新疆维吾尔自治区气候中心

新疆维吾尔自治区气候中心于2006年3月成立。气候中心承担着．新疆区域气候、气候变化、生态与农业气象三条业务轨道和遥感监测服务业务。负责气候预测、农牧业气象服务与遥感技术应用等决策服务工作，负责相应产品制作与发布；负责对下级业务单位的技术指导，参与突发事件应急气象服务工作；负责气候资源的区划、调查、评估、监测与服务；负责农业气候区划工作；负责气候灾害的调查、评估与服务工作。

新疆太阳总辐射资料的均一性检验与气候学估算式的再探讨

参照新疆105个气象台站"元数据",在对12个辐射站逐月日照百分率与月总辐射资料序列进行质量控制检验的基础上,对无效值与缺测值进行了插补订正,继而以Potter非均一性客观检验方法对资料序列进行了非均一性检测,同时以SNTH方法对产生间断的序列进行了相应的非均一化订正。在均一化的月总辐射与月日照百分率资料序列基础上,探讨了利用辐射气候学估算总辐射的最佳方案及其系数的空间差异与年变化特征。结果表明:(1)月日照百分率序列仅乌鲁木齐与伊宁站有间断现象,而月辐射资料序列间断的有乌鲁木齐、伊宁、阿勒泰、哈密、和田站,且并非都与日照百分率序列同步间断。其中,和田、阿勒泰站月辐射资料序列非均一化现象最严重;(2)月辐射序列的间断大多出现在冬半年,这可能与冬季空中气溶胶含量的突然增加有关;(3)在利用辐射气候学估算式Q=Q0(a+bS)对新疆总辐射进行估算时,采用"单站单月式"效果最佳,单站平均绝对误差为3%～8%,系数a、b具有明显的空间分布特征与季节变化特征。除伊宁站外,两者还具有显著且稳定的互补关系;(4)新疆的年总辐射分布特征为自东向西、自南向北依次递减,天山山区为低值中心。秋季纬向特征最明显,冬季次之,春季转为经向,夏季多呈"涡状",且南北疆两大盆地辐射差异小。

新疆冰川、积雪对气候变化的响应(Ⅰ):水文效应

新疆是我国冰川、积雪资源最为丰富的地区,冰川和积雪融水在水资源构成中占有重要的地位,其对气候变化的响应使得河流水文过程发生明显的变化,对新疆干旱区的水资源利用和管理产生重大影响.新疆高山流域产流占地表径流的80%以上,其中冰川和积雪融水径流在总径流中的比例可达45%以上,积雪和冰川融水是河流的主要补给来源.在新疆北部的阿尔泰山和天山北坡河流主要以融雪径流补给为主,而在天山南坡、昆仑山、喀喇昆仑山和天山北坡的伊犁河流域的河流以冰川融水补给为主;以融雪径流为主要的河流主汛期在春季到夏初,而冰川融水补给的河流夏季是主汛期.随着新疆气候向暖湿转变,高山流域的水文过程对气候变暖和积雪增加产生明显的响应:以积雪为主补给的河流,水文过程对气候变暖的响应表现为最大径流前移,夏季径流减少明显;以冰川融水补给的河流,径流响应表现为6-9月汛期径流量明显增大,汛期洪水增多,年流量增加.由于不同补给类型河流的水文过程发生变化,其相应对下游的水资源供给和洪水安全管理产生了重大影响,在水资源管理方面需要适应气候变化对水文过程的调整,减缓气候变化对水资源安全的影响.

