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本文利用黑河流域18个站点1960～2003年的气候观测资料及1998～2003年1°×1°NCEP/NCAR再分析资料，综合利用线性倾向率、多元线性回归、MK检验、突变分析(距平累积法和信噪比检验)等多种数理统计方法，对黑河流域气候变化特征进行了详细的分析，并简要分析了流域1960～2003年这44年里极端气候事件的统计学特征，在有限降水资料的基础上，综合考虑了地形、气温、相对湿度、流场等因子与流域降水的关系。主要得出以下结论：
(一)通过对黑河流域气候变化、流域内各区气温的变化特征分析发现，1960～2003年间，黑河流域的年平均、季平均气温持续升高，进入90年代以来，增温尤为显著；年平均气温的升高主要是以秋、冬季平均气温升高为主。上中下游各区的年平均气温变化皆呈波动上升趋势，上游在80年代中期气温升高显著，中游90年代后期及下游90年代中期气温也呈明显升高的趋势；7月份是各区的最高温度月，5～9月份是各区5个连续最高温度月。
(二)对黑河流域降水量的区域性分布特点的分析表明，自21世纪60年代中后期以来，流域年降水量有增加趋势，80年代中后期的年降水量上升趋势明显；夏季降水量最大，占全年的80％左右：上中下游降水量年内分配情况大体一致，6～9月为多年平均降水量连续最大的4个月，降水量占全年降水量的70％以上，上、下游年内降水量最大的月份为7月，中游8月份降水量最大；流域上游山区、下游沙漠地区90年代降水量增加趋势显著，中游地区80年代中后期降水量增加趋势显著。
(三)对黑河流域44年来的极端气候事件的统计表明，1987年是流域的气温突变年，突变前后年平均气温分别为5.1℃、6.2℃：流域严重冷冬年均出现于20世纪90年代前，共出现6年，1983、1984年冬季是最寒冷的一年；严重暖冬出现2年为1978、1986年。流域气候转暖前1960～1987年的28年间，年降水量为负距平的年份为16年，并出现1960～1963年连续4年的负距平年，而转暖后的1988～2003年的16年间，年降水量为负距平的年份为7年，最长连续负距平年份为3年。
(四)综合分析了气温、相对湿度、地形、流场等因子与流域降水的关系，得出，对于整个黑河流域而言，降水影响因子相关程度由强到弱依次为气温、相对湿度和南北向风速，而对于祁连山区而言，相关程度最大为相对湿度、其次是地形：在黑河流域可能存在一个经向的垂直环流，该环流有助于将上游山区的水汽向中下游地区输送，有利于中下游的水汽补给，另一方面，该环流在上游山区的对流上升趋势，会带来山区对流性降水的增多，相反，中下游地区该类降水将减少。