小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)氣候特征初步分析

甄 偉，張愛(ài)軍，左萬(wàn)星

（河北小五臺(tái)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，河北 蔚縣 075700）

小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)氣候特征初步分析

甄 偉，張愛(ài)軍，左萬(wàn)星

（河北小五臺(tái)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，河北 蔚縣 075700）

利用小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)山澗口溝山神廟灘自動(dòng)氣象站3a的觀測(cè)資料，分析了該地區(qū)溫度、濕度、雨量、大氣壓強(qiáng)和輻射等氣象要素的季節(jié)變化特征。結(jié)果表明：該區(qū)具有氣溫日較差和年較差較大的氣候特點(diǎn)，年均氣溫為7.87℃，氣溫季節(jié)變化中降溫率高于升溫率；年降水總量高，達(dá)728.48mm；平均相對(duì)濕度季節(jié)變化過(guò)程分布與年變化基本與氣溫的季節(jié)變化一致，與降水量分布一致；大氣壓強(qiáng)變化分布主要受季節(jié)變化過(guò)程影響，與相對(duì)濕度呈現(xiàn)反向關(guān)系；月均總輻射強(qiáng)度夏季明顯高于冬季，5月出現(xiàn)最大值，與大氣所含水汽、天空云量、下墊面性質(zhì)等因素有關(guān)。

小五臺(tái)山；氣候特征；氣象要素

小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)位于河北省西北部，地處燕山、恒山、太行山三大山脈交匯地帶，植被垂直分布明顯[1]。該區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Т箨懠撅L(fēng)型山地氣候。具有雨熱同季、冬長(zhǎng)夏短、四季分明、夏季晝夜溫差大等特點(diǎn)。觀測(cè)氣象資料，是深入分析氣候特征與植被特征關(guān)系的前提，對(duì)于預(yù)測(cè)我國(guó)暖溫帶植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)有十分重要的意義[2-3]。由于條件限制，缺乏系統(tǒng)的進(jìn)行過(guò)該區(qū)氣候變化方面的觀測(cè)和研究，常規(guī)氣象資料短缺嚴(yán)重。2010年國(guó)家林業(yè)局批復(fù)建立小五臺(tái)山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，在此基礎(chǔ)上，在山澗口溝山神廟灘建立一座自動(dòng)氣象站，為研究該區(qū)氣候變化提供基本設(shè)備并奠定基礎(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

2013年初，在小五臺(tái)山保護(hù)區(qū)山澗口溝山神廟灘（40毅0憶16.5義N，115毅3憶28.0義E，海拔1370m）架設(shè)了一臺(tái)自動(dòng)氣象站，該氣象站配有溫濕度傳感器、大氣壓強(qiáng)傳感器、雨量筒等。本文采用該氣象站2013～ 2015年采集到的溫度、相對(duì)濕度、雨量、大氣壓強(qiáng)和輻射等氣象資料，初步分析小五臺(tái)山地區(qū)年度氣候特征。

2 結(jié)果分析

2.1 氣溫

小五臺(tái)山地區(qū)冬長(zhǎng)夏短，氣溫較低，年、日溫差較大，寒暑變化劇烈。1月為最冷月，平均氣溫為-6.39℃，7月為最暖月，平均氣溫為20.65℃；月平均最高、最低氣溫與平均氣溫的季節(jié)變化一致，春季升溫快，秋季降溫也快，氣溫季節(jié)變化中升溫幅度最大發(fā)生在3～4月，4月比3月月平均氣溫上升8.88℃，降溫幅度最大發(fā)生在10～11月，11月比10月平均氣溫下降9.32℃，降溫率高于升溫率，秋溫低于春溫，秋季9～11月份比春季3～5月份月平均氣溫低1.37℃，氣溫月際變化大，尤其是春秋過(guò)渡季節(jié)最為明顯。

