孫瑋鴻,張冠華
(1.赤峰市紅山區氣象分局,內蒙古 赤峰 024000 2.赤峰市農牧業綜合檢驗檢測中心,內蒙古 赤峰 024000)
氣候特征變化分析的主要指標有氣溫、降水量、日照時數、相對濕度等[1-6]。赤峰地區地處華北東北交界、內蒙古中南部地區,二十四節氣氣候特征變化的研究仍處于空白,因此開展對赤峰地區的二十四節氣氣候特征進行研究,分析其氣溫、降水量、日照時數、相對濕度的變化趨勢,可指導人們合理安排生活,尤其是對農業生產的合理安排提供指導,為經濟社會建設提供氣象依據。
本文利用赤峰市松山區國家基準氣象站1991—2020年(30年)逐日歷史資料(氣溫、降水量、日照時數、平均相對濕度),運用統計學方法分別統計了30年各節氣日平均溫度、降水量、日照時數、平均相對濕度的平均值,按照赤峰地區3—5月為春天、6—8月為夏天,9—11月為秋天,12月—次年2月為冬天的4個季節,按季節規律劃分二十四節氣,“驚蟄春分清明谷雨立夏小滿”為春季節氣,“芒種夏至小暑大暑立秋處暑”為夏季節氣,“白露秋分寒露霜降立冬小雪”為秋季節氣,“大雪冬至小寒大寒立春雨水”為冬季節氣,應用Origin、Grads軟件,對赤峰地區二十四節氣的氣象要素資料進行氣候整體變化特征的全面分析,同時基于各個節氣氣候條件分析節氣對農業生產的影響。
本文利用赤峰市松山區國家基準氣象觀測站1991—2020年的氣溫資料,研究赤峰地區各節氣氣溫變化規律。利用30年的氣溫資料,繪制了赤峰二十四節氣氣溫的最高值、最低值和平均值曲線圖(見圖1)。結果發現二十四節氣氣溫的最高值、最低值和平均值都按一定的趨勢變化,大暑平均氣溫(24.17 ℃),是全年中最熱的節氣,其次是立秋(23.83℃)、小暑(23.38℃)和夏至(22.94℃),其中30年間二十四節氣最高氣溫出現在夏至(37.9℃),只有小滿、芒種、夏至、小暑、大暑5個節氣出現過35℃以上高溫;全年中最冷的節氣是大寒 (-10.65 ℃),其次是小 寒(-10.47 ℃)、立春(-8.68℃)和大雪(-8.65℃),其中30年二十四節氣最低氣溫出現在大寒(-26.1℃);冬至這天雖然黑夜最長,白天最短,但是冬至時平均氣溫有明顯的回升。
同時將30年以來各個節氣逐年平均氣溫變化情況進行分析研究,結果發現,30年逐年變化情況:立春、清明、小滿、處暑有下降趨勢,立冬有上升趨勢,其余節氣呈波動變化,無明顯上升或下降趨勢,由上可見:30年整體上分析赤峰地區無明顯的氣溫變暖現象。2013—2020年8年逐年變化情況:雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、芒種、立夏、白露、立冬、冬至、小寒有上升趨勢,立春、處暑有下降趨勢,大暑、立秋、秋分、霜降、小雪、大雪、大寒無明顯上升或下降趨勢,由上可見:春季及夏初時段近8年氣溫變暖趨勢明顯、秋季及冬初時段近8年氣溫無明顯變化趨勢。
按照赤峰地區“春夏秋冬”的順序,將赤峰市二十四節氣近30年(1991—2020年)降水量平均值繪制成圖2,可看出,赤峰市二十四節氣的降水量呈正態分布,一年中的降水主要集中在芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑6個節氣(夏季),占二十四節氣總降水量的73%,其中小暑、大暑、立秋3個節氣降水量占二十四節氣總降水量的47.4%;赤峰地區降水的季節分配極不均勻,全年節氣降水主要集中在夏季節氣,占73%,冬季節氣降水僅占全年節氣降水的0.9%,春季與秋季相差較少,春季占13.7%,秋季占12.4%;大暑節氣30年平均降水值在二十四節氣中為最大值(4.02 mm),立夏為最小值(0 mm),立夏30年均無降水量;從降水量的變化特征看,春季節氣清明、立夏,夏季節氣小暑、芒種,秋季節氣霜降、立冬,冬季節氣小寒、大寒降水有突增。
