摘要: 利用近64年(1960~2023年)新疆塔城地区7个气象观测站汛期(5~9月)降水资料，采用世界气象组织推荐的11个极端降水指数，分别讨论了其时空变化特征，探讨了其对大气环流因子的响应，结果表明：① 近64a塔城地区汛期极端降水指数除CDD和CDW呈不显著减少趋势外，其余各极端降水指数均呈不显著增多趋势。② 7站各极端降水指数变化趋势差异较大，其中RX1day、R50仅托里以1.16 mm/10a、0.29 d/10a的速率显著增多，R20仅额敏以0.22 d/10a的速率显著增多，CDD仅裕民、乌苏以−0.17 d/10a、−0.20 d/10a的速率显著减少。③ 三个区域中RX1day、R50盆地和南部不显著增多，中部不显著减少，RX5day、R95P、PRCPFOT三个区域均不显著增多，R10、R20、R99P盆地及中部不显著增多，南部不显著减少，SDII盆地不显著增多，南部及中部不显著减少，CDD盆地及南部不显著减少，中部不显著增多，CWD中部及南部不显著增多，盆地不显著减少。④ 对塔城地区RX5day、SDII、R20、R50、PRCPFOT影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流、西太平洋副高北界位置指数、印度副高面积指数、西太平洋副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、印缅槽强度指数、北非–大西洋–北美副高面积指数，当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则有利于塔城地区汛期上述极端降水指数增多，反之，则减少。⑤ 对单站RX1day、RX5day、SDII、R20、R50、CDD、CWD、R95P影响较大的大气环流因子是北美副高面积指数、西太平洋副高面积指数、印度副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北非–大西洋–北美副高面积指数、印缅槽强度指数、印度副高北界位置指数、西太平洋副高北界位置指数、西太平洋副高西伸脊点、北非副高脊线位置指数、北非–北大西洋–北美副高脊线位置指数，当上述大气环流因子出现指数较大(正值)时，则有利于单站极端降水指数增多，反之，则减少。⑥ 对盆地和南部RX1day、RX5day、SDII、R50、R95P、R99P影响较大的大气环流因子是印缅槽强度指数、北非–大西洋–北美副高面积指数、印度副高面积指数、西太平洋副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、印度副高北界位置指数，当上述大气环流因子出现指数较大(正值)时，则有利于盆地或南部汛期上述极端降水指数增多，反之，则减少。
Abstract: Based on the precipitation data of seven meteorological observation stations in flood season (May to September) in recent 64 years (1960~2023), the temporal and spatial variation characteristics of 11 extreme precipitation indexes recommended by the World Meteorological Organization were discussed, and the corresponding atmospheric circulation factors were analyzed. The results showed that ① the extreme precipitation indexes in flood season in Tacheng area in recent 64 years showed no significant decreasing trend, except CDD and CDW. ② The trends in extreme precipitation indices vary considerably across the seven stations; RX1day and R50 increase significantly only in the Tuoli at a rate of 1.16 mm/10a, 0.29 d/10a; R20 increases significantly only in the Emin at a rate of 0.22 d/10a; CDD decreases significantly only in the Yumin and Wusu at rates −0.17 d/10a, −0.20 d/10a respectively. ③ Among the three regions RX1day and R50 show non-significant increases in the basin and southern region, and non-significant decreases in the central region. RX5day, R95P, and PRCPTOT show non-significant increases in all three regions. R10, R20, and R99P show non-significant increases in the basin and central region, and non-significant decreases in the southern region. SDII shows a non-significant increase in the basin and non-significant decreases in the southern and central regions. CDD shows non-significant decreases in the basin and southern region, and a non-significant increase in the central region. CWD shows non-significant increases in the central and southern regions, and a non-significant decrease in the basin. ④ The atmospheric circulation factors that have great influence on RX5day, SDII, R20, R50 and PRCPFOT in Tacheng area are Eurasian zonal circulation, northern boundary position index of western Pacific subtropical high, Indian subtropical high area index, western Pacific subtropical high area index, eastern Pacific subtropical high area index, North America subtropical high area index, Indo-Myanmar trough intensity index and North Africa-Atlantic-North America subtropical high area index. When the above atmospheric circulation factors appear and the index is large. ⑤ The atmospheric circulation factors that have great influence on RXDAY, RXDAY, SDII, R20, R50, CDD, CWD and R95P of single station are North American subtropical high area index, western Pacific subtropical high area index, Indian subtropical high area index, eastern Pacific subtropical high area index, North Africa-Atlantic-North America subtropical high area index, Indo-Myanmar trough intensity index, northern boundary position index of Indian subtropical high and western Pacific subtropical high. The western extension ridge point of the western Pacific subtropical high, the position index of the north African subtropical high ridge line and the position index of the north African-North Atlantic-North American subtropical high ridge line, when the above atmospheric circulation factors appear and the index is large (positive), are beneficial to the increase of the single-station extreme precipitation index, and vice versa. ⑥ The atmospheric circulation factors that have a considerable influence on RX1day, RX5day, SDII, R50, R95P, and R99P in the basin and southern region include the Indian-Burmese Trough Intensity Index, North Africa-Atlantic-North American Subtropical High Area Index, Indian Subtropical High Area Index, Western Pacific Subtropical High Area Index, Eastern Pacific Subtropical High Area Index, North American Subtropical High Area Index, and the Northern Boundary Position Index of the Indian Subtropical High. When these atmospheric circulation factors exhibit higher index values (positive anomalies), they are conducive to an increase in the basin or southern region during the flood season. Conversely, lower index values (negative anomalies) are associated with a decrease in these indices.
