摘要：基于北疆地區26個主要氣象站點1961—2016年逐日氣象數據，選用國家標準相對濕潤度指數(M)作為干旱指標，以年和季為時間尺度，探究北疆地區干旱強度和頻率的時間變化與空間分布特征。結果表明：相對濕潤度指數能夠很好地表征出典型干旱年，從56a的數據分析來看，北疆地區干旱強度總體呈減小趨勢。對比各年代干旱強度，以21世紀初干旱最輕，20世紀60年代和70年代干旱最為嚴重，空間分布上大致呈東南高西北低的趨勢;北疆地區年輕旱頻率和中旱頻率呈增加趨勢，年重旱頻率和特旱頻率呈減小趨勢，歷年重旱頻率明顯高于其他等級干旱頻率，中旱頻率略高于輕旱和特旱頻率。季節尺度上，北疆地區春季和夏季干旱強度明顯高于秋、冬季，在各季節不同等級干旱頻率中，秋季輕旱頻率最高，夏季中旱、重旱頻率最高，春季特旱頻率最高。
關鍵詞：氣象干旱;時空特征;相對濕潤度指數;北疆
在氣候變化背景下，干旱作為人類面臨的主要自然災害之一，已成為全球關注的重點和熱點問題[1-2]。北疆地區位于新疆維吾爾族自治區天山以北，是典型的溫帶大陸性干旱半干旱氣候，在干旱因素長期困擾之下，當地生態環境建設與社會經濟發展受到極大限制[3]。
氣候論文投稿刊物：《干旱區研究》是由中國科學院主管，中國科學院新疆生態與地理研究所和中國土壤學會聯合主辦的全國性學術期刊(雙月刊，大16開本，144頁，ISSN1001-4675，CN65-1095/X)。創刊于1984年，科學出版社出版。
有研究表明：過去50～100a，新疆大部地區氣溫和降水量均呈現增加趨勢，其中北疆地區降水量增勢明顯[4]，但由于降水時空分布不均，區域差異性明顯，部分地區干旱也呈現擴大化趨勢[5]。學術界一般將干旱分為氣象干旱、水文干旱、農業干旱和社會經濟干旱來針對干濕氣候變化進行研究，其中，氣象干旱是其他各類干旱發生的基礎[6-8]。
目前，國內外關于氣象干旱指標開展了大量研究，王明田等[9]基于相對濕潤度指數(M)分析了西南地區季節性干旱時空分布特征;張調風等[10]，謝五三等[11]基于綜合氣象干旱指數(CI)對石羊河流域近50a氣象干旱特征以及淮河流域干旱時空特征進行探究;潘淑坤等[12]分析了近50a新疆標準化降水指數(SPI)變化特征;吳友均[13]等利用降水溫度均一化指標對1961—2008年新疆旱澇時空分布特征進行探究;趙勇等[14]通過計算降水距平百分率(Pa)分析了新疆北部地區春夏季干旱的區域性和持續性特征。其中，相對濕潤度指數綜合考慮降水與需水信息，可反映短時間尺度的水分虧缺情況，是比較理想的區域干旱監測指標[15-17]。
前人大多基于降水量和氣溫卻未考慮蒸散量在北疆干旱演變中的作用，而北疆地區年蒸散量高達1200mm[18]。因此，本文綜合考慮降水量和參考作物蒸散量等因子，以年和季為時間尺度，通過計算不同尺度下的相對濕潤度指數，采用GIS技術，來探究1961—2016年北疆地區干旱時空演變規律，以期為氣候變化背景下新疆干旱狀況的相關研究提供理論參考。
1材料與方法
1.1資料來源
本文所用資料是由國家氣象信息中心(http：∥cdc.nmic.cn/home.do)提供的北疆地區26個主要氣象站點1961—2016年逐日氣溫(℃)、降水量(mm)、日照時數(h)、風速(m/s)、相對濕度(%)等數據。
1.2干旱指標構建
1.2.1相對濕潤度指數
相對濕潤度指數(M)由某時段內的降水量與同時段參考作物蒸散量之差再除以同時段參考作物蒸散量所得，可用于監測與評估作物生長季的干旱狀況[19]。
2結果與分析
2.1干旱年度時空變化特征
2.1.1干旱強度
年際變化采用相對濕潤度指數(M)作為評價指標，計算北疆地區26個主要氣象站1961—2016年逐年平均M。M值低于-0.90的的年份從低到高依次為1962年、1974年、1968年、1975年、1965年、1967年和1977年，查閱歷年干旱災情資料[24-25]發現，1962年、1965年和1974年均為全疆性大旱年、1967年、1968年、1975年和1977年北疆地區干旱頻次較高[26]。可見，相對濕潤度指數能夠將典型干旱年很好地表征出來。
