近52年來鄒平地區(qū)季節(jié)開始日及長短變化特征分析

劉路花

(山東省濱州市鄒平縣氣象局，山東鄒平 256200)

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近52年來鄒平地區(qū)季節(jié)開始日及長短變化特征分析

劉路花

(山東省濱州市鄒平縣氣象局，山東鄒平 256200)

利用鄒平縣1959～2010年的逐日平均氣溫資料，采用5 d滑動平均、氣候傾向率等方法分析四季開始日期及其長度的變化特征，并利用Mann-Kendall、滑動t檢驗法對四季開始日進(jìn)行突變分析，通過對比定性來確定較為可靠的突變年份。結(jié)果表明，近52年來鄒平地區(qū)四季開始日期的總體變化趨勢為春、秋開始日期呈提前趨勢，提前幅度春季>秋季，冬、夏開始日呈推遲趨勢，推遲幅度冬季>夏季；平均四季長短的總變化趨勢為春、秋季天數(shù)呈延長趨勢，且延長天數(shù)春季>秋季，冬、夏季天數(shù)呈縮短趨勢，且縮短幅度冬季>夏季；在全球氣候變暖的大背景下，鄒平當(dāng)?shù)刈蠲舾械姆磻?yīng)就是春季開始日的顯著提前和冬季天數(shù)的顯著縮短；Mann-Kendall、滑動t檢驗結(jié)果表明，春季在1968和2005年發(fā)生了突變，夏季在1971和2004年產(chǎn)生了突變，秋季在1973年發(fā)生了突變，冬季在1968年發(fā)生了突變。

季節(jié)開始日期；季節(jié)長短；變化特征；鄒平地區(qū)

四季的劃分，有以“四立”和“二分二至”的節(jié)氣劃分法、有按月份劃分法、有以溫度和物候現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)的劃分法，自19世紀(jì)以來，歐美各國相繼采用不同方法，進(jìn)行了季節(jié)劃分的嘗試，近年來我國對季節(jié)劃分的研究不斷深入，并取得了一定的研究成果[1-2]。鄒平位于山東省中北部，黃河下游南岸，魯中泰沂山區(qū)與魯北黃泛平原的跌交地帶，地處黃河三角洲腹地的農(nóng)業(yè)大縣和工業(yè)強(qiáng)縣，在全球氣候變暖的背景下，如果能分析出四季開始日期和季節(jié)長短的變化特征，對于物候、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物流運輸、疾病的預(yù)防和控制均有重要意義。筆者從基本的氣象資料分析入手，利用鄒平縣1959～2010年的逐日平均氣溫資料，采用5 d滑動平均、氣候傾向率等方法分析四季開始日期及其長度的變化特征，并利用Mann-Kendall、滑動t檢驗法對四季開始日進(jìn)行突變分析，通過對比定性來確定較為可靠的突變年份，以期為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境建設(shè)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進(jìn)縣域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等提供重要的科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料選取鄒平氣象局始建于1958年，有完整的氣象資料開始于1959年，在此主要選取1959～2010年的逐日日平均氣溫，計算5日滑動平均值，結(jié)合年極端最低氣溫、極端最高氣溫做相關(guān)分析研究。

1.2 研究方法四季的劃分，按天文有以“四立”(立春、立夏、立秋、立冬)和“二分二至”的節(jié)氣劃分；按歷法有按照月份的劃分；以溫度和物候現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)劃分這5種常見形式[1]。為了使季節(jié)劃分更能反映當(dāng)?shù)氐臍夂蚝头袭?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況，在此采用物候?qū)W的劃分方法，既以候(5 d)平均氣溫為指標(biāo)：平均氣溫穩(wěn)定≤10.0 ℃為冬季、≥22.0 ℃為夏季、10.0～22.0 ℃為春秋過渡季。所謂“穩(wěn)定”就是后期不再出現(xiàn)連續(xù)3候以上平均氣溫低于(春、夏季)或高于(秋、冬季)規(guī)定的指標(biāo)。為便于統(tǒng)計分析，將日期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為距1月1日天數(shù)，分別計算出各季天數(shù)。利用Mann-Kendall、滑動t檢驗法對四季開始日進(jìn)行突變分析，通過對比定性來確定較為可靠的突變年份[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 四季的開始日期變化趨勢由圖1和表1可見，近52年來鄒平地區(qū)平均四季開始日期的總體變化趨勢為春、秋季開始日期呈提前趨勢，提前幅度春季>秋季，冬、夏季開始日呈推遲趨勢，推遲幅度冬季>夏季。

