新疆奎屯柳沟垦区降水量变化特征分析

曾桂婷（兵团第七师一二五团农业技术服务中心，新疆 奎屯 833200）

本文对新疆奎屯柳沟垦区1998—2016年的数据序列进行分析，初步探索柳沟垦区降水量特征和变化规律，为柳沟垦区气候分析和预测、农作物结构布局、气象灾害防御等提供科学可靠的依据。

1年降水量分布特征和变化趋势

柳沟垦区历年平均降水量197.4 mm，年降水量最多为 329.6 mm（2010 年），最少为 127.7 mm（2000年），降水量振幅为201.9 mm，降水量最多年为最少年的2.5倍。根据1998—2016年降水量距平图分析（图1），柳沟垦区年降水量年际变化较大。19年中，降水量有9年偏少年，9年偏多年，1年接近历年平均值，1998—2006年 9年间偏多年占了 6年，2007—2016年10年间偏多年仅有3年。线性趋势显示，柳沟垦区年降水量呈现出偏少的趋势。

图1 柳沟垦区1998—2016年降水量距平

2 四季降水量分布特征和变化趋势

2.1 四季降水量分布特征

柳沟垦区四季降水量时空分布不均，年际变化大。春季降水量多于夏季，夏季多于秋季，秋季多于冬季。春季降水量最多为133.1 mm，出现在1998年，最少为11.8 mm，出现在2000年，春季降水量两极比为11.3倍。夏季降水量最多为96.6 mm，出现在2001年，最少为25.2 mm，出现在2008年，夏季降水量两极比为3.8倍。秋季降水量最多为93.8 mm，出现在2015年，最少为20.2 mm，出现在2007年，秋季降水量两极比为4.6倍。冬季降水量最多为51.9 mm，出现在2010年，最少为12.2 mm，出现在2015年，冬季降水量两极比为4.3倍。从两极比可以看出，四季降水量年际间的变化幅度：春季＞秋季＞冬季＞夏季。

通过四季多年平均降水量分布饼图（图2）明显可以看出，在一年中，柳沟垦区春季（3～5月）降水量最多，多年平均值为64.0 mm，占年降水量的33%；夏季（6～8月）次之，降水量为58.2 mm，占年降水量的29%；秋季（9～11月）再次之，降水量为49.2 mm，所占比例为25%；冬季（12～2月）最少，降水量为26.1 mm，所占比例为13%。

图2 四季多年平均降水量分布

2.2 四季降水量的阶段性变化趋势

采用累积距平法来分析四季降水量的变化趋势[1]。累积距平分析法是一种常见的由曲线直观判断要素变化趋势的方法，通过要素的累积距平值来反映变化趋势。当距平值增加时，累积距平曲线呈现上升的趋势，反之，则呈现下降的趋势[2-3]。

对柳沟垦区四季降水量的累积距平曲线进行分析得出（图略），春季降水量呈现出少-多-少的变化趋势。1998—2007年为少雨期，2008—2011年为多雨期，2012—2016年为少雨期。在第一个少雨期中，2004—2005年为多雨阶段。在第二个少雨期中，2016年降水出现转折，降水异常增多。夏季累积距平值基本上处于正距平区间，曲线呈现出多-少-多-少的阶段性趋势。1998—2007为多雨期，在这期间波动较为频繁，2008—2010年为少雨期，2011—2013为多雨期，2014—2016年为少雨期，且减少幅度较大。秋季累积距平曲线呈现出多-少-多的阶段性趋势。从1998年开始，降水量逐渐增多，进入多雨期，到2002年结束。2003年降水开始逐渐减少，进入少雨期，到2009年结束。2010—2016年为多雨期，在这期间波动频繁，2012—2014年出现少雨阶段，2016年出现转折，降水减少。冬季距平曲线呈现多-少-多-少的阶段性趋势。1998—2005年为多雨期，2006—2008年为少雨期，2009—2010年为短暂多雨期，2011—2016年为少雨期，2015—2016年降水出现转折，出现增多的情况。

