1970—2020年陳巴爾虎旗氣候季節(jié)特征淺析

洪海岳

摘要 利用陳巴爾虎旗1981—2020年的氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，以氣候?qū)W標(biāo)準(zhǔn)劃分四季，得出陳巴爾虎旗四季的常年起始日期和四季季長(zhǎng)的常年值，獲得陳巴爾虎旗各區(qū)域四季季長(zhǎng)分布特征。利用陳巴爾虎旗1970—2020年的日平均氣溫統(tǒng)計(jì)，分析得出陳巴爾虎旗51年的四季季長(zhǎng)，以Mann-Kendall突變方法證明了陳巴爾虎旗四季季長(zhǎng)的突變事實(shí)。結(jié)果表明：（1）陳巴爾虎旗春季、秋季季長(zhǎng)呈現(xiàn)經(jīng)向分布，夏季、冬季季長(zhǎng)呈現(xiàn)緯向分布，該分布特征與植被覆蓋類型等地形因素有關(guān)。（2）陳巴爾虎旗春季季長(zhǎng)、秋季季長(zhǎng)有減少的變化趨勢(shì)。陳巴爾虎旗夏季季長(zhǎng)自20世紀(jì)70年代中期開始增加，自80年代初期這種變化趨勢(shì)更加顯著。陳巴爾虎旗冬季季長(zhǎng)以90年代前期為節(jié)點(diǎn)，呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 陳巴爾虎旗;氣候季節(jié);季長(zhǎng)分布;Mann-Kendall突變檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：P463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）09–0070–02

在全球變暖的氣候背景下，極端天氣氣候事件頻發(fā)，全國(guó)各地的氣候特征都有所變化。呼倫貝爾草原對(duì)氣候變化的響應(yīng)極為明顯，近幾十年來，除氣溫、降水等氣象因子年際變化的影響，呼倫貝爾草甸草原退化面積達(dá)40%[1-3]。本文主要研究陳巴爾虎旗的四季分布型態(tài)，以揭示呼倫貝爾草原對(duì)氣候變化的響應(yīng)程度。依照3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月—翌年2月為冬季的常規(guī)季節(jié)劃分方法，并不能準(zhǔn)確地分析陳巴爾虎旗四季的分布和變化特征，所以本文以氣候季節(jié)標(biāo)準(zhǔn)劃分陳巴爾虎旗的四季，分析該地區(qū)氣候季節(jié)分布特征和變化規(guī)律，為呼倫貝爾市自然科學(xué)相關(guān)研究提供氣候季節(jié)背景參考。

1 資料與方法

本文選取呼倫貝爾市（47°N～ 54°N，115°E～127°E）16個(gè)氣象站1970年1月—2020年1月的02：00、08：00、14：00、20：00共4次日平均氣溫資料（資料來源于呼倫貝爾市氣象局），由于陳巴爾虎旗區(qū)域站資料不全，所以本文利用克里金插值法得出呼倫貝爾市四季季長(zhǎng)分布，以該分布特征截取陳巴爾虎旗區(qū)域?yàn)檠芯績(jī)?nèi)容[4]。

本文在陳巴爾虎旗四季季長(zhǎng)及其變化的研究中，以陳巴爾虎旗國(guó)家氣象觀測(cè)站為代表站，選取該站點(diǎn)1970年1月1日—至2020年12月31日逐日平均氣溫（℃）資料。依據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)氣候季節(jié)劃分》為參考標(biāo)準(zhǔn)劃分四季，即在上半年，5日滑動(dòng)平均氣溫≥5 ℃且<20 ℃為春季，5日滑動(dòng)平均氣溫≥20 ℃為夏季;在下半年，5日滑動(dòng)平均氣溫≥5 ℃且<20 ℃為秋季，5天滑動(dòng)平均氣溫<5 ℃為冬季[5]。在陳巴爾虎旗四季季長(zhǎng)及年平均氣溫的突變研究中，本文主要利用Mann-Kendall法進(jìn)行突變研究，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要樣本遵循一定的分布規(guī)律，且檢驗(yàn)結(jié)果不受少量異常值的干擾[6]。

2 陳巴爾虎旗的氣候季節(jié)特征

2.1 陳巴爾虎旗的地理特征和氣候類型

陳巴爾虎旗緯度較高，與俄羅斯、蒙古國(guó)相交，海拔在500 m以上，以蒙古高平原地形為主，屬于中溫帶半濕潤(rùn)和半干旱大陸性氣候。陳巴爾虎旗處于呼倫貝爾草原北部，除東部區(qū)域有少量森林外，其余地區(qū)基本以草甸草原為主要植被覆蓋類型。上述氣候和地形因素形成了陳巴爾虎旗獨(dú)特的四季特征，陳巴爾虎旗四季分明，春季干旱少雨，易發(fā)生沙塵、大風(fēng)等天氣，夏季水汽較為充足，晝夜溫差較大且對(duì)流性天氣頻繁，秋季較為干旱，但干旱程度優(yōu)于春季;冬季季長(zhǎng)占全年一半以上，且易發(fā)生低于-40 ℃的極寒天氣。

