景德鎮(zhèn)市不同天氣背景下的四季溫差特征分析

張翠珍，陳鮑發(fā)

(景德鎮(zhèn)市氣象局，333000，江西，景德鎮(zhèn))

0 引言

景德鎮(zhèn)地處贛東北，屬亞熱帶季風氣候，境內(nèi)光照充足，雨量充沛，溫和濕潤，四季分明。但由于在全球變暖氣候背景下，景德鎮(zhèn)市春、夏、秋、冬等四季氣溫特征變化明顯，原有的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)已不能客觀反映當前四季氣溫變化特征。而由于原有對四季的劃分多按月份進行簡單的區(qū)分，不能確切反映景德鎮(zhèn)市真實的四季變化情況，國內(nèi)也有多位專家利用不同的方法對四季進行劃分[1-5]。本文將利用2014—2018年5 a來景德鎮(zhèn)市氣象臺的觀測資料，采用5 d滑動平均氣溫等方法，統(tǒng)計分析景德鎮(zhèn)春、夏、秋、冬四季的氣溫變化特征，特別是四季的溫差特征，為最高氣溫、最低氣溫預(yù)報提供參考依據(jù)，也為城市規(guī)劃、氣候可行性論證等工作提供具體的數(shù)據(jù)支撐。

1 資料來源與技術(shù)方法

本文采用了2014年1月1日至2018年12月31日的景德鎮(zhèn)地面氣象探測資料及Micaps常規(guī)資料。

1.1 晴、雨、陰、多云的定義

根據(jù)近5 a的資料分析，日照時數(shù)大于3 h且無降水，定義為晴；日降水量大于1.0 mm且無日照時數(shù)，定義為雨；無日照時數(shù)且無降水，定義為陰；日照大于2 h，日降水量小于0.5 mm，定義為多云。

1.2 春、夏、秋、冬的分類

據(jù)國家規(guī)定，根據(jù)氣溫資料的分析，日平均氣溫大于22 ℃為夏天，日平均氣溫小于10 ℃為冬天，日平均氣溫在10～22 ℃之間可定義為春、秋天。采用計算向后5 d滑動平均氣溫值，并定義：若某天日平均氣溫超過10 ℃且該日以后的5 d滑動平均氣溫均高于10 ℃，并有升高趨勢，則該日為春季的開始；若某天日平均氣溫超過22 ℃且該日以后的5 d滑動平均氣溫均高于22 ℃，則該日為夏季的開始；若某天日平均氣溫從22 ℃以上降低至22 ℃以下，且該日5 d滑動平均氣溫低于22 ℃，則該日為秋季的開始；若某天日平均氣溫下降至10 ℃以下，且該日5 d滑動平均氣溫低于10 ℃，則該日為冬季的開始。

1.3 日平均氣溫與后5 d滑動平均氣溫的計算

1.3.1 日平均氣溫 日平均氣溫即為當天不同時次氣溫的平均值，氣象上以前1日20:00至當天20:00為自然日，根據(jù)最新氣溫觀測標準，日平均氣溫為當天02:00、08:00、14:00、20:00的4個時次氣溫的均值，即：

T平均=(T02+T08+T14+T20)/4

其中：T平均為當日的日平均氣溫，T02為當天02:00的氣溫，T08為當天08:00的氣溫，以此類推。

1.3.2 后5 d滑動平均氣溫 滑動平均法(moving average)也叫做移動平均法，是一種時間域思想上的信號光滑方法。算法思路為，將該點附近的采樣點做算數(shù)平均，作為這個點光滑后的值。由于氣溫由冬至夏逐漸上升，由夏至冬又逐漸上升，所以季節(jié)轉(zhuǎn)換是考量當天及之后的氣溫趨勢的穩(wěn)定性及延續(xù)性，所以采用后5 d滑動與當天氣溫共同確定季節(jié)轉(zhuǎn)換之日。后5 d滑動平均氣溫即為該天之后5 d平均氣溫的均值，計算公式如下：

Y(n)=(X(n+1)+X(n+2)+X(n+3)+X(n+4)+X(n+5))/5

式中：n為某日，Y(n)為某日的后5 d滑動平均氣溫，X(n+1)為某日后1 d的平均氣溫，X(n+2)為某日后2 d的平均氣溫，以此類推。

1.4 技術(shù)方法與路線

統(tǒng)計分析2014年1月1日至2018年12月31日景德鎮(zhèn)市國家站觀測的日平均氣溫、后5 d滑動平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、02:00、14:00氣溫、20:00—08:00降水、08:00—20:00降水、日降水量、日照時數(shù)、總云量等資料，先根據(jù)當天的平均氣溫及以后的5 d滑動平均氣溫確定每年的春、夏、秋、冬四季的起點、終點，然后根據(jù)日照時數(shù)、降水量確定逐日的陰、晴、雨、多云等天氣背景，最后統(tǒng)計不同天氣背景下的四季氣溫特點及溫差特征。

