貴州玉屏四季氣候季節的劃分及特征分析

吳麗華，楊 明，李小蘭，羅俊袆，何 為

(1.貴州省玉屏侗族自治縣氣象局，貴州 玉屏 554000；2.貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300)

1 引言

我國季節劃分通常有天文、氣象、節氣、農歷、物候、候溫多種方法。目前，一般在開展氣候監測、業務服務上，通常采用氣象劃分法：即3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—次年2月為冬季。這種方法簡單，但與各地的農業生產實際應用存在著差異。玉屏縣位于貴州省東部，地處云貴高原向湘西丘陵傾斜的過渡地帶上，屬亞熱帶季風濕潤氣候。為客觀科學地劃分玉屏四季，分析氣候季節出現的早晚、持續時間等變化特征，對做好氣候監測、預測，公眾氣象服務，作物引種及充分挖掘和開發利用農業氣候資源都具有十分重要的意義和應用價值。本文以玉屏縣氣象觀測資料為基礎，根據《氣候季節劃分》方法，對玉屏縣四季進行氣候季節劃分并分析其特征。

2 資料和研究方法

2.1 資料

資料來源為貴州省氣象信息中心審核過的玉屏國家地面氣象觀測站1961—2016年逐日平均氣溫資料。

2.2 研究方法

①氣候季節劃分法

《氣候季節劃分》(QX/T15-2012)(中國氣象行業標準，簡稱氣象行標)[1]規定：春季為日平均氣溫或滑動平均氣溫≥10 ℃且<22 ℃，夏季為日平均氣溫或滑動平均氣溫≥22 ℃，秋季為日平均氣溫或滑動平均氣溫<22 ℃且≥10 ℃，冬季為日平均氣溫或滑動平均氣溫<10 ℃。

②確定常年四季起始日期及長度

對1981—2010年的各日平均氣溫序列進行30 a平均,得到常年氣溫序列，再按《氣候季節劃分》標準，來確定常年四季起始日期及長度。

③確定逐年四季起始日期及長度

按《氣候季節劃分》第5條款“當年氣候季節界定方法”對逐年日平均氣溫進行5日滑動平均，來確定逐年四季起始日期及長度。

④趨勢變化及顯著性檢驗。采用最小二乘法對四季起始日期及長度進行線性趨勢擬合，分別以0.1、0.05、0.01表示趨勢性較顯著、顯著、極顯著[2-8]。

⑤采用累計距平法、信噪比法，分析逐年四季氣候趨勢變化是否發生突變[9]。

3 結果分析

3.1 常年四季起始日期及長度特征

玉屏縣常年四季起始日期：入春3月5日，入夏5月23日，入秋9月22日，入冬11月28日；常年四季長度，春季79 d，夏季122 d，秋季67 d，冬季97 d；夏季最長，秋季最短。

3.2 逐年四季起始日期、四季長度變化趨勢及突變特征

玉屏縣四季起始日期趨勢變化如圖1。由圖1可知：56 a來玉屏縣春季起始日期呈提前趨勢，氣候傾向率為-1.5 d/10 a，通過了0.05顯著性水平檢驗,秋季起始日期呈略推后趨勢，氣候傾向率為0.9 d/10 a，沒有通過0.1較顯著性水平檢驗。夏季、冬季起始日期趨勢變化不明顯。

玉屏縣四季長度趨勢變化如圖2。由圖2可知：玉屏縣春季長度呈增加趨勢，氣候傾向率為1.7 d/10 a，通過0.1較顯著性水平檢驗，冬季長度呈減少趨勢，氣候傾向率為-2.3 d/10 a，通過了0.05顯著性水平檢驗。夏季和秋季長度均無明顯變化。

玉屏縣各年代四季起始日期及長度如表1，由表1可知：玉屏春季起始日期及長度均在20世紀90年代前后出現了轉折，起始日期在90年代之后比90年代之前提前了6 d，春季長度在90年代之后比90年代之前增加了8 d；夏季、秋季起始日期及長度無明顯轉折；冬季起始日期在90年代之后比90年代之前推后了2 d，長度減少了7 d。分析發現，春季長度增加、冬季長度減少，主要為春季起始日期提前所致。

