張 倩
河北省滄州市氣象局,河北滄州 061000
滄州市位于河北省東南部,氣候特點四季分明。全市自然條件得天獨厚,農業資源豐富,青縣瓜菜、滄州小棗、泊頭鴨梨、黃驊冬棗等地方特產聞名遐邇,是河北省糧、棉、菜、果和水產品的主產區[1]。
二十四節氣是中國古代勞動人民獨創的文化遺產,其反映出的溫度、降水等方面的氣候變化信息對指導農事活動具有重要意義[2-4]。隨著現代農業的發展,利用現代技術,結合古人智慧結晶,深入了解二十四節氣氣候變化規律,以期對現代農業生產活動展開指導,提供優質氣象服務[5]。
采用河北省滄州市一般國家氣象觀測站1992—2021年(近30年)的逐日氣象資料,選取各站點的逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量、日照時數等數據,分析滄州市30年氣溫、降水、日照數的變化特征。
二十四節氣的日期是基本固定的,但隨年份變化略有不同,為方便處理數據,參照趙芮芮[6]的二十四節氣日期選取方法,為每個節氣取定了代表日期。
滄州市二十四節氣的最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫的變化過程基本一致,呈現出準正態分布的單峰型特點(圖1)。從雨水開始,平均氣溫開始高于0 ℃,隨后氣溫逐步升高,至大暑節氣平均氣溫和最低氣溫達到最大值,分別為27.5、23.5 ℃,最高氣溫在小暑節氣達到最高,為32.4 ℃。隨后氣溫開始下降,在大雪節氣平均氣溫降至0 ℃以下,在小寒降至最低溫,最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫最低分別為2.1、-3.3、-7.4 ℃。
圖1 滄州市二十四節氣的氣溫(最高、平均、最低)分布特征
滄州市春季型節氣和秋季型節氣的日氣溫差較大,4個峰值分別出現在清明、立夏、秋分、霜降,日溫差分別為12.6、13.0、12.2、12.2 ℃(圖2)。谷值出現在立秋,為8.5 ℃。
圖2 滄州市相鄰節氣氣溫差和各節氣氣溫日較差分布特征
從相鄰節氣氣溫差分布可看出清明升溫幅度最大,比春分高4.5 ℃,隨后相鄰節氣之間氣溫變化幅度減少,至大暑相鄰節氣間氣溫變化幅度最小,比小暑高0.2 ℃。之后相鄰節氣之間氣溫變化幅度增大,至立冬達到最大值,比霜降低4.7 ℃,隨后相鄰節氣間氣溫差逐漸減小。
各節氣最高氣溫、平均氣溫和最低氣溫變化趨勢不同。二十四節氣最高氣溫線性傾向率在-0.952~1.506℃/10年之間變化,其中白露升溫幅度最大,平均每10年上升1.506 ℃;寒露降幅最大,平均每10年最高氣溫下降0.952 ℃(表1)。平均氣溫線性傾向率在-0.743~1.158 ℃/10年之間變化,其中立夏升溫幅度最大,平均每10年上升1.158 ℃;小寒降幅最大,平均每10年下降0.743 ℃。最低氣溫線性傾向率在-0.806~1.255 ℃/10年之間變化,其中雨水升溫幅度最大,平均每10年上升1.255 ℃;小寒降幅最大,平均每10年下降0.806 ℃。
表1 1992—2021年滄州市二十四節氣的氣溫線性趨勢系數
二十四節氣降水量呈單峰型分布,由谷雨逐漸增大,至大暑節氣降水量最大,為103.2 mm(圖3)。立秋至大寒降水量逐漸減少,小雪至大寒降水量均不到5 mm,大雪降水量最小,為1.8 mm。降水主要集中在夏至到立秋,占全部節氣降水量的56%。由相鄰節氣降水量差值曲線可知,在谷雨節氣出現一個小峰值,表明在谷雨開始降水量明顯增多,在大暑節氣出現峰值,比小暑降水量增加51.3 mm。
圖3 滄州市二十四節氣平均降水量和相鄰節氣降水量變化分布特征
降水量線性趨勢系數變化范圍較大,考慮到降水量數據僅選取對應節氣的降水量數據,有效數據偏少,因而偏差較大,因此降水量線性趨勢系數不作參考(表2)。
滄州市春季型節氣和夏季型節氣日照時數多于秋季型節氣和冬季型節氣。平均日照時數最長是立夏,為9.2 h,最短是寒露,為4.7 h(圖4)。相鄰節氣日照時數差值曲線波動性較強,最大值出現在立夏,其次是霜降,日照時數較上一個節氣分別增加1.7、1.3 h。最小值是寒露,其次是芒種,日照時數較上一個節氣分別減少2.3、1.9 h。
線性趨勢系數在-0.875~2.133 h/10年之間,其中白露日照時數增加最快,平均每10年增加2.133 h,小暑日照時數減少最快,平均每10年減少0.875 h(表3)。
表3 1992—2021年滄州市二十四節氣的日照時數線性趨勢
滄州市二十四節氣氣溫、降水、日照的氣候特征主要有以下幾點:
(1)大暑是全年最熱的節氣,平均氣溫為27.5 ℃,小暑次之,為27.3 ℃。小寒是全年最冷的節氣,平均氣溫為-3.3 ℃,大寒次之,為-2.9 ℃。
(2)二十四節氣中清明升溫幅度最大,比春分高4.5 ℃,立冬降溫幅度最大,比霜降低4.7 ℃。平均氣溫線性傾向率在-0.743~1.158 ℃/10年之間變化,立夏升溫幅度最大,小寒降幅最大。
(3)大暑降水量最多,為103.2 mm。小雪至大寒降水量均不到5 mm,大雪降水量最少,為1.8 mm。
(4)立夏日照時數最長,平均日照時數為9.2 h;最短是寒露,平均日照時數4.7 h。日照時數線性趨勢系數在-0.875~2.133 h/10年之間變化,白露日照時數增加最快,小暑日照時數減少最快。
研究滄州市二十四節氣氣溫、降水、日照的氣候特征,有利于發揮二十四節氣在現代農業中的作用,有助于更好地為廣大公眾提供更優質的氣象服務。但由于資料的有限性,今后還需要不斷補充新的資料分析二十四節氣各類氣象要素的氣候特征,把握中國傳統二十四節氣中氣象因素的變化規律,使其更好地為滄州的經濟發展與社會需求服務。