1. 引言
IPCC第六次评估报告(AR6)指出未来全球气温每升高1℃，极端降水事件强度将增加7% (高信度)，进而引起极端降水事件频率与强度进一步增加[1]。在气候变暖的背景下，全球大部分地区降水呈现极端化趋势，各种极端天气及灾害事件不断增加，自20世纪中叶以来中高纬度陆地区域极端降水事件明显增加，特别是对气候变化敏感和生态环境脆弱的干旱、半干旱地区，极端强降水引发的洪涝、山体滑坡、泥石流等次生地质灾害，破坏当地赖以生存的生态环境，给区域生态环境和人类生产生活带来不利影响[2]-[5]。
近年来，国内外众多学者开展了对极端降水事件变化的研究，高涛等[6]研究发现，长江中下游、东南地区和西部的部分区域极端降水有增加趋势，而华北、东北和西南的部分地区则有减少趋势。孙建奇等[7]指出，中国区域冬季气温每增加1℃，降水和极端降水的增加百分率分别达9.7%和22.6%，增幅明显高于全球平均水平，说明中国区域冬季降水和极端降水对变暖的响应更加敏感。王苗等[8]研究发现，近50a中国东部地区极端降水变化特征南北差异显著，北方尤其是华北东部，极端降水量及其所占降水量比例均有下降趋势，而南方尤其是长江中下游地区则呈增加趋势。曹祥会等[9]对河北省主要极端气候指数的变化特征研究发现，河北省具有干暖化倾向。杜亮亮等[10]利用河北邯郸地区16个观测站日降水与最高、最低气温资料，分析了邯郸地区极端降水指数的时空变化特征，探讨了极端降水对年降水和气温的响应关系。施雅风[11]等人利用西北地区气象资料研究了西北地区气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景；史玉光、袁玉江、薛燕、毛炜峄、吴秀兰等[12]-[17]对近40~50a新疆降水的研究指出：新疆降水变化的总趋势是增湿明显，平均增幅为0.67 mm/10a，后10a与前30a相比降水增加。李佳秀等[18]分析表明，除持续干燥指数外，北疆大部分站点极端降水指数变化率大于南疆。努尔比亚·吐尼牙孜等[19]利用塔里木盆地44个气象观测站1960~2021年逐日降水量资料，选取世界气象组织(WMO)推荐的10个极端降水指数，分析表明极端降水指数存在明显的年际波动和年代振荡，20世纪80~90年代各极端降水指数均经历了“少–多”的变化(持续干期相反)。
塔城地区位于新疆西北部，是新疆乃至全国天气的上游，地形复杂多样，地势南高北低，是生态环境脆弱带、气候变化脆弱区和敏感地带。自然降水是农牧业灌溉的主要水源，但降水量的时空分布极不均匀，已成为制约当地农牧业生产和发展的瓶颈。近年来众多气象工作者对这一区域诸如冷季降水[20]等基本气象要素及灾害性天气的气候变化趋势做了一些研究，但对辖区各站点及区域汛期极端降水指数的时空变化特征及其对大气环流因子的响应的研究仍处于空白阶段。本文利用近64a (1960~2023年)塔城地区汛期(5~9月)逐日、月、年降水量资料，选取世界气象组织气候学委员会公布的11个极端降水指数及相关大气环流因子，运用数理统计方法，分析了其时空变化特征，探讨了极端降水指数对大气环流因子的响应。以期为减缓和应对极端气候事件变化规律提供理论依据和技术支撑，对区域生态系统可持续发展具有重要的现实意义。
2. 资料与方法
2.1. 资料
使用新疆气象局信息中心提供的资料记录完整、连续、空间分布均匀的塔城地区7个国家级基准、基本气象观测站(包括：塔城、额敏、裕民、托里、和丰、乌苏、沙湾)近64a (1960~2023年)汛期(5~9月)逐日、月、年降水量实况资料(未经查补延长处理)。为研究方便，依据各站气候特点，将塔城7站划分为3个研究区域，即：塔城盆地(包括：塔城、额敏、裕民、托里)、中部地区(包括：和布克赛尔，简称“和丰”)、南部地区(包括：乌苏、沙湾)；将7站平均作为区域平均，气候平均值时段为1960~2023年；使用国家气候中心下发的74项环流特征量指数，筛选出与本地区相关性较好的大气环流因子。
2.2. 方法
Table 1. Definition of extreme precipitation index
表1. 极端降水指数定义
类型 |
代码 |
名称 |
定义 |
单位 |
极值指数 |
RX1day |
最大1 d降水量 |
每月最大1 d降水量 |
mm |
RX5day |
最大5 d降水量 |
每月最大5 d降水量 |
mm |
绝对指数 |
SDII |
降水强度 |
日降水量R ≥ 1.0 mm的累计降水量与降水日数的比值 |
mm·d−1 |
R10 |
中雨日数 |
日降水量R ≥ 10.0 mm的日数 |
d |
R20 |
大雨日数 |
日降水量R ≥ 20.0 mm的日数 |
d |
R50 |
暴雨日数 |
日降水量R ≥ 50.0 mm的日数 |
d |
CDD |
连续干旱日数 |
日降水量R < 1.0 mm的最大连续日数 |
d |
CWD |
连续湿日 |
日降水量R ≥ 1.0 mm的最大连续日数 |
d |
相对指数 |
R95P |
强降水量 |
日降水量大于基准期内第95%分位值的降水量 |
mm |
R99P |
极强降水量 |
日降水量大于基准期内第99%分位值的降水量 |
mm |
PRCPFOT |
汛期降水量 |
日降水量之和 |
mm |
选取世界气象组织气候学委员会推荐的11个极端降水指数(含极值指数、绝对指数、相对指数) (表1)，运用最小二乘法原理，采用一元线性回归方程对近64a塔城地区7站汛期(5~9月)极端降水指数时间序列进行线性拟合，以此来描述汛期极端降水指数的变化，即令y(t) = a + bt，其中t为时间序列，b * 10a定义为汛期极端降水指数的变化速率，b > 0表示汛期极端降水指数呈增多趋势，b < 0表示呈减少趋势，通过对一元线性回归方程的线性拟合，得出在全球气候变暖的大背景下，近64a塔城地区、7站及三个区域汛期各极端降水指数的变化趋势及变化速率，采用F检验方法对其线性倾向率进行显著性检验，统一以显著性水平达到0.05作为通过检验的标准；使用相关分析方法，探讨了各极端降水指数与大气环流因子的响应关系，采用F检验方法对相关系数进行显著性检验，统一以显著性水平达到0.05作为通过检验的标准。
3. 结果与分析
3.1. 汛期极端降水指数的时空变化特征
Table 2. Linear tendency rate of extreme index in flood season in Tacheng area
表2. 塔城地区汛期极端降水指数线性倾向率
指数 |
塔城地区 |
7站变化范围 |
变化趋势 |
区域变化范围 |
变化趋势 |
上升 |
下降 |
|
上升 |
下降 |
RX1day |
0.64− |
−0.87~1.16 mm/10a |
4(1) |
3 |
−0.47~0.71 mm/10a |
2 |
1 |
RX5day |
0.96− |
0.72~1.27 mm·d−1/10a |
4 |
3 |
0.96~1.27 mm·d−1/10a |
3 |
0 |
SDII |
0.19− |
−0.22~0.68/10a |
4 |
3 |
−0.16~0.44/10a |
1 |
2 |
R10 |
0.26− |
−0.13~0.16 d/10a |
5 |
2 |
−0.17~0.37/10a |
2 |
1 |
R20 |
0.35− |
−0.03~0.22 d/10a |
6(1) |
1 |
−0.02~0.67/10a |
2 |
1 |
R50 |
0.16− |
−0.03~0.16 d/10a |
4(1) |
3 |
−0.03~0.15/10a |
2 |
1 |
CDD |
−0.50− |
−0.20~0.09 d/10a |
3 |
4(2) |
−0.15~0.09/10a |
1 |
2 |
CDW |
−0.13− |
−0.20~0.09 d/10a |
5 |
2 |
−0.13~0.11/10a |
