近52年来邹平地区季节开始日及长短变化特征分析

2015-03-01刘路花

安徽农业科学 2015年4期

关键词：邹平检验法幅度

刘路花

(山东省滨州市邹平县气象局，山东邹平 256200)

近52年来邹平地区季节开始日及长短变化特征分析

刘路花

(山东省滨州市邹平县气象局，山东邹平 256200)

利用邹平县1959～2010年的逐日平均气温资料，采用5 d滑动平均、气候倾向率等方法分析四季开始日期及其长度的变化特征，并利用Mann-Kendall、滑动t检验法对四季开始日进行突变分析，通过对比定性来确定较为可靠的突变年份。结果表明，近52年来邹平地区四季开始日期的总体变化趋势为春、秋开始日期呈提前趋势，提前幅度春季>秋季，冬、夏开始日呈推迟趋势，推迟幅度冬季>夏季；平均四季长短的总变化趋势为春、秋季天数呈延长趋势，且延长天数春季>秋季，冬、夏季天数呈缩短趋势，且缩短幅度冬季>夏季；在全球气候变暖的大背景下，邹平当地最敏感的反应就是春季开始日的显著提前和冬季天数的显著缩短；Mann-Kendall、滑动t检验结果表明，春季在1968和2005年发生了突变，夏季在1971和2004年产生了突变，秋季在1973年发生了突变，冬季在1968年发生了突变。

季节开始日期；季节长短；变化特征；邹平地区

四季的划分，有以“四立”和“二分二至”的节气划分法、有按月份划分法、有以温度和物候现象为标准的划分法，自19世纪以来，欧美各国相继采用不同方法，进行了季节划分的尝试，近年来我国对季节划分的研究不断深入，并取得了一定的研究成果[1-2]。邹平位于山东省中北部，黄河下游南岸，鲁中泰沂山区与鲁北黄泛平原的跌交地带，地处黄河三角洲腹地的农业大县和工业强县，在全球气候变暖的背景下，如果能分析出四季开始日期和季节长短的变化特征，对于物候、农业生产、物流运输、疾病的预防和控制均有重要意义。笔者从基本的气象资料分析入手，利用邹平县1959～2010年的逐日平均气温资料，采用5 d滑动平均、气候倾向率等方法分析四季开始日期及其长度的变化特征，并利用Mann-Kendall、滑动t检验法对四季开始日进行突变分析，通过对比定性来确定较为可靠的突变年份，以期为当地生态环境建设、农业结构调整、促进县域经济可持续发展等提供重要的科学依据。

1 资料与方法

1.1 资料选取邹平气象局始建于1958年，有完整的气象资料开始于1959年，在此主要选取1959～2010年的逐日日平均气温，计算5日滑动平均值，结合年极端最低气温、极端最高气温做相关分析研究。

1.2 研究方法四季的划分，按天文有以“四立”(立春、立夏、立秋、立冬)和“二分二至”的节气划分；按历法有按照月份的划分；以温度和物候现象为标准划分这5种常见形式[1]。为了使季节划分更能反映当地的气候寒暖和符合当地农业生产实际情况，在此采用物候学的划分方法，既以候(5 d)平均气温为指标：平均气温稳定≤10.0 ℃为冬季、≥22.0 ℃为夏季、10.0～22.0 ℃为春秋过渡季。所谓“稳定”就是后期不再出现连续3候以上平均气温低于(春、夏季)或高于(秋、冬季)规定的指标。为便于统计分析，将日期数据转换为距1月1日天数，分别计算出各季天数。利用Mann-Kendall、滑动t检验法对四季开始日进行突变分析，通过对比定性来确定较为可靠的突变年份[2]。

2 结果与分析

2.1 四季的开始日期变化趋势由图1和表1可见，近52年来邹平地区平均四季开始日期的总体变化趋势为春、秋季开始日期呈提前趋势，提前幅度春季>秋季，冬、夏季开始日呈推迟趋势，推迟幅度冬季>夏季。

图1 1959～2010年邹平地区平均四季开始日期变化

2.1.1春季。春季平均开始时间为4月3日，开始时间最早为2002年3月9日，最晚为1965年4月30日；春季平均开始日期呈显著提前趋势，变化倾向率为-2.07 d/10a(图1)，52年共计提前了10.8 d；按年代分析(表1)，可分为3个不同阶段：①明显推迟阶段，主要出现在20世纪60年代，开始日期平均出现在4月7日，推迟4 d；②无明显变化阶段，70～80年代开始日期平均出现在4月3～4日；③明显提前阶段，2000～2010年平均开始日期出现在3月26日，提前8 d，90年代平均出现在4月5日，第二推迟时期。

