近50年寶雞市農(nóng)耕期界限溫度變化特征分析

楊婷婷，何可杰，李建軍

(陜西省寶雞市氣象局，陜西寶雞 721006)

摘要對(duì)寶雞市1961～2010年穩(wěn)定通過0、10 ℃ 積溫和積溫日數(shù)變化進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，近50年寶雞市穩(wěn)定通過0、10 ℃積溫和積溫日數(shù)均呈遞增趨勢(shì)，其中前者的遞增趨勢(shì)更為明顯；突變點(diǎn)前后穩(wěn)定通過0、10 ℃積溫變化趨勢(shì)不同，突變點(diǎn)后期遞增較前期更為顯著；積溫終日推后、初日提前，積溫和積溫日數(shù)的增加，利于寶雞地區(qū)復(fù)種指數(shù)的增加。

關(guān)鍵詞寶雞市；積溫；積溫日數(shù)；變化特征

中圖分類號(hào)S162

作者簡(jiǎn)介楊婷婷(1986- )，女，陜西寶雞人，工程師，從事農(nóng)業(yè)氣象研究。

收稿日期2015-06-03

根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)IPCC 第四次評(píng)估報(bào)告顯示，全球的地表溫度在過去100年(1906～2005 年)時(shí)間里已經(jīng)上升了0.74 ℃，氣溫普遍升高，尤其是北半球高緯度地區(qū)最為明顯[1]。氣候變暖使得農(nóng)作物復(fù)種指數(shù)增加、種植方式多樣化，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)布局、農(nóng)事活動(dòng)以及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)均將產(chǎn)生廣泛的影響[2]。農(nóng)業(yè)界限溫度又叫指標(biāo)溫度，它表明某些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)開始、終止或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的溫度[3]。近年來(lái)很多學(xué)者對(duì)我國(guó)氣候的變化趨勢(shì)進(jìn)行了許多研究[4-5]，利用界限溫度可以分析年代間或地區(qū)間穩(wěn)定通過某界限溫度日期之早晚，比較其冷暖之早晚對(duì)作物的影響，亦可對(duì)比年代間通過某界限溫度日期之間的持續(xù)日數(shù)，鑒定生長(zhǎng)季長(zhǎng)短的指標(biāo)。在全球氣候變暖的背景下，寶雞市的氣候也發(fā)生了較大的變化，筆者用寶雞市1961～2010年的逐日平均溫度，對(duì)近50年寶雞市穩(wěn)定通過0、10 ℃的初終日、積溫日數(shù)和變率進(jìn)行分析，探討近50年寶雞市積溫變化特征，分析作物可能的生長(zhǎng)期和可供利用的熱量資源，提高土地利用效率，進(jìn)而為指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣象條件參考。

1資料與方法

1.1區(qū)域概況寶雞市位于我國(guó)西北內(nèi)陸，境內(nèi)南、西、北三面環(huán)山，中部低平，東部敞開，地貌分山、川、塬三類，以山丘為主，大體為“六山一水三分田”。氣候?qū)倥瘻貛О敫珊蛋霛駶?rùn)的大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。

1.2資料與方法選取寶雞市4個(gè)站點(diǎn)(渭濱區(qū)、鳳翔縣、隴縣、太白縣)1961～2010年資料為依據(jù)，以這4個(gè)站的平均溫度代表寶雞市的平均溫度狀況。采用5日滑動(dòng)平均法計(jì)算平均氣溫穩(wěn)定通過0、10 ℃的初終日及積溫日數(shù)，把統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出的穩(wěn)定通過0、10 ℃的積溫及積溫日數(shù)按照氣溫突變前和突變后采用一元線性回歸方法分析要素變化趨勢(shì)，以線性回歸系數(shù)表示線性變化傾向率，即氣候傾向率，研究近50年寶雞市農(nóng)業(yè)熱量資源的變化特征。