圖1 1959～2010年鄒平地區(qū)平均四季開始日期變化

2.1.1春季。 春季平均開始時間為4月3日，開始時間最早為2002年3月9日，最晚為1965年4月30日；春季平均開始日期呈顯著提前趨勢，變化傾向率為-2.07 d/10a(圖1)，52年共計提前了10.8 d；按年代分析(表1)，可分為3個不同階段：①明顯推遲階段，主要出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，開始日期平均出現(xiàn)在4月7日，推遲4 d；②無明顯變化階段，70～80年代開始日期平均出現(xiàn)在4月3～4日；③明顯提前階段，2000～2010年平均開始日期出現(xiàn)在3月26日，提前8 d，90年代平均出現(xiàn)在4月5日，第二推遲時期。

2.1.2夏季。夏季平均開始時間為6月2日，開始時間最早為2001年5月12日，最晚為1976年7月5日，夏季平均開始日期呈推遲趨勢，變化傾向率為0.58 d/10a(圖1)，52年共計推遲3.0 d，總體推遲趨勢不明顯。按年代劃分(表1)，有2個提前期，60年代出現(xiàn)在5月28日，提前5 d，90年代出現(xiàn)在5月31日，提前2 d；2個推遲期，70年代出現(xiàn)在6月5日，推遲3 d，80年代出現(xiàn)在6月6日，推遲4 d；2000～2010年剛好出現(xiàn)在平均日期6月2日。

表1 1959～2010年鄒平地區(qū)四季平均開始日期與平均長度的年代際變化

2.1.3秋季。秋季平均開始時間為9月6日，最早出現(xiàn)在1984年8月13日，最晚出現(xiàn)在1969年9月22日。秋季平均開始日期呈提前趨勢，變化傾向率為-0.79 d/10a(圖1)，52年共提前4.1 d。按年代劃分(表1)，60年代為顯著推遲時期，出現(xiàn)在9月12日，推遲6 d，70、80、90年代為提前時期，分別出現(xiàn)在8月31日、9月1日、9月5日；2000～2010年出現(xiàn)在平均日期9月6日。

2.1.4冬季。冬季平均開始時間為10月31日，最早出現(xiàn)在1962年10月13日，最晚出現(xiàn)在1998年11月15日，冬季平均開始日期呈推遲趨勢，變化傾向率為0.94 d/10a(圖1)，52年共推遲4.9 d。按年代分析(表1)，60～90年代為提前期，分別出現(xiàn)在10月30日、10月29日、10月27日、10月29日，2000～2010年出現(xiàn)在11月3日，推遲3 d。

2.2 四季長度的變化趨勢

2.2.1春季。平均長度為60 d，最短為1965年24 d，最長2002年109 d。春季平均天數(shù)呈延長趨勢，變化傾向率為2.65 d/10a，52年共計延長了13.8 d(圖2)。按年代分析(表1)，20世紀(jì)60年代為最短期，平均50 d，90年代為次短期57 d，2000～2010年最長期(68 d)，70～80年代為次長期，均為63 d，順應(yīng)了開始日期的變化趨勢，開始日期推遲、季節(jié)縮短，開始提前、季節(jié)延長。

2.2.2夏季。平均長度96 d，最短1976年47 d，最長1968年129 d，夏季平均天數(shù)呈縮短趨勢，線性傾向率-1.37 d/10a，52年共計縮短了7.1 d(表2)。按年代劃分(表1)，20世紀(jì)60年代為夏季漫長期(108 d)，52年的年極端最高氣溫42.8 ℃就出現(xiàn)在天數(shù)最長的1968年，70～80年代為最短期(88 d)，90年代、2000～2010年分別為98、97 d。

