陜西關(guān)中西部近50年100℃界限溫度氣候特征變化分析

王春娟　床晨閣

摘要：為了研究氣候變暖背景下10℃界限溫度的變化規(guī)律，用現(xiàn)代氣候變化理論與數(shù)理統(tǒng)計方法，分析陜西關(guān)中西部近50年日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃的初終日期、間隔日數(shù)及其積溫變化特征。結(jié)果表明：關(guān)中西部日平均氣溫≥10℃的初日呈顯著提早趨勢，終日呈波動推遲趨勢。初終日之間間隔日數(shù)顯著增加?！?0℃期間的積溫以56.568℃·d/10a的幅度顯著增加。積溫年代際波動增加，冷暖交替頻繁。

關(guān)鍵詞：≥10℃初（終）日；間隔日數(shù)；積溫；分析

中圖分類號：S162.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號：2014-xb0828

0 引言

熱量資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要的自然資源，制約著一個地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要形式。全球氣候變暖引起植物生長季長度和適宜溫度范圍的變化，對農(nóng)作物種植制度、品種布局、栽培技術(shù)及農(nóng)資配套措施等都產(chǎn)生了明顯的影響。不同界限溫度持續(xù)日數(shù)及其積溫是分析、評價一個地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的主要熱量指標(biāo)。日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃的日期，表示進(jìn)入春耕期，喜溫作物開始播種與生長，喜涼作物進(jìn)入活躍生長季，多年生植物開始較大速度積累干物質(zhì)及牲畜開始抓膘，可表征某一地區(qū)作物氣候生長期主要?dú)夂蛱卣鳌?/p>

許多學(xué)者從不同角度對中國積溫變化趨勢和規(guī)律進(jìn)行了富有成效的研究。徐銘志等研究指出近40年氣候生長期全國范圍平均增加了6.6天，北方地區(qū)平均增加了10.2天，南方地區(qū)平均增加了4.2天，青藏高原增加最大為18.2天。20世紀(jì)90年代是氣候生長期增加最大、增長最明顯的時期。于淑秋指出，除西南東部少數(shù)地方外，中國大部分地區(qū)近50年來≥10℃生長季節(jié)延長，有效積溫增加。王媛榮指出，陜西及各區(qū)域日平均氣溫穩(wěn)定通過5℃初日呈提前趨勢，終日變化趨勢不一致，積溫增加。本研究在對寶雞市近50年氣候變化趨勢分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析≥10℃界限溫度的氣候特征，揭示區(qū)域內(nèi)氣候資源分布的新格局，旨在充分認(rèn)識氣候變化對本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，以期為寶雞市農(nóng)業(yè)積極應(yīng)對氣候變化、合理開發(fā)利用農(nóng)業(yè)氣候資源、調(diào)整種植區(qū)劃和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 區(qū)域概況

陜西關(guān)中平原西部的寶雞市（33°34′—35°06′N，106°18′—108°03′E）位于中國西北內(nèi)陸，地處中國南北銜接和東西過渡地段，是中國主要的糧、油、果、畜生產(chǎn)基地之一。區(qū)域面積18196 km²，耕地面積4.1×105 hm²。年平均氣溫7.9～13.3℃，年降水量572.3～734.3 mm，屬暖溫帶半干旱半濕潤的大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。寶雞特殊的自然地理環(huán)境在自然科學(xué)中有著獨(dú)特的意義。

1.2 氣候資料

選取區(qū)域內(nèi)11個氣象站1961—2010年（隴縣站是1971—2010年，陳倉區(qū)站是1974—2010年）近50年逐日平均氣溫資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.3 分析方法

為了保證資料的均一性，剔除了缺測及明顯的觀測異值。日平均氣溫≥10℃的初（終）日是指5日滑動日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃的初（終）日。利用各年穩(wěn)定通過10℃日數(shù)資料，按不同階段求取各要素的氣候平均值時間序列，采用一元線性回歸方法分析要素變化趨勢，以線性回歸系數(shù)表示線性變化傾向率即氣候傾向率，并利用F值進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。氣候要素的標(biāo)準(zhǔn)值取1981—2010年30年平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 ≥10℃的初（終）日、間隔日數(shù)及積溫的時間變化

2.1.1 ≥10℃的初（終）日、間隔日數(shù)及積溫的年際變化對氣溫資料統(tǒng)計分析表明，近50年，寶雞市日平均氣溫≥10℃的初日平均為04-14（單位：月一日，下同），終日為10-19，間隔日數(shù)194.4 d，積溫3654.7℃.d（見表1）。初日最早為3-30（1986年），最晚為04-26（1963年）；終日最早為10-02（1992年），最晚為11-05（2006年）。最早初日和最晚終日間隔220天，積溫3315.4～4031.7℃.d。由圖1可知，近50年，≥10℃初日呈顯著提前趨勢，線性傾向率為1.355 d/10 a；終日呈波動延后趨勢，線性傾向率為1.200 d/10 a。初、終日期變化，引起間隔日數(shù)以1.826 d/10 a傾向率緩慢延長，積溫以56.568℃.d/10 a顯著增加。即是說，在初日提前、終日延后的趨勢影響下，近50年，寶雞市≥10℃間隔日數(shù)延長了9.1天，積溫增加了282.8℃.d，這為本地農(nóng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了豐富的熱量資源。

