近53a商洛地區(qū)四季變化特征分析

趙小寧

摘 要：利用商洛氣候觀測(cè)站1961-2013年逐日氣溫觀測(cè)資料，定義適用商洛的四季劃分方法，分析了近53a來商洛四季開始時(shí)間、季節(jié)長(zhǎng)度、平均氣溫、平均最高氣溫、最低氣溫的變化，并給出了四季氣溫與入季時(shí)間、季節(jié)長(zhǎng)度的相關(guān)性分析。結(jié)果表明：近53a商洛入春時(shí)間提早，入夏時(shí)間略推遲；春季長(zhǎng)度明顯增加，其他3個(gè)季節(jié)略微減少；春季、秋季和冬季平均氣溫增高，夏季下降；秋季和春季平均最高氣溫增高；春季平均最低氣溫下降；春季入季時(shí)間與平均氣溫和平均最低氣溫成正相關(guān)，夏季入季時(shí)間與平均氣溫、最高氣溫成負(fù)相關(guān)，秋季入季時(shí)間與平均氣溫和最低氣溫成負(fù)相關(guān)；冬季長(zhǎng)度與平均氣溫成正相關(guān)，夏季長(zhǎng)度與最高氣溫成正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：氣溫；四季；變化趨勢(shì)；相關(guān)分析；商洛地區(qū)

中圖分類號(hào) P463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）11-137-04

Abstract：Using Shangluo climate observation stations from 1961 to 2013 on the daily temperature data，defined for Shangluo four seasons division method，analyzed nearly 53 years in Shangluo the change time of four seasons，the length of the season，the average temperature，average maximum temperature，minimum temperature，and gave the correlation analysis of the temperature of the four seasons and season time，season length. The results showed that in 53 years，Shangluo spring ahead of time，summer time slightly delayed；spring length significantly increased，the other three seasons slightly reduced；in spring，autumn and winter average temperature increased，decreased in summer，autumn and spring average maximum temperature increased；the average minimum temperature in spring decreased；spring into the season time and average temperature and the average minimum temperature are positively related；the summer into the season time and average temperature，maximum temperature are negative correlation，fall into the season time and average temperature and minimum temperature are negative correlation；the length of the winter and average temperature are positively related，summer season and the highest temperature are positive correlation.

Key words：Temperature；Four seasons；Changing trends；Correlation analysis；Shangluo area

在全球增暖的大背景下，我國(guó)四季已經(jīng)發(fā)生了顯著變化，郁珍艷等[1]指出1961-2007年我國(guó)四季開始日期發(fā)生顯著變化，春、夏季提早，秋、冬季推遲，其中以夏季的變化最為明顯，且在21世紀(jì)初非常明顯。除了這種大尺度的研究外，還有很多學(xué)者[2-5]對(duì)我國(guó)局部地區(qū)的四季氣候變化特征進(jìn)行了相關(guān)的研究，從結(jié)論上看，不同的區(qū)域季節(jié)變化的氣候特征有所不同，研究結(jié)論的差異性很大程度上取決于所研究地區(qū)的不同，導(dǎo)致影響氣候的主要因素也不相同。由此可見，我國(guó)四季變化并不完全統(tǒng)一，在一個(gè)地區(qū)也會(huì)有不同的變化趨勢(shì)。

商洛位于秦嶺南麓陜西省東南部，介于東經(jīng)108°34′～111°1′、北緯33°2′～34°24′，地跨長(zhǎng)江、黃河兩大流域，處在冬夏季風(fēng)與青藏高原環(huán)流的交匯地帶，屬冬干夏濕、干濕分明的暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。本文通過探討商洛四季在全球氣候變暖大背景下的變化特征，了解本區(qū)域季節(jié)變化規(guī)律，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對(duì)氣候變化提供參考。

1 資料和四季劃分方法

1.1 數(shù)據(jù)資料 本文采用商洛國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1961-2013年共53a的逐日氣候資料，所選氣象要素為平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫。