2 景德鎮(zhèn)市四季溫差特征分析

2.1 景德鎮(zhèn)市四季氣溫的氣候概況

采用平均氣溫及滑動平均氣溫方法統(tǒng)計景德鎮(zhèn)市2014—2018的逐日氣溫資料，根據(jù)春、夏、秋、冬的定義氣溫閾值，得到景德鎮(zhèn)市近5 a四季起始、結(jié)束日期、氣溫情況及持續(xù)天數(shù)(表1)。可以看到，景德鎮(zhèn)市平均于2月14日入春，春季平均氣溫為17.0 ℃，持續(xù)天數(shù)約為67 d；平均于4月27日入夏，夏季平均氣溫26.9 ℃，持續(xù)天數(shù)約為156 d；平均于10月7日入秋，秋季平均氣溫16.0 ℃，持續(xù)天數(shù)約為53 d；平均于11月25日入冬，冬季平均氣溫為7.9 ℃，持續(xù)日數(shù)為88 d。

表1 景德鎮(zhèn)四季起始日期、平均氣溫及持續(xù)天數(shù)

由此可見，景德鎮(zhèn)具備明顯的短春、秋，長冬、夏的特征，夏季最長，平均達156 d，即有5個多月處于夏季，而秋季最少，真正的秋天不到2個月，秋季的時間僅為夏季的1/3。

2.2 景德鎮(zhèn)不同天氣背景下的四季氣溫特征

2.2.1 春季 表2為統(tǒng)計得出的景德鎮(zhèn)春季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差：春季晴時，平均氣溫17.4 ℃，最高氣溫33.1 ℃，最低氣溫0.3 ℃,平均最高氣溫24.4 ℃，平均最低11.9 ℃，平均溫差12.5 ℃。

春季雨時，平均氣溫為16.4 ℃，最高氣溫為30.9 ℃，最低氣溫為2.4 ℃，平均最高氣溫19.7 ℃，平均最低14.3 ℃，平均溫差5.4 ℃。

春季陰時，平均氣溫為17.7 ℃，最高氣溫28.2 ℃，最低氣溫7.4 ℃,平均最高氣溫21.5 ℃，平均最低14.9 ℃，平均溫差6.6 ℃。

春季多云時，平均氣溫為17.4 ℃，最高氣溫為28.5 ℃，最低氣溫為7.8 ℃，平均最高氣溫21.9 ℃，平均最低14.6 ℃，平均溫差7.3 ℃(表2)。

表2 景德鎮(zhèn)春季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差/℃

由此可見，春季雨天平均氣溫最低，晴、多云、陰的平均氣溫相當，但晴天的溫差大，相當于其他天氣背景下的2倍左右。

2.2.2 夏季 表3為統(tǒng)計得出的景德鎮(zhèn)夏季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差：夏季晴時，平均氣溫28 ℃，最高氣溫40.5 ℃，最低氣溫12.7 ℃,平均最高氣溫33.4 ℃，平均最低23.6 ℃，平均溫差9.8 ℃。

夏季雨時，平均氣溫為24.7 ℃，最高氣溫為36.1 ℃，最低氣溫為15.7 ℃，平均最高氣溫27.8 ℃，平均最低22.6 ℃，平均溫差5.2 ℃。

夏季陰時，平均氣溫為24.7 ℃，最高氣溫35.5 ℃，最低氣溫16.7 ℃,平均最高氣溫28.3 ℃，平均最低22.4 ℃，平均溫差5.9 ℃。

夏季多云時，平均氣溫為26.0 ℃，最高氣溫為34.4 ℃，最低氣溫為16.6 ℃，平均最高氣溫30.5 ℃，平均最低22.7 ℃，平均溫差7.8 ℃(表3)。

表3 景德鎮(zhèn)夏季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差/℃

由此可見，夏季晴天平均氣溫最高，雨和陰區(qū)別不大，均較低，而多云位于兩者之間。溫差也是晴天最大，但與其它天氣背景下的差別較小。

2.2.3 秋季 表4為統(tǒng)計得出的景德鎮(zhèn)秋季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差：秋季晴時，平均氣溫16.6 ℃，最高氣溫32.3 ℃，最低氣溫2.8 ℃，平均最高氣溫23.4 ℃，平均最低11.7 ℃，平均溫差11.7 ℃。