小五臺(tái)山地區(qū)的氣溫變化見(jiàn)圖1。小五臺(tái)山地區(qū)年平均溫度為7.87℃，月平均溫度低于0℃的月份有3個(gè)；3a內(nèi)最高與最低氣溫分別為33.60℃和-25.80℃；月平均日較差最大值為12.78℃，出現(xiàn)在4月，最小值為7.30℃，出現(xiàn)在12月，變化幅度達(dá)5.48℃。氣溫年較差為27.04℃，平均日較差為10.43℃，氣溫日較差與年較差的比值為0.39，表明該區(qū)氣候具有日較差和年較差較大的氣候特點(diǎn)。

圖1 小五臺(tái)山地區(qū)月氣溫的變化

2.2 相對(duì)濕度

小五臺(tái)山地區(qū)相對(duì)濕度變化見(jiàn)圖2。年平均相對(duì)濕度為48.47%，相對(duì)濕度在3～5月份最低，最低值為29.06%，3～5月平均濕度為35.06%，較年平均相對(duì)濕度低13.41個(gè)百分點(diǎn)，7～9月份有明顯的升高，最高值為58.14%，出現(xiàn)在9月份。7～9月平均濕度為57.70%，較年平均相對(duì)濕度高9.23個(gè)百分點(diǎn)，9月之后開(kāi)始下降，年變幅為29.08個(gè)百分點(diǎn)。

圖2 小五臺(tái)山地區(qū)相對(duì)濕度變化

2.3 降水量

小五臺(tái)山地區(qū)降水量變化見(jiàn)圖3。該區(qū)年降水總量為728.48mm，1～7月份降水量逐月增加，7月份增至最大值后逐月減少。春季3～5月降水量為132.83mm；秋季9～11月為159.60mm；降水主要集中在5～9月，為638.53mm，占全年總降水量的87.65%，這與小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)所處的東亞大陸性季風(fēng)氣候中的溫帶亞干旱區(qū)相關(guān)。

圖3 小五臺(tái)山地區(qū)降水量變化

2.4 氣壓

小五臺(tái)山地區(qū)氣壓變化見(jiàn)圖4。1～6月氣壓逐月降低，除10月基本與9月持平外，6～12月逐月升高。年均氣壓953.1hPa；12月平均氣壓最高，為970.9hPa；6月份平均氣壓最低，為940.4hPa。

圖4 小五臺(tái)山地區(qū)大氣壓強(qiáng)變化

2.5 總輻射

到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射有兩部分：一是太陽(yáng)直接輻射：太陽(yáng)以平行光線的形式直接投射到地面上；一是散射輻射：經(jīng)過(guò)散射后自天空投射到地面上，兩者之和稱(chēng)為總輻射，即到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射[4]。太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)透明度是影響太陽(yáng)輻射的兩個(gè)最主要的因子[5]。

小五臺(tái)山地區(qū)總輻射變化見(jiàn)圖5。該區(qū)月均總輻射強(qiáng)度的變化有明顯的季節(jié)性，夏季明顯高于冬季，5月出現(xiàn)最大值，為383.6W/m2，最小值為69.6W/m2，出現(xiàn)在12月。年總輻射達(dá)256.4W/m2，總輻射在1～5月逐月上升，7～12月逐月下降；4～8月份太陽(yáng)輻射最強(qiáng)，達(dá)364.5W/m2，利于林木的生長(zhǎng)。

圖5 小五臺(tái)山地區(qū)太陽(yáng)總輻射變化

3 結(jié)論和討論

3.1 結(jié)論

小五臺(tái)山地區(qū)具有日較差和年較差較大的氣候特點(diǎn)，1月為最冷月，7月為最暖月，月平均最高、最低氣溫與平均氣溫的季節(jié)變化一致，春季升溫快，秋季降溫也快，氣溫季節(jié)變化中升溫幅度最大發(fā)生在3～4月，降溫幅度最大發(fā)生在10～11月，降溫率高于升溫率，秋溫低于春溫，氣溫月際變化大，尤其是春秋過(guò)渡季節(jié)最為明顯。該區(qū)平均相對(duì)濕度在3～5月份最低，7～9月份有明顯的升高，9月之后開(kāi)始下降，季節(jié)變化過(guò)程分布與年變化基本與氣溫的季節(jié)變化一致，冬季低而夏季高，與該區(qū)降水量分布一致。該區(qū)年降水總量高，1～7月逐月增加，7月增至最大值后逐月減少，降水主要集中在5～9月，這與小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)所處的東亞大陸性季風(fēng)氣候中的溫帶亞干旱區(qū)相關(guān)。該區(qū)大氣壓強(qiáng)1～6月逐月降低，除10月基本與9月持平外，6～12月逐月升高，其變化分布主要受季節(jié)變化過(guò)程影響，冬季高而夏季低，與相對(duì)濕度呈現(xiàn)反向關(guān)系。該區(qū)月均總輻射強(qiáng)度的變化有明顯的季節(jié)性，夏季明顯高于冬季，5月出現(xiàn)最大值，最小值出現(xiàn)在12月，與大氣所含水汽、天空云量、下墊面性質(zhì)等因素有關(guān)[5]。4～8月份太陽(yáng)輻射最強(qiáng)，利于林木的生長(zhǎng)。

