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1991—2020年的氣溫觀測數(shù)據(jù)，以氣候?qū)W標準劃分四季，得出陳巴爾虎旗四季的常年起始日期及四季季長的常年值，陳巴爾虎旗各區(qū)域四季季長分布特征。利用陳巴爾虎旗1970—2020年的日平均氣溫統(tǒng)計分析出陳巴爾虎旗51年四季季長，以Mann-Kendall突變方法得出陳巴爾虎旗四季季長的突變事實。結(jié)果表明：（1）陳巴爾虎旗春季、秋季季長呈現(xiàn)經(jīng)向分布，夏季、冬季季長呈現(xiàn)緯向分布，該分布特征與植被覆蓋類型等地形因素有關。（2）陳巴爾虎旗春季季長、秋季季長有減少的變化趨勢;陳巴爾虎旗夏季季長自20世紀70年代中期開始變多，自20世紀80年代初期這種變化趨勢變得更加顯著;陳巴爾虎旗冬季季長于20世紀90年代前期為節(jié)點，先增多后減少。

關鍵詞 陳巴爾虎旗;氣候季節(jié);季長分布;Mann-Kendall突變檢驗

中圖分類號：P426.6 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）10–0083–02

在全球變暖的氣候背景下，極端天氣氣候事件頻發(fā)。呼倫貝爾草原對氣候變化的響應極為明顯，近幾十年來，除氣溫、降水等氣象因子的年際變化影響，呼倫貝爾草甸草原退化面積達40%[1-3]。陳巴爾虎旗位于呼倫貝爾草原的北部。本文主要研究陳巴爾虎旗的四季分布型態(tài)，揭示呼倫貝爾草原對氣候變化的響應程度。依照3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12—翌年2月為冬季的常規(guī)季節(jié)劃分方法并不能準確地分析陳巴爾虎旗四季的分布及變化特征。本文以氣候季節(jié)標準劃分陳巴爾虎旗四季，分析該地區(qū)氣候季節(jié)分布特征及變化規(guī)律，為呼倫貝爾市自然科學相關研究提供氣候季節(jié)背景參考。

1 資料與方法

選取呼倫貝爾市（47°N～54°N，115°E～127°E）16個氣象站1970年1月—2020年1月02：00、08：00、14：00、20：00共4次平均的日平均氣溫資料（資料來源于呼倫貝爾市氣象局）。由于陳巴爾虎旗多年區(qū)域站資料不全，所以本文利用克里金插值法[4]得出呼倫貝爾市四季季長分布，以該分布特征截取陳巴爾虎旗區(qū)域為研究內(nèi)容。

在陳巴爾虎旗四季季長及其變化的研究中，以陳巴爾虎旗國家氣象觀測站為代表站，選取該站點1970年1月1日—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)地方標準氣候季節(jié)劃分》為參考標準劃分四季，即在上半年，5日滑動平均氣溫≥5℃且20℃為春季;5日滑動平均氣溫≥20℃為夏季;在下半年，5日滑動平均氣溫≥5℃且20℃為秋季;5天滑動平均氣溫5℃為冬季[5]。在陳巴爾虎旗四季季長及年平均氣溫的突變研究中，本文主要利用Mann-Kendall法進行突變研究，該方法的優(yōu)點是不需要樣本遵從一定的分布規(guī)律，且檢驗結(jié)果不受少量異常值的干擾[6]。

2 陳巴爾虎旗氣候季節(jié)特征

2.1 陳巴爾虎旗地理特征及氣候類型

陳巴爾虎旗所在緯度較高與俄羅斯、蒙古國相交，海拔高度在500 m以上，以蒙古高平原地形為主，屬于中溫帶半濕潤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。上述氣候及地形因素造就了陳巴爾虎旗獨特的四季特征，陳巴爾虎旗四季分明，春季干旱少雨，易發(fā)生沙塵、大風天氣;夏季水汽較為充足，晝夜溫差較大且對流性天氣頻繁;秋季同樣較為干旱，但程度優(yōu)于春季;冬季極長占全年一半以上，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分布特征

選取陳巴爾虎旗1991—2020年日平均氣溫統(tǒng)計最近3個年代的日平均氣溫常年值，統(tǒng)計四季季長后得到陳巴爾虎旗常年四季季長分布形態(tài)?？梢钥闯觯宏惏蜖柣⑵齑杭尽⑶锛炯鹃L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沒有達到20℃，故春季秋季相連，陳巴爾虎旗冬季較為漫長，常年冬季季長分布形態(tài)與夏季相反，陳巴爾虎旗西南部冬季日數(shù)少于東北部（圖1）。

