本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺設計與應用分析

高艷波+吳荷+崔曜鵬+佟鈴

摘要 本文介紹了本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺設計開發過程，平臺應用1956—2016年本溪地區4個國家基本氣象站的逐日平均氣溫觀測資料、區域氣象自動站逐日平均氣溫實時數據、城鎮氣象要素預報中的7天溫度預報數據，實現日平均氣溫數據查詢、補傳以及常年四季時間查詢功能，利用五天滑動平均氣溫判斷方法自動判斷四季，為預報服務人員提供及時可信的四季起止時間，為做好公眾氣象服務工作提供了數據基礎。

關鍵詞 四季劃分；判斷；平臺；五天滑動平均；遼寧本溪

中圖分類號 P456.7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）01-0217-02

在全球氣候變暖的背景下，氣溫升高使得四季的起止時間和長度發生明顯的改變[1-9]。邢 剛等[10]在《1956—2012年本溪市區四季變化特征分析》中提出，本溪市區春季開始時間基本沒有變化，夏季提前，秋季、冬季有所推遲；本溪市區春季、冬季天數縮短，夏季天數增加，秋季天數基本沒有變化。

目前，本溪市對內、對外（公眾）都沒有提供四季起止時間和持續天數的服務，預報服務人員對每年的四季判斷也不明確，很難為公眾提供詳實、可靠的氣象服務信息。此外，四季劃分方法比較多，容易混淆公眾視聽。基于公眾氣象服務需求，需要建立四季判斷平臺，為預報服務人員提供準確的、可信的四季起止時間，以便準確地制作公眾氣象服務產品，有利于更好地做好公眾氣象服務工作。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本研究應用了1956—2016年本溪地區4個國家基本氣象站逐日平均氣溫觀測資料、區域氣象自動站逐日平均氣溫實時數據、城鎮氣象要素預報中的7天溫度預報數據。

1.2 四季劃分方法

四季的劃分有多種方法，如天文學劃分法、節氣法、陽歷劃分法、農歷劃分法、古代劃分法、氣候學候溫劃分法、物候法等。物候法不具有通用性，而其他方法雖然簡單方便，但是有一個共同缺點，就是全國各地都在同一天進入同一個季節，這與我國各地的實際情況有很大差別。因此，為了使四季劃分更能與各地的自然景象和人們生活節奏相吻合，本研究使用的四季劃分方法是按照1934年中國學者張寶堃提出的用當地候（5 d為一候）平均氣溫劃分四季的方法為基礎，采用5 d滑動平均氣溫作為四季開始和結束的溫度指標。用5 d滑動平均氣溫代替候平均氣溫，既能保存其優點，又消除了不合理的人為因素，從而使四季的劃分更為客觀準確。四季劃分標準：當5 d滑動平均氣溫穩定在22 ℃以上時為夏季開始，5 d滑動平均氣溫穩定在10 ℃以下時為冬季開始，5 d滑動平均氣溫在10～22 ℃之間為春季、秋季。從10 ℃升到22 ℃為春季，從22 ℃降到10 ℃為秋季。

2 四季判斷平臺的系統設計與制作

2.1 軟件環境

本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺的設計、調試、運行的軟件環境為VB 6.0和Microsoft Office辦公軟件。

2.2 數據基礎

本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺建立了3個數據庫，分別為日平均氣溫數據庫、四季的常年值數據庫和城鎮溫度要素預報數據庫。

2.2.1 日平均氣溫數據庫。本溪地區的區域氣象自動站有華云和長春2種類型，每個廠家都有自己的接收軟件和數據庫，而且每種數據庫（表）的結構都不相同，這種情況阻礙了本地對區域站數據的應用。為了能有效地利用區域站的數據，本溪市氣象局自主設計了1個數據庫（表），將各種類型的數據實時地轉存到數據庫中。數據庫中保存了本溪地區氣象自動站建設以來的所有自動站的數據，為區域氣象自動站數據庫平臺。日平均氣溫數據庫設計基于區域氣象自動站數據庫平臺，由VB 6.0設計開發，每天定時啟動提取本溪地區4個國家基本氣象站的2：00、8：00、14：00、20：00的溫度要素，計算生成日平均氣溫和5 d滑動平均氣溫數據，本地保存到日平均氣溫數據庫中存檔，保存了4個電子表，以供本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺調取判斷四季。

