玉屏县≥10 ℃积温的时间演变特征分析

李小兰+陈军+滕林+吴丽华+王丽丽

摘要 本文选取1980—2015年玉屏县国家一般气象站的日平均气温资料，利用趋势分析法、M-K突变检验等方法，分析玉屏县日平均气温稳定通过10 ℃期间的初终日、持续日数以及积温的时间变化特征。结果表明，近36年玉屏县日平均气温稳定通过10 ℃的积温和持续日数总体呈增加趋势（P<0.05），其变化率分别为50.26 ℃·d/10年和6.65 d/10年。1994年玉屏县的日均气温稳定≥10 ℃积温发生突变，1998年和2003年日均气温稳定≥10 ℃持续日数发生突变，持续日数的突变时间落后于积温的突变时间；玉屏县日平均气温稳定通过10 ℃的开始日期总体呈下降趋势，每10年提前3 d左右开始，结束日期总体呈上升趋势，每10年推后0.5 d左右结束。

关键词 气候变化；积温；时间变化；突变；贵州玉屏

中图分类号 P468.0+21 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）02-0221-03

Analysis on Temporal Evolution Characteristics of Accumulated Temperature Above 10 ℃ in Yuping County

LI Xiao-lan 1 CHEN Jun 2 TENG Lin 3 WU Li-hua 1 WANG Li-li 1

（1 Yuping Meteorological Station in Guizhou Province，Yuping Guizhou 554000； 2 Tongren Meteorological Bureau； 3 Jianhe Meteorological Station）

Absrtact Based on the daily mean temperature data of National General Meteorological Station in Yuping County from1980 to 2015，Using trend analysis method and Mann-Kendall test，the paper analyzed the temporal evolution characteristics of the first date，last date，duration and accumulated temperature when the daily mean temperature data steadily pass through 10 ℃. The results showed that accumulated temperature and duration passing through the temperature of 10 ℃ showed increased trend in nearly 36 years in Yuping County，with the change rate of 50.26 ℃·d per 10 years and 6.65 d per 10 years respectively.When the daily mean temperature was above 10 ℃，the accumulated temperature and duration changed abruptly in 1994，1998 and 2003，the abrupt change time of duration was lagged behind that of accumulated temperature；the first date for the daily temperature to steadily pass 10 ℃ was moved up 3 days per decade，and the last date for the daily temperature to steadily pass 10 ℃ was postpone about 0.5 days per decade.

Key words climate change；accumulated temperature；temporal change；abrupt change；Yuping Guizhou

目前，氣候突变是全球普遍存在和重点关注的问题。IPCC第5次评估报告指出，过去130年全球气温升高了0.85 ℃，相对于1986—2005年而言，全球的地表平均气温在2016—2035年将升高0.3～0.7 ℃，2081—2100年将升高0.3～4.8 ℃[1]。在全球气候变暖的大环境下，农业的稳定发展将受到严重的威胁和制约[2]，而农业生产的基本环境条件和物质能源是农业气候资源，因而农业气象资源直接影响农业生产过程，并在一定程度上决定农业生产布局和结构、作物种类和品种、栽培管理措施、种植方式和耕作制度，最终影响农业产量和农产品质量。因此，研究气候变化对农业气候资源的影响具有重要的现实意义。季生太等[3]研究显示，近45年黑龙江省≥10 ℃的积温表现出显著的上升趋势。王 健等[4]指出，石河子市近57年≥0 ℃和≥10 ℃积温均呈现出增加的趋势，并且近20年的增幅明显高于前20年的增幅。浦金涌等[5]认为，1961—2010年天水市的年平均气温、年平均最低气温、≥10 ℃的积温及其日数均呈现出增加的趋势。马德栗等[6]研究得出，≥10 ℃的初日表现出显著的提前趋势，但是终日表现出向后推迟的趋势，同时持续的天数明显上涨。唐宝琪等[7]研究发现，华东地区日平均气温稳定通过10 ℃积温及持续日数呈显著增加趋势。连 超等[8]研究得出，1961—2010年云南省地区≥10 ℃的活动积温表现出显著的上升趋势。李春艳等[9]研究表明近50年河套地区东部≥10 ℃的积温均呈增加趋势，初终日间隔明显延长，存在3年和9年左右的长周期。endprint

