1964-2020年新疆英吉沙縣0cm地溫變化特征分析

吾斯?jié)M江·哈斯木

(新疆維吾爾自治區(qū)英吉沙縣氣象局，新疆 喀什 844500)

近年來，人們在關注氣溫變化的同時，也在關注地溫的變化。地溫和氣溫可以表征氣候變化的方向和幅度，是研究氣候系統(tǒng)的重要指標。地溫是一個重要的土壤物理性質(zhì)，也是一個重要的農(nóng)業(yè)氣象參數(shù)，它影響著土壤中一系列的物理、化學和生物化學過程，地溫是植物生長的重要環(huán)境因子之一，地溫的高低影響著植物根系對水分和礦物營養(yǎng)的吸收、運轉(zhuǎn)和貯存，從而影響植物的生長發(fā)育和安全越冬。在氣候變暖背景下，探討淺層地溫變化規(guī)律，以期為正確認識該區(qū)氣候變化特征和指導農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)提供科學依據(jù)。因此，本文擬選取英吉沙縣1964-2020年逐日0cm地溫，分析近57a英吉沙縣0cm地溫變化特，對趨利避害合理利用氣候資源，調(diào)整農(nóng)業(yè)結構和種植制度、減輕自然變化對農(nóng)業(yè)的影響具有重要的現(xiàn)實意義。

1.資料及分析方法

1.1 資料

選取英吉沙縣1964-2020年逐日0cm地溫、極端最高地面溫度、極端最低地面溫度等地溫觀測資料.按12至翌年2月為冬季，3-5月為春季，6-8月為夏季，9-11月為秋季生成逐季序列。此外，對年、季、月平均0cm地溫作算術平均，得到平均0cm地溫序列。

1.2 方法

平均0cm地溫的氣候傾向率采用一次線性方程表示，即：

式中，T為平均0cm地溫；t為年份；0a為常數(shù)項；1a為線性趨勢項，1a×10表示平均0cm地溫的氣候傾向率。

2.結果與分析

2.1 年平均0cm地溫的年際變化

從1964-2020年英吉沙縣年平均0cm地溫變化趨勢（圖1）可以看出，57年平均值為15.7℃;年平均0cm地溫的最低值為12.5℃，出現(xiàn)在1964年，年平均0cm地溫的最高值為18.4℃，出現(xiàn)在2007年，最高值比最低值偏高5.9℃。從20世紀80年代中期開始0cm地溫明顯升高，80年代中期以后出現(xiàn)偏暖年份明顯多于80年代中期以前，57年來出現(xiàn)偏暖年的年份有25年，其中1985年以前僅出現(xiàn)4年（1980-1983），1985年以后出現(xiàn)21年（1988-1995、1997-2009）。由線性回歸方程可知，英吉沙縣年平均0cm地溫隨著年際變化呈顯著上升趨勢，其傾向率為0.33℃/10a。

圖1 1964-2020年英吉沙縣年平均0cm地溫變化

2.2 全年和各季節(jié)平均0cm地溫的年代際變化

從10年尺度的平均值變化來看（表1），20世紀60年代至70年代全年和各季節(jié)0cm地溫平均值距平均為負值，從80年代開始0cm地溫開始偏高。20世紀80年代各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比20世紀70年代升溫1.0～2.4℃；20世紀80年代各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比20世紀60年代升溫1.3～4.4℃； 20世紀80年代、90年代、（2001-2010年）全年和各季節(jié)0cm地溫為正距平，2010年代全年和冬季、春季、秋季0cm地溫為負距平，夏季為正距平。20世紀90年代春、夏、秋季和年代平均0cm地溫則比20世紀80年代升溫0.9～1.6℃，冬季降溫0.4℃；（2001-2010年）冬、春季和年代平均0cm地溫則比20世紀90年代升溫0.9～1.6℃，夏季降溫0.8℃，秋季持平；2010年代（2011-2020年）各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比（2001-2010年）降溫1.3～4.3℃。利用逐月平均0cm地溫資料計算出英吉沙縣歷年的春、夏、秋、冬季平均0cm地溫，從而得到季平均0cm地溫變化趨勢。近57年，各季節(jié)的增暖進程存在明顯差異，春、夏季平均0cm地溫上升趨勢顯著，對全年平均0cm地溫增溫趨勢的貢獻大，其增溫速率相近，分別為0.71℃/10a、0.79℃/10a，冬、秋季平均0cm地溫呈緩慢的下降趨勢，其傾向率分別為-0.09℃/10a、-0.01℃/10a。總體來說，近57年來，英吉沙縣各年代和春、夏季0cm地溫整體上呈升高趨勢。冬、秋季平均0cm地溫呈下降趨勢。

表1 英吉沙縣1961-2020年不同年代際和季節(jié)0cm地溫平均值與距平

2.3 地面溫度極值的變化

從極端最高地面溫度、極端最低地面溫度的變化圖(2)可見，極端最高地面溫度從20世紀60年代初期到70年代中期上升趨勢，從70年代中期到90年代初期較明顯下降趨勢，從 90年代初期迅速上升；極端最低地面溫度從60年代初期到70年代初期逐漸下降趨勢，從70年代初期到80年代中期較明顯升高趨勢，從80年代中期到90年代初期下降趨勢，從90年代開始逐漸升高。

極端最高地面溫度、極端最低地面溫度均呈顯著的升高趨勢，線性擬合的增長率分別為0.82℃／10a 和0.91℃／10a；近57a以來極端最高地面溫度值里的最大值出現(xiàn)為1997年7月21日，最大值為76.0℃；極端最低地面溫度值里的最低值出現(xiàn)為2008年2月4日，最低值為-30.6℃，其最大、最低值相差106.6℃。

圖2 英吉沙縣1961-2020年極端最低地面溫度、極端最高地面溫度的變化

3.結論

3.11964 -2020年英吉沙縣年平均0cm地溫隨著年際變化呈顯著上升趨勢，其傾向率為0.33℃/10a；英吉沙縣年平均0cm地溫從20世紀80年代中期開始明顯升高，80年代中期以后出現(xiàn)偏暖年年份明顯多于80年代中期以前，57年來出現(xiàn)偏暖年的年份有25年，其中1985年以前僅出現(xiàn)4年（1980-1983），1985年以后出現(xiàn)21年（1988-1995、1997-2009）。

3.2 近57年，各季節(jié)的增暖進程存在明顯差異，春、夏季平均0cm地溫上升趨勢顯著，對全年平均0cm地溫增溫趨勢的貢獻大，其增溫速率相近，冬、秋季平均0cm地溫呈緩慢的下降趨勢；20世紀60年代至70年代全年和各季節(jié)0cm地溫平均值距平均為負值，從80年代開始0cm地溫開始偏高。20世紀80年代各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比20世紀70年代升溫1.0～2.4℃；則比20世紀60年代升溫1.3～4.4℃； （2011-2020年）各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比22001-2010年）降溫1.3～4.3℃。

3.3 極端最高地面溫度、極端最低地面溫度均呈顯著的升高趨勢，近57a以來極端最高地面溫度為76.0℃；極端最低地面溫度為-30.6℃，其最大、最低值相差106.6℃。