曼-肯德爾(Mann-Kendall)法是一種檢驗(yàn)氣候突變的檢測(cè)方法，是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)便、不受少數(shù)異常值的干擾，也不需要樣本遵從一定的分布。運(yùn)用M-K法進(jìn)行數(shù)據(jù)序列的檢驗(yàn)分析時(shí)，首先要先繪出2條曲線UF、UB，若2條曲線的值均大于0，則表明此備檢序列呈上升趨勢(shì)；若均小于0 則表明備檢序列呈下降趨勢(shì)，當(dāng)它們超過顯著性水平臨界直線時(shí)，表明備檢序列上升或下降趨勢(shì)顯著；超過顯著性水平臨界線的范圍確定為氣候發(fā)生突變的時(shí)間區(qū)域，如果2條曲線出現(xiàn)交點(diǎn)，且交點(diǎn)在臨界線之間，那么交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻便是突變開始的時(shí)間[6]。

2結(jié)果與分析

2.1氣溫的突變檢測(cè)近50年寶雞市平均氣溫為10.9 ℃，隨時(shí)間變化氣溫以0.3 ℃/10a 的傾向率緩慢遞增。運(yùn)用曼-肯德爾法檢驗(yàn)寶雞市氣候序列發(fā)現(xiàn)(通過α=0.01的信度檢驗(yàn))，寶雞市平均氣溫在1995年發(fā)生突變(圖1)。1961～1995年平均氣溫為10.6 ℃，氣溫的傾向率為0.1 ℃/10a，1996～2010年平均氣溫為11.6 ℃，氣溫的傾向率為0.3 ℃/10a，可見突變前后年平均氣溫升高1.0 ℃，氣溫突變后比突變前升溫較為明顯。

2.2穩(wěn)定通過0 ℃的積溫、初日、終日和積溫日數(shù)由圖2a可見，近50年寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃的平均積溫為4 138.5 ℃·d，最大值為4 565.2 ℃·d(2006年)，最小值為3 829.5 ℃·d(1976年)；積溫隨時(shí)間呈遞增趨勢(shì)，變化率為71.2(℃·d)/10a。從多項(xiàng)式趨勢(shì)可以看出，積溫呈震蕩上行變化；20世紀(jì)60～80年代中期積溫為小幅遞減波動(dòng)，80年代中期～2009年是震蕩上行，且積溫上升幅度不斷加大，特別是2001～2006年積溫增幅更為明顯。氣溫突變前和突變后寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃積溫的平均值分別為4 057.7、4 326.9 ℃·d，其傾向率分別為-1.5、142.5 (℃·d)/10a，表明近50年寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃積溫前期緩慢遞減、后期遞增明顯。從空間分布上(圖2b)來(lái)看，穩(wěn)定通過0 ℃的平均積溫川塬區(qū)(渭濱、陳倉(cāng)、眉縣、鳳翔、岐山、扶風(fēng))為4 300～4 900 ℃·d，為熱量最充沛地區(qū)，南北山區(qū)(隴縣、麟游、鳳縣、太白)的為3 000～4 200 ℃·d，其中南部山區(qū)的太白縣熱量最少，這是由于氣溫垂直變化明顯，積溫呈減少的規(guī)律變化。

近50年寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃初日平均為2月17日，終日為12月5日，積溫日數(shù)為292 d，隨時(shí)間呈緩慢遞增趨勢(shì)，變化率為4.0 d/10a；多項(xiàng)式趨勢(shì)分析表明，近50 年寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃積溫持續(xù)日數(shù)呈平緩上升趨勢(shì)，20世紀(jì)60～70年代中后期小幅波動(dòng)向上，70年代中后期～80年代末小幅波動(dòng)向下，90年代初期～21世紀(jì)以來(lái)波動(dòng)向上，2007年達(dá)到一個(gè)峰值(圖3)。突變前后寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃積溫平均持續(xù)日數(shù)分別為282和294 d，各階段的變化率分別為2.1、7.0 d/10a，表明寶雞市穩(wěn)定通過0 ℃積溫日數(shù)在突變點(diǎn)前后均有遞增趨勢(shì)，但后期遞增趨勢(shì)較大，尤其是近幾年積溫日數(shù)增長(zhǎng)更為顯著[7]。從空間分布上來(lái)看，川塬區(qū)0 ℃初日始于2月上旬、終于12月中旬，積溫日數(shù)為285～313 d；南北部山區(qū)0 ℃初日始于3月上中旬、終于11月中下旬，積溫日數(shù)為260 d左右；但由于南部部分山區(qū)氣溫垂直變化明顯，積溫日數(shù)隨著高度呈現(xiàn)減少的規(guī)律變化，嘉陵江河谷地區(qū)0 ℃初日始于2月上旬、終于12月上旬，積溫日數(shù)為306 d，而海拔1 500 m處的太白，初日推遲到3月中旬，終日提前到11月中旬，積溫日數(shù)255 d。