玉屏县属中亚热带季风湿润气候区，冬无严寒，夏无酷暑，春秋多低温阴雨，夏季降水集中，盛夏多伏旱，无霜期较长，雨热基本同季。历年平均气温16.8 ℃，极端最高气温39.7 ℃，出现在7月；极端最低气温-10.7 ℃，出现在1月。年平均降水量为1 185.5 mm，最多月为6月（180.9 mm）；最少月为12月（35.8 mm）；夏季（6—8月）降水最多，为457.5 mm，占年降水总量的39%；春季（3—5月）次之，为368.0 mm，占年降水量的31%；秋季降水量为229.5 mm，占年降水量的19%；冬季降水量最少，为130.2 mm，占年降水量的11%。

本文运用线性拟合直线趋势分析图法、M-K突变检验等方法，分析玉屏县农业界限温度、积温、初终日及持续日数的变化特征，旨在更全面地认识农业界限温度及其积温变化规律，为玉屏县农业生产及特色农作物种植提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本文所用气象资料取自贵州省气象信息中心，为玉屏国家一般气象站1980年1月1日至2015年12月31日的日平均气温，所有资料的A文件经过格式审查和质量控制。

1.2 研究方法

1.2.1 稳定通过界限温度初终日期的确定。界限温度是一个具有普遍意义的、标志某些重要物候现象或农事活动的开始、终止或转折的温度，常用的界限温度有日平均温度0、5、10、15、20 ℃等。界限温度的出现日期、终止日期、持续日数以及积温的多少对确定特定领域的作物布局、耕作制度、品种搭配等具有十分重要的意义。其中10 ℃作为喜温作物生长的起始温度，15 ℃是喜温作物开始积极生长的日期，大部分农作物进入旺盛生长期，20 ℃作为水稻安全抽穗、开花的指标。因此，本文通过对玉屏县≥10 ℃界限温度期间的农业气候资源在时间序列上进行初步研究和分析，总结其时间上的变化特征。采用5日滑动平均法计算日平均气温稳定通过各界限温度的的初日、终日日期[10]，通过初日和终日日期计算期间的积温和持续日数。积温的表达式为

式中，A 为积温（℃·d），n为某时段内的天数（d），Ti为日平均气温（℃）。

1.2.2 温度的海拔高度订正。气温的空间分布主要受经纬度、下垫面、海拔及地形条件等众多因素的影响，而海拔高度是影响玉屏县气温的主要因素。在对流层中，当海拔每升高100 m，气温则下降0.65 ℃。

1.2.3 Mann-Kendall突变检验法。Mann-Kendall突变检验法是以气候序列平稳为前提，且该序列随机独立，其概率分布等同，具体计算步骤参照相关文献[11-12]。

2 結果与分析

2.1 ≥10 ℃积温时间

由图1可知，近36年玉屏县日平均气温稳定≥10 ℃多年平均积温为5 563.99 ℃·d，总体呈不断上升趋势，上升的速度约为50.26 ℃·d/10年。1982年出现最低值，为5 263.7 ℃·d；2008年出现最高值，为5 919.1 ℃·d，最低值与最高值相差655.4 ℃·d，表明年际变化幅度比较大。由10年平均积温数据可知，1980年以来玉屏县日均气温稳定通过10 ℃积温呈不断上涨趋势，由20世纪80年代的5 404.24 ℃·d上涨至21世纪以后的5 619.36 ℃·d。1980—1996年的积温变化幅度比较小，1997年至21世纪初上涨的幅度比较大。从积温距平来看，除1984年和1990年外，1980—1997年其余年份积温距平均为负距平；除2000年和2012年外，1997年以后积温距平均为正距平。

