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user: 3. 结果与分析 3.1. 飞机和地面人工增水作业情况 2009~2010年新疆租用两架飞机开展人影作业，飞机作业时段由当年的11月至次年5月，作业范围覆盖天山、阿尔泰山，作业区面积达34万平方公里。2年内飞机人工增水累计飞行作业65架次，累计飞行作业266 h，碘化银播撒量119.22 kg。2000~2008年飞机累计作业246 h，碘化银播撒量71.37 kg。2000~2008年年平均飞机作业27.3 h，年平均碘化银播撒量7.93 kg，而2009~2010年年平均飞机作业133 h，年平均碘化银播撒量59.61 kg，2009~2010年飞机作业强度和密度大幅提高，年平均作业时间和年平均碘化银播撒量分别是前9年的4.9倍和7.5倍(图1)。 2009~2010年新疆共有火箭发射装置536套、37高炮254门、地面燃烧炉46套开展了地面人工增水作业，地面作业累计发射炮弹27.5万发、火箭弹2.2万枚、燃烧烟条331根，碘化银播撒量678.7 kg。2年内，地面年平均碘化银播撒量是2001~2008年8年平均的2.4倍(图2)。 3.2. 新疆降水天气过程的变化 新疆降水天气过程划分为中弱、中度、中度略偏强、中强、强五类。1981~2010年新疆出现中弱以上降水天气过程1572次，每年平均出现52次。2009~2010年2年累计出现降水天气过程126次，每年平均出现63次，较1981~2010年气候平均值偏多11次，这为新疆人工增雨(雪)工作的开展提供了较有利的降水天气条件。 1981~2010年降水天气过程主要出现在春季(476次，占30.3%)和夏季(476次，占30.3%)，秋季(330次，占21%)位于第三位，冬季(290次，占18.4%)最少。中弱和中度降水天气过程出现最多，分别出现698次和496次，分别占总降水天气过成数的44.4%和31.6%，两者合计为76%。中度略偏强天气过程出现83次占5.3%，中强天气过程出现209次占13.3%，强天气过程出现86次占5.5% (图3)。 3.3. 年降水量和河流径流量的变化 通常认为年降水量相对于多年平均值的距平百分率在±20%之间为正常年份，±21%~±50%为偏多(少)年份，超过±50%为特多(少)年份。1981~2010年新疆年平均降水量为180.1 mm，2009和2010年降水距平百分率分别为1%和32%，属于正常和偏多年份(表1)。2009和2010年北疆降水距平百分率分别为7%和25%，为正常和偏多年份；天山山区为13%和9%，为正常年份；南疆为−10%和44%，为正常和偏多年份。 降水量的变化是由气候变化和人工增水作业共同造成的。气候变化包括降水量的气候增加(减少)趋势和降水量的年际自然震荡，排除气候变化的影响即可对人工增水作业效果进行评估。本文采用线性拟合方法扣除年降水量的气候增加趋势，采用时间平均方法消除降水量的年际震荡。 从表2可以看出，人工增水作业影响区，北疆2009、2010年分别为正常和偏多年份，2009~2010年相对于 图1. 2000~2010年飞机人工增水作业情况 图2. 2001~2010年地面人工增水作业情况 图3. 1981~2010年新疆降水天气过程分布 Table 1 Change of annual precipitation in Xinjian 北疆 天山山区 南疆 新疆 2009年(mm) 252.0 479.4 111.9 182.0 2010年(mm) 295.8 463.1 178.5 237.1 1981~2010年平均(mm) 236.3 423.4 123.8 180.1 2009年距平百分率(%) 7 13 −10 1 2010年距平百分率(%) 25 9 44 32 表1. 新疆年降水量的变化 Table 2 Change of annual precipitation over influence area of operation and non-operation (units: mm 作业影响区 作业非影响区 北疆平均 去气候趋势后北疆平均 天山山区 去气候趋势后天山山区 巴州和阿克苏地区平均 哈密地区和吐鲁番地区平均 克州、喀什地区、 和田地区平均 2009 252.0 212.5 479.4 411.0 64.8 42.3 67.3 2010 295.8 255.0 463.1 392.3 124.6 51.8 204.1 1981~2010平均 236.3 215.3 423.4 386.9 88.3 52.8 95.1 2009距平百分率 7 −1 13 6 −27 −20 −29 2010距平百分率 25 18 9 1 41 −2 115 气候趋势系数(mm/10a) 1.36 2.36 0.31 0.06 1.06 显著水平(α) 0.12 0.06 0.46 0.84 0.18 2009~2010 平均(A) 273.9 233.8 471.3 401.6 94.7 47.0 135.7 1981~2008 平均(B) 233.7 213.9 420.0 385.8 87.9 53.2 92.1 A相对于B 的距平百分率 17 9 12 4 8 -12 47 表2. 人工增水作业影响区和非影响区降水量的变化(单位：mm) 1981~2008年降水距平百分率为17%。