3.2 討論

通過(guò)對(duì)山澗口溝山神廟灘氣象因子2013～2015年連續(xù)監(jiān)測(cè)，得到了連續(xù)完整的觀測(cè)數(shù)據(jù)，真實(shí)記錄了小五臺(tái)山地區(qū)氣候因子數(shù)據(jù)，并反映了其氣候特征。但是無(wú)論是從數(shù)據(jù)積累量還是從數(shù)據(jù)觀測(cè)樣點(diǎn)考慮，觀測(cè)到的數(shù)據(jù)對(duì)于分析小五臺(tái)山地區(qū)的氣候特征過(guò)于單薄，在以后的工作中，還應(yīng)在連續(xù)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，不斷增加監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)以涵蓋小五臺(tái)山地區(qū)不同地理位置、不同海拔高度的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型，從而在地理位置、海拔高度和監(jiān)測(cè)時(shí)間3個(gè)不同監(jiān)測(cè)維度來(lái)分析小五臺(tái)山地區(qū)的氣候變化，為保護(hù)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)指導(dǎo)。

［1］侯學(xué)煜.中國(guó)自然地理：植物地理（下冊(cè)）［M］.北京：自然科學(xué)出版社，1988.

［2］于澎濤，劉鴻雁，崔海亭.小五臺(tái)山北臺(tái)林線附近的植被及其與氣候條件的關(guān)系分析［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13（5）：523-528.

［3］于澎濤，劉鴻雁.小五臺(tái)山北臺(tái)北坡植被垂直帶的表土花粉及其氣候意義研究［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997，33（4）：475-484.

［4］游慶龍，康世昌，田克明，等.青藏高原念青唐古拉峰地區(qū)氣候特征初步分析［J］.山地學(xué)報(bào)，2007，25（4）：497-504.

［5］周淑貞.氣象學(xué)與氣候?qū)W（第三版）［M］.北京：高等教育出版社，1997：28-65.

Preliminary Analysis on the Climatic Characteristics of Xiaowutai Mountain Nature Reserve

ZHEN Wei，ZHANG Ai-jun，ZUO Wan-xing
（Hebei Xiaowutaishan National Nature Reserve，Weixian,Hebei 075700）

This paper analysed the seasonal variation of temperature,humidity,precipitation,atmospheric pressure,radiation and other meteorological factors with the three years data of automatic weather observation in Xiaowutai mountain nature reserve. The results show that:the area has a climate characteristics of both large daily and annual temperture range,with an average annual temperature of 7.87℃.The cooling rate is higher than the heating rate in the seasonal variation of air temperature.The annual precipitation is high up to 728.48mm.The seasonal variation process distribution and annual variation of the average relative humidity are consistent with the seasonal variation of air temperature and the precipitation distribution.Variation distribution of the atmospheric pressure is mainly affected by seasonal changes process,in a inverse relationship with the relative humidity.The average monthly total radiation intensity in summer was significantly higher than in winter,with a maximum value in May,ralating to the water vapor in atmosphere,cloud amount,nature of the underlying surface and other factors.

Xiaowutai mountain;Climatic Characteristics;Meterologica element

S759.9

A

1002-3356（2016）04-0048-03

2016-06-13

甄偉（1986-），女，碩士，林業(yè)工程師，研究方向：森林生態(tài)。