2.3穩(wěn)定通過10 ℃的積溫、初日、終日和積溫日數(shù)由圖4可見，近50年寶雞市穩(wěn)定通過10 ℃的平均積溫為3 659.9 ℃·d，最大值為4 028.0 ℃·d(2006年)，最小值為3 337.6 ℃·d(1983年)；積溫隨時(shí)間呈遞增趨勢(shì)，變化率為54.5 (℃·d)/10a，小于0 ℃積溫變化率；多項(xiàng)式趨勢(shì)分析表明，近50年寶雞市積溫呈震蕩上行變化；20世紀(jì)60年代初期波動(dòng)向下，60年代中期～80年代初積溫平穩(wěn)向上，80年代末～2006年是震蕩上行，且上升幅度較大，特別是2001～2006年積溫增幅更為明顯。積溫突變前后寶雞市穩(wěn)定通過10 ℃積溫的平均值分別為3 414.3、3 629.4 ℃·d，呈現(xiàn)出明顯的遞增趨勢(shì)，突變點(diǎn)前后其變化率分別為8.6、90.8(℃·d)/10a，表

明近50年寶雞市穩(wěn)定通過10 ℃積溫在突變前緩慢遞增、氣溫突變后遞增明顯。從空間分布上來(lái)看，穩(wěn)定通過10 ℃的平均積溫川塬區(qū)為3 700～4 200 ℃·d，南北山區(qū)為3 000～3 500 ℃·d，太白僅為2 500 ℃·d。

近50年寶雞市穩(wěn)定通過10 ℃初日平均為4月13日，終日為10月19日，積溫日數(shù)為187 d，隨時(shí)間呈緩慢遞增趨勢(shì)，變化率為2.2 d/10a；多項(xiàng)式趨勢(shì)分析表明，近50年寶雞市穩(wěn)定通過10℃積溫持續(xù)日數(shù)呈平緩波動(dòng)上升趨勢(shì)(圖5)。氣溫突變前后寶雞市穩(wěn)定通過10℃積溫平均持續(xù)日數(shù)分別為181和188 d，其變化率分別為1.1、4.8 d/10a，表明寶雞市穩(wěn)定通過10 ℃積溫日數(shù)隨時(shí)間遞增趨勢(shì)加大。從空間分布上來(lái)看，川塬區(qū)10℃初日始于4月上旬、終于10月中下旬，積溫日數(shù)為190～207 d；北部山區(qū)10 ℃初日始于4月下旬、終于10月上旬，積溫日數(shù)為169 d左右；南部山區(qū)的太白10 ℃初日始于5月上旬、終于9月下旬，積溫日數(shù)為151 d。

3結(jié)論

(1)近50年寶雞市穩(wěn)定通過0、10 ℃的積溫和積溫日數(shù)均呈遞增趨勢(shì)，其中前者的遞增趨勢(shì)更為明顯。

(2)近50年寶雞市突變點(diǎn)前后穩(wěn)定通過0、10 ℃積溫變化趨勢(shì)不同，突變點(diǎn)后期遞增較前期更為顯著。

(3)積溫終日推后、初日提前，積溫和積溫日數(shù)的增加，有利于寶雞地區(qū)提高復(fù)種指數(shù)，一年兩熟種植區(qū)北移，擴(kuò)大了兩熟種植面積，也相對(duì)延長(zhǎng)了農(nóng)作物的生長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)提高寶雞市作物產(chǎn)量有著十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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