2 |
1 |
R95P |
1.29− |
−0.65~3.83 mm/10a |
6 |
1 |
0.03~1.13/10a |
3 |
0 |
R99P |
0.92− |
−1.82~3.39 mm/10a |
5 |
2 |
−1.19~2.00/10a |
2 |
1 |
PRCPFOT |
0.79− |
−0.29~1.77 mm/10a |
5 |
2 |
0.56~1.65/10a |
3 |
0 |
注：*为通过0.05的显著性水平检验，−为未通过显著性水平检验；括号内为通过0.05的显著性水平检验的站点数或区域数，无括号为未通过显著性水平检验的站点数或区域数。
由表2可知，近64a塔城地区汛期极端降水指数除CDD和CDW呈不显著减少趋势外(线性倾向率分别为−0.50 d/10a、−0.13 d/10a，未通过显著性水平检验，下同)，其余极端降水指数均呈不显著增多趋势(未通过显著性水平检验，下同)，其中RX1day、RX5day、SDII、R10、R20、R50、R95P、R99P、PRCPFOT分别以0.64 mm/10a、0.96 mm/10a、0.19 mm·d−1/10a、0.26 d/10a、0.35 d/10a、0.16 d/10a、1.29 mm/10a、0.92 mm/10a、0.79 mm/10a的速率不显著增多。
7站RX1day线性倾向率在−0.87~1.16 mm/10a之间，仅托里以1.16 mm/10a的速率显著增多(通过了0.05的显著性水平检验)，额敏、托里、乌苏、沙湾分别以0.50 mm/10a、1.16 mm/10a、0.58 mm/10a、0.16 mm/10a的速率不显著增多，塔城、裕民、和丰分别以−0.86 mm/10a、−0.05 mm/10a、−0.47 mm/10a的速率不显著减少；RX5day线性倾向率在−0.71~1.6 mm/10a之间，其中额敏、托里、和丰、沙湾分别以0.85 mm/10a、1.14 mm/10a、1.27 mm/10a、0.65 mm/10a的速率不显著增多，塔城、裕民、乌苏分别以−0.72 mm/10a、−0.31 mm/10a、−0.21 mm/10a的速率不显著减少；SDII线性倾向率在−0.22~0.68 mm·d−1/10a之间，其中塔城、额敏、裕民、托里分别以0.25 mm·d−1/10a、0.68 mm·d−1/10a、0.19 mm·d−1/10a、0.63 mm·d−1/10a的速率不显著增多，和丰、乌苏、沙湾分别以−0.16 mm·d−1/10a、−0.22 mm·d−1/10a、−0.07 mm·d−1/10a的速率不显著减少；R10线性倾向率在−0.13~0.16 d/10a之间，其中塔城、额敏、裕民、托里、和丰分别以0.16 d/10a、0.05 d/10a、0.13 d/10a、0.04 d/10a、0.06 d/10a的速率不显著增多，乌苏、沙湾分别以−0.13 d/10a、−0.14 d/10a的速率不显著减少；R20线性倾向率在−0.03~0.22 d/10a之间，其中仅额敏以0.22 d/10a的速率显著增多(通过了0.05的显著性水平检验)，塔城、裕民、托里、和丰、乌苏分别以0.05 d/10a、0.01 d/10a、0.12 d/10a、0.08 d/10a、0.04 d/10a的速率不显著增多，沙湾以−0.03 d/10a的速率不显著减少；R50线性倾向率在−0.03~0.16 d/10a之间，其中仅托里以0.29 d/10a的速率显著增多(通过了0.05的显著性水平检验)，额敏、乌苏、沙湾分别以0.04 d/10a、0.01 d/10a、0.02 d/10a的速率不显著增多，塔城、裕民、和丰分别以−0.03 d/10a、−0.02 d/10a、−0.03 d/10a的速率不显著减少；CDD线性倾向率在−0.20~0.09 d/10a之间，其中仅裕民、乌苏以−0.17 d/10a、−0.20 d/10a的速率显著减少(通过了0.05的显著性水平检验)，塔城、和丰、沙湾分别以0.01 d/10a、0.09 d/10a、0.07 d/10a的速率不显著增多，额敏、托里分别以−0.08 d/10a、−0.05 d/10a的速率不显著减少；CWD线性倾向率在−0.20~0.09 d/10a之间，其中塔城、托里、和丰、乌苏、沙湾分别以0.01 d/10a、0.01 d/10a、0.01 d/10a、0.09 d/10a、0.01 d/10a的速率不显著增多，额敏、裕民分别以−0.20 d/10a、−0.14 d/10a的速率不显著减少；R95P线性倾向率在−0.65~3.83 mm/10a之间，仅沙湾以−0.65 mm/10a的速率不显著减少，塔城、额敏、裕民、托里、和丰、乌苏分别以0.75 mm/10a、3.83 mm/10a、0.56 mm/10a、3.05 mm/10a、0.74 mm/10a、0.76 mm/10a的速率不显著增多；R99P线性倾向率在−1.8~3.39 mm/10a之间，其中塔城、额敏、裕民、托里、和丰分别以0.81 mm/10a、3.30 mm/10a、0.49 mm/10a、3.39 mm/10a、0.85 mm/10a的速率不显著增多，乌苏、沙湾以−1.82 mm/10a、−0.55 mm/10a的速率不显著减少；PRCPFOT线性倾向率在−0.29~1.77 mm/10a之间，其中额敏、托里、和丰、乌苏、沙湾分别以0.95 mm/10a、1.77 mm/10a、1.65 mm/10a、1.41 mm/10a、0.25 mm/10a、0.56 mm/10a的速率不显著增多，塔城、裕民以−0.29 mm/10a、−0.18 mm/10a的速率不显著减少。
综上所述，塔城SDII、R10、R20、CDD、CWD、R95P、R99P不显著增多，RX1day、RX5day、R50、PRCPFOT不显著减少；额敏RX1day、RX5day、SDII、R10、R50、R95P、R99P、PRCPFOT不显著增多，CDD、CWD不显著减少；裕民SDII、R10、R20、R95P、R99P、PRCPFOT不显著增多，RX1day、RX5day、R50、CWD不显著减少；托里RX1day、RX5day、SDII、R10、R20、R95P、R99P、PRCPFOT不显著增多，R50、CDD、CWD不显著减少；和丰RX5day、R10、R20、CDD、CWD、R95P、R99P、PRCPFOT不显著增多，RX1day、SDII、R50、不显著减少；乌苏RX1day、R20、R50、CWD、R95P、PRCPFOT不显著增多，RX5day、SDII、R10、R99P、不显著减少；沙湾RX1day、RX5day、R50、CDD、CWD、PRCPFOT不显著增多，SDII、R10、R20、R95P、R99P不显著减少。
分析表明，7站各极端降水指数时空变化趋势差异较大，仅CDD大部分站点呈不显著减少趋势，其余各极端降水指数大部分站点均呈不显著增多趋势，其中RX1day、R50仅托里以1.16 mm/10a、0.29 d/10a的速率显著增多(通过了0.05的显著性水平检验，下同)，R20仅额敏以0.22 d/10a的速率显著增多，CDD仅裕民、乌苏以−0.17 d/10a、−0.20 d/10a的速率显著减少。
三个区域各极端降水指数时空变化趋势差异较大，依据其线性倾向率的变化可将其分为6种类型：① RX1day、R50盆地和南部不显著增多，中部不显著减少；② RX5day、R95P、PRCPFOT三个区域不显著增多；③ R10、R20、R99P盆地及中部不显著增多，南部不显著减少趋势；④ SDII盆地不显著增多，南部及中部不显著减少；⑤ CDD盆地及南部不显著减少，中部不显著增多；⑥ CWD中部及南部不显著增多，盆地不显著减少。
3.2. 汛期极端降水指数对大气环流因子的响应
