仁化县气候季节变化特征分析

王文星，陈洁雯，钟立华，刘青

（1.仁化县气象局，广东仁化 512300；2.佛冈县气象局，广东佛冈 511600）

仁化县气候季节变化特征分析

王文星1，陈洁雯2，钟立华1，刘青1

（1.仁化县气象局，广东仁化 512300；2.佛冈县气象局，广东佛冈 511600）

利用仁化国家气象观测站逐日气温资料，采用数理统计、线性倾向、M-K突变检验等，对1962—2014年仁化县气候季节变化特征进行了分析，结果表明：仁化4季分明，4季平均长度夏季最长、春季次之、冬季最短；春季和冬季季长有缩短的趋势，夏季季长有变长趋势；秋季和冬季起始日有推迟趋势，夏季起始日有提前趋势；仁化年平均气温上升趋势明显，夏季季长对气温升高有较强的响应；M-K突变检验结果表明，年平均气温突变发生在20世纪80年代末，而夏季季长突变发生在90年代初，突变时间夏季季长比年平均气温迟4～5年。

气候学；气候；季节；Mann-Kendall突变检验；仁化县

气候季节对各行业以及人们的生活都有不同程度的影响，对农业生产至关重要。季节划分的方法有很多，我国传统的划分是以立春、立夏、立秋、立冬作为4季的开始；西方国家则多以春分、夏至、秋分、冬至作为4季的起始；从气候统计划分，在北半球温带地区，春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为9—11月、冬季为12月—次年2月。以上几种季节的划分标准能反映出一般的气候概况，但由于我国幅员辽阔、地形复杂，各地气候千差万别。因此，上述提及的几种划分4季的方法并不能确切地反映各地的实际情况。国内不少气象工作者对适合的气候季节划分进行了探索和研究［1-5］。张宝堃［6］提的中国4季划分标准，完全符合我国气候分布特征，并得出了中国各地4季的起始日期和天数长短，至今仍是我国研究各地气候特征的重要依据；陈上及等［7］对我国近海海洋水文气候季节进行划分；汤懋苍等［8］讨论了高原地区4季划分的标准。2012年，中国气象局发布了《中华人民共和国气象行业标准气候季节划分》（QX/T152-2012），对我国气候季节划分的研究提供了指导和依据。

仁化县地处南岭山脉南麓，位于广东省北部，是粤、湘、赣3省交界地。森林资源、生态资源、农业资源和旅游资源非常丰富，是国家重点生态功能区、广东省重点林业生态县、国家农业示范园区，也是世界地质公园、世界自然遗产、国家5A级景区丹霞山所在地。本研究根据《中华人民共和国气象行业标准气候季节划分》，研究仁化地区多年来的气候季节特征，以期掌握季节变化规律，为当地生态资源、农业资源和旅游资源的合理规划与配置提供参考。

1 资料和方法

1.1 资料

所用资料为仁化县1962年1月1日—2015年1月31日逐日平均气温资料，来源于仁化国家气象观测站。日平均气温采用02：00、08：00、14：00、20：00（北京时，下同）4个时次的平均气温。

采用数理统计、线性倾向、Mann-Kendall（M -K）突变检验、保证率计算等，来分析仁化气候季节变化特征。气候季节起始日保证率，用经验频率公式Pm=m/（n+1）×100%计算［4-5］，其中m为气候季节起始日在样本中由前向后排列的序号；n为样本数；Pm为保证率（%），即气候季节起始日出现的累计频率。

1.2 季节划分标准

《中华人民共和国气象行业标准气候季节划分》规定：春季为日平均气温或滑动平均气温≥10℃且＜22℃；夏季为日平均气温或滑动平均气温≥22℃；秋季为日平均气温或滑动平均气温＜22℃且≥10℃；冬季为日平均气温或滑动平均气温＜10℃。当滑动平均气温序列连续5 d≥10℃且＜22℃，则以其所对应的气温序列中第1个≥10℃的日期作为春季起始日，其余季节的起始日依此类推。

2 仁化气候季节特征

2.1 季节长度

从天气气候角度，按照日平均气温将1年划分为不同的阶段，通常分为春季、夏季、秋季和冬季4个季节。1年中春、夏、秋、冬4个季节均出现的地区为4季分明区；1年中有1个或多个季节不出现的地区为4季不分明区。统计可知，仁化县1年中春、夏、秋、冬4个季节均会出现，属4季分明区（表略）。其中4季平均长度夏季最长，达173.7 d，占全年时长的47.6%；春季次之，季节长度为83.6 d，占全年时长的22.9%；冬季的季节长度最短，为33.7 d，仅占全年时长的9.2%。另外，仁化4季长度年际差异较大，以春季为例，季节长度最长的年份（1982年）有130 d，最短的年份（2008年）仅47 d，季节长度最大值与最小值相差近3个月；夏季、秋季、冬季的季节长度最大与最小差值均在2个月以上。