新疆冰川、积雪对气候变化的响应(II):灾害效应

新疆地区冰川、积雪广泛分布,在其融水补给河川径流的同时,也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生,这些灾害对当地居民居住地以及重要国防干线的安全运营形成较大威胁.冰川、积雪变化直接影响到冰雪灾害发生的程度与影响范围,新疆的冰川洪水和冰湖突发洪水灾害主要发生在塔里木河流域的喀喇昆仑山、昆仑山以及天山南坡西部一带,融雪洪水灾害主要发生在新疆北部的阿勒泰地区、塔城地区和天山北坡一带,冰川泥石流、冰雪崩灾害主要发生在帕米尔高原、天山西段和西昆仑山地区,风吹雪主要在天山中、西段地区.随着全球气候变暖,尤其是新疆从1987年开始的气候由暖干向暖湿的转型,冰川退缩加剧,融水量增大,冰川洪水和冰川泥石流灾害随着冰川融水径流的增加而增多;而融雪洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势.在新疆地区,冰雪灾害主要表现为冰雪洪水,已观测到近十几年来在气候变化影响下冰雪洪水发生的频次和强度有增加的趋势,塔里木河流域的冰湖溃决洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已对当地的生命财产和社会经济发展带来巨大危害,新疆的水资源安全、灾害等问题日益凸显.预计未来,随着气候增温引起的冰雪融水径流的增加,相关的冰雪灾害增多,因而增加了冰雪灾害的危险程度,并可能形成若干新的灾害点.面对气候变化诱发的众多冰川、积雪灾害,目前还缺乏对灾害监测、预测预警方面的适应对策.因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,冰雪灾害应引起有关方面的足够重视,加强气候变化对冰雪灾害的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.

1961-2016年新疆单站不同等级冷空气过程气候特征及变化

利用新疆1961年1月-2016年12月资料完整的89个国家气象观测站的日最低气温资料,根据中国气象局2017年发布的行业标准《冷空气过程监测指标》(QX/393-2017)的单站冷空气等级,计算近56 a来新疆各单站不同等级冷空气过程的发生频次、降温幅度、持续天数,应用线性趋势、EOF分解等分析方法,对新疆各单站不同等级冷空气过程的时空分布特征进行分析。结果表明:新疆单站不同等级冷空气年平均频次和年累计天数均表现为中等强度冷空气最多、寒潮次多、强冷空气最少,空间分布都呈现为北疆多、南疆少的分布特征;中等强度冷空气和强冷空气区域平均的年平均频次和年累计天数的年际变化均呈不显著减少趋势,寒潮均呈显著减少趋势,而空间分布上不是整体呈减少趋势,甚至个别地区呈显著增加趋势;中等强度冷空气和强冷空气在秋季前期和春季后期发生较多,寒潮则在冬季发生较多;中等强度以上冷空气年累计降温呈现北疆大、南疆小的分布特征,区域平均的年累计降温呈显著减小趋势;新疆年寒潮频次和年累计降温第一模态的方差贡献率分别为33%、39%,远远大于其它模态,第一模态(即主模态)的空间分布二者均表现为整个新疆为一致的正值,说明其变化趋势在全疆具有一致性的特征,另外北疆特征值较大,南疆特征值较小,说明北疆更容易出现异常,南疆不易出现异常。

气候变化背景下新疆北部2009/2010年冬季雪灾

利用新疆北部43个气象观测站资料,引用异常气候事件和极端气候事件的判别标准,定量分析了2009/2010年冬季新疆北部的异常气候特征,总结了这一阶段的降水、气温的极端事件特征。分析表明,新疆北部2009/2010年冬季降水量大,积雪厚,积雪时间长,气温变化幅度大,多种表征降水和积雪的气象要素突破历史极值;极端事件发生频次高、范围广,极端冷事件与暖事件并存。在全球气候变暖的大尺度背景下出现降雪如此大、积雪如此厚、灾害如此重的极端气候事件,在新疆实属罕见,这也凸显了极端气候事件的多元性和复杂性。

新疆气候变化特征及气候分区方法研究

为了探讨考虑气候变化影响的气候区划方法,选用新疆88站年平均气温和降水量的45年(1961—2005)平均值及其均方差为气候分区的4个基本因子,以各站之间的相似系数构建模糊矩阵,进行模糊聚类分析。按不同聚类水平,区划出北疆、南疆、天山山区等气候类型,还细致刻画出干寒山区、典型风区等特殊气候类别。区划结果与天气气候特征和地理景观吻合好,在此基础上确定了新疆气候业务的3个区域及其代表站。区划结果也为其它专业区划奠定了基础。