毛炜峄[21]对大气环流指数与新疆北部夏季降水两者之间的关系进行了探讨，本文分别计算了塔城地区、7站及三个区域汛期极端降水指数与同期88项大气环流特征量的相关系数，从中筛选出相关性较好的因子，以此来探讨汛期极端降水指数对大气环流因子的响应。筛选原则为：① 某环流因子与塔城地区或塔城7站中任意3站汛期某极端降水指数相关系数通过0.05或0.01的显著性水平检验，则认为该环流因子对塔城地区汛期某极端降水指数影响较大；② 某环流因子与塔城7站中任意1站或2站汛期极端降水指数相关系数通过0.05或0.01的显著性水平检验，则认为该环流因子对单站汛期极端降水指数影响较大；③ 某环流因子与塔城地区三个区域中任意一个区域汛期某极端降水指数相关系数通过0.05或0.01的显著性水平检验，则认为该环流因子对该区域汛期某极端降水指数影响较大。
3.2.1. 塔城地区汛期极端降水指数对大气环流因子的响应
Table 3. Correlation between extreme precipitation index and atmospheric circulation factors in flood season in Tacheng area表3. 塔城地区汛期极端降水指数与大气环流因子的相关关系
|
RX1day |
RX5day |
SDII |
R10 |
R20 |
R50 |
CDD |
CWD |
R95P |
R99P |
PRCPFOT |
欧亚纬向环流 |
0.23− |
0.31* |
0.16− |
0.09− |
0.18− |
0.20− |
0.01− |
−0.05− |
0.15− |
0.13− |
0.13− |
北非–大西洋–
北美副高面积指数 |
0.15− |
0.15− |
0.22− |
0.10− |
0.20− |
0.27* |
−0.01− |
−0.07− |
0.16− |
0.14− |
0.11− |
印度副高面积指数 |
0.08− |
0.07− |
0.26* |
0.05− |
0.23− |
0.21− |
0.11− |
0.02− |
0.12− |
0.12− |
0.09− |
西太平洋副高面积指数 |
0.19− |
0.19− |
0.31* |
0.14− |
0.30* |
0.26* |
0.03− |
−0.07− |
0.22− |
0.21− |
0.17− |
东太平洋副高面积指数 |
0.15− |
0.17− |
0.23− |
0.09− |
0.28* |
0.19− |
0.02− |
−0.05− |
0.17− |
0.15− |
0.12− |
北美副高面积指数 |
0.16− |
0.18− |
0.26* |
0.12− |
0.25* |
0.27* |
0.04− |
−0.05− |
0.19− |
0.18− |
0.14− |
西太平洋副高
北界位置指数 |
0.24− |
0.25* |
0.13− |
−0.21− |
0.27* |
0.21− |
0.06− |
0.09− |
0.24− |
0.22− |
0.24* |
印缅槽强度指数 |
0.18− |
0.17− |
0.25* |
0.13− |
0.23− |
0.27* |
0.05− |
−0.11− |
0.18− |
0.17− |
0.13− |
注：*为通过0.05的显著性水平检验，−为未通过显著性水平检验。
由表3可知，对塔城地区RX5day影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流(相关系数0.31，通过0.05的显著性水平检验，下同)、西太平洋副高北界位置指数(相关系数0.25)；对SDII影响较大的大气环流因子是印度副高面积指数、西太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、印缅槽强度指数，相关系数分别为0.26、0.31、0.26、0.25；对R20影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、西太平洋副高北界位置指数，相关系数分别为0.30、0.28、0.25、0.27；对R50影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、北非–大西洋–北美副高面积指数、印缅槽强度指数，相关系数分别为0.26、0.27、0.27、0.27；对汛期降水量影响较大的大气环流因子是西太平洋副高北界位置指数(相关系数0.24)。当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则有利于塔城地区汛期RX5day、SDII、R20、R50、汛期降水量增多，反之，则减少。
3.2.2. 塔城7站汛期极端降水指数对大气环流因子的响应
由表4可知，对单站RX1day影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流(乌苏、沙湾，相关系数0.31、0.27分别通过了0.01、0.05的显著性水平检验)、亚洲纬向环流(沙湾，相关系数0.26，通过0.05的显著性水平检验，下同)、北大西洋–欧洲环流W型(额敏，相关系数0.29)；对RX5day影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流(托里、沙湾，相关系数0.26、0.32)，亚洲纬向环流(托里、沙湾，相关系数均为0.27)，亚洲经向环流(裕民，相关系数−0.28)，北大西洋–欧洲环流C型(和丰，相关系数0.25)；对SDII影响较大的大气环流因子是北大西洋–欧洲环流W型(额敏，相关系数0.32)，北大西洋–欧洲环流C型(额敏、裕民，相关系数−0.31)；对CWD影响较大的大气环流因子是亚洲纬向环流(额敏、裕民，相关系数−0.33、−0.27，通过0.01或0.05的显著性水平检验)。当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则有利于单站汛期RX1day、RX5day、SDII、CWD增多，反之，则减少。
Table 4. Correlation between Extreme Precipitation Index and Atmospheric Circulation Factors at Tacheng 7 Station in Flood Season (1)
表4. 塔城7站汛期极端降水指数与大气环流因子的相关关系(1)
|
欧亚纬向环流 |
亚洲纬向环流 |
亚洲经向环流 |
北大西洋–
欧洲环流W型 |
北大西洋–
欧洲环流C型 |
RX1day |
范围 |
0.06~0.32 |
0.09~0.26 |
−0.24~−0.01 |
−0.04~0.29 |
−0.19~0.20 |
正/负相关 |
7(2)/0 |
7(1)/0 |
0/7 |
5(1)/2 |
4/3 |
RX5day |
范围 |
0.02~0.26 |
−0.03~0.27 |
−0.28~0.02 |
−0.08~0.20 |
−0.04~0.25 |
正/负相关 |
7(2)/0 |
6(2)/1 |
1/6(1) |
4/3 |
6(1)/1 |
SDII |
范围 |
−0.06~0.23 |
−0.06~0.22 |
−0.21~0.14 |
−0.02~0.32 |
−−0.31~0.15 |
正/负相关 |
6/1 |
5/2 |
4/3 |
6(1)/1 |
2/5(2) |
R10 |
范围 |
−0.09~0.20 |
−0.12~0.15 |
−0.23~0.08 |
−0.11~0.10 |
−0.07~0.13 |
正/负相关 |
5/2 |
5/2 |
3/4 |
3/4 |
5/2 |
R20 |
范围 |