2.2.3秋季。平均長度55 d，最短1962年27 d，最長2004年87 d，秋季平均天數(shù)呈延長趨勢，變化傾向率為1.73 d/10a，52年共計延長9.0 d(圖2)。按年代劃分(表1)，60年代平均49 d，為秋季最短期，70年代和2000～2010年為58 d，為秋季最長期，90年代為次短期，80年代為次長期。

2.2.4冬季。平均長度為154 d，占全年天數(shù)的42.2%，是當(dāng)?shù)匾荒曛凶盥L的季節(jié)，冬季最短年為2006年122 d，最長年為1987年176 d。受全球氣候變暖的影響，冬季天數(shù)呈縮短趨勢，變化傾向率為-3.01 d/10a，52年共計縮短了15.7 d，變化顯著(圖2和表1)。

圖2 1959～2010年鄒平地區(qū)平均四季長度變化趨勢

52年來鄒平地區(qū)平均四季長短的總變化趨勢為春、秋季天數(shù)呈延長趨勢，且延長幅度春季>秋季，冬、夏季天數(shù)呈縮短趨勢，且縮短幅度冬季>夏季。季節(jié)開始日的變化趨勢勢必影響到季節(jié)天數(shù)的長短，因春秋季開始日期提前，夏季開始日推遲，導(dǎo)致了夏季天數(shù)的縮短；冬季開始日的推遲和春季開始日的提前，導(dǎo)致了冬季天數(shù)的縮短。綜合考慮各年代間的總體情況，20世紀(jì)90年代的變化比較平穩(wěn)，四季的開始日期與52年的平均開始日的絕對誤差不大于2 d，各季長短與平均長短誤差3 d之內(nèi)。變化最顯著的是20世紀(jì)60年代，偏離平均值的距離較大。在全球氣候變暖的大背景下，鄒平當(dāng)?shù)刈蠲舾械姆磻?yīng)就是春季開始日的顯著提前和冬季天數(shù)的顯著縮短。

2.3 四季開始日的突變分析利用Mann-Kendall、滑動t檢驗法對四季開始日進(jìn)行突變分析，通過對比定性來確定較為可靠的突變年份。結(jié)果表明，春季在1968和2005年發(fā)生了突變，夏季在1971和2004 年產(chǎn)生了突變，秋季在1973年發(fā)生了突變，冬季在 1968年發(fā)生了突變。

3 結(jié)論

(1)近52年來鄒平地區(qū)四季開始日期的總體變化趨勢為春、秋開始日期呈提前趨勢，提前幅度春季>秋季，冬、夏開始日呈推遲趨勢，推遲幅度冬季>夏季。

(2)52年來鄒平地區(qū)平均四季長短的總變化趨勢為春、秋季天數(shù)呈延長趨勢，且延長天數(shù)春季>秋季，冬、夏季天數(shù)呈縮短趨勢，且縮短幅度冬季>夏季。

(3) 20世紀(jì)90年代的變化比較平穩(wěn)，四季的開始日期與52年的平均開始日的絕對誤差不大于2 d，各季長短與平均長短誤差3 d之內(nèi)。變化最顯著的是60年代，偏離平均值的距離較大。在全球氣候變暖的大背景下，鄒平當(dāng)?shù)刈蠲舾械姆磻?yīng)就是春季開始日的顯著提前和冬季天數(shù)的顯著縮短。

(4) 利用Mann-Kendall、滑動t檢驗法對四季開始日進(jìn)行突變分析發(fā)現(xiàn)，春季在1968和2005年發(fā)生了突變，夏季在1971和2004年產(chǎn)生了突變，秋季在1973年發(fā)生了突變，冬季在 1968年發(fā)生了突變。

[1] 李鴻儒,陳世偉,曹立國.近55年來河西走廊荒漠綠洲區(qū)季節(jié)開始日及其長短變化特征分析[J].水土保持研究，2012,19(5)：74-77.

[2] 韓超，鄭景云，葛全勝.中國華北地區(qū)近40年物候春季變化[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2007,28(2):113-117.

劉路花(1978-)，女，山東鄒平人，工程師，從事綜合氣象業(yè)務(wù)工作。

2014-12-12

S 161

A

0517-6611(2015)04-209-02