1.2 四季劃分方法 氣象部門對(duì)四季的劃分，采用張寶堃提出的候溫劃分法，以候（5d為一候）平均氣溫作為劃分四季的溫度指標(biāo)，當(dāng)候平均氣溫穩(wěn)定在22℃以上時(shí)為夏季開始，候平均氣溫穩(wěn)定在10℃以下時(shí)為冬季開始，候平均氣溫在10～22℃為春季和秋季。這個(gè)方法在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于如何確定“穩(wěn)定”的標(biāo)準(zhǔn)上仍會(huì)遇到問題。以夏季為例，以往常用的算法是計(jì)算5d的日平均氣溫，若超過22℃，并且以后再也不會(huì)低于22℃，則定義為夏季開始。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，許多年份當(dāng)候平均氣溫連續(xù)出現(xiàn)超過22℃后，會(huì)有可能有幾天低于22℃，一般來講，這幾天的偏低是不會(huì)影響整體的氣溫升高的，應(yīng)該是可以認(rèn)為進(jìn)入夏天了，但用上述的方法來嚴(yán)格判斷則還沒有入夏。例如，1962年商洛自6月5～19日連續(xù)15d逐日的候平均氣溫都在22℃以上，應(yīng)該可以認(rèn)為是穩(wěn)定通過了22℃，但隨后4d候平均氣溫又低于22℃，之后持續(xù)在22℃以上，根據(jù)上述方法認(rèn)為6月23日入夏，而事實(shí)上，6月5日起則已經(jīng)可以認(rèn)為是夏天了。

為解決上述問題，筆者根據(jù)商洛歷史逐日資料，參考邢臺(tái)市四季劃分的方法，作為商洛四季劃分的標(biāo)準(zhǔn)。以入夏為例，首先是在各站逐日平均氣溫資料基礎(chǔ)上，計(jì)算當(dāng)日及其前2d和后2d的共5d滑動(dòng)平均值，作為當(dāng)日的候平均氣溫，然后定義若有連續(xù)5d的候平均氣溫超過22℃，可稱為穩(wěn)定通過。那么參加滑動(dòng)平均的5d中，日平均氣溫>22℃的首日可作為夏季的開始日。此外，可以允許在這5d之后有1～3d的候平均氣溫低于22℃；若連續(xù)6～10d的候平均氣溫超過22℃，可以允許在這之后有4～5d的候平均氣溫低于22℃；若連續(xù)11～15d的候平均氣溫超過22℃，可以允許在這之后有6～8d的候平均氣溫低于22℃；若連續(xù)16～20d侯平均氣溫超過22℃，可以允許在這之后有9～10d的候平均氣溫低于22℃；若連續(xù)20d以上侯平均氣溫超過22℃，無論其后有幾天低于22℃的天數(shù)，都算穩(wěn)定通過。用同樣的標(biāo)準(zhǔn)可以判斷其他各季的起止時(shí)間。這個(gè)方法計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，但因?yàn)樵试S有一定范圍的波動(dòng)，使得定義更加接近實(shí)際情況，更加合理。根據(jù)商洛站1961-2013年共53a的逐日平均氣溫，利用上述方法計(jì)算了商洛的四季起止時(shí)間。

2 商洛四季起始時(shí)間和長(zhǎng)度變化分析

2.1 春季起始時(shí)間和長(zhǎng)度變化趨勢(shì)分析 由圖1可知，近53a來，商洛春季開始日期最早是2013年（3月5日），最遲是1963年（4月23日），入春的平均日期為3月30日。20世紀(jì)60年代入春時(shí)間明顯偏遲，有4個(gè)年份入春時(shí)間都在4月10日以后，2000年以后，入春時(shí)間明顯提前，平均日期較其他年代提前了7d?？傮w來看，商洛入春時(shí)間呈顯著提早趨勢(shì)，平均速率為2.3d/10a（通過了置信度0.01的顯著性檢驗(yàn)）。春季持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是2008年（102d），最短的是1967年（43d），春季平均長(zhǎng)度74d。20世紀(jì)60年代春季最短，較其他年代少13d，2000年以后，春季明顯變長(zhǎng)，有6個(gè)年份大于80d?？傮w變化趨勢(shì)，商洛春季顯著增長(zhǎng)，變化速率為3.1d/10a（通過了置信度0.01的顯著性檢驗(yàn)）。

