本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺設(shè)計與應(yīng)用分析

高艷波+吳荷+崔曜鵬+佟鈴

摘要 本文介紹了本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺設(shè)計開發(fā)過程，平臺應(yīng)用1956—2016年本溪地區(qū)4個國家基本氣象站的逐日平均氣溫觀測資料、區(qū)域氣象自動站逐日平均氣溫實(shí)時數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)氣象要素預(yù)報中的7天溫度預(yù)報數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)日平均氣溫數(shù)據(jù)查詢、補(bǔ)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(yù)報服務(wù)人員提供及時可信的四季起止時間，為做好公眾氣象服務(wù)工作提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(fā)生明顯的改變[1-9]。邢 剛等[10]在《1956—2012年本溪市區(qū)四季變化特征分析》中提出，本溪市區(qū)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(qū)春季、冬季天數(shù)縮短，夏季天數(shù)增加，秋季天數(shù)基本沒有變化。

目前，本溪市對內(nèi)、對外（公眾）都沒有提供四季起止時間和持續(xù)天數(shù)的服務(wù)，預(yù)報服務(wù)人員對每年的四季判斷也不明確，很難為公眾提供詳實(shí)、可靠的氣象服務(wù)信息。此外，四季劃分方法比較多，容易混淆公眾視聽?；诠姎庀蠓?wù)需求，需要建立四季判斷平臺，為預(yù)報服務(wù)人員提供準(zhǔn)確的、可信的四季起止時間，以便準(zhǔn)確地制作公眾氣象服務(wù)產(chǎn)品，有利于更好地做好公眾氣象服務(wù)工作。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本研究應(yīng)用了1956—2016年本溪地區(qū)4個國家基本氣象站逐日平均氣溫觀測資料、區(qū)域氣象自動站逐日平均氣溫實(shí)時數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)氣象要素預(yù)報中的7天溫度預(yù)報數(shù)據(jù)。

1.2 四季劃分方法

四季的劃分有多種方法，如天文學(xué)劃分法、節(jié)氣法、陽歷劃分法、農(nóng)歷劃分法、古代劃分法、氣候?qū)W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(diǎn)，就是全國各地都在同一天進(jìn)入同一個季節(jié)，這與我國各地的實(shí)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(jié)奏相吻合，本研究使用的四季劃分方法是按照1934年中國學(xué)者張寶堃提出的用當(dāng)?shù)睾颍? d為一候）平均氣溫劃分四季的方法為基礎(chǔ)，采用5 d滑動平均氣溫作為四季開始和結(jié)束的溫度指標(biāo)。用5 d滑動平均氣溫代替候平均氣溫，既能保存其優(yōu)點(diǎn)，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(zhǔn)確。四季劃分標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)5 d滑動平均氣溫穩(wěn)定在22 ℃以上時為夏季開始，5 d滑動平均氣溫穩(wěn)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(tǒng)設(shè)計與制作

2.1 軟件環(huán)境

本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺的設(shè)計、調(diào)試、運(yùn)行的軟件環(huán)境為VB 6.0和Microsoft Office辦公軟件。

2.2 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺建立了3個數(shù)據(jù)庫，分別為日平均氣溫數(shù)據(jù)庫、四季的常年值數(shù)據(jù)庫和城鎮(zhèn)溫度要素預(yù)報數(shù)據(jù)庫。

2.2.1 日平均氣溫數(shù)據(jù)庫。本溪地區(qū)的區(qū)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(shù)據(jù)庫，而且每種數(shù)據(jù)庫（表）的結(jié)構(gòu)都不相同，這種情況阻礙了本地對區(qū)域站數(shù)據(jù)的應(yīng)用。為了能有效地利用區(qū)域站的數(shù)據(jù)，本溪市氣象局自主設(shè)計了1個數(shù)據(jù)庫（表），將各種類型的數(shù)據(jù)實(shí)時地轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫中保存了本溪地區(qū)氣象自動站建設(shè)以來的所有自動站的數(shù)據(jù)，為區(qū)域氣象自動站數(shù)據(jù)庫平臺。日平均氣溫數(shù)據(jù)庫設(shè)計基于區(qū)域氣象自動站數(shù)據(jù)庫平臺，由VB 6.0設(shè)計開發(fā)，每天定時啟動提取本溪地區(qū)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(shù)據(jù)，本地保存到日平均氣溫數(shù)據(jù)庫中存檔，保存了4個電子表，以供本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺調(diào)取判斷四季。

