根据自治区拉萨市尼木县国家基本气象观测站1981～2010年近30年的平均气温、降水和日照时数的观测资料，对气象要素资料序列进行趋势分析时，采用线性回归分析（LR）、滑动平均（MA），分析近30年来尼木县的气侯变化特征，结果显示：近30年尼木存在着冷暖交替的气候波动，从总体上看尼木年平均气温呈上升趋势，且进入21世纪后气候变暖尤为显著；年降水量在20世纪90年代中后期至2008年增加显著，此后呈减少趋势，夏季降水量的波动成为年降水变化的主要原因；从1981～2010年30年间五年平均、夏半年和冬半年变化趋势来看，尼木的日照时数整体变化趋势相对平缓，全年日照丰富。尼木县的主要气象灾害类型有洪涝、干旱、霜冻、雷暴和冰雹等气象灾害。
关键词：
气候变化；气候特征；气象灾害
全球变暖是目前全球环境研究的一个主要议题，引起了国内外学者的重视［1］，近年来由气温变暖引起的气候变化也日益明显，气候变化影响着人类生存环境的安危，在全球气候变暖这个大背景下，局部地区的气温变化特征的研究就变得非常有必要。位于中国的西南部，地跨北纬26°52′～36°32′、东经78°24′～99°06′之间，面积120多万平方公里，约占中国陆地总面积的八分之一，而青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原，有着“世界屋脊”之称，的气候，由于地形、地貌和大气环流的影响，独特而复杂多样，且气象灾害在高原表现种类多、频度高、强度大、影响面广和损失严重［2］。气候是全球气候的重要组成部分，它的气候变化甚至对全球的气候变化都有着重大影响和重要意义。尼木位于自治区中南部、雅鲁藏布江中游北岸，为了揭示尼木气候变化规律，文章利用尼木近30年的平均气温、降水资料和日照时数的观测资料，分析其气候变化的特征以及主要气象灾害分布特征。
1尼木概况
尼木县地处雅鲁藏布江中游北岸，距拉萨147公里。尼木县境内山峦起伏，沟谷纵横，地形西高东低，平均海拔4000米以上，境内最高穷母岗嘎峰，海拔为7048米，最低点为玛曲汇入雅鲁藏布江处，海拔3700米，气象观测场海拔为3809．4米。尼木县气候的主要特点为：属高原温带半干旱季风气候区，易形成旱、涝灾害。四季分明，夏季雨水集中，日照时间长、辐射强、湿度小。
2资料来源和研究方法
研究使用尼木基本气象站1981～2010年30年的逐月地面月平均气温资料、降水资料和日照时数资料，在时间尺度上分为三个阶段，分别是年平均、夏半年（4～9月）平均和冬半年（10～次年3月）平均。对气象要素资料序列进行趋势分析时，采用线性回归分析（LR）、滑动平均（MA）、平均等方法对各要素变化趋势进行统计分析。
3要素分析
3．1气温
尼木国家基本气象站1981～2010年年平均气温变化趋势，30年内尼木平均气温呈现波动上升趋势，尼木气候变暖明显。1981年温度最低，为6．4℃，2004年以后气温上升幅度加剧，到2009年达到最高8．2℃。五年滑动平均值从80年代到1995年位于平均值以下，1996年后五年滑动平均值均在平均值以上，1996～2000年气温前后波动幅度大，进入21世纪后气温上升趋势显著。从每五年的分段对比分析可以看出（见表1），每五年的平均温度是7．2℃，1981～1995年每五年的平均气温在6．8～7．0℃之间，低于平均值0．2～0．4℃；1996年以后，每五年平均值≥7．2℃，气温呈明显上升趋势，上升范围在0．2～0．7℃之间。夏半年的平均温度为12．8℃，1981～2000年均小于平均值，在12．6℃左右，到2001年以后气温上升，2001～2005年与平均值持平，2006～2010年上升了0．6℃；冬半年的平均值为1．7℃，1981年到90年代中期气温变化幅度小，在1．3℃之间且都小于平均值，但在1996年以后冬半年的气温上升趋势明显，气温高于平均值，变化幅度在0．2～0．6℃，其中2006～2010年的升温达到0．6℃。由上述可知，1981～2010年这30年间不管是从年际变化，还是从五年平均变化或者是夏半年、冬半年的变化趋势来看，尼木的气温在20世纪80年代至90年代中期变化不大，进入21世纪后至2010年气温上升明显，气候变化显著。
3．2降水