2.2 季节起始日特征

以某一气候季节起始日的前一日，作为上一季节的终止日；某一气候季节起始日到终止日之间的天数，为该气候季节的长度（天数）。因此，气候季节起始日的确定，是计算季节长度的前提。由表1可知，仁化4个季节平均起始日分别为1月29日、4月22日、10月13日、12月26日。冬季起始日年际差异最大，最晚起始日与最早起始日差值达2个月；其余季节最晚与最早起始日差值在1个半月左右，起始日出现的时间集中性比冬季高。

气候季节起始日是很重要的气候指标，不同保证率下的气候季节起始日与人民的生活、工农业生产都有着密切的关系。由表1可知，仁化多年平均春季起始日出现在1月29日；夏季起始日出现在4月22日；秋季起始日出现在10月13日；冬季起始日出现在12月26日，与50%保证率下的起始日基本吻合。80%保证率下，仁化春、夏、秋、冬4季的起始日分别为：2月11日、5月1日、10月21日、1月11日。

表1 1962—2014年仁化不同保证率下的气候季节起始日

3 季节年际变化特征

3.1 季长年际变化

图1为1962—2014年仁化4季长度年际变化趋势，可以看出，春季和冬季季长呈缩短的趋势，而夏季季长则有变长的趋势，秋季季长较为平稳，无明显的变化趋势。夏季季长的气候倾向率在4季中最大，达0.309 d/年；其次为春季，为-0.207 d/年；秋季最小，仅为0.002 d/年。显著性t检验显示，只有夏季季长年际变化能通过置信度α=0.01的显著性检验，其余季节季长年际变化甚至未能通过置信度的显著性检验。

3.2 季节起始日年际变化

由1962—2014年仁化4季起始日年际变化趋势（图略），可以看出，秋季和冬季起始日呈推迟趋势，而夏季起始日呈提前趋势，春季起始日较为平稳，无明显的变化趋势。夏季起始日的气候倾向率在4季中最大，达-0.188 d/年；其次为冬季，为0.123 d/年；春季最小，仅为0.018 d/年。显著性t检验显示，只有夏季起始日年际变化能通过置信度α=0.05的显著性检验，而其余季节起始日年际变化甚至未能通过置信度显著性检验。

图1 1962—2014年仁化4季长度年际变化趋势

4 气温变化对四季长度的影响

4.1 气温与季长变化的关系

对1962—2014年仁化年平均气温年际变化（图2）进行分析，近53年来仁化县年平均气温呈震荡式上升，期间存在“升温-降温-升温”的反复。对年平均气温进行一元线性拟合，其气候倾向率达0.012℃/年，年平均气温上升的趋势明显，相关系数r=0.483，能通过信度水平α =0.01的显著性检验。

图2 1962—2014年仁化年平均气温年际变化趋势

通过计算，春、夏、秋、冬4个季节长度与年平均气温相关系数r分别为：-0.136、0.506、0.093、-0.233。其中，夏季、秋季季长与年平均气温呈正相关，但秋季r很小，相关性较差；春季、冬季季长与年平均气温呈负相关。4季中，夏季r最大，达0.506，能通过信度水平α=0.01的显著性检验，其余季节均未能通过检验。建立年平均气温与夏季长度的一元线性方程如下：

其中，x为年平均气温（℃）；y为夏季季长（d）。按线性趋势进行估算，年平均气温每升高0.1℃，夏季季长增加1.6 d，可见，夏季季长对气候变暖（气温升高）有较强的响应。这与郁珍艳等［9］指出的我国平均气温对4季长度的变化有较大影响，其中夏季季长的变化最明显的结论一致。

4.2 年平均气温、夏季季长的M-K突变检验

对1962—2014年仁化年平均气温进行M-K突变检验（图3a），可知UF值在1996年前呈波动式上升，1996年之后有明显的上升趋势，这种上升趋势明显超过显著性水平0.05临界线（u0.05=1.96），甚至超过0.001显著性水平（u0.001=2.56），表明在1996年之后仁化年平均气温上升趋势十分显著。UB值从70年代开始到1998年一直呈下降趋势，1998年之后呈波动式上升，结合UF、UB曲线，交叉点（两曲线交点）发生在1988年左右，同时，交叉点在两条信度检验阈值内，因此，仁化年平均气温在1988年前后出现突变，气温呈显著升高趋势。图3b为夏季季长的M-K突变检验，图中UF线与年平均气温UF线有相似的变化趋势，季节长度变化显著的年份出现在1993年。UB值整体呈波动下降的趋势。综合 UF、UB曲线，突变点发生在1993年。