1981~2010年北疆年降水量的气候增长趋势系数为1.36 mm/a，信度水平达0.12。通过去除气候变化的影响，2009年和2010年北疆年降水量为正常年份，2009~2010年平均降水量相对于对比期的1981~2008年降水距平百分率为9%，表明目标期相对于对比期年平均降水量增加。同样，人工增水作业影响区的天山山区，2009、2010年为正常年份，气候增长趋势系数为2.36 mm/a，信度水平达0.06。扣除气候增长趋势后，2009~2010年平均降水量相对于对比期的28年降水距平百分率为4%。巴州和阿克苏地区的平均降水量，2009年偏少，2010年偏多。两地的平均降水量年际变化不存在气候增长(减少)的趋势，2009~2010年平均降水量为正常，2年平均降水量相对于对比期的28年降水距平百分率为8%。目标期相对于对比期年平均降水量的增加表明长时效、高剂量、大面积的飞机、火箭、高炮、烟炉立体联合人工增水作业发挥了重要作用。 在人工增水作业非影响区，哈密地区和吐鲁番地区平均降水量，不存在气候变化趋势，2009年和2010年为正常年份，2009~2010年平均降水量相对于对比期的28年降水距平百分率为−12%，表明该区域降水减少。南疆三地州克州、喀什、和田地区的平均降水量，也不存在气候变化趋势，2009年为偏少年份，2010年为特多年份，2009~2010年平均也为偏多。南疆三地州由于2010年降水特多，使得2009~2010年平均降水距平百分率高达47%。 降水量的变化也给河流流量带来变化。5月至9月径流量，呼图壁河2009年相对2008年增加5.9亿吨，增幅16%；乌鲁木齐河2009年相对2008年增加5.3亿吨，增幅31% (图4)。 3.4. 湖泊湿地和植被覆盖的变化 2009~2010年相对2005~2008年，平均最大水域面积乌伦古湖增大14.7 km 2 ，相对增幅1.7%；吉力湖增大11.8 km 2 ，相对增幅6.6%；阿牙克库勒湖增大76.4 km 2 ，相对增幅9.2%；阿其克库勒湖增大93.8 km 2 ，相对增幅20.6% (表3)。 2009~2010年新疆平均最大植被高盖度、低盖度、总盖度分别为4.66%、34.21%、50.21%，2006~2008年平均最大植被高盖度、低盖度、总盖度分别为4.09%、33.23%、48.99%，高盖度、低盖度、总盖度两年平均比其前3年同期平均分别增加了0.57%、0.98%、1.22%。 3.5. 新疆干旱和湿润状况的变化 由降水和潜在蒸发量导出的干湿指数，可用来表征地表水分状况的收支情况。干湿指数越小表明干旱程度越重。2009~2010年相对1981~2008年，干湿指数距平北疆为69，天山山区为50，南疆为−8。表明北疆和天山山区湿润程度加大，干旱状况明显好转；南疆与历史情况持平(表4)。 在空间格局上，新疆气候平均干湿指数由北向南减小，反映干旱情况由北向南递增，北疆和天山山区湿润 图4. 2001~2010年地面人工增水作业情况 Table 3 Maximum water area of lake by remote sensing inspect in Xinjang from 2005 to 2010 (units: km2 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2005~2008 2009~2010 差值 乌伦古湖 839.0 853.9 859.3 871.8 866.9 874.5 856.0 870.7 14.7 吉力湖 175.0 181.3 177.9 180.5 178.9 202.0 178.7 190.5 11.8 阿牙克库勒湖 743.0 855.6 848.0 874.8 870.4 943.1 830.3 906.7 76.4 阿其克库勒湖 409.0 457.4 475.2 479.4 524.8 573.4 455.2 549.1 93.8 表3. 2005~2010年新疆湖泊最大水域面积遥感监测(单位：km 2 ) Table 4 Change of drought and moisture index in Xinjian 北疆 天山山区 南疆 1981~2008平均 131 378 −100 2009~2010平均 200 428 −108 2009年 167 436 −113 2010年 233 421 −102 表4. 新疆干湿指数的变化 程度较高，南疆干旱程度较重。2009~2010年平均干湿指数与多年气候平均相比，北疆和天山山区的湿润程度在增加，南疆喀什地区、克州和阿克苏地区的湿润程度在增加，和田东部地区和巴州南部的部分地区湿润程度在增加，巴州北部和哈密地区的干旱程度在增加。 3.6. 降水对大气污染的湿清除作用 小量以上的降水天气对城市大气污染物有较明显的湿清除能力 [ 7 ] 。2001~2008年乌鲁木齐年平均蓝天日数240 d、污染日数125 d，2009~2010年平均蓝天日数263 d、污染日数101 d。后2年相对于前8年，乌鲁木齐年蓝天日数增加23 d，污染日数减少24 d。乌鲁木齐年蓝天日数相对于年总日数增加6%，其中包含人工增雨(雪)工作的作用。 2000~2007年冬季乌鲁木齐平均蓝天日数21 d、污染日数99 d，2008~2010年冬季平均蓝天日数38 d、污染日数82 d。后3年冬季相对于前8年冬季，乌鲁木齐冬季蓝天日数增加17 d，污染日数减少17 d，乌鲁木齐冬季蓝天日数相对于冬季总日数增加14%。