2.2.2 四季的常年值數(shù)據(jù)庫。通過查找1956—2016年本溪地區(qū)4個國家基本氣象站的逐日平均氣溫觀測資料，統(tǒng)計分析了本溪地區(qū)常年的四季時間，保存到四季的常年值數(shù)據(jù)庫，作為數(shù)據(jù)支持供平臺調(diào)取，方便使用人員查看常年的四季時間。

2.2.3 城鎮(zhèn)溫度要素預(yù)報數(shù)據(jù)庫。本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺不但提供了利用實(shí)況氣溫判斷四季，而且增加了預(yù)測功能，能夠利用未來幾天的溫度預(yù)報值來判斷四季。相應(yīng)的溫度預(yù)報值是通過使用人員手動錄入，保存到城鎮(zhèn)溫度要素預(yù)報數(shù)據(jù)庫。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)及平臺簡介

本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺采用VB 6.0研發(fā)，平臺設(shè)計了4個菜單項分別為常年值、實(shí)況氣溫、預(yù)報和關(guān)于四季（圖1）。

2.3.1 常年值菜單。點(diǎn)擊常年值菜單，進(jìn)入入春、入夏、入秋、入冬常年值查詢界面?？梢苑謩e點(diǎn)擊入春、入夏、入秋、入冬按鈕，出現(xiàn)本溪市區(qū)、本溪縣、桓仁縣、草河口鎮(zhèn)4個站點(diǎn)的常年值以及四季平均日期、最早日期和最晚日期等統(tǒng)計信息（圖2）。

2.3.2 實(shí)況氣溫菜單。實(shí)況氣溫菜單下設(shè)有3個子菜單，分別為日平均氣溫查詢、實(shí)況氣溫判斷四季、日平均氣溫補(bǔ)傳，可以實(shí)現(xiàn)日平均氣溫查詢（圖3）、基于區(qū)域氣象自動站的日平均氣溫補(bǔ)傳、利用實(shí)況氣溫判斷是否進(jìn)入四季功能（圖4）。

2.3.3 預(yù)報菜單。預(yù)報菜單下設(shè)有2個子菜單，分別為預(yù)報錄入、預(yù)報氣溫判斷四季，可以實(shí)現(xiàn)溫度預(yù)報值錄入、預(yù)報溫度判斷四季功能。

2.3.4 關(guān)于四季菜單。關(guān)于四季菜單下設(shè)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(yīng)用分析

應(yīng)用本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺計算了2017年本溪地區(qū)四季的起止時間和天數(shù)（表1）。與四季的常年值對比，2017年本溪地區(qū)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(diǎn)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(qū)夏季持續(xù)時間比歷年偏長，偏長了21 d，這與四季天數(shù)的對比分析結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺設(shè)計完成后，在本溪市氣象臺進(jìn)行了業(yè)務(wù)應(yīng)用，平臺運(yùn)行穩(wěn)定，應(yīng)用效果良好，主要表現(xiàn)為以下4個特點(diǎn)。一是科學(xué)、合理性。該平臺運(yùn)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(yōu)點(diǎn)比較突出，其使用本地氣溫實(shí)時數(shù)據(jù)，能夠反映本地的氣候特征，符合本地的人們活動和生產(chǎn)生活實(shí)際。二是自動化。該平臺實(shí)現(xiàn)了自動讀取日平均氣溫數(shù)據(jù)，對于缺測數(shù)據(jù)也給予提示，并能夠進(jìn)行補(bǔ)傳和訂正，保證了數(shù)據(jù)的正確性、完整性。判斷四季時只需人工簡單點(diǎn)擊鼠標(biāo)，平臺便能夠自動運(yùn)行進(jìn)行判斷，并給出判斷結(jié)果，自動化程度高。三是實(shí)用性。四季的起止時間，具有很好的使用價值，特別是應(yīng)用于公眾的氣象服務(wù)。本溪地區(qū)春夏秋冬四季判斷平臺，能夠隨時為預(yù)報服務(wù)人員提供四季判斷結(jié)果，便于預(yù)報服務(wù)人員了解四季情況，更準(zhǔn)確地做好公眾氣象服務(wù)工作。四是簡單易用。該平臺設(shè)計思路清晰，界面簡單易用，預(yù)報服務(wù)人員在短時間內(nèi)就能很好地掌握使用。該平臺自使用以來運(yùn)行穩(wěn)定，即開即停，不占用大的內(nèi)存空間，具有良好的移植性。

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