.用线性倾向估计法分析日照时数 1

的变化趋势，线性方程的斜率 6<,为下降趋势， 0则6 0则为上升趋势，>, b×1 0为其变化倾向率。以距平曲线的波动来反映沙尘暴的变化幅度，累积距平

5: 2:

0( )

曲线的上升段和下降段反映了要素随时间变化的增

再计算后验比 c P和

加和降低。2 .用滑动 t检验来确定日照时数序列的突变年份，值超过显著水平线的年份即为突变年 t份。3用小波分析法来识别沙尘暴序列的周期性 .变化，小波方差出现极值的时间尺度即为序列的周期尺度。

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