都勻市近50年氣溫變化特征及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

羅 紅，李青建，龔雪鵬

(1.貴州省黔南州氣象局，貴州 都勻 558000；2.貴州省都勻市氣象局，貴州 都勻 558000；3.貴州省畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700)

氣溫是反映氣候變化的重要指標(biāo)，其在變化過程中會(huì)對(duì)人類日常生產(chǎn)生活、自然生態(tài)環(huán)境造成重大影響[1]。極端氣溫是重要的冷暖指標(biāo)，表現(xiàn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害是高溫酷暑和低溫凍害，這些災(zāi)害的出現(xiàn)不僅引發(fā)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，還會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育、病蟲害蔓延、農(nóng)作物品種分布、人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成不同程度的影響。近年來，因極端氣溫引發(fā)的極端天氣事件呈現(xiàn)逐年增多趨勢(shì)，也引起越來越多學(xué)者的關(guān)注，并采取不同方法和不同角度對(duì)極端氣溫進(jìn)行了大量研究。張新弟等[2]對(duì)千河流域氣溫趨勢(shì)差異、突變情況及未來變化進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，近36年來千河流域冷指數(shù)呈下降趨勢(shì)，暖指數(shù)呈上升趨勢(shì)，持續(xù)高溫和極端高溫出現(xiàn)的日數(shù)增多。吳丹等[3]研究表明，近49年來貴陽市花溪區(qū)的極端最高氣溫為弱下降趨勢(shì)，極端最低氣溫表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，極端氣溫差趨于緩和。周北平等[4]分析長(zhǎng)三角地區(qū)極端氣溫時(shí)空變化特征發(fā)現(xiàn)，近53年冷指數(shù)均呈上升趨勢(shì)，且通過了0.01的信度檢驗(yàn)，暖指數(shù)雖然呈上升趨勢(shì)，但是趨勢(shì)不明顯，只有暖晝指數(shù)和極端最高氣溫通過了0.05的信度檢驗(yàn)。

都勻市位于貴州東南部的黔南境內(nèi)，地處云貴高原東南部向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，境內(nèi)地勢(shì)西北高，東南低，平均海拔997 m，平均氣溫13.6～19.6℃，平均降雨量1 100～1 400 mm，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑、雨熱同季，屬典型的亞熱帶溫暖溫潤(rùn)的季風(fēng)氣候，有利于各種動(dòng)植物的繁衍生息。因全球氣候變暖的影響，都勻市境內(nèi)干旱、大風(fēng)、冰雹、暴雨等災(zāi)害性天氣頻繁出現(xiàn)，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活均造成了嚴(yán)重影響。目前，針對(duì)貴州極端氣溫的研究相對(duì)較多，并取得了大量研究成果，但針對(duì)都勻市的研究鮮見報(bào)道。為都勻市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣象服務(wù)及防災(zāi)減災(zāi)工作提供參考，對(duì)1970—2019年都勻市近50年的氣溫變化特征分析如下。

1 資料來源與分析方法

1.1 資料來源

都勻市1970—2019年逐年平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫資料，來源于都勻市國(guó)家觀測(cè)站。

1.2 分析方法

采用氣候傾向率、距平值等方法[5]，對(duì)近50年都勻市極端氣溫的氣候變化特征進(jìn)行分析。

1.2.1 線性傾向估計(jì) 用xi表示樣本量為n的某一氣候變量，用ti表示xi對(duì)應(yīng)的時(shí)間，建立xi與ti之間的一元線性回歸方程：

xi=a+bti=1，2，…，n

式中，b為回歸系數(shù)，表示氣候變量x的趨勢(shì)傾向。b的正負(fù)表示上升或下降速率。若b>0，說明x隨著t的增加而增加，反之亦然。

1.2.2 距平值 氣候要素值同多年平均值之間的偏差稱之為距平值，主要包括正距平與負(fù)距平，其中正距平比平均值高，負(fù)距平則比平均值低。距平值用于確定對(duì)某時(shí)段或某時(shí)次的數(shù)據(jù)，相較于該數(shù)據(jù)某個(gè)長(zhǎng)期平均值是高還是低。

2 結(jié)果與分析

2.1 都勻市氣溫年際變化特征

2.1.1 平均氣溫 都勻市1970—2019年年平均氣溫為16.0℃，平均氣溫的距平值在―1.7～1.1℃(圖1)，最高值出現(xiàn)在2003年，最低值出現(xiàn)在2012年。2006年前年平均氣溫距平主要以正距平為主，只有9年以負(fù)距平為主，占25%；2007年后年平均氣溫以負(fù)距平為主。結(jié)合距平值曲線，都勻市近50年的平均氣溫變化可劃分為3個(gè)階段：1970—2003年平均氣溫呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，2003—2012年呈快速下降趨勢(shì)，2012年后呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。總體看，都勻市近50年的平均氣溫整體呈下降趨勢(shì)。

