曹丽青
1,2
，葛朝霞
2
（1. 河海大学水文水资源与水利工程国家重点实验室，江苏 南京 210098；
2.河海大学水文与水资源学院, 江苏 南京210098）
摘要：利用北疆5个气象站，7个气象站1951～2006年月平均气温及月降水总量资料，用高桥浩一郎公式计算了北疆和区域月平均蒸发量及可利用降水量(即降水减蒸发)。并在此基础上分析了1951-2006年新疆地区气候变化及水资源变化趋势，以及气候变化对水资源的的影响。结果表明:（a ）北疆地区气温从20世纪60年代以来基本上都是呈上升趋势；从70年代开始出现升温；新疆北部地区 60年代中期至80年代末期，降水比平均值偏少，90年代以后，降水持续增加；新疆南部地区降水自60年代以来持续增加。（b ）北疆地区可利用降水量自20世纪50 年代中期至80 年代初期呈持续下降趋势，自80
年代初期至今可利用降水量呈增加趋势，90代初期至今为高值期。可利用降水量明显低于北疆。70年代中期至80年代周期以及90年代为两个相对高值期，其它时段均在平均值以下，为低值期。（c ）新疆地区降水与可利用降水量之间存在明显正相关。 在此基础上建立了新疆地区降水变化对可利用降水量影响的统计评估模型。 关键词： 气候变化；水资源；可利用降水量；评估模式；北疆和
新疆地处欧亚大陆腹地, 远离水汽源地, 降水稀少且时空分布不均, 气候干燥且蒸发强烈, 属典型的干旱、半干旱地区, 水资源严重短缺，水资源供需矛盾十分突出[1]。 随着气候变暖、经济发展对水资源需求的不断增加, 普遍存在水资源过度开发利用的现象，水资源不足已成为制约新疆社会经济发展的主要瓶颈之一[2]。正确评估气候变化对新疆水资源量的影响，有助于合理地利用水资源，为新疆经济的迅速发展提供可靠的科学依据，对新疆水资源的可持续利用和良性的生态环境发展具有十分重要的作用和意义[3]。
本文利用北疆5个气象站, 7个气象站1951～2006年逐月降水和温度资料，研究了新疆地区气候变化对水资源的影响，并建立了新疆地区降水变化对可利用降水量影响的统计评估模型。
1 研究资料和方法
选用北疆5个气象站(阿勒泰、塔城、乌苏、伊宁、乌鲁木齐), 7个气象站(吐鲁番、库车、喀什、和田、且末、若羌、哈密)1951～2006年逐月降水和气温资料。所选的气象站较均匀地分布在新疆北部
和南部地区，其算术平均可以代表新疆北部和南部地区降水和气温的平均状况。
蒸发测量在大气科学中至今还是一个难题, 高桥浩一郎用月平均降水量和月平均气温对蒸发进行估算，方
法比较简便。宋正山等[4] 详细分析了高桥浩一郎提出的蒸发公式[5]
在半湿润半干旱的华北地区的实用性；
施雅风等[6]
曾用高桥方法估算实际蒸发，建立了伊犁河流域月水量平衡模型，并取得了较好的结果。
本文利用高桥浩一郎公式计算了北疆、地区区域平均蒸发量及可利用降水量。 高桥浩一郎公式为
2310034.43100 1.8exp 235.0P
E T P T
=
⎛
⎞+−
⎜⎟+⎝⎠
式中：P −月降水量，mm ；T −地面月平均气温，℃；E −月蒸发量，mm 。 可利用降水量为： W= P-E
利用相关分析的方法，分析了气候变化对可利用降水量的影响，并建立了降水变化对可利用降水量影响的统计评估模型[7-12]。
基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20060139010）
作者简介：曹丽青(1965-)，女，江苏南京人，副教授，主要从事水文水资源研究。Email:****************
2 近1951－2006年新疆地区气候变化及水资源变化趋势
2.1新疆地区气候变化特征分析
图1 为1951 - 2006年新疆地区逐年气温距平及11年滑动平均曲线。由图1(a)可看出，北疆从20世纪五六十年代以来基本上都是呈上升趋势；50～80年代末期，温度低于平均值，为负距平； 90年代
以来的气温明显高于平均值，为正距平，且增温剧烈，为各年代之首。从图1(b)看出，从20世纪70年代中期开始出现升温，90年代以后升温尤为迅速；温度在80年代中期以前为负距平，90年代中期以后为正距平。
北疆(a)
北疆
(b)
图1 1951 - 2006 年北疆和逐年气温距平及11年滑动平均
Fig1 Anomaly of annual temperature and its 11 year running mean over Xinjiang from 1951 to 2006
年份 年份
(a) 北疆 (b)
图2 1951～2006年北疆和逐年降水距平及11年滑动平均
Fig2 Anomaly of annual precipitation and their 11 year running mean over Xinjiang
from 1951 to 2006
图2为1951～2006年新疆地区逐年降水距平及11 年滑动平均曲线。由图2可以看出，北疆20世纪 60年
代中期～80年代末期，降水比平均值偏少； 90年代以后，降水持续增加，并且高于平均值，为正距平。降水自20世纪60年代以来持续增加，90年代以前为负距平，90年代以后为正距平。
2.2新疆地区可利用降水量特征及变化趋势分析
图3 为1951～2006年新疆地区逐年可利用降水量距平及11 年滑动平均曲线。从图3 (a)可清楚看到, 北疆地区可利用降水量变化非常明显，北疆地区可利用降水量自20世纪50 年代中期～80 年代初期呈持续下降趋势，自80年代初期至今呈增加趋势，可利用降水量高值期出现在90年代末～21世纪初期。90年代初期至今, 可利用降水量距平基本处于0 线以上, 为高值期。由图3 (b)可见，可利用降水量明显低于北疆，可利用降水量出现一种波动变化，20世纪70年代中期～80年代中期以及90年代为2个相对高值期，其他时段均在平均值以下，为低值期。
(a) 北疆(b)
图3 1951-2006年北疆和逐年可利用降水量距平及11年滑动平均
Fig3 Anomaly of annual utilizable precipitation and its 11 year running mean over xinjiang from 1951 to 2006
