和田地区风速变化特征研究
作者单位：新疆大学
学位级别：硕士
导师姓名：阿布都热合曼·哈力克
授予年度：2019年
学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学]
摘 要：气候变化的研究一直是国内外专家学者研究的热点问题,风速作为表征气候变化,及其大气运动形成的重要气象因素,给人类生产、生活带来诸多影响。近些年来,风速变化引起国内外专家的广泛关注。和田地区是典型的中温带大陆性干旱、半干旱气候,是一个具有四季分明气候特征的西北边陲地区,春季温度上升快且不稳定,导致该季节多风且干旱,常受风沙天气困扰,对农业生产和当地居民生活造成不利影响。并且频繁的人类活动引起生态环境破坏,风能作为清洁的可再生能源受到人们的重视,因此研究和田地区风速变化特征及其影响因素变得尤为重要。本文将和田地区作为研究区,对该地区4个气象站点1960—2016年全年、四季的平均风速时间、空间变化特征以及可能的影响因素进行分析。时间变化方面主要包括以下几个内容:长时间序列的年平均风速变化特征、季节变化特征、突变检验以及Morlet小波周期分析;从地形地势、气候变化和人类活动方面,对可能影响平均风速的因素进行分析。结果表明:(1)和田地区在57年长时间尺度中,年平均风速总体呈下降趋势,年平均风速的最大值出现在1969年,值为2.22m.s,最小值出现在1992年,值为1.09m.s,最大值和最小值之间的极差为1.13m/s,气候倾向率是-0.0063.(10a),并通过显著性水平检验。平均风速平均值为1.63m.s,变化趋势呈现出微上升—波动下降—急剧上升—再次下降的趋势。该地区逐年平均风速在1970年前后和2002年前后出现两个峰值,1993年出现一个低谷值。四季中春季的平均风速最大,均值是2.03m.s,夏季的平均风速均值是1.82m.s,秋季和冬季的均值分别是1.35m.s和1.33m.s。四季风速均具有较为显著的减弱趋势,其中春季下降趋势的尤为显著。四季的平均风速变化速率分别为-0.011m.s/10a、-0.004m.s/10a、-0.005m.s/10a、-0.002m.s/10a。即春季变化幅度最大,秋季次之,夏季、冬季最小。(2)平均分速突变检验和小波分析结果表明:和田地区全年平均风速分别在1981年和2000年发生突变。从总体上来看,和田地区全年平均风速以波动下降为主,具有明显的阶段性。四季中,春季平均风速的突变点发生在1982年,夏季、秋季和冬季的突变点相同,分别在1982年和1996年发生突变。该地区四季累积距平总体呈减小趋势,从减小幅度看,四个季节相差不大。除春季的距平值呈正值外,夏季、秋季和冬季的累积距平值正负值波动变化。年平均风速的Morlet小波变换在时间尺度5—10年的振荡周期较明显,主要以短周期为主,长周期出现时间短且分散,平均风速的Morlet连续小波变换方差在33a处持续增长。该地区季节性风速演变的低频振荡周期性不明显,高频振荡对应的季节性尺度变化周期显著。四个季节5—10年的短周期始终存在,10—15年存在但震荡不明显。(3)分析平均风速空间变化特征,结果表明:该地区具有以和田站点为中心向两边逐渐减小的特征,东、西方向差异较为显著,南、北方向差异较小。四个站点的平均风介于2.1m/s—1.55m/s之间,皮山站点、和田站点风速大于于田站点、民丰站点风速。从总体上来看,和田地区整个区域平均风速大致自西向东呈递减的趋势,其中,和田站点风速最大。(4)影响风速变化的因素主要表现为三种:和田地区平均风速可能受地形地势的影响,低海拔站点皮山、和田站点平均风速大于高海拔站点民丰、于田站点;气候变化中平均气温和降水等气象要素对平均风速具有一定的影响作用;平均风速的减小与城市发展程度可能有着密切的联系,特别是建筑物的增多。
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