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user: 3. 阿勒泰地区低云量的时空变化特征 3.1. 低云量的空间分布 统计出近50 a阿勒泰全地区年及季节低云量的均值，年均低云量为12.1%，各站为10.0% (青河站)~17.4% (福海站)，图略，在福海站有一个大值中心，其分布自西向东呈低-高-低分布。全地区春季低云量的均值为12.5%，各站均值为10.3% (青河站)~15.5% (吉木乃站)，见(图1(a))，其分布自西向东呈减少趋势。全地区夏季低云量的均值为19.5%，相比春季，低云量增幅明显，各站为15.5% (哈巴河站)~24.6% (吉木乃站)，见图1(b)，其自西向东呈高-低-高分布，与年分布(图1(a))呈相反趋势。全地区秋季低云量的均值为11.5%，各站为8.2%(青河站)~13.6%(吉木乃站)，见图1(c)，其分布自西向东呈减少趋势。全地区冬季低云量的均值为1.78%，相比秋季，低云量减少幅度明显，各站为0.6% (青河站)~2.8% (福海站)，见(图1(d))，其分布自西向东呈低–高–低分布。 经分析可知，夏季低云量最多，其次是春、秋季，冬季低云量最少。春季(图1(a))、夏季(图1(b))西部等值线均较密集，说明西部的气候变率较大，这可能与西部复杂的地形有关，吉木乃站为山麓丘陵区，哈巴河、布尔津站为河谷峡口区。通过对比分析可知，全地区低云量年与冬季(图1(d))分布相似，春(图1(a))与秋(图1(c))分布相似，青河站除夏季外，为年、春、秋、冬季的低云量小值区，福海站为年、冬季低云量大值区，吉木乃站为春、夏、秋季低云量大值区。 3.2. 低云量变率分析 为了研究全地区年及各季低云量离散程度的大小，计算了变差系数。变差系数C v 可以反映该时段内低云量逐年变化的相对大小。C v 值大，则全地区低云量年际变化不稳定，反之，C v 值小，则全地区低云量年际变化稳定。通过计算可知，全地区年及各季低云量的变差系数在0.21~0.56 (表1)，说明全地区低云量年际变化差异大。相比较而言，全地区夏季低云量最多，且年际变化较小；冬季低云量最少，且年际变化较大。 对各站年及各季的变差系进行计算(表略)，可知年变差系数在0.20 (吉木乃站)~0.43 (哈巴河站)；春季变差系数在0.25 (富蕴站)~0.51 (哈巴河站)；夏季变差系数在0.20 (福海站)~0.37 (哈巴河站)；秋季变差系数在0.27 (吉木乃站)~0.58 (哈巴河站)；冬季变差系数在0.92 (吉木乃站)~1.77 (青河站)。通过对比分析可知，各站夏季的变差系数最小，冬季变差系数最大。 3.3. 低云量的年际变化 图2给出了全地区各季低云量的年际变化，可看出夏季低云量年际变化较小，冬季低云量年际变化较大，这与前面计算的变差系数所得到的结论是一致的。全地区冬季低云量呈减少趋势，且以0.2%/10a的速率减少，但没有通过显著性检验。除冬季外，全地区年及其它各季呈明显增多趋势，基本以1.1%~1.7%/10a的速率增加，且均通过0.001的显著性水平检验。还可以看出，全地区除冬季外，年及各季低云量均呈明显增多趋势。 还计算了各站年及各季的年际变化趋势(图略)，各站年际变化趋势除福海站呈弱减少趋势外，其它站均呈明显增多趋势，并通过了0.001或0.05的显著性检验，其中哈巴河、富蕴、青河站以1.1%~2.3%/10a Table 1 The low cloud cover and seasonal variation coefficient in Aletai regio 年 春 夏 秋 冬 变差系数 0.206 0.311 0.205 0.303 0.559 表1. 阿勒泰全地区年及各季低云量的变差系数 的速率增加，阿勒泰市、吉木乃、布尔津站以0.69%~0.81%/10a的速率增加。各站春季低云量、秋季低云量均呈一致显著增加趋势，以0.80%~2.43%/10a速率增加；各站夏季低云量除布尔津外，其它站以1.6%~2.43%/10a速率增加，并通过了显著性检验；冬季低云量变化趋势复杂，阿勒泰市、吉木乃、布尔津、青河站以−0.16%~−0.85%的速率显著减少，但哈巴河站以0.40%/10a速率显著增加，这些站通过了显著性检验。 3.4. 低云量的年代际变化 计算了全地区年及各季低云量及距平(表2)，可知全地区年低云量60、70年代变化不大，且低云量偏少，但80年代至21世纪00年代低云量呈明显偏多，且在21世纪00年代低云量达到年代际最大值(图略)，春、夏、秋均有相同的变化的年代际变化趋势，但冬季与之相反，60~80年代呈偏多趋势，90年代至21世纪00年代呈偏少趋势，年代际最大值出现于60年代。 