新疆吉木萨尔县45年气候变化特征分析

利用吉木萨尔县1961—2005年历年日平均气温、最高(低)气温、降水量、日照时数、风速等资料,分析该县45年年际、年代际、四季及近10年的气候变化特征。得出:(1)吉木萨尔县45年全年及四季气温变化均呈上升趋势,尤其冬季增温最明显,为0.62℃/10年;且近10年是45年中最暖的时期。(2)45年来平均月最高气温变化不大;而月平均最低气温增温明显,尤其近10年平均月最低气温达45年中的最高。(3)45年全年降水量变化呈增湿趋势,变化倾向率为8.19mm/10年,其中:冬季和夏季降水量呈逐渐增多趋势;而春季和秋季平均降水量则呈缓慢减少的趋势。不同年代际全年和夏季降水量均以1990年代最多,1970年代最少。近10年的年降水量也呈增湿趋势,其中冬季降水量为45年中最多时期;秋季降水量为45年中最少时期。(4)45年中任何时段的日照时数和平均风速变化均呈减少(小)趋势。对当地生态环境的改善和农业经济发展等都有十分重要的意义。

新疆气候变化与生态环境的初步评估

近50a来,新疆气候变暖、降水增多的趋势明显,并将持续到21世纪末。新疆生态环境系统的总体特征是:水资源是新疆生态环境的核心;形成了山地、绿洲、荒漠三大生态环境系统;生态环境脆弱;土地有效利用率低;加强生态建设和环境保护具有很大潜力。在全球和新疆气候变暖的背景下,新疆极端天气、气候事件频发,防灾减灾形势更为严峻,而且绝大部分冰川退缩,并呈加速减退的趋势;但因气候变暖的同时降水增多,河流径流量呈增加趋势,生态环境随之有所恢复与改善,加之新疆又地处欧亚大陆中部,因而全球气候变化造成直接的、近期的负面影响,在新疆的表现比世界大多数地区要轻、要小。由于新疆气候变化、人类活动的负面影响以及资源利用效率低下、经济结构不合理等因素,新疆生态环境形势依然相当严峻,完全遏制生态环境恶化和实现生态环境全面改善任重道远。基于以上评估结论,提出了三项对策建议。

近50a来新疆区域与天山典型流域极端洪水变化特征及其对气候变化的响应

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水,分析了新疆区域极端洪水变化;以年最大洪峰记录分析了天山山区主要河流极端洪水变化规律,并用14站资料分析了天山山区气候变化特征,讨论了天山主要河流极端洪水变化对区域气候变化的响应.结果表明:受气候变暖影响,1957—2006年全疆极端洪水呈区域性加重趋势,尤其南疆区域极端洪水明显加剧,北疆区域也有加重趋势,但相对较缓.全疆及北疆、南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段.近50a来,在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下,发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势,发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加,但是变化趋势较缓.以年最大洪峰流量发生转折年为界,天山典型流域托什干河、库玛拉克河、玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代(或80年代)以来与前期相比,呈现出相似的变化特征:年最大洪峰流量明显增大,年际间变化更加剧烈,洪水年更频繁.以年最大洪峰流量发生转折年份为界,玛纳斯河、托什干河和乌鲁木齐河后期的年最大洪峰集中日期较前期推迟2～9d,库玛拉克河却提前5d.玛纳斯河、乌鲁木齐河和库玛拉克河后期的集中度较前期增加0.8%～8.3%,托什干河减小1.1%.1961—2010年,新疆天山山区气温明显上升,升温率为0.34℃.(10a)-1,1997年以后明显增暖;天山山区降水显著增加,增加速率15.6mm.(10a)-1,同时极端降水强度增大、频数增多.近50a来天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水事件增多等有密切关系.