2.1.2夏季。夏季平均开始时间为6月2日，开始时间最早为2001年5月12日，最晚为1976年7月5日，夏季平均开始日期呈推迟趋势，变化倾向率为0.58 d/10a(图1)，52年共计推迟3.0 d，总体推迟趋势不明显。按年代划分(表1)，有2个提前期，60年代出现在5月28日，提前5 d，90年代出现在5月31日，提前2 d；2个推迟期，70年代出现在6月5日，推迟3 d，80年代出现在6月6日，推迟4 d；2000～2010年刚好出现在平均日期6月2日。

表1 1959～2010年邹平地区四季平均开始日期与平均长度的年代际变化

2.1.3秋季。秋季平均开始时间为9月6日，最早出现在1984年8月13日，最晚出现在1969年9月22日。秋季平均开始日期呈提前趋势，变化倾向率为-0.79 d/10a(图1)，52年共提前4.1 d。按年代划分(表1)，60年代为显著推迟时期，出现在9月12日，推迟6 d，70、80、90年代为提前时期，分别出现在8月31日、9月1日、9月5日；2000～2010年出现在平均日期9月6日。

2.1.4冬季。冬季平均开始时间为10月31日，最早出现在1962年10月13日，最晚出现在1998年11月15日，冬季平均开始日期呈推迟趋势，变化倾向率为0.94 d/10a(图1)，52年共推迟4.9 d。按年代分析(表1)，60～90年代为提前期，分别出现在10月30日、10月29日、10月27日、10月29日，2000～2010年出现在11月3日，推迟3 d。

2.2 四季长度的变化趋势

2.2.1春季。平均长度为60 d，最短为1965年24 d，最长2002年109 d。春季平均天数呈延长趋势，变化倾向率为2.65 d/10a，52年共计延长了13.8 d(图2)。按年代分析(表1)，20世纪60年代为最短期，平均50 d，90年代为次短期57 d，2000～2010年最长期(68 d)，70～80年代为次长期，均为63 d，顺应了开始日期的变化趋势，开始日期推迟、季节缩短，开始提前、季节延长。

2.2.2夏季。平均长度96 d，最短1976年47 d，最长1968年129 d，夏季平均天数呈缩短趋势，线性倾向率-1.37 d/10a，52年共计缩短了7.1 d(表2)。按年代划分(表1)，20世纪60年代为夏季漫长期(108 d)，52年的年极端最高气温42.8 ℃就出现在天数最长的1968年，70～80年代为最短期(88 d)，90年代、2000～2010年分别为98、97 d。

2.2.3秋季。平均长度55 d，最短1962年27 d，最长2004年87 d，秋季平均天数呈延长趋势，变化倾向率为1.73 d/10a，52年共计延长9.0 d(图2)。按年代划分(表1)，60年代平均49 d，为秋季最短期，70年代和2000～2010年为58 d，为秋季最长期，90年代为次短期，80年代为次长期。

2.2.4冬季。平均长度为154 d，占全年天数的42.2%，是当地一年中最漫长的季节，冬季最短年为2006年122 d，最长年为1987年176 d。受全球气候变暖的影响，冬季天数呈缩短趋势，变化倾向率为-3.01 d/10a，52年共计缩短了15.7 d，变化显著(图2和表1)。

图2 1959～2010年邹平地区平均四季长度变化趋势

52年来邹平地区平均四季长短的总变化趋势为春、秋季天数呈延长趋势，且延长幅度春季>秋季，冬、夏季天数呈缩短趋势，且缩短幅度冬季>夏季。季节开始日的变化趋势势必影响到季节天数的长短，因春秋季开始日期提前，夏季开始日推迟，导致了夏季天数的缩短；冬季开始日的推迟和春季开始日的提前，导致了冬季天数的缩短。综合考虑各年代间的总体情况，20世纪90年代的变化比较平稳，四季的开始日期与52年的平均开始日的绝对误差不大于2 d，各季长短与平均长短误差3 d之内。变化最显著的是20世纪60年代，偏离平均值的距离较大。在全球气候变暖的大背景下，邹平当地最敏感的反应就是春季开始日的显著提前和冬季天数的显著缩短。

2.3 四季开始日的突变分析利用Mann-Kendall、滑动t检验法对四季开始日进行突变分析，通过对比定性来确定较为可靠的突变年份。结果表明，春季在1968和2005年发生了突变，夏季在1971和2004 年产生了突变，秋季在1973年发生了突变，冬季在 1968年发生了突变。