1964-2020年新疆英吉沙县0cm地温变化特征分析

吾斯满江·哈斯木

(新疆维吾尔自治区英吉沙县气象局，新疆 喀什 844500)

近年来，人们在关注气温变化的同时，也在关注地温的变化。地温和气温可以表征气候变化的方向和幅度，是研究气候系统的重要指标。地温是一个重要的土壤物理性质，也是一个重要的农业气象参数，它影响着土壤中一系列的物理、化学和生物化学过程，地温是植物生长的重要环境因子之一，地温的高低影响着植物根系对水分和矿物营养的吸收、运转和贮存，从而影响植物的生长发育和安全越冬。在气候变暖背景下，探讨浅层地温变化规律，以期为正确认识该区气候变化特征和指导农、林、牧业生产提供科学依据。因此，本文拟选取英吉沙县1964-2020年逐日0cm地温，分析近57a英吉沙县0cm地温变化特，对趋利避害合理利用气候资源，调整农业结构和种植制度、减轻自然变化对农业的影响具有重要的现实意义。

1.资料及分析方法

1.1 资料

选取英吉沙县1964-2020年逐日0cm地温、极端最高地面温度、极端最低地面温度等地温观测资料.按12至翌年2月为冬季，3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季生成逐季序列。此外，对年、季、月平均0cm地温作算术平均，得到平均0cm地温序列。

1.2 方法

平均0cm地温的气候倾向率采用一次线性方程表示，即：

式中，T为平均0cm地温；t为年份；0a为常数项；1a为线性趋势项，1a×10表示平均0cm地温的气候倾向率。

2.结果与分析

2.1 年平均0cm地温的年际变化

从1964-2020年英吉沙县年平均0cm地温变化趋势（图1）可以看出，57年平均值为15.7℃;年平均0cm地温的最低值为12.5℃，出现在1964年，年平均0cm地温的最高值为18.4℃，出现在2007年，最高值比最低值偏高5.9℃。从20世纪80年代中期开始0cm地温明显升高，80年代中期以后出现偏暖年份明显多于80年代中期以前，57年来出现偏暖年的年份有25年，其中1985年以前仅出现4年（1980-1983），1985年以后出现21年（1988-1995、1997-2009）。由线性回归方程可知，英吉沙县年平均0cm地温随着年际变化呈显著上升趋势，其倾向率为0.33℃/10a。

图1 1964-2020年英吉沙县年平均0cm地温变化

2.2 全年和各季节平均0cm地温的年代际变化

从10年尺度的平均值变化来看（表1），20世纪60年代至70年代全年和各季节0cm地温平均值距平均为负值，从80年代开始0cm地温开始偏高。20世纪80年代各季节和年代平均0cm地温则比20世纪70年代升温1.0～2.4℃；20世纪80年代各季节和年代平均0cm地温则比20世纪60年代升温1.3～4.4℃； 20世纪80年代、90年代、（2001-2010年）全年和各季节0cm地温为正距平，2010年代全年和冬季、春季、秋季0cm地温为负距平，夏季为正距平。20世纪90年代春、夏、秋季和年代平均0cm地温则比20世纪80年代升温0.9～1.6℃，冬季降温0.4℃；（2001-2010年）冬、春季和年代平均0cm地温则比20世纪90年代升温0.9～1.6℃，夏季降温0.8℃，秋季持平；2010年代（2011-2020年）各季节和年代平均0cm地温则比（2001-2010年）降温1.3～4.3℃。利用逐月平均0cm地温资料计算出英吉沙县历年的春、夏、秋、冬季平均0cm地温，从而得到季平均0cm地温变化趋势。近57年，各季节的增暖进程存在明显差异，春、夏季平均0cm地温上升趋势显著，对全年平均0cm地温增温趋势的贡献大，其增温速率相近，分别为0.71℃/10a、0.79℃/10a，冬、秋季平均0cm地温呈缓慢的下降趋势，其倾向率分别为-0.09℃/10a、-0.01℃/10a。总体来说，近57年来，英吉沙县各年代和春、夏季0cm地温整体上呈升高趋势。冬、秋季平均0cm地温呈下降趋势。

表1 英吉沙县1961-2020年不同年代际和季节0cm地温平均值与距平

2.3 地面温度极值的变化

从极端最高地面温度、极端最低地面温度的变化图(2)可见，极端最高地面温度从20世纪60年代初期到70年代中期上升趋势，从70年代中期到90年代初期较明显下降趋势，从 90年代初期迅速上升；极端最低地面温度从60年代初期到70年代初期逐渐下降趋势，从70年代初期到80年代中期较明显升高趋势，从80年代中期到90年代初期下降趋势，从90年代开始逐渐升高。

极端最高地面温度、极端最低地面温度均呈显著的升高趋势，线性拟合的增长率分别为0.82℃／10a 和0.91℃／10a；近57a以来极端最高地面温度值里的最大值出现为1997年7月21日，最大值为76.0℃；极端最低地面温度值里的最低值出现为2008年2月4日，最低值为-30.6℃，其最大、最低值相差106.6℃。

图2 英吉沙县1961-2020年极端最低地面温度、极端最高地面温度的变化

3.结论

3.11964 -2020年英吉沙县年平均0cm地温随着年际变化呈显著上升趋势，其倾向率为0.33℃/10a；英吉沙县年平均0cm地温从20世纪80年代中期开始明显升高，80年代中期以后出现偏暖年年份明显多于80年代中期以前，57年来出现偏暖年的年份有25年，其中1985年以前仅出现4年（1980-1983），1985年以后出现21年（1988-1995、1997-2009）。

3.2 近57年，各季节的增暖进程存在明显差异，春、夏季平均0cm地温上升趋势显著，对全年平均0cm地温增温趋势的贡献大，其增温速率相近，冬、秋季平均0cm地温呈缓慢的下降趋势；20世纪60年代至70年代全年和各季节0cm地温平均值距平均为负值，从80年代开始0cm地温开始偏高。20世纪80年代各季节和年代平均0cm地温则比20世纪70年代升温1.0～2.4℃；则比20世纪60年代升温1.3～4.4℃； （2011-2020年）各季节和年代平均0cm地温则比22001-2010年）降温1.3～4.3℃。

3.3 极端最高地面温度、极端最低地面温度均呈显著的升高趋势，近57a以来极端最高地面温度为76.0℃；极端最低地面温度为-30.6℃，其最大、最低值相差106.6℃。