寿光近58年“三伏”时节气候特征分析

Analysis of Climatic Characteristics in Midsummer in Recent 58 Years in Shouguang City

摘要: 基于寿光市1961~2018年“三伏”时节气温、湿度观测资料，利用现代气候诊断方法，统计分析了寿光“三伏”时节气温、湿度要素的变化特征。结果表明: 1) 寿光市1961~2018年初、中伏气温高，高温日数出现频次大；2) 寿光近58年“三伏”平均气温比最高气温升温更显著，中伏比初伏和末伏升温更显著；相对湿度随年代下降显著，并通过0.01显著性检验; 3) 40天“三伏”序列中，初伏中后期到后中伏中期，高温高湿; 4) 进入21世纪以来，寿光中伏升温、湿度减小的趋势明显。

Abstract: Based on the observation data of temperature and humidity during the dog-days season in Shouguang City from 1961 to the beginning of 2018, the variation characteristics of temperature and humidity elements during the dog-days season in Shouguang City were statistically analyzed by using modern climate diagnosis method. The results showed that: 1) The frequency of high temperature days in Shouguang from 1961 to 2018 was high in medium dog-days temperature; 2) The average temperature of the dog-days in Shouguang in recent 58 years was more significant than that of the maximum temperature, and the temperature of the middle dog-days was more significant than that of the first and last dog-days; the relative humidity decreased significantly with age and passed the significance test of 0.01; 3) In the 40-day dog-days sequence, high temperature and high humidity occur from the middle and late period of primary to the middle period of post-middle period; 4) Since the beginning of the 21st century, the trend of temperature rise and humidity decrease is obvious in Shouguang.

1. 引言

“伏”是按照我国古代的“干支纪日法”确定的，标志着一年里最炎热的时期 [1]。每年夏至以后第三个庚日(指干支纪日中带有“庚”字的日子)为初伏，第四个庚日为中伏，立秋后第一个庚日为末伏，合起来称为“三伏”。每伏10天，但有些年份中伏为20天，夏至到立秋间有4个庚日则中伏为10天，有5个庚日则中伏为20天。“三伏”反应了盛夏时节气温与相对湿度的变化 [2] [3]，对人体舒适度、畜牧业等有一定影响 [4] [5] [6]。

近年来，随着全球气候变暖 [7]，徐伟等 [8] 研究了金山区高温天气的气候特征；张德山等 [9] [10] 分别研究了北京、嘉兴“三伏”时节的气候特征，对寿光“三伏”时节气温的变化特征及其影响未见报道过。

山东寿光市每年“三伏”在公历7月中旬到8月中旬之间，是盛夏酷暑的时候，农谚有“热在三伏”之说，因此，研究“三伏”时节气候变化特征还是十分必要的。本研究基于寿光市观测资料，分析寿光近58年“三伏”时节的气候变化特征，以便更好地为当地工农业生产和人们生活提供气象服务。

2. 资料与方法

整理寿光市1960~2018年“三伏”时节逐日平均气温、最高气温、相对湿度资料。根据统计万年历 [11]，58年中“三伏”时期中伏为10天出现19年，中伏为20天出现39年。把三伏排成40天序列，中伏前10天统计58年平均值，中伏为20天的后10天统计39年平均值。年代以10位数字为年代数字值，2000~2009年为21世纪初10年，2010~2018年为近9年。

使用线性倾向估计法分析变化趋势，采用Mann-Kendall法进行突变检验 [12]，使用Excel 2003制图。

3. 结果与分析

“三伏”温度、湿度变化趋势分析

由表1可见，寿光初伏与中伏的平均气温、平均最高气温变化不大，差值0.1℃~0.4℃，末伏降幅大，与中伏相差1.3℃~1.4℃；最高气温 ≥ 35℃日数初伏出现93天、中伏出现127天、末伏出现22天，出现频次分别为初伏1.6天/年、中伏2.2天/年、末伏0.4天/年；“三伏”平均相对湿度79~81之间，变化不大；极端最高气温40.3℃，出现在初伏。初、中伏气温高，高温日数出现频次大，末伏气温有所下降，高温日数出现频次偏小。