−0.06~0.23 |
0.01~0.21 |
−0.14~−0.04 |
−0.01~0.09 |
−0.06~0.15 |
正/负相关 |
6/1 |
7/0 |
0/7 |
6/1 |
3/4 |
R50 |
7站范围 |
0.02~0.19 |
−0.04~0.12 |
−0.22~0.03 |
−0.10~0.15 |
−0.06~0.19 |
正/负相关 |
7/0 |
6/1 |
1/6 |
5/2 |
4/3 |
CDD |
范围 |
−0.06~0.15 |
0.02~0.17 |
−0.15~0.04 |
−0.14~0.17 |
−0.04~0.17 |
正/负相关 |
6/1 |
7/0 |
2/5 |
3/4 |
3/4 |
CWD |
范围 |
−0.17~0.09 |
−0.24~0.09 |
−0.33~0.01 |
−0.11~−0.02 |
0.01~0.24 |
正/负相关 |
3/4 |
2/5 |
2/5(3) |
0/7 |
7/0 |
R95P |
范围 |
−0.03~0.24 |
−0.07~0.22 |
−0.23~0.02 |
−0.08~0.15 |
−0.08~0.15 |
正/负相关 |
5/2 |
5/2 |
2/5 |
2/5 |
5/2 |
R99P |
范围 |
−0.01~0.24 |
−0.06~0.21 |
−0.23~0.04 |
−0.04~0.14 |
−0.06~0.16 |
正/负相关 |
6/1 |
5/2 |
2/5 |
3/4 |
5/2 |
PRCPFOT |
范围 |
−0.03~0.21 |
−0.03~0.20 |
−0.23~0.02 |
−0.07~0.10 |
0.02~0.17 |
正/负相关 |
6/1 |
6/1 |
2/5 |
1/6 |
7/0 |
注：括号内为通过0.05或0.01的显著性水平检验的站点数，无括号均为未通过显著性水平检验的站点数。
Table 5. Correlation between Extreme Precipitation Index and Atmospheric Circulation Factors at Tacheng 7 Station in Flood Season (2)
表5. 塔城7站汛期极端降水指数与大气环流因子的相关关系(2)
|
北非-大西洋-北美副高面积指数 |
印度副高面积指数 |
西太平洋副高面积指数 |
东太平洋副高面积指数 |
北美副高面积指数 |
北非副高脊线位置指数 |
北非–北大西洋–北美副高脊线位置指数 |
印度副高北界位置指数 |
西太平洋副高北界位置指数 |
西太平洋副高西伸脊点指数 |
印缅槽强度指数 |
RX1day |
范围 |
−0.07~0.28 |
0.03~−0.22 |
−0.02~0.27 |
−0.02~0.26 |
−0.03~0.25 |
−0.25~0.07 |
−0.34~−0.10 |
−0.06~−0.23 |
0.07~−0.16 |
−0.25~0.11 |
−0.08~−0.29 |
正/负 |
5(1)/2 |
7/0 |
6(2)/1 |
6(1)/1 |
6(1)/1 |
4/3(1) |
1/6(1) |
5/2 |
7/0 |
5/2(1) |
6/1(1) |
RX5day |
范围 |
−0.02~0.23 |
0.01~−0.19 |
0.04~0.26 |
0.04~−0.26 |
0.03~0.26 |
−0.17~0.06 |
−0.21~0.11 |
−0.01~0.25 |
0.11~−0.25 |
−0.12~0.10 |
−0.05~−0.27 |
正/负 |
6/1 |
7/0 |
7(2)/0 |
7(1)/0 |
7(1)/0 |
3/4 |
2/5 |
6(1)/1 |
7(1)/0 |
3/4 |
6(1)/1 |
SDII |
范围 |
−0.05~0.32 |
0.09~0.24 |
−0.01~0.35 |
0.02~0.29 |
−0.08~0.34 |
−0.15~0.15 |
−0.15~0.17 |
−0.03~0.32 |
−0.15~0.21 |
−0.19~0.13 |
−0.08~−0.33 |
正/负 |
4(2)/3 |
7/0 |
6(3)/1 |
7(2)/0 |
5(3)/2 |
2/5 |
5/2 |
6(1)/1 |
5/2 |
2/5 |
5(4)/2 |
R10 |
范围 |
−0.07~0.22 |
−0.05~0.10 |
−0.07~0.21 |
−0.08~0.16 |
−0.08~0.24 |
−0.18~0.10 |
−0.19~0.11 |
−0.04~0.15 |
−0.04~0.31 |
−0.14~0.15 |
−0.02~−0.26 |
正/负 |
5/2 |
5/2 |
6/1 |
6/1 |
6/1 |
2/5 |
6/1 |
5/2 |
6(1)/1 |
3/4 |
5(1)/2 |
R20 |
范围 |
−0.04~0.34 |
−0.03~−0.33 |
0.04~0.42 |
0.08~−0.38 |
−0.02~0.39 |
−0.15~0.19 |
−0.17~0.10 |
−0.02~0.40 |
0.05~−0.29 |
−0.17~0.14 |
0.01~−0.33 |
正/负 |
6(1)/1 |
6(1)/1 |
7(1)/0 |
7(1)/0 |
6(1)/1 |
3/4 |
4/3 |
6(1)/1 |
7(1)/0 |
2/5 |
7/0 |
R50 |
范围 |
−0.08~0.32 |
0.09~−0.23 |
−0.03~−0.26 |
−0.05~0.21 |
−0.03~0.26 |
−0.20~0.12 |
−0.15~0.23 |
−0.06~0.25 |
0.02~−0.19 |
−0.20~0.09 |
−0.07~−0.27 |
正/负 |
5(1)/2 |
7/0 |
6(1)/1 |
5/2 |
6(2)/1 |
2/5 |
2/5 |
5(1)/2 |
7/0 |
4/3 |
6(2)/1 |
CDD |
范围 |
−0.17~0.12 |
−0.10~0.24 |
−0.03~0.19 |
−0.07~−0.19 |
−0.12~0.16 |
−0.12~0.12 |
−0.16~0.17 |
−0.06~0.25 |
−0.17~0.20 |
−0.22~0.20 |
−0.14~−0.18 |
正/负 |
3/4 |
4(1)/3 |
3/4 |
4/3 |
4/3 |
5/2 |
4/3 |
4(1)/3 |
6/1 |
4/3 |
3/4 |
CWD |
范围 |
−0.23~0.15 |
−0.11~0.20 |
−0.15~−0.13 |
−0.15~0.16 |
−0.32~0.09 |
−0.26~0.24 |
−0.15~0.01 |
−0.01~0.24 |
0.11~−0.25 |
−0.12~0.07 |
−0.04~−0.30 |
正/负 |
4/3 |
5/2 |
5/2 |
5/2 |
5/2(1) |
5/2(1) |
2/5 |
6/1 |
7/0 |
3/4 |
6(1)/1 |
R95P |
范围 |
−0.02~0.27 |
0.02~0.19 |
0.04~0.30 |
0.02~0.22 |
−0.01~0.28 |
−0.21~0.14 |
−0.15~0.15 |
−0.01~0.24 |
0.11~−0.25 |
−0.12~0.08 |
−0.04~−0.30 |
正/负 |
6(1)/1 |
7/0 |
7(1)/0 |
7/0 |
6(1)/1 |
2/5 |
2/5 |
6/1 |
7/0 |
3/4 |
6(1)/1 |
R99P |
范围 |
−0.05~0.25 |
0.03~0.18 |
0.03~0.29 |
