博斯腾湖和伊塞克湖水位变化对气候变化的响应对比研究

作     者：米热古力·艾尼瓦尔 

作者单位：新疆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：海米提·依米提

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 0706[理学-大气科学] 

主      题：博斯腾湖 伊塞克湖 水位变化 气候变化 

摘      要：湖泊是干旱半干地区最主要的水资源，是该地区气候变化的指示器，同时也是干旱半干旱地区水循环的重要组成部分，是揭示气候变化与区域响应的重要信息载体。因此，它的形成与消失、扩张与收缩一直以来是科学研究的热点问题。湖泊变化包括湖泊面积的变化、湖泊水位的变化、湖泊矿化度的变化。其中，湖泊水位变化更为明显，也更容易观测。博斯腾湖和伊塞克湖分别处于天山南坡和北坡的山间盆地，在同一个纬度上，而且所在流域气候特征具有相似性，气候干燥，降水较少，蒸发量大，年温差大。过去的几十年中，在区域气候变化和人类活动的共同作用下，博斯腾湖和伊塞克湖湖泊水位以及湖泊所在流域气候发生了一系列的变化。本文主要以博斯腾湖和伊塞克湖湖泊水位、两湖流域气候要素以及湖泊水位与气候要素之间的相互关系为研究内容。通过定量和定性分析所得到的结果如下： (1)1961012年期间，博斯腾湖年平均水位整体呈显著地下降趋势，而且在1973977年左右发生了由上升转下降的突变，年平均水位存在18a的主周期。对博斯腾湖水位未来20a的变化趋势预测显示，2013年以后湖泊水位可能继续下降，到2023年左右发生偏低转为偏高的突变，开始逐渐上升。博斯腾湖流域代表站年平均气温上升趋势比年平均降水量更为显著。各站年平均降水量突变发生在1981986年期间，年平均气温突变发生在1988989年和1996997年左右。周期变化情况表明，各站年平均降水量存在存在4a的主周期，年平均气温存在6a的主周期。湖泊水位和气候要素之间的多时间尺度关系显示，博斯腾湖湖泊水位与年平均降水量及气温山区以正相关为主，而在平原区以负相关为主。 (2)伊塞克湖年平均水位1961012年期间呈显著地下降趋势，但没有发生突变变化，存在22a的主周期。从年平均水位未来趋势预测来看，2013028年期间伊赛克湖湖泊水位可能继续上升，之后逐渐下降。伊塞克湖流域各代表站年平均降水量和气温都呈显著地上升趋势。周期变化分析来看，伊塞克湖流域各代表站年平均降水量存在9a的主周期，年平均气温存在4a主周期。湖泊水位与气候要素之间的多时间尺度相关关系显示，湖泊水位与年平均降水量以正相关为主，平均气温山区主要以正相关为主，而平原区存在显著地负相关关系。 (3)1961012年间，博斯腾湖和伊塞克湖年平均水位总体呈显著的下降趋势。其中，20世纪80年代中期之前，两湖水位变化趋势基本一致，都平稳下降;20世纪90年代之后，博斯腾湖水位变化波动比伊塞克湖更为频繁，经历了迅速上升和下降过程，而伊塞克湖年平均水位变化比博斯腾湖较稳定。小波分析结果表明，博斯腾湖和伊塞克湖年平均水位变化分别存在18a和22a的主周期。两湖年平均水位主周期的差异，与湖泊所在区域自然、气候、水文、人类以及湖泊本身特征有关。从水位未来变化趋势预测结果来看，博斯腾湖水位将来一段时间继续下降，伊塞克湖水位则继续上升。 (4)伊塞克湖山区和平原地区年平均降水量大于博斯腾湖，而年平均气温低于博斯腾湖;博斯腾湖流域各站点年平均降水量及年平均气温的变化速率大于伊塞克湖各站点。博斯腾湖与伊塞克湖各站年平均降水量基本没发生显著地上升趋势，而年平均气温都呈显著地上升趋势。这表明，两湖所在流域降水量，近50年来都没有发生显著地上升趋势，而年平均气温的上升趋势比较明显。气候要素周期变化特征显示，伊塞克湖流域各站年平均降水量主周期大于博斯腾湖，而年平均气温主周期都在4a之间。从交叉小波谱检验来看，近50a来博斯腾湖湖泊水位与降水量在不同的时间尺度下山区主要以正相关，其他区域以负相关为主，这反映了山区降水量的变化对湖泊水位变化的贡献率比平原地区高。伊塞克湖泊水位变化与降水量变化主要以正相关为主。博斯腾湖和伊塞克湖平原区年平均气温与湖泊水位存在显著地负相关关系，而山区存在显著地正相关关系。