1980—2015—年肅北縣地面溫度變化趨勢及地氣溫度相關(guān)關(guān)系分析

張錦鳳++王勝軍

摘要 利用肅北氣象觀測站1980—2015年近36年逐月地面溫度資料，運用折線圖法、趨勢分析、相關(guān)分析等方法，對肅北地區(qū)近36年地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度的月、年、四季的變化特征以及地面溫度與氣溫的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，月平均地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度均呈升溫趨勢；年平均地面溫度、地面最低溫度呈升溫趨勢，地面最高溫度呈降溫趨勢；地面平均溫度只有夏季呈降溫趨勢，地面最高溫度只有春季呈升溫趨勢，地面最低溫度四季均呈升溫趨勢；月平均地溫和氣溫二者相關(guān)系數(shù)為0.996，呈顯著正相關(guān)性。

關(guān)鍵詞 地面溫度；氣溫；變化趨勢；地氣溫差；相關(guān)關(guān)系；甘肅肅北；1980—2015年

中圖分類號 P423.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）08-0204-03

地面溫度，也叫0 cm溫度，是裸露土壤表面的溫度[1]。地溫對農(nóng)作物正常的生長發(fā)育有著十分重要的作用，對種子發(fā)芽、出苗的影響比氣溫直接得多，故一般采用地溫作為播種指標(biāo)；地溫還影響農(nóng)作物對水分、養(yǎng)分的吸收，影響農(nóng)作物光合作用的進(jìn)行，同時地溫對植物塊根、塊莖的形成、病蟲害的發(fā)生發(fā)展、土壤微生物的活動都有不同程度的影響[2]。因此，研究肅北地面溫度變化趨勢及地氣溫度相關(guān)關(guān)系，對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的指導(dǎo)意義。

1 資料與方法

利用肅北氣象觀測站1980—2015年近36年逐月平均地表溫度、地表最高溫度、地表最低溫度及氣溫觀測數(shù)據(jù)。按12月至次年2月為冬季，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，形成季序列值[3]。采用折線圖、線性氣候傾向趨勢分析等方法對地面溫度變化趨勢進(jìn)行分析，并采用相關(guān)分析和回歸分析的方法對地表溫度與氣溫的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究[4-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 地表溫度變化趨勢

2.1.1 月變化趨勢。由圖1可知，近36年肅北縣地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度月平均最大值分別為25.7、49.4、11.3 ℃，均出現(xiàn)在7月；地面溫度、地面最低溫度月平均最小值分別為-7.7、-16.7 ℃，均出現(xiàn)在1月，地面最高溫度月平均最小值為9.7 ℃，出現(xiàn)在12月。地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度各月氣候變率分別為3.926、2.816、5.531 ℃/10年，均呈上升趨勢，其中地面最低溫度升溫速度最快。

2.1.2 年變化趨勢。1980—2015年肅北縣地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度的年平均值分別為9.9、32.3、-2.3 ℃。由圖2可知，近36年地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度的年平均最大值分別為11.2、36.0、0.8 ℃，分別出現(xiàn)在1998年、1997年、2007年；地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度的年平均最小值分別為8.7、27.8、-4.7 ℃，分別出現(xiàn)在2012年、2002年、1984年。地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度的年氣候變率分別為0.151、-0.441、0.983 ℃/10年，地面溫度、地面最低溫度呈現(xiàn)年上升趨勢，地面最高溫度呈現(xiàn)年下降趨勢。

2.1.3 季變化趨勢。主要從以下幾個方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

（1）地面平均溫度。由圖3可知，近36年肅北縣地面平均溫度平均值春季、夏季、秋季、冬季分別為12.2、24.7、8.5、 -6.0 ℃；春季最大為15.1 ℃，出現(xiàn)在1997年；最小為10.6 ℃，出現(xiàn)在2006年。夏季最大為26.8 ℃，出現(xiàn)在2001年；最小為21.9 ℃，出現(xiàn)在1993年。秋季最大為10.3 ℃，出現(xiàn)在2006年；最小為6.3 ℃，出現(xiàn)在1981年。冬季最大為-3.8 ℃，出現(xiàn)在2008年；最小為-11.1 ℃，出現(xiàn)在2015年。四季氣候變率分別為0.081、-0.221、0.264、0.132 ℃/10年，除夏季呈降溫趨勢外，其他各季均呈升溫趨勢。