2.2 陳巴爾虎旗四季常年季長(zhǎng)分布特征

本文選取陳巴爾虎旗1991—2020年日平均氣溫來統(tǒng)計(jì)最近3個(gè)年代的日平均氣溫常年值，統(tǒng)計(jì)四季季長(zhǎng)后得到陳巴爾虎旗常年四季季長(zhǎng)分布形態(tài)（圖1），可以看出，陳巴爾虎旗春季、秋季的季長(zhǎng)呈現(xiàn)西少東多的經(jīng)向分布特征，夏季以陳巴爾虎旗西南部為夏季季長(zhǎng)大值區(qū)，東部大興安嶺山脈區(qū)域存在小部分無夏季區(qū)，該區(qū)域全年日平均氣溫的常年值低于20 ℃，與春季與秋季相連，陳巴爾虎旗冬季較為長(zhǎng)，常年冬季季長(zhǎng)分布形態(tài)與夏季相反，陳巴爾虎旗西南部冬季日數(shù)低于東北部。上述特征主要受地形、植被覆蓋等因素影響，陳巴爾虎旗東部為大興安嶺山脈，森林為主的植被覆蓋類型具有保溫作用，形成了春季升溫緩慢、秋季降溫滯后的局地小氣候類型。陳巴爾虎旗夏季和冬季季長(zhǎng)分布主要呈現(xiàn)緯向分布，陳巴爾虎旗中部和西部以草甸草原為主，對(duì)降溫和回暖的響應(yīng)程度較好，因此上述區(qū)域夏季緯度越低，日數(shù)越多;冬季該區(qū)域緯度越高，日數(shù)越多。

2.3 陳巴爾虎旗四季季長(zhǎng)突變特征

對(duì)陳巴爾虎旗1970—2020年日平均氣溫的常年值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出陳巴爾虎旗常年氣候季節(jié)起始日和平均季長(zhǎng)。本研究得出，春季起始日在4月21日，常年春季日數(shù)為60 d;夏季起始日為6月20日，常年夏季日數(shù)為48 d;秋季起始日在8月7日，常年秋季日數(shù)為60 d;冬季起始日在10月6日，常年冬季日數(shù)為197 d（閏年為198 d）。

利用Mann-Kendall檢驗(yàn)方法對(duì)陳巴爾虎旗四季季長(zhǎng)進(jìn)行突變檢驗(yàn)，春季季長(zhǎng)M-K曲線（圖2a），整體UF線基本處于0線下方，呈現(xiàn)春季季長(zhǎng)減少的變化趨勢(shì)，UF與UB曲線交點(diǎn)在1970—1972年，表明春季季長(zhǎng)突變從20世紀(jì)70年代初期開始。夏季季長(zhǎng)M-K曲線（圖2b），UF線呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，夏季季長(zhǎng)在1975年前后呈現(xiàn)由減少到增加的變化趨勢(shì)，UF線在1975年后值>0，UF與UB曲線在1980年產(chǎn)生交點(diǎn)，且交點(diǎn)通過0.05的顯著性檢驗(yàn)（U0.05=±1.96），甚至在21世紀(jì)00年代初期該UF值通過0.001的顯著性檢驗(yàn)，這說明陳巴爾虎旗夏季季長(zhǎng)在1975年后有增加的趨勢(shì)，在1980年前后發(fā)生突變，陳巴爾虎旗夏季季長(zhǎng)顯著增加。秋季季長(zhǎng)M-K曲線（圖2c），秋季M-K突變檢驗(yàn)UF曲線整體處于0線以下，UF與UB交點(diǎn)位于20世紀(jì)70年代和90年代中期，在80年代～90年代中期UF曲線超過-1.96臨界值，上述特征表明陳巴爾虎旗秋季季長(zhǎng)呈減少的變化趨勢(shì)，在20世紀(jì)80年代～90年代初期、21世紀(jì)00年代中期、21世紀(jì)10年代后期呈現(xiàn)的趨勢(shì)十分顯著。在陳巴爾虎旗冬季M-K突變檢驗(yàn)中，UF曲線呈波動(dòng)下降的趨勢(shì)，UF與UB曲線的交點(diǎn)在21世紀(jì)00年代末期～10年代初期，圖2d整體表現(xiàn)為陳巴爾虎旗冬季季長(zhǎng)在20世紀(jì)90年代中期以前呈增加趨勢(shì)（20世紀(jì)80年代前期這種變化更加顯著），之后呈減少趨勢(shì)，21世紀(jì)00年代中期發(fā)生了突變。

3 結(jié)束語

陳巴爾虎旗獨(dú)特的地形和氣候類型決定了對(duì)氣候變化的響應(yīng)程度，夏季季長(zhǎng)的增加，春季、秋季、冬季的季長(zhǎng)不同程度地減少，都直觀地表明全球氣候變暖加劇，氣候的暖干化對(duì)呼倫貝爾草原生態(tài)資源有更為嚴(yán)重的負(fù)面影響。本文以陳巴爾虎旗呼倫貝爾草原為研究對(duì)象，研究近年來該地區(qū)的季節(jié)變化，為氣象、農(nóng)牧、環(huán)保、旅游等部門提供氣候背景資料，以提高呼倫貝爾市對(duì)極端天氣氣候事件的響應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 張志莉.呼倫貝爾草原草地退化的影響因素的統(tǒng)計(jì)分析[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，51（6）：608-614.

[2] 王海梅，劉昊，桑婧，等.呼倫貝爾植被覆蓋時(shí)空變化特征及其與氣候的相關(guān)性分析[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2020， 51（5）：539-547.

[3] 張惜偉，汪季，高永，等.近15年呼倫貝爾沙質(zhì)草原植被覆蓋變化對(duì)氣候因子的響應(yīng)[J].草地學(xué)報(bào)，2018，26（1）：62-69.

[4] 趙靜學(xué)，郭枝蝦，和鑫磊，等.黑河流域氣溫和降水再分析數(shù)據(jù)的不確定性評(píng)估[J].干旱氣象，2019，37（4）：529-539.

[5] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].北京：氣象出版社，1999.

[6] 雷·額爾德尼.內(nèi)蒙古生態(tài)歷程[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，2012.

責(zé)任編輯：黃艷飛