2.2.2 四季的常年值數據庫。通過查找1956—2016年本溪地區4個國家基本氣象站的逐日平均氣溫觀測資料，統計分析了本溪地區常年的四季時間，保存到四季的常年值數據庫，作為數據支持供平臺調取，方便使用人員查看常年的四季時間。

2.2.3 城鎮溫度要素預報數據庫。本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺不但提供了利用實況氣溫判斷四季，而且增加了預測功能，能夠利用未來幾天的溫度預報值來判斷四季。相應的溫度預報值是通過使用人員手動錄入，保存到城鎮溫度要素預報數據庫。

2.3 系統架構及平臺簡介

本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺采用VB 6.0研發，平臺設計了4個菜單項分別為常年值、實況氣溫、預報和關于四季（圖1）。

2.3.1 常年值菜單。點擊常年值菜單，進入入春、入夏、入秋、入冬常年值查詢界面。可以分別點擊入春、入夏、入秋、入冬按鈕，出現本溪市區、本溪縣、桓仁縣、草河口鎮4個站點的常年值以及四季平均日期、最早日期和最晚日期等統計信息（圖2）。

2.3.2 實況氣溫菜單。實況氣溫菜單下設有3個子菜單，分別為日平均氣溫查詢、實況氣溫判斷四季、日平均氣溫補傳，可以實現日平均氣溫查詢（圖3）、基于區域氣象自動站的日平均氣溫補傳、利用實況氣溫判斷是否進入四季功能（圖4）。

2.3.3 預報菜單。預報菜單下設有2個子菜單，分別為預報錄入、預報氣溫判斷四季，可以實現溫度預報值錄入、預報溫度判斷四季功能。

2.3.4 關于四季菜單。關于四季菜單下設有2個子菜單，分別為四季劃分方法、遼寧四季概況，介紹了四季劃分的常用方法和遼寧四季的基本情況。

3 應用分析

應用本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺計算了2017年本溪地區四季的起止時間和天數（表1）。與四季的常年值對比，2017年本溪地區入春早，比歷年平均入春時間早了14～23 d，平均早了19 d，其中75%的站點突破歷史入春的最早日期；入夏也偏早，比歷年平均入夏時間早了18～24 d，平均早了22 d；入秋基本正常。說明2017年本溪地區夏季持續時間比歷年偏長，偏長了21 d，這與四季天數的對比分析結果一致。

4 結論

本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺設計完成后，在本溪市氣象臺進行了業務應用，平臺運行穩定，應用效果良好，主要表現為以下4個特點。一是科學、合理性。該平臺運用了五天滑動平均氣溫判斷方法判斷四季，目前我國各級臺站均是采用此方法判斷四季，該方法優點比較突出，其使用本地氣溫實時數據，能夠反映本地的氣候特征，符合本地的人們活動和生產生活實際。二是自動化。該平臺實現了自動讀取日平均氣溫數據，對于缺測數據也給予提示，并能夠進行補傳和訂正，保證了數據的正確性、完整性。判斷四季時只需人工簡單點擊鼠標，平臺便能夠自動運行進行判斷，并給出判斷結果，自動化程度高。三是實用性。四季的起止時間，具有很好的使用價值，特別是應用于公眾的氣象服務。本溪地區春夏秋冬四季判斷平臺，能夠隨時為預報服務人員提供四季判斷結果，便于預報服務人員了解四季情況，更準確地做好公眾氣象服務工作。四是簡單易用。該平臺設計思路清晰，界面簡單易用，預報服務人員在短時間內就能很好地掌握使用。該平臺自使用以來運行穩定，即開即停，不占用大的內存空間，具有良好的移植性。

5 參考文獻

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