−0.01~0.20 |
−0.03~0.27 |
−0.20~0.14 |
−0.17~0.14 |
−0.01~0.24 |
0.01~−0.22 |
−0.11~0.07 |
−0.04~−0.29 |
正/负 |
5(1)/2 |
7/0 |
7(1)/0 |
6/1 |
5(1)/2 |
5/2 |
1/6 |
6/1 |
7/0 |
2/5 |
6(1)/1 |
PRCPFOT |
范围 |
0.03~0.13 |
−0.01~0.12 |
0.08~0.18 |
0.06~0.13 |
0.03~−0.17 |
−0.18~0.08 |
−0.12~0.06 |
−0.02~0.15 |
0.16~−0.23 |
−0.11~0.06 |
0.04~−0.19 |
正/负 |
7/0 |
6/1 |
7/0 |
7/0 |
7/0 |
2/5 |
3/4 |
6/1 |
7/0 |
3/4 |
7/0 |
注：括号内为通过0.05或0.01的显著性水平检验的站点数，无括号均为未通过显著性水平检验的站点数。
由表5可知，对单站RX1day影响较大的大气环流因子是北美副高面积指数(额敏，相关系数0.25，通过0.05的显著性水平检验，下同)、印缅槽强度指数(额敏，相关系数0.29)、北非副高脊线位置指数(裕民，相关系数−0.25)、北非–北大西洋–北美副高脊线位置指数(裕民，相关系数−0.34，通过0.01的显著性水平检验)、西太平洋副高西伸脊点指数(裕民，相关系数−0.25；乌苏，相关系数0.25)、北非–北大西洋–北美副高面积指数(托里，相关系数0.28，通过0.01的显著性水平检验)、西太平洋副高面积指数(托里，相关系数0.27)，东太平洋副高面积指数(托里，相关系数0.26)；对RX5day影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数(额敏、乌苏，相关系数0.26)、北美副高面积指数(额敏，相关系数0.26)、印缅槽强度指数(额敏，相关系数0.27)、印度副高北界位置指数(额敏，相关系数0.25)、东太平洋副高面积指数(乌苏，相关系数0.26)、西太平洋副高北界位置指数(沙湾，相关系数0.25)；对SDII影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数(塔城、额敏、裕民，相关系数分别为0.29、0.32、0.35，通过0.05或0.01的显著性水平检验)、北美副高面积指数(塔城、裕民、额敏、托里，相关系数0.26、0.25、0.34、0.32，通过0.05或0.01的显著性水平检验)、印缅槽强度指数(塔城、额敏、托里，相关系数0.26、0.33、0.26)、北非–大西洋–北美副高面积指数(额敏、托里，相关系数0.30、0.32)、印度副高面积指数(额敏，相关系数0.24)，东太平洋副高面积指数(额敏、托里，相关系数0.25、0.29)；印度副高北界位置指数(额敏，相关系数0.32)；对R10影响较大的大气环流因子是印缅槽强度指数(塔城，相关系数0.26)、西太平洋副高北界位置指数(裕民，相关系数0.31)；对R20影响较大的大气环流因子是北非–大西洋–北美副高面积指数(额敏，相关系数0.34，通过0.01的显著性水平检验)、印度副高面积指数(额敏，相关系数0.33，通过0.01的显著性水平检验)、西太平洋副高面积指数(额敏，相关系数0.42，通过0.01的显著性水平检验)、东太平洋副高面积指数(额敏，相关系数0.38，通过0.01的显著性水平检验)、北美副高面积指数(额敏，相关系数0.39，通过0.01的显著性水平检验)、印度副高北界位置指数(额敏，相关系数0.42，通过0.01的显著性水平检验)、西太平洋副高北界位置指数(额敏，相关系数0.29)、印缅槽强度指数(额敏，相关系数0.33，通过0.01的显著性水平检验)；对R50影响较大的大气环流因子是北美副高面积指数(额敏，相关系数0.26)、印度副高北界位置指数(额敏，相关系数0.25)、印缅槽强度指数(额敏、托里，相关系数0.27、0.25，通过0.05或0.01的显著性水平检验)、北非–大西洋–北美副高面积指数(塔城，相关系数0.32)、西太平洋副高面积指数(托里，相关系数0.26)、北美副高面积指数(托里，相关系数0.27)；对CDD影响较大的大气环流因子是印度副高北界位置指数(和丰，相关系数0.25)；对CWD影响较大的大气环流因子是北美副高面积指数(额敏，相关系数−0.32)、北非副高面积指数(乌苏，相关系数−0.26)、北非–北大西洋–北美副高脊线位置指数(乌苏，相关系数−0.32)；对R95P、R99P影响较大的大气环流因子是北非–大西洋–北美副高面积指数(额敏，相关系数0.27)、西太平洋副高面积指数(额敏，相关系数0.30)、北美副高面积指数(额敏，相关系数0.28)、印缅槽强度指数(额敏，相关系数0.30)；当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则上述站点上述极端降水指数增多，反之，则减少。
3.2.3. 三个区域汛期极端降水指数对大气环流因子的响应
Table 6. Correlation between extreme precipitation index and atmospheric circulation factors in flood season in three regions (1)
表6. 三个区域汛期极端降水指数与大气环流因子的相关关系(1)
|
欧亚
纬向环流 |
欧亚
经向环流 |
亚洲
纬向环流 |
亚洲
经向环流 |
北大西洋–
欧洲环流
W型 |
北大西洋–欧洲环流
C型 |
北大西洋–
欧洲环流
E型 |
RX1day |
范围 |
0.07~0.35 |
−0.18~−0.04 |
0.06~0.27 |
−0.13~−0.02 |
−0.04~0.22 |
−0.15~0.20 |
−0.19~−0.15 |
正/负相关 |
3(1)/0 |
0/3 |
3(1)/0 |
0/3 |
3/1 |
2/1 |
0/3 |
RX5day |
范围 |
0.08~0.26 |
−0.12~−0.02 |
0.04~0.22 |
−0.17~−0.04 |
−0.08~0.09 |
0.04~0.25 |
−0.15~−0.07 |
正/负相关 |
3(1)/0 |
0/3 |
3/0 |
0/3 |
2/1 |
3(1)/0 |
0/3 |
SDII |
范围 |
0.05~0.22 |
−0.01~−0.23 |
−0.01~0.24 |
−0.05~0.01 |
0.10~0.29 |
−0.26~0.08 |
−0.23~−0.02 |
正/负相关 |
3/0 |
0/3 |
2/1 |
2/1 |
3(1)/0 |
2/1(1) |
0/3 |
R10 |
范围 |
−0.09~0.15 |
−0.10~0.11 |
−0.10~0.17 |
−0.14~0.06 |
−0.05~0.04 |
−0.07~0.01 |
0.02~0.14 |
正/负相关 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
1/2 |
1/2 |
3/0 |
R20 |
7站范围 |
−0.01~0.25 |
−0.11~−0.03 |
0.02~0.23 |
−0.04~−0.09 |
0.05~0.09 |
−0.07~0.09 |
−0.14~−0.01 |
正/负相关 |
2(1)/1 |
0/3 |
3/0 |
0/3 |
3/0 |
1/2 |
0/3 |
R50 |
7站范围 |
0.02~0.20 |
−0.02~−0.16 |
−0.24~−0.01 |
−0.10~0.06 |
−0.10~0.06 |
0.02~0.19 |