气候变暖背景下2015年夏季新疆极端高温过程及其影响

用新疆105个气象站监测资料,分析了2015年夏季高温过程的极端特征.2015年夏季新疆区域出现高温过程,从7月上旬后期开始,南疆东南部以及东疆最早出现日最高气温≥35℃的高温天气,进入中旬后高温范围迅速向西、向北蔓延发展,下旬初期范围达最大,南北疆均出现高温天气.新疆区域该次高温过程在7月中下旬最为强盛,全疆84.8%的测站(89站)出现高温;52.4%的测站(55站)的高温持续日数位居历史第1位;全疆21.9%的测站(23站)极端最高气温位居历史第1位,极端最高气温出现在吐鲁番东坎,达到47.7℃.这次高温过程造成8站夏季温度位居同期第1位,南疆及天山山区的7月平均气温位居历史同期第1位,有54.3%的测站(57站)7月平均气温突破同期历史极值.海拔3 544 m的天山山区大西沟站7月份日最高气温连续突破历史极值,22日达到20.7℃.高温过程中,新疆区域7月0℃层高度位居1991年以来同期第1位,其中,7月19-23日连续6 d位居1991年以来的第1位.天山开都河流域日0℃层高度持续33 d高于1991-2015年平均值.7月上旬到下旬,在500 h Pa高空,伊朗高压东移并控制新疆,是造成此次高温过程的直接原因.在100 h Pa高空,南亚高压的形态、中心位置、强度变化与新疆此次高温过程演变关系密切.高温过程造成新疆高山区冰雪迅速消融,引发塔里木河流域出现融雪(冰)型洪水.

新疆棉花播种期气候服务指标分析及应用

针对新疆棉花播种期预测服务需求,提出了日平均气温5日滑动平均"稳定≥10℃初日"和棉花"播种—出苗期间热量指数"两个兼具生物学与气候学意义的气候服务指标。在实际业务应用中,借鉴短期气候预测方法,建立"滑动相关—逐步回归—集合分析"客观预测模型,得到这两项指标的预测值并参加业务会商,为综合分析并确定棉花开播期的早晚和提出适当的服务对策建议提供了有价值的信息,效果较好。该思路和具体方法可以在更多的气象为农业服务业务领域中尝试。

不同气候背景下新疆冬季极端冷(暖)事件的变化特征

利用1961—2013年新疆89站逐日气温和NCEP再分析高度场资料,分析了不同气候背景下新疆1961年以来冬季(12月—翌年2月)出现的极端冷(暖)事件年代际变化及与其相联系的环流特征。根据对新疆冬季极端冷(暖)事件的气候背景划分,认为新疆冬季极端冷(暖)事件在不同气候背景中都有明显的不同,全疆冬季极端冷事件存在随气候背景转变而发生区域一致变化的特征,但冬季极端暖事件的变化则有南北反相的区域差异。总体而言,新疆极端冷暖事件发生的日数趋于减少,极端冷暖事件强度也具有显著减小的趋势;北疆西部和天山两侧是气候极端性变化最显著的区域。从冷暖期环流特征的差异来看,北疆型极端冷事件减少的主要原因来自于突变后极涡减弱,而南疆型极端冷(暖)事件减少(增加)则主要受欧亚范围内大片正变高区的影响。

基于探空资料的1961-2018年新疆高空大气比湿气候特征分析

利用1961-2018年新疆12个探空气象站逐日观测资料,分析新疆对流层850、700和500 hPa比湿的气候特征,结果表明:新疆大气比湿自西向东、自南向北递减,且随高度增加而减小,新疆比湿远小于东亚季风区;夏季比湿最大,其次为秋季、春季,冬季最小,850和500 hPa各站之间比湿差异较大,而700 hPa各站比湿差异较小;850、700和500 hPa比湿均表现为线性增加趋势,并表现为1967-1986年偏干、1987-2005年偏湿,1987年为突变点;850、700和500 h Pa比湿与降水均呈显著正相关关系;夏季暴雨天气对流层中低层比湿最大,发生暴雨时比湿约为气候平均1~2倍,夏季暴雨的动力和不稳定条件更关键,新疆暴雨天气时比湿比东亚季风区显著偏小;冬季暴雪天气比湿是一年中最小的,春、秋季强降水比湿介于夏、冬季之间,但可达气候平均的2~3倍,春、秋季需要更多的水汽产生强降水。