对玉屏县年积温序列进行M-K突变检验（图2），结果表明，玉屏县近36年日平均气温稳定≥10 ℃积温的突变发生在1994年，UB和UF 2条曲线的相交点在±1.96临界线间，突变前积温（5 310 ℃·d）比突变后积温（5 534 ℃·d）少224 ℃·d，由此可知自1994年以后积温呈明显的上涨趋势，同时积温距平的年际变化与积温上涨趋势表现一致。

2.2 ≥10 ℃持续日数

对1980—2015年玉屏县日平均气温≥10 ℃持续日数的时间序列变化（图3）进行分析。由图可知，从持续日数的线性趋势来看，玉屏县近36年日平均气温稳定≥10 ℃的持续日数总体呈上涨的趋势，但是上涨非常缓慢，其上涨的速度为6.65 d/10年，最小值为221 d（2009年），最大值为277 d（2001年），最小值与最大值之间相差56 d。从10年平均值数据可知，1980年以来≥10 ℃持续日数总体呈缓慢增加的趋势，1980—1995年维持在240 d左右，变化幅度比较小；1997、2009年出现突变值，1997年以后持续日数总体呈增加趋势。从图中的持续日数距平来看，1996年及以前日数距平大多为负距平，而1997年以后日数距平则以正距平为主。结合图1与图3的总体形势来看，日平均气温稳定 ≥10 ℃持续日数的10年均值变化与积温的10年均值变化基本一致。

对1980—2015年玉屏县日均温≥10 ℃持续日数序列进行M-K突变检验（图4）。结果表明，玉屏县近36年日平均气温稳定通过10 ℃持续日数的突变发生在1998年和2003年，略落后于积温突变，UB和UF曲线相交点于±1.96临界线之间，其中1998年的突变通过α=0.05和u=1.96的置信水平检测，突变前的持续日数（255 d）较突变后的持续日数（267.69 d）少12.69 d，由此可知自1998年以后持续日数总体呈增加趋势。

2.3 ≥10 ℃初终日期

对1980—2015年玉屏县日均温≥10 ℃期间的初日、终日（图5）展开分析。由图5（a）可知，近36年来玉屏县稳定通过10 ℃的开始日期呈下降趋势，即稳定通过10 ℃的开始日期越来越早，初日最早出现时间为3月1日（2001年），初日最晚出现时间为4月15日（1987年和2010年），最早出现时间与最晚出现时间相差46 d，每10年提前3 d左右；由图5（b）可知，稳定通过10 ℃的结束日期呈平缓上升趋势，即稳定通过10 ℃的结束日期越来越晚，终日最早出现时间为11月4日（1987年），终日最晚出现时间为12月9日（1980年），两者相差25 d，每10年推后0.5 d左右结束。因此，稳定通过10 ℃的终日推迟程度小于初始日期提前程度。endprint

3 结论与讨论

基于传统积温的统计与分析方法，本文对1980—2015年玉屏县逐年日平均气温≥10 ℃温度的积温、连续日数、初日和终日进行分析，得出反映玉屏县≥10 ℃气温的趋势变化，结论如下。

（1）近36年玉屏县日平均气温稳定通过10 ℃的积温和持续日数总体都呈现增加趋势（P<0.05），其变化率分别为50.26 ℃·d/10年和6.65 d/10年。

（2）1994年玉屏县的日均气温稳定≥10 ℃积温发生突变，1998年和2003年日均气温稳定≥10 ℃持续日数发生突变，持续日数的突变时间落后于积温的突变时间；持续日数的10年均值变化与积温的10年均值变化基本一致。

（3）玉屏县日均气温稳定通过10 ℃的开始日期越来越早，初日最早出现时间为3月1日（2001年），初日最晚出现时间为4月15日（1987年和2010年），最早出现时间与最晚出现时间相差46 d，每10年提前3 d左右开始；结束日期越来越晚，终日最早出现时间为11月4日（1987年），终日最晚出现时间为12月9日（1980年），两者相差25 d，每10年推迟0.5 d左右结束；稳定通过10 ℃的终日推迟程度小于初始日期提前程度。

4 参考文献

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