通過累計距平法、信噪比法進一步分析可知：玉屏縣春季起始日期及長度分別在1985—1986年和1990—1991年出現了轉折，但轉折前后10 a的信噪比S/N分別為0.61和0.48，均小于1.0(計算略)，由此可判斷，玉屏春季起始日期及長度在1985—1986年和1990—1991年雖然發生了轉折但是并沒有發生氣候突變。

圖1 玉屏縣1961—2016年四季起始日期趨勢變化圖(縱坐標為起始日期，……為線性趨勢，——為9 a平滑曲線，(a):春季,(b):夏季,(c):秋季,(d):冬季)Fig.1 Trend change of the start date of four seasons from 1961 to 2016 in Yuping county(the ordinate is the start date,……Is linear trend, ——is a 9 year smooth curve, (a):spring, (b): summer,(c): autumn, (d): winter)

圖2 玉屏縣1961—2016年四季長度趨勢變化圖(縱坐標為季節長度，……為線性趨勢，——為9 a平滑曲線，(a)：春季,(b)：夏季，(c)：秋季，(d)：冬季)Fig.2 The change of the four seasons' length in yuping county from 1961 to 2016(the ordinate is the length of the season, …… is linear trend,——is a 9 year smooth curve, (a): spring, (b): summer, (c): autumn, (d): winter)

年代起始時間(月-日)春季夏季秋季冬季四季長度/d春季夏季秋季冬季1961—19703-85-209-2211-2573122671031971—19803-115-239-1711-2873126631031981—19903-95-199-2011-297112470100平均3-95-219-2011-2772 124 67 102 1991—20003-15-209-2111-2980 125 68 92 2001—20103-55-219-2412-0177 126 68 94 2011—20163-35-249-2111-2782 120 67 98 平均3-35-229-2211-2980 124 68 95

3.3 玉屏縣四季起始日期異常特征分析

玉屏縣四季起始日期最早(晚)日期如表2。由表2可知：56 a來玉屏縣入春最早出現在2月22日(2010年、2011年)，比常年偏早2候，最晚出現在4月2日(1976年)，比常年偏晚5候多；入夏最早出現在5月7日(1990年)，比常年偏早3候，最晚出現在6月7日(1981年、2012年)，比常年偏晚3候；入秋最早出現在9月6日(1965年)，比常年偏早3候多，最晚出現在10月8日(2009年)，比常年偏晚3候多；入冬最早出現在11月11日(1976年)，比常年偏早3候多，最晚出現在12月22日(1977年)，比常年偏晚6候。

表2 玉屏縣四季起始日期統計表 (月-日)Tab.2 Statistical table of the start date of four seasons in Yuping county (month/day)

定義四季起始日期比常年偏早(晚)連續2候及以上，為四季起始日期異常年份。按此方法對逐年四季起始日期的異常年份進行統計如表3。由表3可知；玉屏縣春季起始日期異常偏早或偏晚分別達到了5 a和8 a，發生的概率為9%和14%；夏季起始日期異常偏早或偏晚分別達到了10 a和5 a，發生的概率為18%和9%；秋季起始日期異常偏早或偏晚分別達到了12 a和6 a，發生的概率為21%和11%；冬季起始日期異常偏早或偏晚分別達到了4 a和10 a，發生的概率為7%和18%。由此可見，玉屏縣四季起始日期的年際變幅大。

表3 玉屏縣四季起始日期異常偏早(或偏晚)年份及年數統計Tab.3 Yuping county four seasons start date abnormal early (or late) years and years statistics

