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
DOI: 10.12677/CCRL.2021.104034, PDF, HTML, XML, 下载: 208  浏览: 494 
作者: 徐风霞, 常 成, 张 珊, 高学芹, 单英超:寿光市气象局,山东 寿光
关键词: 三伏气候特征寿光气象要素分析Dog-Days Climatic Characteristics Shouguang Meteorological Elements Analysis
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.
文章引用:徐风霞, 常成, 张珊, 高学芹, 单英超. 寿光近58年“三伏”时节气候特征分析[J]. 气候变化研究快报, 2021, 10(4): 287-293. https://doi.org/10.12677/CCRL.2021.104034

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

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

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

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

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

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。

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

参考文献

[1] 曾强吾. 农家历[M]. 北京: 北京气象出版社, 2018: 7.
[2] 夏江江, 严中伟, 周家斌. “三伏”的气候学定义和区划[J]. 气候与环境研究, 2011, 16(1): 31-38
[3] 齐忻敏, 张宗智, 梁艳. 古人笔下的三伏酷暑天[J]. 气象知识, 2017(4): 72-75.
[4] 高建英, 高学芹, 徐太安. 青州市夏季中暑指数预报[J]. 山东气象, 2008, 28(3): 29-31.
[5] 刘桂才, 王善芳, 李树军, 等. 潍坊市近49年三伏时节气候特点与舒适度分析[C]//第27届中国气象学会年会. 第27届中国气象学会年会论文集: 2010年卷. 北京: 中国气象学会, 2010: 1-7.
[6] 王娟, 张建军, 杨学颖, 等. 夏季高温高湿对养羊业的危害及防范措施[C]// 2009新华杯迎国庆60周年畜牧兽医科技论文集: 2009年卷. 河北石家庄: 今日畜牧兽医出版社, 2009: 46-47.
[7] 秦大河. 进入21世纪的气候变化科学——气候变化的事实、影响与对策[J]. 科技导报, 2004, 22(7): 4-7.
[8] 徐伟, 张蕾, 张静. 金山区高温天气气候特征分析[C]//第七届长三角科技论坛能源分论坛——长三角气象科技论坛. 第七届长三角科技论坛能源分论坛——长三角气象科技论坛论文集: 2010年卷. 嘉兴: 中国气象学会, 浙江省科协, 上海市科协, 江苏省科协, 浙江省气象学会, 上海市气象学会, 江苏省气象学会, 2010: 329-332.
[9] 张德山, 邓长菊, 李世明. 北京“三伏时节”气候特征分析[J]. 气象科技, 2008, 36(6): 768-771.
[10] 程继前, 张瑞萍, 何悦, 等. 嘉兴夏季伏天“热”气候特征分析[J]. 浙江气象, 2014, 35 (4): 36-39, 封3.
[11] 赵相宁. 中华实用万年历/历象编[M]. 第2版. 北京: 气象出版社, 2016: 294-465.
[12] 魏凤英. 现代气候统计诊断与预测技术[M]. 第2版. 北京: 气象出版社, 1999: 69-71.