對比各年代干旱強度發現，21世紀初干旱最輕，20世紀60年代和70年代干旱最為嚴重，從56a線性趨勢來看，干旱強度總體呈現減輕趨勢，線性趨勢為0.021/10a，且通過顯著性檢驗。從20世紀60年代初到70年代末，M值在波動中略微下降，波動幅度由寬逐漸變窄，M值總體偏低，自20世紀80年代初以后，M值在波動中持續上升，21世紀的前10a的M平均值與20世紀90年代接近，2010年后6a的M值明顯高于之前。
2.1.2干旱強度空間變化干旱強度的空間分布由多年平均相對濕潤度指數的空間分布來體現，計算北疆地區各氣象站點多年平均M，得到該地區干旱強度分布見圖3顯示。北疆地區干旱強度大致呈東南高西北低的趨勢，東南部大部分區域以及塔城地區西部干旱強度較強，多年平均M均在-0.80以下，其中烏魯木齊、石河子和烏蘭烏蘇大部分區域以及富蘊和福海小部分區域干旱強度最強，多年平均M均在-0.87以下;伊犁地區大部和阿勒泰地區西北部干旱強度較小，多年平均M高于-0.80。
3討論與結論本研究通過計算相對濕潤度指數構建干旱指標篩選出北疆地區典型干旱年，與白云崗等對新疆歷史干旱資料統計分析結果具有很好的一致性[5]，值得注意的是，從圖2可以看出，2012年是北疆地區21世紀繼2008年后又一干旱強度較強的年份。
研究發現，北疆地區21世紀初干旱最輕，20世紀60年代和70年代干旱最為嚴重。羅那那等[27]基于標準化降水指數(SPI)，對北疆地區近52a年旱澇變化特征進行研究，認為北疆地區干旱發生頻率較高，且在二十世紀八十年代之前頻率更高、持續時間 更長，二十世紀八十年代之后干旱也時有發生，但頻率和持續時間都不及之前;吳燕鋒等基于綜合氣象干旱指數(CI)，指出北疆年干旱頻次總體呈減少趨勢，且在1960s干旱頻次高的年份最多，1970s次之，1980s和21世紀最少[27]。
說明本研究結果與前人得出結論較為一致，并且更加證實了自二十世紀八十年代起，北疆地區具有明顯的濕潤化趨勢。研究發現，北疆地區干旱強度在空間分布上大致呈東南高西北低的趨勢，其中烏魯木齊、石河子和烏蘭烏蘇大部分區域以及富蘊和福海小部分區域干旱強度最強，伊犁地區大部和阿勒泰地區西北部干旱強度較小;北疆地區年輕旱頻率和中旱頻率呈增加趨勢，年重旱頻率和特旱頻率呈減小趨勢，歷年重旱頻率明顯高于其他等級干旱頻率，中旱頻率略高于輕旱和特旱頻率。北疆地區春季和夏季干旱強度明顯高于秋、冬季，在各季節不同等級干旱頻率中，秋季輕旱頻率最高，夏季中旱、重旱頻率最高，春季特旱頻率最高。
本文基于相對濕潤度指數(M)作為評價指標，一般來說，合理的干旱指標應該能夠對干旱的強度、范圍和起止時間進行準確的表達，因此，這一干旱指標還有待進一步的優化。本文主要從氣候角度分析了北疆地區年和季尺度的干旱時空變化特征，但干旱同時還受到地形地貌、土壤植被以及人類活動等多種因素的影響[28]，因此，針對干旱的監測、評估與區劃研究還有待進一步的深入。
參考文獻：
[1]張強，韓蘭英，張立陽，等.論氣候變暖背景下干旱和干旱災害風險特征與管理策略[J].地球科學進展，2014，29(1)：80-91.
[2]LiuZ，WangY，ShaoM，etal.SpatiotemporalanalysisofmultiscalardroughtcharacteristicsacrosstheLoessPlateauofChina[J].JournalofHydrology，2016，534：281-299.
[3]張揚，楚新正，楊少敏，等.近56a新疆北部地區氣候變化特征[J].干旱區研究，2019，36(1)：212-219.
[4]李景林，張山清，普宗朝，等.近50a新疆氣溫精細化時空變化分析[J].干旱區地理，2013，36(2)：228-237.
作者：祁嘉郁，巴特爾·巴克
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