Table 1. Element values of temperature and relative humidity in Shouguang during 1961~2018

表1. 寿光1961~2018年“三伏”气温、相对湿度要素值

由表2可见，从气候倾向率看出，寿光近58年“三伏”的平均气温、最高气温呈上升趋势，中伏增温最快，平均气温、最高气温增温分别达0.277℃/10a、0.277℃/10a。相对湿度呈下降趋势。从相关系数看出，初伏、末伏平均气温均通过0.05的显著性检验，最高气温均通过0.1的显著性检验，中伏平均气温、最高气温均通过了0.01的显著性检验。初、终、末伏的相对湿度均通过了0.01的显著性检验。由此可以看出，寿光近58年“三伏”平均气温比最高气温升温更显著，中伏比初伏和末伏升温更显著；相对湿度随年代下降显著，并通过0.01显著性检验。

Table 2. Decadal climate tendency rate and correlation coefficient of “three volt” temperature and relative humidity in Shouguang from 1961 to 2018

表2. 寿光1961~2018年“三伏”气温、相对湿度年代气候倾向率及相关系数

注：^※表示通过0.1显著性检验，^※※表示通过0.05显著性检验，^※※※表示通过0.01显著性检验。

Figure 1. Variation trend of temperature and relative humidity in Shouguang during 1961~2018

图1. 寿光1961~2018年“三伏”气温、相对湿度变化趋势

由图1可以看出，寿光40天“三伏”序列中平均气温、平均最高气温总体呈下降趋势，平均相对湿度呈上升趋势。初伏到中伏第15天，气温基本在平均值以上缓慢下降，从中伏第16天，气温在平均值以下缓慢下降直到末伏第9天降到最低，末伏第10天气温突然升高。初伏前6天平均相对湿度在平均值以下缓慢上升，从第7天到中伏第15天在平均值附近震荡，从中伏第16天到末伏在震荡振幅平均值以上大于平均值以下，末伏第10天明显上升。由此可以看出，40天“三伏”序列中，初伏中前期温度已经升高，湿度略小，从初伏中后期到后中伏中期，高温高湿，从后中伏后期到末伏后期温度略下降，但湿度居高不下，末伏最后1天温度、湿度又明显上升。

Table 3. Annual variation of temperature and relative humidity in Shouguang during 1961~2018

表3. 寿光1961~2018年“三伏”气温、相对湿度年代变化值

注：表中数值下一年代与上一年代的差值，“−”表示降低(下降)，“+”表示升高(上升)。

表3中的数值是相邻两个年代中下一年代与上一年代的差值，由表3可见，寿光近58年平均气温年代变化值初伏为“降低–平稳–升高–升高–升高”，仅60~70年代降低，70~80年代无变化，从90年代至21世纪近9年年代持续升温，进入21世纪以来比90年代升高1.3℃；中伏为“降低–降低–升高–降低–升高”，60~70年代、70~80年降低，80~90年代升温达0.9℃，90年代至21世纪初10年降低0.2℃，21世纪初10年至近9年升高达1.3℃，年代升温比降温剧烈；末伏为“平稳–降低–升高–升高–升高”，60~70年代无变化，70~80年代降低0.7℃，80~90年代至近9年持续升高。最高气温年代差变化初伏为“降低–升高–降低–升高–升高”，60~70、80~90年代降低，其余年代差值均升高，从90年代至21世纪近9年年代持续升温；中伏为“降低–升高–升高–降低–升高”，60~70年代温度降低达1.0℃、21世纪初10年至近9年升高达1.8℃，年代气温变幅大；末伏为“升高–降低–平稳–升高–升高”，80~90年代以前温度变化范围不大，从90年代至21世纪近9年持续升温，且升温幅度高达0.8℃。平均相对湿度年代变化值除初伏的80~90年代和中伏的60~70年代为正值(上升)，其余均为负值(下降)。由此可以看出，近58年来，寿光“三伏”年代际变暖趋势明显，进入20世纪90年代以来这种趋势尤为明显。