秋季雨時，平均氣溫為15.5 ℃，最高氣溫為28.8 ℃，最低氣溫為8.8 ℃，平均最高氣溫18.3 ℃，平均最低13.5 ℃，平均溫差4.8 ℃。

秋季陰時，平均氣溫為15.2 ℃，最高氣溫24.7 ℃，最低氣溫3.7 ℃,平均最高氣溫17.8 ℃,平均最低13.4 ℃，平均溫差4.4 ℃。

秋季多云時，平均氣溫為17.8 ℃，最高氣溫為26.3 ℃，最低氣溫為10.4 ℃，平均最高氣溫22.7 ℃，平均最低14.7 ℃，平均溫差8 ℃(表4)

表4 景德鎮(zhèn)秋季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差/℃

由此可見，秋季多云、晴天的平均氣溫較高，雨和陰平均氣溫較低，而且秋季多云時的平均氣溫最高，表明日照時數(shù)是氣溫的決定因素，而秋高氣爽時早晨氣溫低，拉低了整天的平均氣溫。溫差晴時更大，是陰、雨的2倍多。

2.2.4 冬季 表5為統(tǒng)計得出的景德鎮(zhèn)冬季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差：冬季晴時，平均氣溫7.8 ℃，最高氣溫28.5 ℃，最低氣溫-8 ℃,平均最高氣溫14.2 ℃，平均最低3.3 ℃，平均溫差10.9 ℃。

冬季雨時，平均氣溫為8.0 ℃，最高氣溫為26.1 ℃，最低氣溫為-0.5 ℃，平均最高氣溫10.1 ℃，平均最低6.5 ℃，平均溫差3.6 ℃。

冬季陰時，平均氣溫為9.1 ℃,最高氣溫19.4 ℃，最低氣溫-3.8 ℃,平均最高氣溫12.5 ℃，平均最低6.8 ℃，平均溫差5.7 ℃。

冬天多云時，平均氣溫為7.2 ℃，最高氣溫為16.2 ℃，最低氣溫為0 ℃，平均最高氣溫10.7 ℃，平均最低4.3 ℃，平均溫差6.4 ℃(表5)。

表5 景德鎮(zhèn)冬季晴、雨、陰、多云等天氣背景下的氣溫及溫差/℃

由此可見，冬季平均氣溫與天氣背景相關(guān)性不大，這可能與晴時往往受冷高壓或變性冷高壓控制，氣溫偏低有關(guān)。溫差晴時最大，雨天最低，平均溫差相差近3倍。

3 結(jié)論與討論

通過以上分析，對景德鎮(zhèn)地區(qū)近5 a四季變化特征有了最新的認識。

1)景德鎮(zhèn)市一年之中夏季最長，冬季次之，春、秋季較短，夏季持續(xù)日數(shù)是秋季的近3倍。

2)春、夏、秋、冬四季的晴、雨、陰、多云四種情況下，晴天時日溫差最大，多云時次之，陰天和雨天溫差最小。

3)春季，晴天時平均氣溫為17.4 ℃、雨天平均氣溫16.4 ℃、陰天平均氣溫17.7 ℃、多云平均氣溫17.4 ℃。夏季，晴天時平均氣溫為28 ℃、雨天平均氣溫為24.7 ℃、陰天平均氣溫24.7 ℃、多云平均氣溫26 ℃。秋季，晴天時平均氣溫為16.6 ℃、雨天平均氣溫15.5 ℃、陰天平均氣溫15.2 ℃、多云平均氣溫17.8 ℃。冬季，晴天時平均氣溫為7.8 ℃、雨天平均氣溫8.0 ℃、陰天平均氣溫9.1 ℃、多云平均氣溫7.2 ℃。

4)春季，晴天時平均溫差為12.5 ℃、雨天平均溫差5.4 ℃、陰天平均溫差6.6 ℃、多云平均溫差7.3 ℃。夏季，晴天時平均溫差為9.8 ℃、雨天平均溫差5.2 ℃、陰天平均溫差5.9 ℃、多云平均溫差7.8 ℃。秋季，晴天時平均溫差為11.7 ℃、雨天平均溫差4.8 ℃、陰天平均溫差4.4 ℃、多云平均溫差8 ℃。冬季，晴天時平均溫差為10.9 ℃、雨天平均溫差3.6 ℃、陰天平均溫差5.7 ℃、多云平均溫差6.4 ℃。

本文在總結(jié)分析景德鎮(zhèn)氣溫資料的過程中，對四季氣溫的變化有了一些初步的結(jié)論，但其細致的變化及利用本地氣溫特點在預(yù)測最高氣溫、最低氣溫還有很多工作要做。結(jié)合最高氣溫、最低氣溫預(yù)報失誤的個例，加入本課題的研究成果，建立最高氣溫與最低氣溫預(yù)報修正模型及客觀方法，是今后努力的方向。