（2）地面最高溫度。由圖4可知，近36年肅北縣地面最高溫度春季、夏季、秋季、冬季平均值分別為37.1、48.8、30.9、12.5 ℃。春季最大為43.8 ℃，出現(xiàn)在2013年；最小為29.9 ℃，出現(xiàn)在2003年。夏季最大為53.8 ℃，出現(xiàn)在1995年；最小為41.3 ℃，出現(xiàn)在2007年。秋季最大為34.6 ℃，出現(xiàn)在1980年；最小為24.2 ℃，出現(xiàn)在2002年。冬季最大為15.7 ℃，出現(xiàn)在1996年；最小為4.7 ℃，出現(xiàn)在2007年。四季氣候變率分別為0.034、-0.728、-0.672、-0.735 ℃/10年，除春季呈升溫趨勢外，其他各季均呈降溫趨勢。

（3）地面最低溫度。由圖5可知，近36年肅北縣地面最低溫度春季、夏季、秋季、冬季平均值分別為-1.7、10.1、-2.2、-15.1 ℃。春季最大為1.2 ℃，出現(xiàn)在2008年；最小為-3.7 ℃，出現(xiàn)在1995年。夏季最大為12.5 ℃，出現(xiàn)在2002年；最小為8.2 ℃，出現(xiàn)在1983—1985年。秋季最大為1.1 ℃，出現(xiàn)在2006年；最小為-5.5 ℃，出現(xiàn)在1981年。冬季最大為-11.3 ℃，出現(xiàn)在2002年、2007年；最小為-19.2 ℃，出現(xiàn)在1983年。四季氣候變率分別為0.694、0.980、1.064、1.173 ℃/10年，各季均呈升溫趨勢，其中冬季升溫最為顯著。

2.2 地氣溫差變化特征及地氣溫度相關(guān)性分析

2.2.1 地氣溫差年變化特征。由圖6可知，地氣溫差年平均值恒大于0 ℃，即年平均地面溫度大于年平均氣溫，年平均地氣溫差呈波動狀，氣候變率為-0.102 ℃/10年，整體呈下降趨勢。1990年地氣溫差差值最大，為4.8 ℃；2007年最小，為1.4 ℃。

2.2.2 地氣溫差月變化特征。1980—2015年近36年肅北縣月平均地面溫度和氣溫及地氣溫差見表1。地氣溫差最大出現(xiàn)在6月，為6.7 ℃；最小出現(xiàn)在12月，為-1.3 ℃。3—10月月平均地面溫度和氣溫均大于0 ℃，且地面溫度高于氣溫，平均地氣溫差4.5 ℃。

從地氣溫差月變幅看，地溫3—4月、4—5月、5—6月、6—7月分別升高了8.9、7.2、4.2、1.5 ℃，氣溫3—4月、4—5月、5—6月、6—7月分別升高了7.0、7.2、3.9、2.2 ℃，3—7月地溫和氣溫均在增高，且增幅隨時間下降。7—12月地溫和氣溫均在下降且下降幅度氣溫高于氣溫。

2.2.3 地溫和氣溫的相關(guān)性分析。利用肅北縣1981—2015年近36年逐月平均地溫和氣溫資料，利用統(tǒng)計學(xué)回歸方法建立地氣溫關(guān)系模型（圖7），得出回歸方程：y=1.27x+0.962，R2=0.996。式中，y為地溫，x為氣溫。斜率為正，說明地溫和氣溫呈顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.996，通過0.01信度顯著性檢驗。

3 結(jié)論

（1）肅北縣近36年月平均地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度均呈上升趨勢，月氣候變率分別為3.926、2.816、5.531 ℃/10年。

（2）近36年年平均地面溫度氣候變率為0.151 ℃/10年，呈升溫趨勢，其四季變率除夏季呈降溫趨勢外，其他各季均呈升溫趨勢；年平均地面最高溫度氣候變率為-0.441 ℃/10年，呈降溫趨勢，其四季除春季呈升溫趨勢外，其他各季均呈降溫趨勢；年平均地面最低溫度氣候變率為0.983 ℃/10年，其四季均呈升溫趨勢。

（3）近36年的年平均地氣溫差氣候變率為-0.102 ℃/10年，整體呈現(xiàn)降溫趨勢。月平均地溫和氣溫二者相關(guān)系數(shù)為0.996，變化趨勢具有很強的一致性，且月平均地面溫度高于氣溫。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：35-41.

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