根據30年日照時數資料繪制了赤峰地區二十四節氣多年平均日照時數曲線圖(見圖3),總體來說赤峰的日照時數較長。從圖中可看出二十四節氣的日照時數有一定的規律,按照節氣以一定的趨勢在變化,最高值在芒種(9.89 h),最小值在冬至(僅為5.96 h),在整個二十四節氣中,驚蟄、清明、立夏、小暑、秋分、寒露、立冬7個節氣日照時數相對整體趨勢有突變或者連續低值,其中清明、立夏、小暑、立冬為降水突增點,秋分和驚蟄相對前一個節氣降水量也有明顯增加,只有寒露沒有明顯的降水均值增多情況,說明寒露節氣天空狀況多為多云或者陰天,但降水量很小。掌握赤峰地區二十四節氣中日照時數均值及其變化情況,對合理安排農事活動十分重要。
根據30年相對濕度資料,繪制了赤峰地區二十四節氣多年平均相對濕度曲線圖(如圖4)。赤峰屬于半干旱大陸季風氣候,全年濕度較小。從圖4可以看出,二十四節氣的相對濕度變化幅度較大,季節效應明顯,最小值在小滿 (35.87%),最大值在立秋(66.32%),其次小暑(62.71%)、大暑(65.32%)、處暑(64.32%)3個節氣平均相對濕度也在60%以上,春季所有節氣和冬季最后一個節氣雨水平均相對濕度在40%以下;春季節氣平均相對濕度(37.64%)為所有節氣中最小值,冬季節氣平均相對濕度(59.82%)為所有節氣中最大值;按照全年節氣平均相對濕度變化趨勢來看,立冬、冬至、春分節氣相對于整體變化趨勢有明顯的下降,尤其是春分節氣相對濕度出現突變式下降,相對于上一個節氣驚蟄下降4.02%,主要是春分節氣多大風所致,夏季前3個節氣(芒種、夏至、小暑)相對濕度連續3次跳躍式增長,平均每次增長8.84%。
由于清明節平均氣溫未達到10℃,谷雨后平均氣溫穩定在10℃以上,春播工作時間應在谷雨前后開展。
立夏、芒種兩個節氣降水比較凸顯,在干旱年景應在立夏、芒種節氣前進行搶種、補種相應農作物。
白露過后日照時數大幅下降,同時日最低氣溫在霜凍線左右,寒露時日平均氣溫在10℃以下,建議大部分作物應在白露、寒露之間開展秋收工作。
赤峰地區二十四節氣的氣溫、降水、日照、相對濕度的氣候特征主要有以下幾點:
(1)大暑平均氣溫(24.17℃),是全年中最熱的節氣,全年中最冷的節氣是大寒(-10.65℃)。(2)30年整體上分析,赤峰地區無明顯的氣溫變暖現象;2013—2020年逐年變化情況可見,春季及夏初時段近8年氣溫變暖趨勢明顯,秋季及冬初時段近8年氣溫無明顯變化趨勢。(3)赤峰地區二十四節氣的降水分配極不均勻,全年節氣降水主要集中在夏季節氣,占73%,冬季節氣降水僅占全年節氣降水的0.9%。(4)赤峰地區大暑節氣30年平均降水值在二十四節氣中為最大值(4.02 mm),立夏為最小值(0 mm),立夏30年均無降水量或者無微量降水;春季節氣(清明、立夏),夏季節氣(小暑、芒種),秋季節氣(霜降、立冬),冬季節氣(小寒、大寒、雨水)降水有突增。
(5)赤峰地區二十四節氣的平均日照時數按照節氣以一定的趨勢在變化,最高值在芒種(9.89 h),最小值在冬至(僅為5.96 h),在整個二十四節氣中,驚蟄、清明、立夏、小暑、秋分、寒露、立冬7個節氣日照時數相對整體趨勢有降低或者出現連續的相對低值。(6)赤峰地區二十四節氣的相對濕度變化幅度較大,季節效應明顯,最小值在小滿(35.87%),最大值在立秋(66.32%),春季節氣平均相對濕度(37.64%)為所有節氣中最小值,冬季節氣平均相對濕度(59.82%)為最大值;立冬、冬至、春分節氣相對于整體變化趨勢有明顯的下降,夏季前3個節氣(芒種、夏至、小暑)相對濕度連續3次跳躍式快速增長。(7)谷雨前后適宜播種,立夏、芒種前適合搶播、補播,白露與寒露之間適宜開展秋收。