上述特征主要受地形、植被覆蓋等因素的影響，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分布主要呈現(xiàn)緯向分布，陳巴爾虎旗中部及西部以草甸草原為主，對降溫及回暖的響應程度較好，所以上述區(qū)域在夏季緯度越低，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突變特征分析

對陳巴爾虎旗1971—2020年的日平均氣溫的常年值進行統(tǒng)計分析，得出陳巴爾虎旗常年氣候季節(jié)起始日及平均季長。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檢驗對陳巴爾虎旗四季季長進行突變檢驗，春季季長M-K曲線如圖2a所示，整體UF線基本處于0線下方，呈現(xiàn)春季季長有減少的變化趨勢，UF與UB曲線交點在1970—1972年前后，表明春季季長突變在19世紀70年代初期開始。

夏季季長M-K曲線如圖2b所示，UF線呈現(xiàn)波動上升的趨勢，夏季季長在1975年前后產(chǎn)生由減少變?yōu)樵龆嗟淖兓厔?，UF線在1975年后值0，UF與UB曲線在1980年產(chǎn)生交點，且交點通過0.05的顯著性檢驗（U0.05=±1.96），甚至在21世紀00年代初期該UF值通過0.001的顯著性檢驗，這說明，陳巴爾虎旗夏季季長在1975年后有增多的趨勢，在1980年前后發(fā)生突變，突變發(fā)生后陳巴爾虎旗夏季季長顯著增多。

秋季季長M-K曲線如圖2c所示，秋季M-K突變檢驗UF曲線整體處于0線以下，UF與UB交點位于20世紀70年代及90年代中期，在20世紀80～90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有減少的變化趨勢，趨勢在20世紀80～90年代初期、21世紀00年代中期、21世紀10年代后期都十分顯著。

在陳巴爾虎旗冬季M-K突變檢驗中（圖2d），UF曲線呈現(xiàn)波動下降的趨勢，UF與UB曲線的交點在21世紀00年代末期～10年代初期間，圖2d整體表現(xiàn)為陳巴爾虎旗冬季季長在20世紀90年代中期以前為增多趨勢（在80年代前期這種變化更加顯著），在其之后為減少趨勢，在21世紀00年代中期產(chǎn)生了突變。

3 小結(jié)與思考

陳巴爾虎旗獨特的地形及氣候類型決定了對氣候變化的響應程度，夏季季長的增多，春季、秋季、冬季季長不同程度的減少都直觀的表明全球變暖升溫加劇，氣候的暖干化對呼倫貝爾草原生態(tài)資源的負面影響更為嚴重。本文以陳巴爾虎旗代表呼倫貝爾草原研究近年來的季節(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，進而提高呼倫貝爾市對極端天氣氣候事件的響應能力。

參考文獻

[1] 張志莉.呼倫貝爾草原草地退化的影響因素的統(tǒng)計分析[J].內(nèi)蒙古大學學報（自然科學版）， 2020，51（6）：608-614.

[2] 王海梅，劉昊，桑婧，等.呼倫貝爾植被覆蓋時空變化特征及其與氣候的相關性分析[J].內(nèi)蒙古大學學報（自然科學版），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氣候因子的響應[J].草地學報，2018，26（1）：62-69.

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

[5] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，1999：69-72.

[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.

責任編輯：黃艷飛

Analysis on Seasonal Characteristics of Climate in Chenbalhu Banner From 1970 to 2020

HONG Hai-yue （Chenbarhu Banner Meteorological Bureau， Hulunbuir， Chen-barhu Banner， Inner Mongolia 021500）

Abstract The temperature observation data of Chenbarhu Banner from 1991 to 2020 are divided into four seasons according to climatological standards， and the annual start date of the four seasons in Chenbarhu Banner， the annual value of the four seasons， and the distribution characteristics of the four seasons in each region are obtained. Based on the daily mean temperature from 1970 to 2020， the seasonal length of the four seasons in Chenbarhu Banner in 51 years is statistically analyzed and the mutation fact of the seasonal length of the four seasons in Chenbarhu Banner is obtained by the Mann-Kendall catastrophe test. The results show that （1） the season length of Chenbarhu Banner in spring and autumn presents meridional distribution; the node length in summer and winter shows the zonal distribution. The distribution characteristics were related to topographic factors such as vegetation coverage types. （2） The spring season length and autumn season length of Chenbarhu Banner was tending to be shorter and shorter. The summer season length of Chenbarhu Banner has increased since the mid-1970s and has become more significant since the early 1980s. The winter season in Chenbarhu Banner was longer than that in the early 1990s， which first increases and then decreases.

Key words Chenbarhu Banner; Clima-tological seasons; Distribution characteristics of seasons; Mann-Kendall test