初伏年代变化趋势分析

由图2可以看出，寿光初伏平均气温、最高气温年代变化趋势一致，分3个阶段，60~70年代下降0.4℃~0.6℃，70~90年代仅下降0.1℃~0.2℃，较平稳，90年代到21世纪近9年年代值呈阶梯状上升1.3℃~1.5℃，持续升温；年代最高值均出现在21世纪近9年，较年代最低值分别高1.4℃、1.5℃。平均相对湿度年代值呈阶梯状下降，60~80年代降幅小，仅下降1.9%，90年代到21世纪初10年下降了5.5%，降幅大。由此可以看出，进入21世纪以来，寿光初伏升温、湿度减小趋势明显。

Figure 2. Decadal variation trend of temperature and humidity in Shouguang from 1961 to 2018

图2. 寿光1961~2018年初伏气温、湿度年代变化趋势

Figure 3. Annual variation trend of temperature and humidity in Shouguang from 1961 to 2018

图3. 寿光1961~2018年中伏气温、湿度年代变化趋势

由图3可以看出，寿光中伏平均气温、最高气温年代变化趋势一致，分3个阶段，60~70年代呈下降0.4℃~0.6℃，70~90年代变化仅0.1℃~0.2℃，较平稳，90年代到21世纪近9年年代值呈阶梯状上升1.3℃~1.5℃，持续升温；年代最高值均出现在21世纪近9年，较年代最低值分别高1.4℃、1.5℃。平均相对湿度年代值呈阶梯状下降，60~80年代降幅不大，仅下降1.9%，90年代到21世纪初10年下降了5.5%，降幅大。由此可以看出，进入21世纪以来，寿光中伏升温、湿度减小趋势明显。

由图4可以看出，寿光末伏平均气温60~70年代变化平稳，80年代下降0.7℃，90年代后阶梯状持续升温；最高气温60~90年代变化仅0.1℃~0.2℃，较平稳，进入21世纪年代值呈阶梯状上升明显。平均相对湿度年代值呈阶梯状下降，60~80年代降幅不大，90年代到21世纪初10年下降了3.1%，降幅大。由此可以看出，进入21世纪以来，寿光末伏随年代升温、湿度减小趋势明显。

Figure 4. From 1961 to 2018, Chronological variation trend of temperature and humidity in Shouguang

图4. 寿光1961~2018年末伏气温、湿度年代变化趋势

4. 结论与讨论

1) 寿光近58年初、中伏气温高，高温日数出现频次大，末伏气温有所下降，高温日数出现频次偏小。“三伏”的平均气温、最高气温呈上升趋势，中伏增温最快，平均气温、最高气温增温气候倾向率分别为0.277℃/10a、0.277℃/10a，初伏、末伏平均气温均通过0.05的显著性检验，最高气温均通过0.1的显著性检验，中伏平均气温、最高气温均通过了0.01的显著性检验。相对湿度呈下降趋势，初、终、末伏的相对湿度均通过了0.01的显著性检验。寿光近58年“三伏”平均气温比最高气温升温更显著，中伏比初伏和末伏升温更显著；相对湿度随年代下降很显著。40天“三伏”序列中，初伏中前期温度已经升高，湿度略小，从初伏中后期到后中伏中期，高温高湿，从后中伏后期到末伏后期温度略下降，但湿度居高不下，末伏最后1天温度、湿度又明显上升。进入21世纪以来，寿光初、中、末伏随年代温度升高、湿度减小的趋势明显。

2) 专家对“三伏”变化趋势论证结论与本研究结论基本一致。本研究的创新点是对寿光区域“三伏”、变化趋势进行研究，为当地气象服务提供参考依据。

3) 讨论

本研究只从气温、相对湿度方面进行研究，在今后工作中，我们将加强对寿光气候变化的全面研究，为当地工农业生产服务。

参考文献