秦皇島市近62年四季起始日期及長度演變特征分析

付懿涵 張智華 孫麗華 李衛敏 魏安琪 張佳瑩

摘要：對秦皇島市近62年的四季起始日期、持續日數及時空變化特征進行分析，揭示秦皇島市四季變化對全球氣候變暖的響應。結果表明：秦皇島市近62年四季開始的平均日期分別為4月10日、6月11日、9月5日、10月28日，四季長度分別為62、86、53、164 d。春夏兩季開始時間均呈提前趨勢，且春季開始時間顯著提前；秋冬兩季開始時間呈推后趨勢，其中秋季開始時間顯著推遲。秦皇島市冬季日數最多，其次為夏季，秋季日數最少。春、夏季日數呈增加趨勢，夏季日數增加趨勢顯著，氣候傾向率為3.03 d/10年；秋、冬季日數呈減少趨勢，冬季日數顯著減少，氣候傾向率為-2.94 d/10年。

關鍵詞：四季變化；持續天數；特征分析

中圖分類號：P423 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）01–0-03

受溫室效應的影響，全球變暖已經是一個不爭的事實[1]。在全球氣候變暖背景下，我國四季已經發生了顯著變化，起始時間和持續日數的變化顯現出不同的地域特征[2]。全球氣候變暖導致四季時空特征發生變化，將對社會經濟活動、農業生產、環境和生態系統產生巨大影響，因此，季節演變特征研究成為一個熱點話題[3]。任國玉等[4]對中國近100年平均地面氣溫進行分析得出，增溫最明顯的地區有東北、華北、西北和青藏高原北部，變化最顯著的季節在冬季和春季；趙曉萌等[5]對中國季節變化特征展開研究，發現四季入季時間的特征為春夏提前、秋冬推后，且北方比南方明顯，東部比西部明顯。

秦皇島市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明。由于北依燕山，南臨渤海，秦皇島市南北向氣候差異較大[6]。本研究可以明晰在全球氣候變暖背景下秦皇島市的季節演變規律，對合理利用氣候資源，趨利避害，合理布局農業產業結構、保障農業生產和人民生活具有一定的指導作用。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選用秦皇島市轄區5個國家氣象站1961—2022年共62年的逐日平均氣溫資料，氣候平均值由1991—2020年近30年的數據統計所得。

1.2 四季劃分方法

四季由于參考標準不同，劃分方法多樣，劃分方法各有利弊[7]。為了使季節劃分能更好地反映當地的氣候寒暖和符合農業生產，采用張寶堃[8]結合物候現象與農業生產提出的物候學劃分方法，5 d滑動平均氣溫作為劃分四季的溫度指標。穩定在10 ℃以下劃為冬季，22 ℃以上劃為夏季，其間為春季與秋季。

1.3 分析方法

主要采用相關分析、線性回歸的趨勢分析方法，并計算標準差，結合逐年四季起始時間距平與標準差的倍數關系，設定四季異常評價標準，以此標準評價四季起始日異常情況。

1.4 四季異常評價標準

參照中國氣象局《全國氣候影響評價》中的評價氣溫異常標準，根據四季起始日距平與標準差（σ）的倍數關系，設定四季異常評價標準：四季起始日距平/σ，≥2異常偏晚；1.5≤～＜2顯著偏晚；1＜～＜1.5偏晚；-1≤～≤1正常；-1.5＜～＜-1偏早；-2＜～≤-1.5顯著偏早；≤-2.0異常偏早。

2 結果與分析

2.1 四季開始日期的時間分布

從圖1可知：春季開始的平均日期為4月10日，最早3月21日，最晚4月24日，相差34 d，開始時間呈顯著提前趨勢，平均每10年提前2.1 d。夏季開始的平均日期為6月11日，最早5月21日，最晚7月18日，相差58 d，開始日期的變幅最大，呈明顯提前趨勢，平均每10年提前1.7 d。秋季開始的平均日期為9月5日，最早8月20日，最晚9月15日，相差26 d，開始時間呈推遲趨勢，平均每10年推遲1.0 d。冬季開始的平均日期為10月28日，最早10月14日，最晚11月8日，相差25 d，平均每10年推遲0.9 d，推遲趨勢與秋季相當。

春季開始時間最早在2002年3月11日，最晚在1965年4月29日，相差49 d。反查氣象資料可知，1965年4月27—30日出現一次明顯的冷空氣活動，全市日最低氣溫在6.3 ℃以下，尤其是青龍、撫寧分別出現1.6 ℃、1.4 ℃低溫，導致入春時間明顯推遲。夏季開始時間最早在2009年5月3日，最晚在1976年7月21日，相差79 d。秋季開始時間最早在1977年8月10日，最晚在2017年9月26日，相差46 d。冬季開始時間最早在1992年10月3日，最晚在1984年11月19日，相差47 d。