圖1 1970—2019年都勻市的逐年平均氣溫距平值

2.1.2 極端最高氣溫 都勻市1970—2019年年極端最高氣溫的平均值為28.6℃，距平值在―2.5～1.2℃(圖2)，最高值出現(xiàn)在2003年，最低值出現(xiàn)在2012年。1986年以前都勻市大部分年份的極端最高氣溫在平均值以下，有10年的極端最高氣溫以負(fù)距平為主，占52.6%；1987—2006年有2年以負(fù)距平為主，大部分年份以正距平為主；2007年后除2019年外，其余年份的極端最高氣溫以負(fù)距平為主。結(jié)合距平值曲線，都勻市近50年的極端最高氣溫可劃分為3個(gè)階段：1970—1982年極端最高氣溫呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，1982—2001年呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，2010年后呈大幅度下降趨勢(shì)。

圖2 1970—2019年都勻市的逐年極端最高氣溫距平值

2.1.3 極端最低氣溫 都勻市1970—2019年多年極端最低氣溫平均為7.5℃，距平值在―1.4～1.1℃(圖3)，最大值出現(xiàn)在1998年和2001年，最低值出現(xiàn)在2010年。1973年發(fā)生一次氣溫突變，明顯比極端最低氣溫平均值高；1988年前極端最低氣溫有一定的起落，但總體沒有明顯的增溫趨勢(shì)，極端最低氣溫的距平值多在0℃以下，1990年后極端最低氣溫距平值有上升趨勢(shì)，但1996年極端最低氣溫距平值下降幅度較大，1997年后氣溫開始回升，到1998年極端最低氣溫距平值最低，總體極端最低氣溫距平值呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，增溫趨勢(shì)較為穩(wěn)定；2007—2019年，除2017年外，其余年份的極端最低氣溫距平值以負(fù)距平為主。

圖3 1970—2019年都勻市的逐年極端最低氣溫距平值

2.2 平均氣溫、極端高溫、極端低溫與時(shí)間變化關(guān)系

都勻市1970—2019年年平均氣溫以0.114℃/10a的速率減少(圖4)，年平均氣溫呈下降趨勢(shì)，R=―0.073，說明平均氣溫與時(shí)間呈中度負(fù)相關(guān)關(guān)系[6]，即年平均氣溫隨著時(shí)間的增加而減少。年極端最高氣溫以0.120℃/10a的速率下降，呈明顯下降趨勢(shì)，R=―0.044，說明年極端最高氣溫與時(shí)間呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系，即年極端最高氣溫隨著時(shí)間增加而減少。極端最低氣溫以0.013℃/10a的速率下降，呈下降趨勢(shì)，R=0.000，說明年極端最低氣溫與時(shí)間呈不顯著相關(guān)關(guān)系[7]，但隨著時(shí)間增加呈下降趨勢(shì)。

圖4 都勻市近50年的平均氣溫、極端高溫、極端低溫與時(shí)間變化關(guān)系

2.3 氣溫變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

都勻市的年平均氣溫、極端最高氣溫和極端最低氣溫均呈下降趨勢(shì)，溫度降低使熱量資源急劇縮減，影響作物的發(fā)芽，延長(zhǎng)作物生育期，不利于農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，農(nóng)作物極易遭受冷害，同時(shí)會(huì)對(duì)水稻、玉米等農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響，降低作物產(chǎn)量；極端低溫降低引發(fā)嚴(yán)重凍害，同樣不利于農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，農(nóng)作物極易遭受凍害，不利于如茶樹等農(nóng)作物越冬，導(dǎo)致品質(zhì)下降[8]。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

研究結(jié)果表明，1970—2019年近50年都勻市的年平均氣溫為16.0℃，距平值在―1.7～1.1℃，氣候傾向率為―0.114℃/10a，整體呈下降趨勢(shì)；年極端最高氣溫的平均值為28.4℃，距平值在―2.5～1.2℃，氣候傾向率為―0.121℃/10a，整體呈下降趨勢(shì)；年極端最低氣溫的平均值為7.5℃，距平值在―1.4～1.1℃，氣候傾向率為―0.013℃/10a，整體呈下降趨勢(shì)。年平均氣溫與時(shí)間呈中度負(fù)相關(guān)，年極端最高氣溫與時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)，年極端最低氣溫與時(shí)間呈微弱負(fù)相關(guān)。

3.2 建議

針對(duì)都勻市氣溫的變化趨勢(shì)及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能造成的危害，一是提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)保障工作，加強(qiáng)氣象知識(shí)宣傳，普及氣象服務(wù)信息及氣象災(zāi)害科普知識(shí)，加強(qiáng)氣溫監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)估工作，提高農(nóng)民抗凍防害意識(shí)。二是加強(qiáng)部門聯(lián)動(dòng)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)﹑林、煙草多部門加強(qiáng)天氣會(huì)商，尤其是極端高溫天氣發(fā)生時(shí)，第一時(shí)間將預(yù)警信息傳送至農(nóng)民手中，提高農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害的防控能力。三是加強(qiáng)溝通聯(lián)系方式，多手段發(fā)送預(yù)警信息，利用微信﹑QQ﹑短信﹑電話等提高氣象部門“直通式”為農(nóng)氣象服務(wù)的能力[9]。