富顺县≥10℃积温变化特征分析

林小莉，吕用洋，揭剑华

(1.四川省自贡市富顺县气象局，四川 富顺 643200；2.四川省自贡市荣县气象局，四川 荣县 643100)

积温是指在某一时段内日平均气温的总和，它是评价一个地区气候热量资源的一种重要的指标。通常，我们把某一时段内日平均气温≥10℃时的积温称作活动积温，它在农作物的生长过程中起着重要的作用。胡燕宇等[1]在研究中指出：大多数的农作物生育期与生长地日平均气温≥10℃时的时期相同，当日平均气温≥10℃时，喜凉的作物会开始迅速的生长，喜温的作物也可以开始播种。富顺县位于四川盆地的中南部，是典型的丘陵农业大县，县域内种植的主要粮食作物是水稻。水稻作为典型的喜温作物，≥10℃积温的变化对其生长发育都有着重要的影响。近年来，各地对积温变化都做了不少的研究，也取得了一定的成果[2-6]。本文使用滑动平均、线性拟合、Man-Kendall非参数检验和Morlet小波分析等多种方法探究近58年来富顺县活动积温资源的变化规律，为富顺县水稻种植及特色农业气象服务提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 资料

本文所用资料为富顺县国家一般气象站1960年1月1日至2017年12月31日的日平均气温，所有资料均经过质量控制。

1.2 方法

1.2.1 起止日期统计方法 采用5日滑动平均法找出研究区稳定通过10℃的初日和终日日期，计算气温≥10℃的积温和日数。积温的表达式为：

式中：A为算出的总积温(℃·d)，n为积温初终日之间的天数(d)，为初终日时间段内地日平均气温(℃)。

1.2.2 线性拟合直线趋势分析图法 用线性图的方法将每年的数据进行拟合，并通过图表的方式直观的展现出来。

1.2.3 Man-Kendall非参数检验法

Z为正值时，表示数列有增加的趋势，负值则表示数列有减少的趋势。Z的绝对值在大于等于1.28、1.64、2.32时表示趋势分别通过了信度90%、95%、99%显著性检验。

UF为按时间序列正态分布的，UB为按时间逆序列正态分布的，M-K突变检验能明确表示突变开始时间和突变区域。

1.2.4 Morlet小波分析法 Morlet小波震荡周期分析是用于分析时间和频率的分析方法，能分析不同的周期随时间变化的情况,具体计算方法参考相关文献[7]。

2 结果与分析

2.1 富顺县≥10℃积温年代际变化特征分析

运用M-K趋势检验公式，对1960～2017年富顺县≥10℃积温序列计算可得，S=275，Z=1.84>1.64。所以富顺县平均气温≥10℃的积温呈增加趋势，并通过了95%显著性检验。

图1 1960～2017年富顺县≥10℃积温变化

对1960～2017年富顺县≥10℃积温的时间序列变化(图1)和年代际变化(表1)进行分析，近58年富顺县日平均气温稳定≥10℃多年平均积温为5882.1℃，从积温的线性变化来看，总体呈现波动上升的趋势，上升速度约为54.76℃/10年。积温最高值、最低值分别出现在2013年(为6584.6℃)和1993年(为5289.8℃)，两者相差1294.8℃，说明研究区≥10℃积温存在年际间的较大差异。

由(图2)积温M～K突变检测曲线可知：UF线在1990年之后呈波动上升状态，但未超过±1.96的信度线，增温趋势不明显，UF线和UB线于2012年交于±1.96信度线之间，证明2012年为突变点。2012年后UF线呈直线上升趋势，从趋势上看，研究区未来积温上升可能性大。

应用小波等值线图分析近58年来≥10℃积温的周期变化(图3)可知：1970～2005年研究区≥10℃积温变化的主周期为4～6年，并通过了检验，虽然2005年后积温变化周期有变长的趋势，但未通过信度检验。

表1 富顺县≥10℃积温、持续天数及初终日的年代际变化

2.2 ≥10℃积温初、终日及日数变化特征分析

运用M～K趋势检验公式，对1960～2017年富顺县日平均气温≥10℃持续日数序列计算可得，S=88，Z=0.59<1.28。可知，富顺县平均气温≥10℃持续日数呈增加趋势，但并未通过显著检验，说明持续日数增加不明显。

图2 富顺县≥10℃积温突变特征的M～K检验

对1960～2017年富顺县日平均气温≥10℃持续日数变化的时间序列变化(图2)和年代际变化(表1)进行分析，近58年富顺县日平均气温稳定≥10℃多年平均持续日数为276.5d，日数最多值、最少值分别出现在1971年(为312d)和1962年(为242d)，两者相差70d，说明研究区≥10℃积温日数存在年际间的较大差异。

图3 富顺县≥10℃积温小波实部等值线

图4 1960～2017年富顺县≥10℃持续日数变化

图5 1960～2017年富顺县日平均气温稳定通过10℃的初日、终日

对1960～2017年富顺县≥10℃期间的初日、终日(图5)展开分析，由图5a可知，1960年来富顺县稳定通过10℃的平均开始日期为3月2日，近58年来呈缓慢的下降趋势，即稳定通过10℃的开始日期越来越早，每10年提前1d左右。由图5b可知，1960年来富顺县稳定通过10℃的平均结束日期为12月1日，近58年来富顺稳定通过10℃的结束日期无太大变化。因此，日平均气温≥10℃持续日数的增加是因为稳定通过10℃的初日有提前趋势。

3 结论

基于传统积温的统计与分析方法，本文对1960～2017年富顺县≥10℃的积温资源的变化趋势特征进行分析，结论如下。

(1)近58年来，富顺县≥10℃的积温呈波动上升趋势并通过了95%的显著性检验，上升速度约为54.76℃/10年。

(2)2012年富顺县≥10℃的积温发生突变，突变后积温呈直线上升趋势，富顺县未来积温上升可能性大。

(3)富顺县≥10℃积温变化的主周期为4～6年，2005年后积温变化周期有变长的趋势，但未通过信度检验。

(4)近58年来，富顺县平均≥10℃持续日数增加缓慢，日数增加体现在初日的提前，终日出现时间无太大变化。