統計中還發現，按氣象行標法(含二次判定)確定了玉屏縣四季起始日期后，仍有低于季節指標的連續候時段出現，如1996年是3月1日入春，可是在3月18日—4月5日滑動氣溫卻低于10 ℃，又如2009年是5月10日入夏，可是在5月19日—6月4日滑動氣溫卻低于22 ℃。由表4可知：入春后，滑動氣溫低于季節指標時段≥1候出現了23 a概率為41%，≥2候出現了6 a，≥3候出現了1 a；入夏后，滑動氣溫低于季節指標時段≥1候出現了6 a概率為11%，≥2候出現了4 a，≥3候的年份2 a；入秋后，滑動氣溫低于季節指標時段≥1候出現了6 a概率為11%，未出現≥2候的年份；入冬后，滑動氣溫低于季節指標時段≥1候出現了5 a概率為6%，≥2候出現了2 a，未出現≥3候的年份。由此可見，玉屏四季開始后，出現低于季節指標時段≥1候的年份較多，尤其是春季達23 a概率41%，表明玉屏縣春季開始后出現倒春寒天氣的概率很大。

表4 玉屏縣四季開始后低于季節指標連續候的年數統計Tab.4 The number of years after the beginning of four seasons in yuping county is lower than the seasonal index

3.4 氣象行標法與穩定通過法的四季起始日期及長度比較

按中國氣象局[10]規定全國各氣象臺站計算界限溫度起止日期采用5日滑動平均法，此方法適用于確定某一年穩定通過界限溫度的起始日期：即按5日滑動平均值選取的≥某界限溫度的5日滑動平均值，其后的5日滑動平均值不再低于該界限溫度，然后從此序列中的第1個5日滑動平均值的5 d中，選取第1日平均氣溫≥該界限溫度的日期，則此日期為穩定通過該界限溫度的起始日期；同理，選取最后1個≥該界限溫度的5日滑動平均值，從組成該5日滑動平均溫度的5 d中，選取最后一個日平均溫度≥該界限溫度的日期，則此日期為穩定通過該界限溫度的終止日期。將各年某界限溫度起始日期、持續天數進行平均而得到的平均起始日期、持續天數作為四季起始日期及長度，定義為穩定通過法。該方法與行標法差異在于：穩定通過后的界限溫度平均值，其后不再有低于該界限溫度的平均值出現，而行標法按某界限溫度統計后，仍有低于某界限溫度的時段出現，這在3.3節已有統計。相同之處則均是以≥10 ℃(<10 ℃)、≥22 ℃(<22 ℃)來確定春、夏、秋、冬四季起始日期及長度。按穩定通過法統計得到四季起始日期、季節長度如表5。從表5可以看出：氣象行標法與穩定通過法比，在起始日期上春季、夏季偏早19 d和14 d，秋季、冬季偏晚7 d；在季節長度上春季、夏季偏多6 d和20 d，秋季一致，冬季偏少26 d，由此可以看出，氣象行標法對玉屏縣的四季劃分更能滿足于農業生產的需要。

表5 玉屏縣行標法與穩定通過法四季起始日期及長度Tab.5 The start date and length of four seasons in Yuping county

4 小結

①玉屏縣常年四季起始日期：入春3月5日，入夏5月23日，入秋9月22日，入冬11月28日；常年四季長度，春季79 d，夏季122 d，秋季67 d，冬季97 d；夏季最長，秋季最短。

②玉屏縣春季起始日期呈提前趨勢，氣候傾向率為-1.5 d/10 a，長度呈增加趨勢，氣候傾向率1.7 d/10 a，起始日期及長度均在20世紀90年代前后出現了轉折，但沒有發生氣候突變。夏季起始日期及長度趨勢變化不明顯。秋季起始日期呈推后趨勢，氣候傾向率為0.9 d/10 a，長度趨勢變化不明顯。冬季起始日期趨勢變化不明顯，長度卻呈減少趨勢，氣候傾向率為-2.3 d/10 a。春季長度增加、冬季長度減少主要為春季起始日期提前所致。

③玉屏縣四季起始日期的年際變幅較大，起始日期比常年偏早(晚)連續2候以上的異常年份，春季為23%，夏季為27%，秋季為32%，冬季為25%。

④玉屏縣春季開始后出現低于季節指標≥1候的概率達41%，表明玉屏縣春季出現倒春寒天氣的概率很大。

⑤比較氣象行標法與穩定通過法的四季起始日期及長度，氣象行標法對玉屏縣的四季劃分更能滿足于農業生產的需要。