項城市氣溫條件對農業的影響分析

龔局

摘 要：本文利用項城市氣象站所測得的1971年1月1日至2010年12月31日的日平均溫度資料，運用5d滑動平均法、線性趨勢法、Mann-Kendall非參數檢驗法以及小波分析等方法，對項城市氣溫資源特征進行了分析，主要得出以下結論：項城市年平均氣溫總體上是呈增暖的趨勢，在1992年出現突變，具有3種尺度的周期;穩定通過5℃的初、終日均有提前，初終間日數上升，穩定通過10℃的初日提前，終日稍有推后，初終間日數上升，穩定通過15℃的初日提前，終日稍有推后，初終間日數上升，穩定通過20℃的初、終日均有提前，初終間日數上升;各溫度積溫均有上升的趨勢。

關鍵詞：氣溫 項城市 特征分析 M-K檢驗

近百年來，全球氣候變化最突出的特征是氣候的顯著變暖，中國變暖趨勢與全球變暖的趨勢大體一致。中國的氣溫在近百年來上升了0.5℃～0.8℃，同時表現出明顯的年代際特征，20世紀60年代為弱下降趨勢，1970—1980年為緩慢增暖趨勢，20世紀80年代后期則出現顯著增暖。

本文主要采用五日滑動平均法、線性趨勢法、Mann-Kendall非參數檢驗法等對項城市氣溫變化特征進行了分析。

一、資料與概況

本文所用的氣溫資料，來自項城市氣象站，包含1971年1月1日至2010年12月31日所有資料。

項城市地處河南省東南部，屬暖濕性季風氣候，歷年平均氣溫為14.7℃，7月份最熱，累年平均氣溫為27.5℃;1月份最冷，累年平均氣溫為0.5℃。

二、熱量資源分析

（一）氣溫的年內變化特征

極端氣溫是反映的當地氣溫變化的劇烈程度，它包括了極端最高氣溫和極端最低氣溫。根據1971年至2010年項城市氣象站氣溫資料數據統計，得出項城市每月的氣溫數據變化分析（圖1），1971年至2010年間項城市月平均氣溫7月份最高，達到了27.4℃，1月份最低，僅為1.1℃。由此可見，項城市全年溫差較大，夏季炎熱，冬季寒冷。

其中，項城市在2001年7月9日出現34.4℃的高溫，為歷年來最高;最低氣溫出現在1990年1月31日，達到-8.8℃。

（二）年平均氣溫的年際變化

1971—2010年，項城市氣象站氣溫資料統計表明：年平均氣溫為15.2℃，其中最高年平均氣溫出現在2006年，為16.3℃，而最低年平均氣溫出現在1984年，僅為14.2℃。年平均氣溫總體上是呈增暖的趨勢，且增幅較為顯著，平均每十年間增加0.29℃，即氣候傾向率為0.29d/10a。

（三）年平均氣溫的M-K檢驗

M-K法是一種非參數統計檢驗方法。根據UF曲線（圖2），可以看出在20世紀70年代初至20世紀90年代初這段時間內，項城市的年平均氣溫一直處于一個波動起伏的狀態，在20世紀90年代初至今，項城市的年平均氣溫總體上是呈現上升趨勢的，而且自1993年以來，這種上升的趨勢明顯;根據UF曲線和UB曲線交點的位置，可以確定1971年至2010年項城市年平均氣溫在20世紀90年代初期存在突變上升的現象，具體是在1992年開始的。

（四）界限溫度

運用5日滑動平均法對1971—2018年平均氣溫資料進行統計，獲取通過某界限溫度的日期，作為該界限溫度的初日。同理，獲得該界限溫度的終日。

1.日平均溫度穩定通過5℃初終日

穩定大于5℃的時期為越冬作物生長活動期以及早春喜涼作物的播種期，多數樹木開始生長，其終日表示作物生長出現減緩，葉子變黃等。日平均溫度穩定通過5℃的初終日期大致與喜涼作物的生長發育期所要求溫度相當，所以5℃初終日期間持續天數可作為衡量喜涼作物的生長期長短指標。