−0.09~−0.03 |
正/负相关 |
3/0 |
0/3 |
0/3 |
2/1 |
2/1 |
3/0 |
0/3 |
CDD |
7站范围 |
−0.01~0.20 |
−0.03~0.02 |
0.08~0.18 |
−0.15~−0.04 |
−0.11~0.08 |
−0.02~0.17 |
−0.09~0.01 |
正/负相关 |
2/1 |
1/2 |
3/0 |
0/3 |
1/2 |
2/1 |
1/2 |
CWD |
7站范围 |
−0.17~0.01 |
−0.19~0.01 |
−0.13~−0.04 |
−−0.31~0.10 |
−0.13~0.01 |
−0.02~0.18 |
0.02~0.09 |
正/负相关 |
1/2 |
2/1 |
0/3 |
2/1(1) |
1/2 |
2/1 |
3/0 |
R95P |
7站范围 |
−0.01~0.24 |
−0.10~0.02 |
−0.02~0.20 |
−0.15~0.02 |
−0.06~0.03 |
−0.01~0.15 |
−0.09~0.01 |
正/负相关 |
2/1 |
1/2 |
2/1 |
1/2 |
1/2 |
2/1 |
1/2 |
R99P |
7站范围 |
0.01~0.21 |
−0.10~0.02 |
−0.01~0.20 |
−0.15~0.02 |
−0.03~0.03 |
0.01~0.16 |
−0.08~−0.03 |
正/负相关 |
3/0 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
1/2 |
3/0 |
0/3 |
PRCPFOT |
7站范围 |
−0.03~0.20 |
−0.10~0.03 |
−0.03~0.17 |
−0.19~0.01 |
−0.07~−0.02 |
0.07~0.17 |
−0.05~0.02 |
正/负相关 |
2/1 |
1/2 |
2/1 |
1/2 |
0/3 |
3/0 |
1/2 |
注：括号内为通过0.05或0.01的显著性水平检验的区域数，无括号均为未通过显著性水平检验的区域数。
由表6可知，对三个区域汛期各极端降水指数有较大影响的大气环流因子差异较大，其中对南部RX1day影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流(相关系数0.35，通过0.01的显著性水平检验)、亚洲纬向环流(相关系数0.25，通过0.05的显著性水平检验，下同)，对RX5day影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流(相关系数0.26)，对R20影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流(相关系数0.25)；对盆地SDII影响较大的大气环流因子是北大西洋–欧洲环流W型(相关系数0.29)，北大西洋–欧洲环流C型(相关系数−0.26)，对CWD影响较大的大气环流因子是亚洲纬向环流(相关系数−0.31)。当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则有利于盆地或南部汛期上述极端降水指数增多，反之，则减少。
Table 7. Correlation coefficient between extreme precipitation index and circulation characteristics in flood season in three regions (2)
表7. 三个区域汛期极端降水指数与环流特征量的相关系数(2)
注： |
北非–大西洋–北美副高面积指数 |
印度副高面积指数 |
西太平洋副高面积指数 |
东太平洋副高面积指数 |
北美副高面积指数 |
北非副高脊线位置指数 |
北非–北大西洋–北美副高脊线位置指数 |
印度副高北界位置指数 |
西太平洋副高北界位置指数 |
西太平洋副高西伸脊点指数 |
印缅槽
强度指数 |
RX1day |
范围 |
−0.07~0.20 |
0.04~−0.15 |
−0.02~0.23 |
0.02~0.20 |
−0.03~0.19 |
−0.10~0.07 |
−0.17~−0.09 |
−0.01~−0.17 |
0.07~−0.19 |
−0.02~0.11 |
0.09~−0.26 |
正/负 |
2/1 |
3/0 |
2/1 |
3/0 |
2/1 |
2/1 |
0/3 |
2/1 |
3/0 |
2/1 |
2(1)/1 |
RX5day |
范围 |
−0.02~0.20 |
0.02~−0.25 |
0.04~0.27 |
0.06~−0.26 |
0.03~0.24 |
−0.12~0.06 |
−0.17~0.11 |
−0.01~0.20 |
0.15~−0.24 |
0.02~0.10 |
−0.05~−0.26 |
正/负 |
2/1 |
3(1)/0 |
3(1)/0 |
3(1)/0 |
3/0 |
2/1 |
1/2 |
2/1 |
3(1)/0 |
3/0 |
2(1)/1 |
SDII |
范围 |
−0.08~0.34 |
0.14~0.22 |
0.03~0.39 |
0.03~0.27 |
−0.06~0.37 |
−0.14~0.17 |
−0.15~0.12 |
−0.05~0.29 |
−0.04~0.20 |
−0.09~−0.03 |
−0.04~−0.36 |
正/负 |
1(1)/2 |
3/0 |
3(1)/0 |
3(1)/0 |
2(1)/1 |
1/2 |
1/2 |
2(1)/1 |
1/2 |
0/3 |
1(1)/2 |
R10 |
范围 |
−0.14~0.16 |
0.03~0.05 |
−0.01~0.18 |
−0.03~0.11 |
−0.04~0.17 |
−0.17~0.09 |
−0.11~0.02 |
−0.02~0.08 |
0.05~0.23 |
−0.04~−0.03 |
−0.02~−0.18 |
正/负 |
2/1 |
3/0 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
1/2 |
1/2 |
2/1 |
3/0 |
0/3 |
2/1 |
R20 |
范围 |
0.02~0.24 |
0.14~−0.19 |
0.04~0.33 |
0.08~−0.30 |
0.04~0.29 |
−0.14~0.14 |
−0.12~0.07 |
0.01~−0.23 |
0.05~−0.24 |
−0.10~0.13 |
0.03~−0.25 |
正/负 |
3/0 |
3/0 |
3(1)/0 |
3(1)/0 |
3(1)/0 |
2/1 |
2/1 |
3/0 |
3/0 |
1/2 |
3(1)/0 |
R50 |
范围 |
−0.08~0.28 |
0.07~−0.20 |
−0.03~−0.24 |
−0.01~0.17 |
−0.03~0.26 |
−0.23~0.03 |
−0.18~0.08 |
0.02~0.18 |
0.05~−0.19 |
−0.07~0.07 |
−0.07~−0.30 |
正/负 |
2(1)/1 |
3/0 |
2/1 |
2/1 |
2(1)/1 |
2/1 |
2/1 |
3/0 |
3/0 |
2/1 |
2(1)/1 |
CDD |
范围 |
−0.18~0.12 |
0.02~0.24 |
−0.11~0.19 |
−0.14~−0.19 |
−0.17~0.16 |
−0.12~0.18 |
−0.16~0.05 |
−0.14~0.25 |
−0.15~0.16 |
−0.04~0.23 |
−0.11~−0.18 |
正/负 |
2/1 |