2.2 夏季起始時(shí)間和長(zhǎng)度變化趨勢(shì)分析 由圖2可知，近53a來，商洛夏季開始最早是1995年（5月24日），最遲是1980年（6月26日），入夏平均日期為6月13日。入夏時(shí)間略有推遲趨勢(shì)，推遲0.7d/10a。其中20世紀(jì)60年代入夏時(shí)間偏早，而20世紀(jì)80年代較其他年代推遲了6d。夏季持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)是1995年（107d），最短是1993年（41d），夏季平均長(zhǎng)度為77d。20世紀(jì)60年代夏季最長(zhǎng)，而20世紀(jì)80年代最短，較其他年代少10d?？傮w來看，商洛夏季呈變短趨勢(shì)，變化速率為1.5d/10a。

2.3 秋季起始時(shí)間和長(zhǎng)度變化趨勢(shì)分析 由圖3可知，近53a來，商洛秋季開始最早是1993年（8月10日），最遲是1997年和1999年（9月12日），入秋平均日期為8月28日。入秋時(shí)間略有提早趨勢(shì)，提早0.7d/10a。秋季持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)是1993年和2005年（90d），最短是2002年（45d），秋季平均長(zhǎng)度69d。商洛秋季略微有變短趨勢(shì)，減少速率0.1d/10a。

2.4 冬季起始時(shí)間和長(zhǎng)度變化趨勢(shì)分析 由圖4可知，近53a來，商洛冬季開始最早是1981年（10月20日），最遲是1980年（11月23日），入冬平均日期為11月5日。入冬時(shí)間略有提早趨勢(shì)，提早速率為0.8d/10a。冬季持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是1992年（174d），最短的是1972年（124d），冬季平均長(zhǎng)度145d。20世紀(jì)60年代冬季偏長(zhǎng)，2000年以后冬季明顯變短，大多數(shù)年份都少于140d；總體來看，商洛冬季趨于變短，減少2.0d/10a。

由以上分析得知，商洛四季分明，冬季最長(zhǎng)，占全年的40%，夏季、春季和秋季長(zhǎng)度相近，其中夏季占21%，春季和秋季分別占20%和19%。近53a來，變化最為顯著的是入春時(shí)間提早和春季長(zhǎng)度明顯增加，由此引起入夏時(shí)間推遲，其他3個(gè)季節(jié)長(zhǎng)度都呈略微減少趨勢(shì)，入秋和入冬時(shí)間呈略微提早趨勢(shì)（表1）。

3 商洛四季氣溫變化分析

3.1 商洛四季平均氣溫變化分析 圖5給出了近53a商洛四季平均氣溫逐年變化趨勢(shì)，春季平均氣溫16.9℃，呈略微增高趨勢(shì)，增溫速率為0.016℃/10a。春季平均氣溫最低的是2002年（15.1℃），最高的是1988年（18.1℃）。夏季平均氣溫24.2℃，略呈下降趨勢(shì)，下降0.114℃/10a。夏季平均氣溫最低是1983年（22.8℃），最高的是1966年（25.7℃）。其中20世紀(jì)60年代夏季平均氣溫偏高，20世紀(jì)80年代明顯偏低。秋季平均氣溫15.7℃，呈增高趨勢(shì)，增高0.176℃/10a。秋季平均氣溫最低的是1980年（13.8℃），最高的是2010年（17.6℃）。20世紀(jì)60年代秋季平均氣溫偏低，2000年以后較其他年代偏高。冬季平均氣溫3.6℃，略有增高趨勢(shì)，增溫速率為0.036℃/10a；冬季平均氣溫最低是1967年（2.1℃），最高是1998年（5.2℃），其中20世紀(jì)90年代明顯高于其代年代。另外，從圖5可以看出，商洛大多數(shù)年份春季的平均氣溫均高于秋季平均氣溫，只有1968、1975、1977、1987、2002、2010、2013年的春季平均氣溫低于秋季。