还计算了各站年及各季年代际变化，可发现年、春、夏、秋大部分站都有相同的变化趋势(表略)，大部分站年及春季低云量具有相同的变化趋势，即60~80年代低云量呈偏少趋势，90年代至21世纪00年代呈偏多趋势；大部分站夏、秋、冬季低云量具有相同的变化趋势，即60~70年代偏少，80年代至21世纪00年代偏多。总的来说，阿勒泰地区大部分站60~70年代低云量偏少，而90年代至21世纪00年代增多。 3.5. 低云量的突变变化 气候突变是指在短时期内由一种相对稳定的气候状态过渡到另一种气候状态的变化，它是气候系统非线性的一种表现。目前对气候突变常用的方法是MK法，该方法具有检验范围宽、定量化程度高、人为性小等特点，是目前突变性检验方法中应用较多且理论意义最为明显的一种。滑动t检验方法用来检验两随机样本平均值的显著性差异，有直观、简便的特点。经Mann-Kendall法检验后，如某序列存在突变点，再利用滑动t检验法对突变点进行信度检验，从而验证突变点的真伪，增强突变分析结果的可信度。 Table 2 The low cloud cover and seasonal anomalies in the Aletai region (% 年代 年 春 夏 秋 冬 1961~1970 10.5/− 9.6/− 17.4/− 9.0/− 2.3/+ 1971~1980 10.2/− 9.7/− 15.0/− 8.5/− 1.8/+ 1981~1990 13.2/+ 12.5/0 20.4/+ 12.2/+ 1.9/+ 1991~2000 13.6/+ 13.9/+ 22.5/+ 12.5/+ 1.3/− 2001~2010 14.4/+ 16.7/+ 22.4/+ 15.3/+ 1.5/− 表2. 阿勒泰全地区年及各季低云量及距平(%) 突变检验中，UF是按时间顺序列的统计量，UB是时间逆序列的统计量，若两条曲线出现交点，且交点在临界线(±1.96之间)，表明交点对应的时刻便是突变开始时间。本文给出了全地区年低云量的M-K的统计量曲线(图略)，UF与UB存在2个交点，分别为1974、1979年，但只有1979年在±1.96之间之间。利用滑动t检验对1979年这个突变点进行信度检验，通过了显著性检验，表明1979年的突变年是可信。即全地区年低云量1961~1979年低云量均值为10.2%，1979~2010年均值为13.7%，呈明显增加趋势。由全地区春季低云量的M-K的统计量曲线(图3)，UF与UB存在2个交点，分别为1974、1976年。利用滑动t检验对这两个突变点进行信度检验，只有1976年通过了显著性检验，即1976年为突变年是可信的。即全地区春季低云量1961~1979年年低云量均值为9.4%，1979~2010年均值为13.9%，呈明显增加趋势。由全地区夏季低云量的M-K统计量曲线(图3)，UF与UB存在2个交点，为1966、1982年，显然1966年并非为突变年。利用滑动t检验对1982年这个突变点进行检验后可发现该年为突变年是可信的。即夏季低云量1961~1982为15.5%，1983~2010为21.5%，呈明显增多趋势。由全地区秋季低云量的M-K的统计量曲线(图3)，UF与UB存在2个交点，分别为1965、1968年，但位于±1.96之间只有1965年，显然该年并非突变年，故全地区秋季低云量不存在突变。由全地区冬季低云量的M-K的统计量曲线(图3)，位于±1.96之间只有1980年，但该年并没有通过滑动t检验，故全地区冬季低云量也没有发生显著性突变。 对各站年及各季低云量运用上述方法进行了突变检验，可发现各站突变年均与全地区有一定的相关性，具体表现为：对年低云量而言，阿勒泰市、吉木乃、布尔津、富蕴站分别在1987、1978、1985、1979年发生显著性突变；对春季低云量而言，阿勒泰市、吉木乃、布尔津、富蕴站分别在1979、1978、1982、1979年发生显著性突变；对夏季低云量而言，吉木乃、哈巴河、布尔津、福海、富蕴站分别在1976、1985、1988、1975、1983年发生显著性突变；对冬季低云量而言，吉木乃、布尔津站低云量分别在1984、1978年发生显著性突变；对冬季低云量而言，各站均未发生显著性突变。总的来说，大部分站的年、春、夏低云量的突变趋势显著，突变的时间为70年代中后期至80年代前期，突变年之前低云量以偏少为主，突变年之后低云量以偏多为主，冬季突变趋势不显著。