3/0 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
2(1)/1 |
2/1 |
1/2 |
1/2 |
CWD |
范围 |
−0.03~0.16 |
0.05~0.20 |
−0.02~−0.16 |
−0.01~0.16 |
−0.01~0.12 |
−0.18~−0.01 |
−0.24~−0.06 |
−0.07~0.11 |
0.01~−0.17 |
−0.18~0.01 |
−0.29~−0.21 |
正/负 |
2/1 |
3/0 |
2/1 |
2/1 |
2/1 |
0/3 |
1/2 |
2/1 |
3/0 |
1/2 |
1/2 |
R95P |
范围 |
0.01~0.21 |
−0.11~0.11 |
0.06~0.26 |
0.03~0.19 |
0.01~0.24 |
−0.17~0.14 |
−0.12~0.06 |
0.01~0.17 |
0.12~−0.24 |
−0.06~0.03 |
0.01~−0.23 |
正/负 |
3/0 |
2/1 |
3(1)/0 |
3/0 |
3/0 |
1/2 |
2/1 |
3/0 |
3/0 |
2/1 |
3/0 |
R99P |
范围 |
−0.03~0.21 |
0.05~0.12 |
0.04~0.26 |
0.03~0.18 |
−0.02~0.23 |
−0.17~0.12 |
−0.11~0.06 |
−0.04~0.17 |
0.08~−0.23 |
−0.07~0.02 |
0.02~−0.23 |
正/负 |
2/1 |
3/0 |
3(1)/0 |
3/0 |
2/1 |
1/2 |
1/2 |
2/1 |
3/0 |
1/2 |
3/0 |
PRCPFOT |
范围 |
0.05~0.12 |
0.04~0.09 |
0.10~0.17 |
0.07~0.13 |
0.05~−0.16 |
−0.15~0.07 |
−0.07~0.03 |
0.03~0.10 |
0.19~−0.22 |
−0.09~0.05 |
0.02~−0.15 |
正/负相关 |
3/0 |
3/0 |
3/0 |
3/0 |
3/0 |
1/2 |
1/2 |
3/0 |
3/0 |
2/1 |
3/0 |
注：括号内为通过0.05或0.01的显著性水平检验的区域数，无括号均为未通过显著性水平检验的区域数。
由表7可知，对盆地RX1day影响较大的大气环流因子是印缅槽强度指数(相关系数0.26，通过0.05的显著性水平检验，下同)，对RX5day影响较大的大气环流因子是印缅槽强度指数(相关系数0.26)，对SDII影响较大的大气环流因子是北非–大西洋–北美副高面积指数(相关系数0.34，通过0.01的显著性水平检验)、西太平洋副高面积指数(相关系数0.39，通过0.01的显著性水平检验)、东太平洋副高面积指数(相关系数0.27)、北美副高面积指数(相关系数0.29，通过0.01的显著性水平检验)、印度副高北界位置指数(相关系数0.29)、印缅槽强度指数(相关系数0.36，通过0.01的显著性水平检验)，对R20影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数(相关系数0.39，通过0.01的显著性水平检验)、东太平洋副高面积指数(相关系数0.30)、北美副高面积指数(相关系数0.29)、印缅槽强度指数(相关系数0.25)，对R50影响较大的大气环流因子是北非–大西洋–北美副高面积指数(相关系数0.28)、北美副高面积指数(相关系数0.25)、印缅槽强度指数(相关系数0.30)，对R95P、R99P影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数(相关系数均为0.26)；对南部RX5day影响较大的大气环流因子是印度副高面价指数(相关系数0.25)、西太平洋副高面积指数(相关系数0.27)、东太平洋副高面积指数(相关系数0.26)。当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则有利于盆地或南部汛期上述极端降水指数增多，反之，则减少。
4. 结论与讨论
1) 近64a塔城地区汛期极端降水指数仅CDD、CDW以−0.50 d/10a、−0.13 d/10a的速率不显著减少，其余各极端降水指数均呈不显著增多趋势。
2) 7站各极端降水指数变化趋势差异较大，仅CDD大部分站点呈不显著减少趋势，其余各极端降水指数大部分站点均呈不显著增多趋势，其中RX1day、R50仅托里以1.16 mm/10a、0.29 d/10a的速率显著增多，R20仅额敏以0.22 d/10a的速率显著增多，CDD仅裕民、乌苏以−0.17 d/10a、−0.20 d/10a的速率显著减少。
3) 三个区域各极端降水指数变化趋势差异明显，其中RX1day、R50盆地和南部显著增多，中部不显著减少；RX5day、R95P、PRCPFOT三个区域均不显著增多；R10、R20、R99P盆地及中部不显著增多，南部不显著减少；SDII盆地不显著增多，南部及中部不显著减少；CDD盆地及南部不显著减少，中部不显著增多；CWD中部及南部不显著增多，盆地不显著减少。
4) 对塔城地区RX5day影响较大的大气环流因子是欧亚纬向环流、西太平洋副高北界位置指数，对SDII影响较大的大气环流因子是印度副高面积指数、西太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、印缅槽强度指数，对R20影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、西太平洋副高北界位置指数，对R50影响较大的大气环流因子是西太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、北非–大西洋–北美副高面积指数、印缅槽强度指数，对汛期降水量影响较大的大气环流因子是西太平洋副高北界位置指数。当上述大气环流因子出现且指数较大时，则塔城地区汛期RX5day、SDII、R20、R50汛期降水量增多，反之，则减少。
5) 对塔城7站RX1day、RX5day、SDII、R20、R50、CDD、CWD、R95P影响较大的大气环流因子是北美副高面积指数、西太平洋副高面积指数、印度副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北非–大西洋–北美副高面积指数、印缅槽强度指数、印度副高北界位置指数、西太平洋副高北界位置指数、西太平洋副高北界位置指数、西太平洋副高西伸脊点、北非副高脊线位置指数、北非–北大西洋–北美副高脊线位置指数，当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则塔城7站单站极端降水指数增多，反之，则减少。
6) 对盆地和南部RX1day、RX5day、SDII、R50、R95P、R99P影响较大的大气环流因子是印缅槽强度指数、北非–大西洋–北美副高面积指数、印度副高面积指数、西太平洋副高面积指数、东太平洋副高面积指数、北美副高面积指数、印度副高北界位置指数；当上述大气环流因子出现且指数较大(正值)时，则有利于盆地或南部汛期上述极端降水指数增多，当上述大气环流因子出现且指数较小(负值)时，则盆地或南部上述极端降水指数减少。
7) 汛期塔城地区局地多短时强降水、雷暴大风、冰雹等强对流天气，且具有突发性强、局地性强、持续时间短的特点，汛期极端降水指数对某些大气环流因子的响应具备一定的指示意义，但在使用过程中不能以偏概全。
基金项目
新疆气象局气象科技创新发展基金项目“塔城地区汛期极端降水指数时空分布特征及其对大气环流因子的响应(MS202307)”和新疆气象局引导性计划项目“塔城地区暖季短时强降水分布特征及成因分析(YD2024006)”共同资助。
NOTES
*通讯作者。