对比年平均气温与夏季季长M-K突变检验图，两者有相似的变化趋势，突变时间夏季季长比年平均气温迟4～5年，这与郑伟杰等［10］对江门市的研究结论较为一致。

图3 1962—2014年仁化年平均气温（a）与夏季季长（b）M-K突变检验

5 结论

1）仁化一年中春、夏、秋、冬4个季节均会出现，属4季分明区。其中，4季平均长度夏季最长，占全年时长的47.6%；冬季的季节长度最短，仅占全年时长的9.2%。仁化的4季长度年际差异较大，4季季长最大与最小差值均在2个月以上。

2）仁化冬季起始日年际差异最大，最晚起始日与最早起始日差值达2个月；其余季节最晚与最早起始日差值在1个半月左右。80%保证率下，仁化多年平均春季起始日出现在2月11日；夏季出现在5月1日；秋季出现在10月21日；冬季出现在次年1月11日。

3）春季和冬季季长有缩短的趋势，夏季季长有变长的趋势，秋季季长较为平稳，无明显的变化趋势；秋季和冬季起始日有推迟趋势，而夏季起始日有提前趋势，春季起始日较为平稳，无明显的变化趋势。

4）仁化年平均气温上升趋势明显，气候倾向率达0.012℃/年。夏季季长与年平均气温呈正相关，在4季中的相关性最强。夏季季长对气候变暖（气温升高）有较强的响应。

5）M-K突变检验结果表明，年平均气温与夏季季长有相似的变化趋势，年平均气温突变发生在20世纪80年代末，夏季季长突变发生在20世纪90年代初，突变时间夏季季长比年平均气温迟4～5年。

［1］缪启龙，王勇.中国四季的划分及其变化特征分析［C］//中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集，2007：693-701.

［2］陈冰，李国龙，马路金，等.化州雷暴气候特征及其与ENSO的关系［J］.广东气象，2015，37（2）：32-36.

［3］朱舒曼，饶生辉，林铎佳.中山市1956—2010年的雷暴气候特征［J］.广东气象，2012，34（6）：38-41.

［4］谢文杰，叶小玲，甘锦蕾，等.1961—2013年新丰县雷暴日数的气候特征分析［J］.广东气象，2015，37（4）：38-40.

［5］林雪仪，陈洁雯，龙红菊，等.恩平市1962—2010年雷暴的气候特征［J］.广东气象，2012，34（6）：32-34.

［6］张宝堃.中国四季之分配［J］.地理学报，1934（1）：29 -74，198.

［7］陈上及，何维焕，姚予.中国近海海洋水文气候季节的划分［J］.海洋学报，1992，14（6）：1-11.

［8］汤懋苍，钟海玲，李栋梁.青藏铁路沿线的四季划分及其温度变化分析［J］.高原气象，2003，22（5）：440 -444.

［9］郁珍艳，范广洲，华维，等.近47年我国四季长度的变化研究［J］.高原气象，2011，30（1）：182-190.

［10］郑伟杰，徐碧裕，黄晓东.江门四季长度的变化［J］.广东气象，2015，37（5）：48-51.

Analysis of the Characteristics of Seasonal Variation of the Climate of Renhua County

WANG Wen-xing1，CHEN Jie-wen2，ZHONG Li-huɑ1，LIU Qing1
（1.Meteorological Bureau of Renhua County，Renhua 512300；2.Meteorological Bureau of Fogang County，Fogang 511600）

With the day-to-day temperature data from a national observation station in Renhua and the methods of mathematical statistics，linear tendency and Mann-Kendall abruptness test，we analyzed the characteristics of the seasonal variation of the climate of the county in 1962 to 2014.The result is shown as follows.The four seasons differ distinctly in the county，with summer being the longest and winter the shortest. Spring and winter tend to shorten while summer tends to lengthen.The starting dates of autumn and winter tend to postpone while the beginning date of summer tends to advance.The annual mean temperature rises significantly.The seasonal duration of summer responds well to temperature rise.As shown in Mann-Kendall tests，the annual mean temperature（seasonal duration）had abrupt changes at the end of 1980s（early 1990s），with the latter taking place 4 to 5 years later than the former.

climatology；climate；season；Mann-Kendall abruptness test；tendency analysis；Renhua County

P46

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.05.009

2016-03-20

王文星（1988年生），男，工程师，本科，主要从事预报服务工作。E-mail：659967520@qq.com

王文星，陈洁雯，钟立华，等.仁化县气候季节变化特征分析［J］.广东气象，2016，38（5）：37-41.