3新疆地区气候变化对水资源的影响及评估模式
根据新疆地区历年区域平均水资源总量以及同期气温、降水进行相关性分析，发现降水与可利用降水
量之间存在明显正相关关系。北疆降水与可利用降水量的相关系数为0.87，降水与可利用降水量的相关系数为0.57，并且通过了0.01的信度检验。温度与可利用降水量的相关性较差。
降水变化对可利用降水量有重要影响，但在水资源计划和管理过程中，需要定量地了解降水对可利用降
水量的影响，所以，因此根据1951～2006年的资料，建立北疆和地区可利用降水量与降水关系的线性统
计模型如下：
北疆：W=-3.68+0.41P ：W=-0.08+0.06P
式中：P−年平均降水量，mm；W−年平均可利用降水量。模型相关性较高，通过了信度为0.01的F检验，具有较高的显著性。
表1 北疆和年降水量变化所引起的可利用降水量变化%
Tab.1 The change of utilizable precipitation due to the change of precipitation over North and South Xinjiang
可利用降水量变化
降水变化
北疆
1 1.84 1.67
5 9.20 8.35
10 18.40 16.70
15 27.60 25.05
20 36.80 33.40
由模型可以计算出北疆和年降水量变化所引起的可利用降水量的变化。表1给出了降水变化所引起的可利用降水量的变化。可以看出，较小的降水变化往往会引起比较大的可利用降水量的变化。北疆1％的年降水量变化一般可导致1.84%的可利用降水量的变化，1％的年降水变化则可导致1.67%的可利用降水量的变化。因此，该方法可以用来进行新疆地区大气可利用降水资源的评估。
4 结论
a.北疆地区气温从20世纪五六十年代以来基本上都呈上升趋势，90年代以来的气温明显高于平均值，为
正距平；从70年代开始出现升温，温度在80年代中期以前为负距平，90年代中期以后为正距平。
北疆地区20世纪 60年代中期～80年代末期，降水比平均值偏少，90年代以后，降水持续增加，并且高于平均值；地区降水自60年代以来持续增加，90年代以前为负距平，90年代以后为正距平。
b.北疆地区可利用降水量自20世纪50 年代中期～80 年代初期呈持续下降趋势，自80年代初期至今呈增
加趋势，90代初期至今为高值期。可利用降水量明显低于北疆，20世纪70年代中期～80年代中期以及90年代为2个相对高值期，其他时段均在平均值以下，为低值期。
c.降水与可利用降水量之间存在明显正相关关系。在此基础上建立了降水变化对可利用降水量影响的统
计评估模型。较小的降水变化往往会引起比较大的可利用降水量的变化。北疆1％的年降水量变化一般
可导致1.84%的可利用降水量的变化。1％的年降水量变化则可导致1.67%的可利用降水量的变化。参考文献:
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The Study of the Climate change and its Relationship with water resources in
South and North Xinjiang in the recent 56 years
CAO Li-qing 1,2, GE Zhaoxia2
( 1. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098，China
2. Institute of hydrology and water resources, Hohai University, Nanjing 210098 ,China）
Abstract The utilizable precipitation of Xinjiang are computed by Gaoqiao equation using monthly rainfall and temperature data of 12 stations in Xinjiang, and the climate change and its impact on water resources in Xinjiang are analyzed.. The results show that the temperature of North Xinjiang continuously increased from the early 1960s;The temperature of south Xinjiang increased from 1970s.The precipitation of North Xinjiang began to rise from the early 1980s; The precipitation of South Xinjiang increased from 1960s.The utilizable precipitation s in North Xinjiang increased from 1980s; The utilizable precipitation in South Xinjiang is obviously lower than North Xinjiang. There is a positive correlation between the precipitation and the utilizable precipitation, and the statistical assessment models of the impact of precipitation on utilizable precipitation are established based on it.
Key words : climate change ; utilizable precipitation ; water resources ; impact assessment ; Notth Xinjiang and South Xinjiang
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