張 偉 羅植榮 易 永 黃安鳳 肖 健
(懷化市氣象局,湖南懷化 418000)
二十四節氣起源于黃河流域,歷史久遠,是全國各地安排農業生產的重要參考,在指導湖南省懷化市農業生產方面發揮著重大作用。但在氣候變暖的背景下,二十四節氣的適用性也發生了變化。比如早春到初夏季節提前,夏末到初冬的季節推遲,暖冬成為新常態,動植物物候期發生較大變動。懷化地處亞熱帶山區,地形狹長,南北緯度差異大,氣候復雜,各類農業生產季節安排不合理導致農業生產損失常有發生,因此非常有必要對節氣氣候特征進行分析,搞清楚各節氣氣候變化規律,為懷化市農業生產趨利避害、充分利用氣候資源提供有力保障。
根據懷化地區1960-2019年節氣日期,統計出11個國家氣象地面臺站各個節氣之間的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時數和降水量,求算平均值,并求算出80%保證率的平均氣溫值。利用五日滑動平均方法求算出各年穩定通過5、10、15、20℃等節點的氣溫始終日,求算出平均穩定始終日日期和80%保證率的始終日日期。
節氣日期資料查詢自萬年歷,氣候資料為1960-2019年59年懷化地區11個國家地面氣象逐日氣象資料。
3.1 節氣氣溫特征變化規律從平均氣溫來看,各站冬季小雪到驚蟄期間平均氣溫低于≤10℃,其中小寒到立春期間氣溫最低,為5℃左右,驚蟄后上升到10℃以上,立夏后節氣平均氣溫上升到20℃,夏至到白露期間平均氣溫在25℃以上,小暑到處暑期間平均氣溫最高,寒露后平均氣溫下降到20℃以下。節氣氣溫特征變化存在一定地理分布特征,辰溪-麻陽-洪江一帶四季平均氣溫始終偏高,而南部地區在冬春季氣溫較高,沅陵-溆浦-新晃-芷江-懷化一帶四季氣溫相對低一些。相同節氣的平均氣溫比80%保證率平均氣溫低1℃~2℃,相同節點氣溫基本要推遲一個節氣。
從平均最高氣溫來看,驚蟄后節氣平均最高氣溫上升到15℃以上,清明后上升到20℃以上,立夏后上升到25℃以上,夏至到白露期間平均日最高氣溫基本在30℃以上,寒露后平均最高氣溫降到25℃以下,立冬后降到20℃以下,小雪后下降到15℃以下,小寒到立春期間維持在10℃以下。
從最低氣溫來看,冬季大雪到雨水期間平均最低氣溫基本在5℃以下,其中小寒到立春期間平均最低氣溫最低(低于3℃),清明后穩定上升到10℃以上,谷雨后上升到15℃,芒種后上升到20℃,白露后下降到20℃以下,立冬后下降到10℃以下。
3.2 節點氣溫穩定始終日與節氣分析從平均穩定始日來看,5℃穩定始日大多在雨水稍過,2月20日左右,麻陽略偏早。10℃始日大多在剛過春分,3月22日左右。15℃始日大多臨近谷雨,4月17日左右。20℃始日多在小滿前后,5月20日左右。
從80%安全保證率始日來看,5℃穩定始日出現在驚蟄之前,3月2日左右。10℃始日出現在清明之前,3月30日左右。15℃始日出現在谷雨立夏之間,4月27日左右。20℃始日出現在小滿之后芒種之前,5月26日左右。平均穩定始日和80%安全保證率始日提前6~10 d。
從平均穩定終日來看,20℃穩定終日出現在秋分之后,9月27日左右。15℃終日出現在霜降,10月24日左右。10℃終日發生在小雪,11月21日左右。5℃終日發生在大雪和冬至之間,12月14日左右。
從80%安全保證率來看,20℃穩定終日出現在秋分之前,9月19日左右。15℃終日出現在寒露霜降之間,10月17日左右。10℃終日發生在立冬小雪之間,11月13日左右。5℃終日發生在大雪,12月6日左右。各個節點平均穩定終日比80%安全保證率穩定終日推遲7 d左右。若考慮80%安全保證率,則始日延后約7 d,終日提前約7 d。
3.3 日照時數節氣特征變化規律冬季小寒到驚蟄期間日均日照時數最少,日均不足2 h。隨后日照時數逐漸增多,清明到谷雨期間日均日照時數3 h以上,谷雨到夏至期間日均約為4 h,大暑到立秋期間日均日照時數最多可達8 h以上,而后日照逐漸減少,值得注意的是,寒露到霜降期間日照異常減少,較前后節氣偏少,其原因值得研究。
3.4 降水量節氣特征變化規律各站小雪后至立春前各節氣降水小于30 mm,其后雨水逐漸增多,谷雨到大暑期間降水較多,每個節氣降水80 mm以上,而后降水逐漸減少。但值得注意的是,部分地區白露到秋分期間有降水異常減少現象,值得研究。
3.5 節氣氣候年際變化特征分析將懷化市劃分為北部、中部、南部三個部分,分別以沅陵、懷化、通道為代表站,分析各節氣氣溫、降水、日照時數,求算出各項與年際相關系數,用以分析節氣氣候年際變化規律。
整體而言,懷化市氣溫總體呈現上升趨勢,其中沅陵、懷化各有22個節氣氣溫隨年際呈上升趨勢,僅小滿到芒種期間、處暑到白露期間為弱負相關。通道縣所有節氣氣溫都隨年際變化呈上升趨勢,有7個節氣顯著上升。懷化地區氣溫顯著上升主要集中在雨水到立夏階段、白露到立冬階段。
節氣降水年際變化規律則較復雜,其北中部的懷化、沅陵降水呈增多和減少趨勢的節氣個數基本相同,但南部通道有16個節氣的降水隨年份呈增多趨勢,南部降雨增多趨勢明顯。北部的沅陵各節氣降水年際變化沒有明顯趨勢。中部懷化地區雨水到驚蟄期間降雨呈顯著增加趨勢,但清明到谷雨期間呈顯著下降趨勢。通道的雨水到驚蟄期間、小寒到大寒期間呈顯著增加趨勢。值得注意的是,清明到立夏期間降水呈一致的負相關關系,此時正值中稻播種育秧期,春旱風險有增加趨勢。
就日照而言,北部、中部、南部有15個節氣日照時數隨年際變化呈減少趨勢,其中小滿到芒種、小暑到大暑、立秋到白露期間都呈顯著減少變化趨勢,沒有一個節氣呈顯著增加趨勢。同時,小滿到秋分期間整個作物旺盛生長季的日照是呈一致下降趨勢的,可能會導致懷化市光合潛能下降,因此在生產過程中如何提高光合潛力是當地農業需要解決的問題。
懷化市總體氣溫呈上升趨勢,降雨相對穩定但春旱風險增加,日照尤其是生長旺季日照呈較明顯的下降趨勢,這是該地區農業生產未來可能面對的主要氣象問題。
從氣溫安全角度考慮,當地一季稻播種應安排在谷雨前后,一季稻移栽安排在小滿以后;移栽油菜播種最好在秋分之前,利用適宜溫度發芽出苗,霜降前后完成油菜移栽,便于幼苗成活、形成壯苗,當冬至到立春期間日均氣溫低于5℃時,油菜生長基本停滯。