2.2 四季開始日期的空間分布特征

秦皇島市四季開始時間既有緯向特征，又受海拔影響。四季開始平均日期，地形以丘陵為主的盧龍最早進入春季，平均日期為4月6日，平原地區昌黎、撫寧偏晚2～4 d，沿海秦皇島最晚，平均日期為4月15日；入夏最早的也是盧龍，平均日期為6月4日，秦皇島入夏最晚，平均日期為6月21日，比全市平均入夏日期6月11日偏晚10 d；入秋和入冬最早的是北部山區青龍，分別為8月25日和10月19日，最晚的是南部昌黎，分別為9月10日和11月1日，其他地區開始日期差別不大。

各季最早開始時間與最晚開始時間之差以夏季最大，平均為64.4 d，春、秋季次之，冬季最小，平均為31.8 d。表明夏季氣候變化幅度最大，冬季變化幅度最小。在同一個地區，不同年份四季開始的時間也相差很大，就入春開始日期最早和最晚而言，各地相差30～48 d，而昌黎、撫寧入夏日期最早為2019年5月3日，和1976年7月17日入夏最晚相比，相差74 d。

2.3 四季長度的時間變化特征

統計表明（圖2），冬季日數最多，其次為夏季，春、秋季日數最少，分別為164、86、62、53 d，冬季平均持續期是秋季的3.1倍。從圖2可知，春、夏季持續日數呈增加趨勢，夏季顯著，近62 d累計增加18.2 d，平均每10年增加3.03 d；秋季和冬季日數呈減少趨勢，冬季日數顯著減少，近62年累計減少17.6 d，平均每10年減少2.94 d。對比我國其他地區四季長度變化，夏日延長及冬日減少趨勢高度一致，只是變化大小不同[4]。

四季持續時間變化幅度各異。春季持續日數最長為1976年的91 d，最短為1979年的39 d，相差52 d。夏季持續日數呈明顯的高低跳躍性波動，最長為2001年的111 d，最短為1976年的32 d，相差79 d。秋季持續日數最長為1996年的66 d，最短為2010年38 d，相差28 d。冬季持續日數最長為1964年的183 d，足足6個月，最短為2001年的147 d，相差36 d。不同年份的四季長度變化明顯，夏季表現尤為突出，春季次之，秋、冬季差值較小。

2.4 四季長度的空間變化特征

四季平均日數空間分布各有特點，東部沿海秦皇島市春季日數最多（68 d），盧龍最少（59 d），相差9 d；夏季日數西部盧龍和南部昌黎最多（95 d），秦皇島最少（80 d），相差15 d；秋季日數各地差別不大，為52～54 d；冬季日數北部山區青龍最多（173 d），南部昌黎最少（158 d），相差15 d，與春季地域差別一致，為四季中日數變化最多季節。

從圖3可知，海拔相對較低的沿海地區春季日數較海拔高的丘陵、山區等地偏多。而夏季日數為西南部偏多，東北部偏少，秋季日數的空間分布與夏季相反。

3 結論

（1）秦皇島市春夏兩季開始時間均呈提前趨勢，且春季開始時間顯著提前，秋冬兩季開始時間呈推后趨勢，其中秋季開始時間顯著推遲。

（2）秦皇島市冬季日數最多，其次為夏季，秋季日數最少。春季和夏季日數隨時間變化呈增加趨勢，夏季增加趨勢顯著，氣候傾向率為3.03 d/10年；秋季和冬季日數隨時間變化呈減少趨勢，冬季日數顯著減少，氣候傾向率為2.94 d/10年。秦皇島市四季開始時間及持續期既有緯向特征，又受海拔影響。

（3）以夏季顯著延長、冬季顯著縮短為主要氣候特征的氣候變暖，對農業影響最為顯著。合理調整和布局農業生產，提高氣候資源利用率，減輕氣候變暖帶來的不利影響，增強地區農業生產的氣候適應能力。

（4）氣候變暖對農業種植結構調整、作物播期、品種選擇有利，但氣候變暖有利于病菌、蟲卵安全越冬，加劇來年農業病蟲害的發生風險。入春時間顯著提前，遭受低溫凍害的風險性加大。因此，在熱量資源利用方面要科學理性決策，采取趨利避害措施，積極應對氣候變化。

參考文獻

[1] 曲學斌，趙岳冀，王彥平，等.1961—2016年內蒙古四季開始日期及長度變化特征[J].中國農學通報，2019，35（26）：129 -134.

[2] 陳小英，阮翠冰，林巧靈，等.寧德市近50年氣候季節劃分及變化特征分析[J].海峽科學，2022（7）：20-28.

[3] 嚴登華，耿思敏，羅先香，等.中國北方地區四季的時空演變特征[J].地理科學，2011，31（9）：1105-1110.

[4] 任國玉，郭軍，徐銘志，等.近50年中國地面氣候變化基本特征[J].氣象學報，2005（6）：942-956.

[5] 趙曉萌，蔡新玲，衛星君，等.陜西省季節變化特征研究[J].陜西氣象，2021（4）：27-32.

[6] 居麗玲.秦皇島氣候[M]北京：氣象出版社，2020.

[7] 朱炳海.中國氣候[M].北京：科學出版社，1962.

[8] 延軍平.中國大城市氣候干暖化的特征分析[J].中學地理教學參考，1997（9）：7-8.