2.1.2 ≥10℃的初（終）日、間隔日數(shù)及積溫的年代際變化日平均氣溫≥10℃各要素隨年代變化趨勢并不一致（見表1），初日在20世紀(jì)60年代和80年代波動延后，20世紀(jì)70年代小幅提前，20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初分別以4.303d/10a和9.697d/10a線性傾向率顯著提前。終日除在20世紀(jì)70年代和21世紀(jì)初呈延后趨勢外，其他年代不同程度的小幅提前，但總趨勢是延后的，線性傾向率為11.152d/10a。從≥10℃初日、終日距平變化曲線（圖1）分析，在20世紀(jì)80年代以前，≥10℃初日變化以負(fù)距平為主，終日變化以正距平為主；20世紀(jì)80年代，≥10℃初、終日變化幅度基本一致；從20世紀(jì)80年代后期開始，受全球氣候變暖趨勢的影響，≥10℃初日變化以正距平為主，而終日變化以負(fù)距平為主，初、終日間隔日數(shù)愈來愈多，線性傾向率為2.415d/10a，這與西北地區(qū)氣候變化趨勢基本一致。

受初日和終日變化趨勢的影響，≥10℃間隔日數(shù)除20世紀(jì)60年代和20世紀(jì)80年代小幅減少外，其他年份均呈波動增加趨勢，這與初日的變化趨勢基本一致。其中20世紀(jì)90年代增加幅度最大，線性傾向率為24.318d/10a，21世紀(jì)初以14.015d/10a的幅度增加?！?0℃期間積溫在各個年代均呈增加趨勢。從20世紀(jì)80年代后期到21世紀(jì)初，積溫高位增加，平均線性傾向率為35.169℃·d/10 a，2001—2010年平均積溫3800℃·d，比20世紀(jì)60年代初增加了176℃·d，表明本地作物生長期內(nèi)可能提供的熱量資源更豐富，農(nóng)業(yè)氣候資源的生物學(xué)潛力進(jìn)一步提高。

2.1.3 ≥10℃的初（終）日、間隔日數(shù)及積溫的空間變化

從空間分布上看，寶雞市日平均氣溫≥10℃的日期，渭河川道（渭濱、陳倉、眉縣）始于4月上旬，終于10月下旬，間隔日數(shù)為206～209 d，積溫達(dá)4100～4300℃.天，是本區(qū)熱量資源最豐富的區(qū)域（見圖2）。塬區(qū)及千河河谷（隴縣、千陽、鳳翔、岐山、扶風(fēng)）由東到西從4月上中旬逐漸開始，到10月中旬末到下旬初又由西到東逐漸終止，間隔日數(shù)176～201天，積溫為3500～4100℃·d。北部山區(qū)（麟游）始于4月下旬，終于10月上旬，間隔1710天左右，積溫達(dá)3000℃·d。南部山區(qū)（鳳縣、太白）由于氣溫垂直變化明顯，呈顯隨高度升高初日推遲、終日提前的規(guī)律變化，且最早和最晚初日及最早和最晚終日的跨度均較大，都超過20天之久，影響間隔日數(shù)和積溫的變化幅度也較大。其中嘉陵江河谷初日出現(xiàn)最早，始于4月上句末，終于10月下旬初，間隔194天，積溫達(dá)3500℃·d。而海拔1500m處的太白，受地形影響，春季暖空氣活動開始遲，秋季結(jié)束早，初日推遲到5月上旬初，終日提前到于9月底中旬，間隔日數(shù)152天，積溫僅為3100℃·d左右，是本地?zé)崃孔畈畹膮^(qū)域?？傮w來看，渭河川道初日早，終日晚，間隔日數(shù)較多，然后向南、向北，初日愈來愈晚，終日愈來愈早，間隔日數(shù)和積溫隨之減少。南部山區(qū)比北部山區(qū)平均間隔日數(shù)少18天。

3 結(jié)論與討論

（1）受全球氣候變暖趨勢影響，1961—2010年，地處關(guān)中西部的寶雞市日平均氣溫≥10℃的初日提前，終日延遲，初、終日間隔日數(shù)增加，積溫也顯著增加，為區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)越的熱量資源。

（2）日平均氣溫≥10℃的日期，渭河川道開始最早，終期最晚，間隔日數(shù)最長，積溫最多，是本區(qū)熱量資源最豐富的區(qū)域。塬區(qū)及千河河谷由西到東初期愈來愈早，終期愈來愈晚，間隔日數(shù)和積溫隨之增加。南部山區(qū)由于氣溫垂直變化明顯，呈顯隨高度升高初日推遲、終日提前的規(guī)律變化，南部山區(qū)比北部山區(qū)平均間隔日數(shù)少18天。