河南省項城市穩定通過5℃的平均初日為2月19日，歷年來出現的日期相差較大，在1月4日（2002年）以及3月16日（1971年）之間變化。總體上來看，初日時間有較大程度的提前，平均每10年提前了5.5天。

穩定通過5℃的平均終日為12月6日，歷年來波動幅度較大，在11月13日（2009年）到12月20日（2004年）之間變化，但總體上來看平均終日變化不大，略有提前，平均每10年僅提前0.6天。

1971年至2010年河南省項城市穩定通過5℃的初終日期間平均天數為290天，總體上呈延長趨勢，即冬作物或早春作物的生長期延長，平均每10年增加了4.9天。

2.日平均溫度穩定通過10℃初終日

穩定大于10℃的時期為越冬作物生長活躍期和春季喜溫作物開始播種和生長的臨界溫度，其終日表示喜涼作物的光合作用明顯減弱，同時喜溫作物停止生長，所以10℃初終日期間持續天數一般也稱之為喜溫作物生長期。

河南省項城市穩定通過10℃的平均初日為3月20日，最早為2月16日（2004年），最晚為4月7日（1972與1987年）。從歷年的變化來看，初日有較為明顯的提前，總體上平均每10年提前1.6天。

項城市穩定通過10℃的平均終日為11月14日，最早為11月4日（1981年），最晚為11月27日（1980年與2001年）。自1971年至2010年間稍有推后，但不是很明顯，總體上看平均每10年僅推后0.1天，可忽略不計。

1971—2010年，河南省項城市穩定通過10℃的初終日期間平均天數為239天，總體上呈延長趨勢，平均每10年增加了3.7天。

3.日平均溫度穩定通過20℃初終日

穩定大于20℃的時期是喜溫作物旺盛生長期和熱帶作物開始生長時期，其初日是水稻分蘗迅速增長開始期，終日是耐寒的晚稻安全齊穗大秋作物灌漿的下限日期，對水稻抽穗開花開始有影響，常常導致出現空殼，同時也是喜溫作物光合作用最適宜溫度的下限。20℃初終日期間持續天數一般也稱之為熱帶作物生長期，也是雙季稻生長的季節。

項城市穩定通過20℃的平均初日為5月11日，最早為4月26日（2005年），最晚為5月29日（1973年）。總體上來看，初日時間有一定程度的提前，平均每10年提前了2.0天。

穩定通過20℃的平均終日為9月28日，各年出現的時間相差甚遠，最早出現在9月10日（2009年），最晚出現在10月19日（2002年），相差了一個月以上，但總體上來看平均終日變化并不明顯，幾乎可以忽略不計，平均每10年僅提前0.1天。

1971—2010年，河南省項城市穩定通過20℃的初終日期間平均天數為140天，總體上呈延長趨勢，平均每10年增加了1.9天。

三、結論

本文利用1971年至2010年河南省項城市氣象站所測得的資料，對項城市歷年來熱量資源進行了趨勢分析和突變分析，得出如下結論。

第一，項城市歷年平均氣溫為15.2℃，并且有明顯的增暖趨勢，平均每10年增加0.29℃，這種增暖的趨勢在1992年出現突變，并在1998年左右開始變得更為顯著，項城市月平均氣溫7月份為最高，1月份為最低，歷年最高日均溫達到34.4℃，最低達到-8.8℃。

第二，項城市穩定通過0℃的初、終日期以及初終間日數歷年來差別不大;穩定通過5℃的平均初日為2月19日，并且有較為顯著的提前趨勢，穩定通過5℃的平均終日12月6日，稍有提前的趨勢，初終間日數平均為290天，總體上每10年增加4.9天。

第三，穩定通過10℃的平均初日為3月20日，有提前的趨勢，平均終日為11月14日，總體上看變化趨勢不明顯，初終間日數平均為239天，每10年增加3.7天;

第四，穩定通過15℃的平均初日為4月14日，有較為顯著的提前趨勢，平均終日為10月23日，稍有推后趨勢，初終間日數平均為192天，每10年增加3.1天;

第五，穩定通過20℃的平均初日為5月11日，歷年來有一定程度的提前，平均終日為9月28日，歷年來變化不大，初終間日數平均為140天，每10年增加1.9天。

參考文獻

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