3 各月降水量分布特征

通过1998—2016年月降水量柱状分布图（图3）明显可以看出，柳沟垦区降水量时间分布不均匀，且主要集中分布在4～10月，4～10月为此区农作物主要的生长季节，降水的集中分布对于农作物的生长发育非常有利。在一年中，4～5月降水量较多，其次是6～7月和10月，8～9月次之，1～3月和11～12月降水量相对较少。降水量2月最少，5月最多。

图3 柳沟垦区1998—2016年月均降水量分布

4 降水变率

降水变率指降水量的年（或季、月）际变化，一般指降水相对变率。降水变率是平均降水绝对变率与多年平均降水量的百分比。降水变率越大，降水越不稳定，出现旱涝的可能性越大。反之，降水变率越小，降水越稳定。通过对柳沟垦区月、季、年降水变率（表1）进行分析，可以明显看出，年降水变率小于季降水变率，季降水变率小于月降水变率，即年降水量比季降水量稳定，季降水量比月降水量稳定。年降水变率为19.6%，春季降水变率为38%，夏季为28%，秋季为32%，冬季为30%。四个季节的降水变率相比，春季＞秋季＞冬季＞夏季，春季最大，夏季最小。月降水变率中，1月、4月、7月和12月降水变率相对较小，5～6月、8～11月居中，2～3月相对较大。2月降水变率最大，1月降水变率最小。

5 降水极值

表1 柳沟垦区月、季、年降水变率 %

降水极值的统计主要包括：一日最大降水量、最长连续降水日数、最长连续无降水日数。历年（1998—2016年）一日最大降水量平均为20.3 mm，一日最大降水量为36.8 mm。其中有3年一日最大降水量在30 mm以上，2005年6月27日降水量为33.3 mm，2010年10月7日降水量为36.8 mm，2016年5月18日降水量为32.3 mm。历年最长连续降水日数9 d，出现在2011年2月7～15日（连续降水量为5.2 mm）和2015年11月14～22日（连续降水量为33.5 mm）。历年最长连续无降水日数37 d，长达一个多月的时间，出现在2016年8月25日至9月30日。

6 小结

综合分析1998—2016年柳沟垦区年、季、月降水量的分布特征和变化规律，可以得出如下结论：（1）年降水量年际变化较大，历年平均降水量197.4 mm，年降水量最多年为最少年的2.5倍。线性趋势显示，年降水量呈现出偏少的趋势。（2）季降水量时空分布不均，年际变化大。春季降水量多于夏季，夏季多于秋季，秋季多于冬季。通过对四季的两极比进行比较，得出季降水量年际间的变化幅度：春季＞秋季＞冬季＞夏季。春季降水量呈现出少-多-少的阶段性变化趋势，秋季呈现出多-少-多的趋势，夏季和冬季均呈现出多-少-多-少的变化趋势。夏季累积距平值基本上处于正距平区间，其它三季均在正负距平间出现较明显的波动。在四季中存在着3～4年的变化周期。（3）降水量时间分布不均匀，主要集中在4～10月。一年中，4～5月降水量较多，其次是6～7月和10月，8～9月次之，1～3月、11～12月降水量相对较少。2月最少，5月最多。（4）年降水变率为19.6%，春季降水变率为38%，夏季为28%，秋季为32%，冬季为30%。四个季节的降水变率相比，春季＞秋季＞冬季＞夏季，春季最大，夏季最小，这与两极比比较得出的季降水量年际间的变化幅度结果相一致。月降水变率中，2月降水变率最大，1月降水变率最小。（5）历年一日最大降水量为36.8 mm，最长连续降水日数9 d，最长连续无降水日数37 d。

[1]于沪宁，李伟光.农业气候资源分析和利用[M].北京：气象出版社，1985.

[2]北京农业大学.农业气象[M].北京：农业出版社，1994.

[3]吕学梅，高安春，王新，等.1961—2008年临沂降水变化特征的气候分析[J].安徽农业科学，2009，37（35）：17567-17570.