3.2 商洛四季平均最高氣溫、最低氣溫變化分析 表2為商洛近53a來四季氣溫分析，春季平均最高氣溫為23.6℃，夏季為30.0℃，秋季為21.3℃，冬季為9.3℃。從變化趨勢(shì)來看，秋季平均最高氣溫增溫趨勢(shì)最為明顯，達(dá)到0.396℃/10a（通過了置信度0.002的顯著性檢驗(yàn)），春季增溫速率為0.297℃/10a（通過了置信度0.005的顯著性檢驗(yàn)），夏季和冬季變化趨勢(shì)不太明顯，夏季略有下降，冬季略有升高。近53a來，商洛春季平均最低氣溫為11.3℃，夏季為19.6℃，秋季為11.6℃，冬季為-0.7℃，變化趨勢(shì)為：春季平均最低氣溫下降趨勢(shì)較明顯，下降0.135℃/10a，其余3個(gè)季節(jié)略呈升高趨勢(shì)。

4 商洛四季氣溫與入季時(shí)間、季節(jié)長(zhǎng)度相關(guān)分析

由表3可知，商洛春季入季時(shí)間與平均氣溫、平均最低氣溫成顯著正相關(guān)，春季入季時(shí)間提前，則平均氣溫及最低氣溫會(huì)降低；夏季入季時(shí)間與平均氣溫、最高氣溫成負(fù)相關(guān)，入季時(shí)間提前，平均氣溫及最高氣溫將升高；秋季入季時(shí)間與平均氣溫和最低氣溫成顯著負(fù)相關(guān)，入季時(shí)間提前，秋季平均氣溫、最低氣溫將升高；冬季入季時(shí)間與氣溫的相關(guān)性較小。冬季季節(jié)長(zhǎng)度與平均氣溫成顯著正相關(guān)，即冬季越長(zhǎng)，平均氣溫越高；夏季季節(jié)長(zhǎng)度與最高氣溫成顯著正相關(guān)，表明夏季越長(zhǎng)，最高氣溫就越高；春、秋兩季的季節(jié)長(zhǎng)度和氣溫的相關(guān)性較小。

5 結(jié)論

（1）近53a來，商洛冬季最長(zhǎng)，夏季、春季和秋季長(zhǎng)度相近。4個(gè)季節(jié)的起止時(shí)間和季節(jié)長(zhǎng)度變化趨勢(shì)，入春時(shí)間提早2.3d/10a，入秋和入冬時(shí)間呈略微提早趨勢(shì)，入夏時(shí)間略推遲；春季長(zhǎng)度明顯增加3.1d/10a，其他3個(gè)季節(jié)長(zhǎng)度都呈略微減少趨勢(shì)。

（2）商洛春季、秋季和冬季平均氣溫有增高趨勢(shì)，而夏季平均氣溫呈下降趨勢(shì)；秋季和春季平均最高氣溫明顯增高，夏季略有下降，冬季略有升高；春季平均最低氣溫下降明顯，其余3個(gè)季節(jié)略有升高趨勢(shì)。氣溫年較差呈下降趨勢(shì)，氣溫的季節(jié)差異有縮小趨勢(shì)。

（3）商洛春季入季時(shí)間與平均氣溫和平均最低氣溫成顯著正相關(guān)，夏季入季時(shí)間與平均氣溫、最高氣溫成負(fù)相關(guān)，秋季入季時(shí)間與平均氣溫和最低氣溫成顯著負(fù)相關(guān)；冬季季節(jié)長(zhǎng)度與平均氣溫成顯著正相關(guān)，夏季季節(jié)長(zhǎng)度與最高氣溫成顯著正相關(guān)。

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（責(zé)編：張宏民）