新疆地区积雪时空变化特征研究

发布时间：2020-09-29 14:55

　　积雪作为气候系统中重要的一部分,由于其下垫面的特殊性,对气候环境变化具有深刻的影响性。积雪资料主要有地面气象台站观测数据和卫星遥感监测数据两种,结合两种方法研究我国新疆地区的积雪分布特征对于该区域的气候环境变化有重要意义。本研究利用新疆区域105个气象台站1961-2013年的积雪深度SD的观测资料和雪压资料,并基于卫星遥感数据MODIS和AMSR-E数据资料提取分析积雪覆盖面积和雪水当量,利用度日模型计算度日因子。采用克里金插值分析新疆地区的积雪起止日期、积雪持续日数、平均和最大积雪深度、积雪覆盖面积、积雪密度、雪水当量、度日因子的空间分布规律,并对新疆区域各站点的相关特征量进行MMK趋势检验并分析其空间分布规律。结果主要如下:(1)在时间变化上,新疆地区年平均开始和结束日期均有下降趋势,而积雪持续日数呈持续增长趋势。积雪持续日数在71到120天范围内。平均最大和最大积雪深度波动浮动,呈现北疆全疆天山区南疆的趋势。季节性积雪深度时间曲线呈现四种典型类型,即平峰,多峰,尖峰和右偏。对于空间分布上,南北疆的积雪覆盖不同,总的来说起始日期为10月5日至2月5日,结束日数为1月16日至4月,持续日数为14-199天,平均和最大雪深分别为1.5至24.9cm和4.0至95.0cm。(2)新疆地区积雪起止时间、持续日数、多年积雪深度平均值、多年积雪深度最大值均呈一定的空间分布,空间分布表明积雪起始日期由北至南推后,积雪终止日期由北向南、由西向东提前,积雪持续日数整体上由北向南、由西向东呈减小趋势,多年积雪深度平均值、最大值在整体上均呈由北向南减小的趋势。(3)2000-2013年间新疆地区积雪覆盖面积多年平均值为43.62万km2,年内积雪覆盖面积多呈单峰或双峰形态,最大值集中在12月至次年2月,而最小值分布在5月至9月,且该时间段内积雪覆盖面积波动不大,处于平缓的波动范围内。13年间新疆地区积雪覆盖面积除十月以外在其他所有月份均呈减小趋势,且增加或减小趋势均不显著。在积雪覆盖面积所占比例最大的一月份、二月份和十二月份,呈上升趋势的站点零星分布在天山附近以及阿勒泰山附近,其他地区均呈下降趋势。而北疆地区积雪覆盖面积在六月、八月和十一月主要呈增加趋势,而南部地区尤其是天山以南、昆仑山以北地区积雪覆盖面积在五月、七月和十一月呈增加趋势,下降和上升趋势均不显著。0月至次年4月的积雪覆盖面积与积雪深度呈一定的正相关关系,相关系数为0.358。积雪覆盖面积与最低气温呈负相关关系。(4)雪密度变化范围在0.12~0.27g/cm3之间,雪密度总体上在10下月至次年3月下旬体现了一定的稳定增加的趋势,表现为前期平缓增加后期快速增加的趋势,度日因子变化在空间上变化范围为0-5.73mm?℃-1?d-1。在海拔比较高的天山山脉和昆仑山山脉附近的站点,其度日因子比较大。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P426.635
【部分图文】：

技术路线图,时空变化特征,积雪

技术路线图

站点,克里金,插值法

图 2-1 新疆地区 105 个站点分布Fig. 2-1 The location of 105 stations in Xinjiang2.2 研究方法2.2.1 克里金插值法现在可用于空间插值的方法众多，除了反距离加权空间插值法和样条插值法以外，其中普遍应用的空间插值办法还有克里金插值法（Kriging）和泰森多边形插值法等等（周牡丹 2014）。在实际问题中，对于不同的区域、不同的下垫面和地形情况，使用同一种插值方法也会存在很大区别。克里金插值中的普通克里金（Kriging）法插值结果相对来说比较能够反映某一区域的积雪的空间分布特征。本文中采取的是普通克里金插值法，该模块可在 Arcgis10.2 软件中的空间地统计分析功能模块中找寻到。普通克里金法是地统计学方法的一种，它是建立在变异函数理论和结构分析基础上的，在有限区域内对区域化变量取值进行最优无偏估计的一种方法（唐国栋 2007）。克里金插值法运用典例很多，本文在此不做太多具体步骤的说明。

气象要素,时间变化,最低气温,最高气温

(c) 最低气温和最高气温图 2-2 新疆地区 1961-2013 年的多年月均气象要素值的iations of annual average monthly meteorological factors in X区 1961-2013 年间的平均温度、最低气温、最高年年平均值，绘制如图 2-3 所示。风速和日照时数 (b) 平均气温

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