气候变化对新疆区域水资源的影响评估

水是影响人类生存的首要问题,也是制约和影响新疆经济社会发展与生态环境保护的关键因素。20世纪50年代以来,新疆洪水发生频次增高、灾害损失增加;极端洪水呈区域性加重趋势,以南疆区域最为显著;伴随着冰川退缩加剧,融水量增大,冰雪洪水、雪崩、风吹雪、冰崩灾害随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾频次增加,强度增强。随着新疆气候向暖湿转变,全疆大多数河流径流量均有不同程度的增加;空间分布上,天山山区增加尤其明显,其他地区有不同程度的增加,昆仑山北坡略微有减少。水汽净收入量和水汽转化率均无显著变化趋势。气候变暧导致径流的年内分配更加不均匀,春旱夏洪的危害更加凸显,水资源的供需矛盾和洪水威胁加重。因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,需加强气候变化对新疆区域水资源的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用。

风能资源专业观测网新疆气象局中心站系统简介

为了贯彻落实《可再生能源法》，实现风电自主化建设和风能资源的有序开发利用，支持风能资源评价、规划编制和风电产业体系建设工作，同时积极配合国家发展改革委员会和财政部的工作，中国气象局计划建设了“全国风能资源专业观测网”。本文简要介绍了这套系统中新疆气象局中心站系统的搭建与配置等情况。

1961—2017年新疆区域气候变化特征分析

利用1961—2017年新疆89个国家级气象观测站气温和降水量整编资料,分析了新疆区域基本气候特征及年变化趋势。结果表明:近57 a,新疆年平均气温及年降水量呈显著上升趋势,增加率分别为0.31℃/10 a和10.14 mm/10 a,年平均最高和最低气温上升速率分别为0.22℃/10 a、0.52℃/10 a。年平均气温与年降水量突变分别发生在1996年和1986年。四季平均气温和降水量也呈现一致的上升趋势,其中冬季升温趋势最明显,升温速率为0.40℃/10 a。冬季降水速率增加最明显,为10.2%/10 a。暴雨日数和暴雨量呈明显增加趋势。在空间变化上,北疆北部和西部、东疆增温明显,降水在天山山区和南疆西部增加明显。从新疆气温降水变化角度来看,总体有向暖湿方向发展的趋势。

近50年气候变化对新疆农业的影响

近50年来,新疆气候变暖、降水增多的趋势明显。1961-2010年,新疆年平均气温升温速率为0.32℃/10a,高于全球和全国同期变化水平,冬季升温趋势最明显。2001~2010年是近50年中最暖的10年。1961~2010年,新疆年降水量明显增加,增加速率为6.51%/10年。夏季增加趋势最明显。1991~2010年是近50年中降水最多的20年,同时新疆极端天气、气候事件频发。气候变暖使新疆农业热量资源更为丰富,农作物潜在的适宜生长季延长,两年三熟的种植区域可能北移扩大;使棉花的播种期提早,全生育期延长,产量提高;而冬小麦的播种期推迟,全生育期缩短。冬季温度升高,利于冬小麦、特色林果等安全越冬。但是气候变暖背景下新疆极端天气、气候事件频发,气象灾害造成的农牧业损失加大。

新疆石河子莫索湾垦区气候特征分析

利用莫索湾垦区1959-2007年历年日平均气温、最高(低)气温、降水量等资料,分析该地区48年年际、年代际、四季及近10年的气候变化特征,并得出了相关的结论。

新、旧气候态的差异及其对新疆气候评价业务的影响

利用新疆100个国家气象站的月、季、年气温、降水要素1991─2020年和1981─2010年平均值资料,从区域平均和空间分布两方面对2个气候平均值进行对比分析。结果表明:全疆平均气温一致增加,且大部地区增温显著,春季增幅最大,秋季最小,北疆增幅略大于天山山区和南疆。全疆降水增幅为3.1%~5.0%,冬季增幅最大,秋季最小,天山山区增幅大于北疆和南疆。2、3、4、6月气温升幅较大,5─10月较小,月气温差值空间型分为3种类型:全疆一致增加型、全疆大部增加型和全疆大部减少型。2、8、11月降水增幅较大,月降水差值空间型分为3种类型:全疆大部增加型、全疆大部减少型和北疆大部减少南疆部分增加型。气候平均值更替后,气温距平和降水距平百分率偏高的特征将弱化,其等级整体由正距平向负距平方向调整,基于旧气候态的评价结论也需重新评估。