和田绿洲水循环要素变化特征

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摘要：应用距平及差积曲线分析和坎德尔(Kendall)秩次相关检验表明，和田绿洲气温存在着递增趋势，处于变暖期；受气温影响，蒸发能力、空气湿度也呈增加趋势，但不显著；降水年际变化较大，年内分配趋于集中，有降水异常现象出现；由于人类活动，河流径流减少十分显著。

关键词：和田河流域 气温 湿度 蒸发 降水 径流

由于人类活动影响，目前全球气候有增温趋势[1,2]，研究气候变化对水循环的影响已成为水文工作者关注的焦点。和田绿洲气候变化引起了水循环要素的变化，蒸发和空气湿度呈增加趋势，但不明显；降水异常现象出现；由于人口增长，灌溉面积扩大，引水量显著加大，导致河流径流显著减小。 1 和田绿洲概况

和田绿洲位于新疆塔里木盆地南部边缘，曾经是丝绸之路上一颗璀璨的明珠。绿洲内灌溉农业历史悠久，形成了独具特色的绿洲小气候。和田绿洲内有墨玉县、和田县、洛浦县及和田市，绿洲与沙漠交错分布，生态环境极其脆弱[3]。和田绿洲降水稀少，蒸发剧烈，光热资源丰富，属典型的大陆性干旱气候。绿洲内是以维吾尔族为主的少数民族聚居区，又是一个以灌溉农业为生存依据的经济落后地区，气候条件及人类活动所引起的变化，导致

河流径流锐减，威胁了绿洲的生存。和田绿洲年降水量3.4～100.9mm，多年平均为36.4mm，农作物依赖和田河水灌溉。和田河发源于昆仑山和喀拉昆仑山北麓，流出高山峡谷，浇灌了和田绿洲，自南向北纵贯塔北克拉玛干大沙漠，汇入塔里木河，目前是塔里木河三大源流之一。和田河多年平均流入和田绿洲的水量为44.8亿m3，由于绿洲用水以及沿程蒸发渗漏损失，注入塔里木河多年平均水量仅10.47亿m3。和田河属冰川融雪及降水混合补给型河流，丰枯与气候变化密切相关，直接影响绿洲内各种经济活动，也影响向塔里木河干流的输水。 2 气温变化

和田绿洲内有洛浦、和田、墨玉3个气象站，分析中采用了1954～2000年实测的年平均气温，以及1971～1995年的月平均气温。

2.1 气温的年际变化 表1列出了1954～1995年实测气温、比湿、降水和蒸发变化情况。由表1可知，从1954年到2000年，和田绿洲气温持续上升，增加了0.86℃，说明该段时期气候处于变暖期，与全球气候变化相一致[1]。50～60年代气温变化不大；而70～80年代气温增加显著。

表1 和田绿洲气温及水循环要素历年变化

时段

1954～1959

1960～1969

1970～1979

1980～1989

1990～2000

平均温度(℃) 平均比湿(%) 平均降水量/mm 平均蒸发量/mm

12.00 41.33 38.0 2466

12.01 42.04 34.1 2543

12.28 42.47 32.8 2649

12.42 41.96 57.6 2803

12.86 42.02 37.6 2694

降水变化

和田绿洲降水量极少，不直接产流，是该地区干旱的主要原因之一。降水变化特征分析，对了解其变化趋势及未来雨水资源利用具有重要意义。

5.1 降水的年际变化

和田绿洲降水实测值如表1所示。从50年代到70年代，年平均降水量逐渐减少，到80年代开始上升，90年代降水量达到最高。年降水量存在不明显的递增趋势，降水变率Cv 为0.59，比甘肃敦煌的0.57稍大[3]。

由表1可知，50年代中后期到70年代末，降水量都小于多年平均降水量(36.4mm)，并且在逐渐减小；其中70年代为枯水期，降水量比多年平均值低9.9%。80年代与90年代降水都高于多年平均情况，其中80年代为丰水期，降水量超出多年平均值的30.8%。年降水量差积曲线如图4所示，和田绿洲的年降水量变化可分为3个阶段，1954～1971年之间，年降水量呈递减趋势，但不十分明显；1972年为偏丰年，使差积曲线抬升，随后从1973～1986年之间，年降水量逐渐递减，较前一递减段的趋势更明显；第3段初期，1987年和1988年连续出现丰水年；进入90年代后降水丰枯交替频繁。

利用气候异常的概念[5]来分析年际降水量的变化。如果某年降水量Pi满足下式则认为该年降水量异常：

式中：σ为年降水系列的均方差，经分析计算σ=21.4。在42年的实测序列中，只有72、87和88年降水量偏多异常，而没有出现降水量偏少异常，见图4。

5.2 降水的年内变化 和田绿洲历年降水的年内分配见表5。降水主要集中于5～8月，降水量为25.9mm，占全年降水量的72.8%。初春和晚秋时降水最少，不利于春季播种。同月年际间的降水变化很大，从0.0～42.3mm，导致降水变率也大。从降水变率分析可知，降水较多季节的降水相对较稳定，而降水稀少季节的变率大，稳定性差。

图4 和田绿洲降水量距平与差积曲线

表5 和田绿洲历年月降水及其变率

月

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

年

最小 最大 边续无降水日数 平均 Cv

0.0 11.1 11 1.6 1.68

0.0 11.9 8 2.3 1.54

0.0 9.9 16 0.8 2.81

0.0 11.2 10 1.6 1.75

0.0 42.3 4 7.3 1.56

0.0 27.5 2 8.3 1.08

0.0 21.7 3 5.6 1.17

0.0 28.7 5 4.7 1.58

0.0 20.6 14 2.1 2.23

0.0 14.2 20 1.2 2.59

0.0 1.1 22 0.1 2.91

0.0 7.9 14 1.7 2.39

3.4 100.9 22 35.6 0.59

注：上表中降水单位mm；以上统计数据来自1971～1995年；无降水月数是在25年的实测月降水资料中统计得到；Cv 为系列的变差系数，又称做降水变率。