图2给出了尼木气象站1981～2010年年降水量变化趋势。30年平均年降水量为349．3mm。总的变化特征主要为20世纪80年代初至1989年降水较少，大致处于平均值以下。90年代中期降水量低于平均值，90年代初期和末期降水量增加明显，2000～2008年降水量大致高于平均降水量，1998年降水量是30年间最大，达534．9mm，最小降水量出现在1983年为217．9mm，是平均降水量的62％，2009年降水量下降至237．2，比平均值少112．1mm。从每五年的分段对比分析可以看出（见表2），1981～1995年平均降水量低于30年年平均值，夏半年减少量大于冬半年。1996～2005年，这十年间降水量有所增加，5年平均降水量增加幅度在27．1～61．9mm之间，且增加量大多来至夏半年。2006～2010年降水量下降明显，低于平均值19．0mm。由此可见，尼木20世纪80年代至90年代初期降水偏少，90年代中后期至2005年降水量呈上升趋势，而2006～2010年的降水减少明显，30年来年平均降水量来源主要依靠夏半年，冬半年降水少，降水量的年际波动明显。
3．3日照时数
根据图3尼木1981～2010年年日照时数时间序列图可知，日照时数整体变化趋势相对平缓，1988年日照时数成为30年最低值，为2848．2h，2009年最多，达到3209．3h，1984～1991年日照时数位于平均值之下，1992～2004年日照时数平均值大致位于平均值以上，2005～2010年日照时数波动变化较大。根据表3分析，1981～1995年五年滑动平均值低于30年平均值，而1996～2010年则高于平均值，其中1986～1990年日照时数平均值最小，夏半年差值大于冬半年，差值分别为52．6h和20．2h；2006～2010年全年、夏半年和冬半年的五年滑动平均值均为最大。可知，1981～2010年30年间五年平均、夏半年和冬半年变化趋势来看，尼木的日照时数变化趋于平缓，全年日照丰富。
4气象灾害
尼木主要气象灾害有：洪涝、干旱、霜冻、雷暴和冰雹等。尼木县是高原温带半干旱季风气候，由于受季风势力强弱和进退影响，干湿季明显，全年降水多集中于夏季且夜雨率高，降水年际变化大。山洪形成是由于山区地面和河床坡度较陡，降雨后产流和汇流都较快，形成急剧涨落的洪峰［3］，且本地区山体土质较松软，植被覆盖率较低，即使雨量不大，也易形成洪涝和泥石流、滑坡等次生灾害，对峡谷下游低洼地带的村庄、农田、房屋和公路造成淹没或强力冲毁。尼木5月进入汛期，洪涝随之开始，直至10月雨季结束。根据历史观测资料记载，尼木年平均降水量为341．1毫米，降水年际变化非常大，降水量偏少，日照偏多，年平均蒸发量在2261．0毫米，约为降水的7倍之多，这就造成了尼木地区年年有旱、一年多旱的局面，对土壤墒情影响大，不利于农作物的生长，但由于近几年农田水利设施的不断完善，对于干旱的防御措施有了进一步的保障。霜冻是因气温降到0℃或0摄氏度以下，土壤表面和植物表面温度下降到（0℃以下）足以使植物遭受伤害甚至死亡的一种农业气象灾害［4］。据统计，尼木1981～2010年共出现的霜冻日数为5422天，主要的霜冻出现时间在3～5月和9月下旬以后，且每年的4、5月最容易受晚霜的灾害，又时值当地作物拔节和抽穗的生长阶段，造成农作物产量减产，给农民带来很大的经济损失。冰雹也是尼木县主要灾害天气之一，虽然冰雹持续时间不长，但来势凶猛，强度大，常常给局部地区的农业造成很大损失，冰雹产生于很强的对流天气系统中，受地形影响一般随海拔增高而增多，尼木县地形复杂，河谷一带冰雹很易发生。
5小结
5．1尼木地区年平均气温、降水量和日照时数存在显著的年际波动，且不同时段变化明显。总体特征是年平均气温上升，降水减少，日照时数相对稳定的趋势。具体来说，2000年以前尼木地区气温变化幅度小，至21世纪以后本地区的升温趋势明显，气候变暖显著，特别是近5年升温尤为显著。尼木在20世纪80年代至90年代初期降水偏少，90年代中后期至2005年降水量呈上升趋势，而2006～2010年降水量减少趋势明显，年平均降水量来源主要依靠夏半年，降水量的年际波动明显。尼木的日照时数变化趋于平缓，全年日照丰富。
5．2尼木地区的主要气象灾害类型有洪涝、干旱、霜冻、雷暴和冰雹等气象灾害，其中由洪涝引起的泥石流、滑坡、山体塌方等次生灾害，已成为影响尼木农牧业生产、尼木建设和发展的主要制约因素之一。
参考文献
〔1〕王绍武．全球气候变暖与未来发展趋势［J］．第四纪研究，1911（3）：269－276．
〔2〕杜军，假拉，边巴扎西．气象灾害区划研究［M］．北京：气象出版社，2008．
〔3〕陆亚龙，肖功建．气象灾害及其防御［M］．北京：气象出版社，2001．
2010年出现的这些极端天气气候事件具有范围广、强度大、致灾重的特点。
全球变暖惹的祸?
2007年，政府间气候变化专门委员会(IPCC)的第四次气候变化评估报告指出，由于全球变暖，已经观测到包括干旱、强降水、热浪和热带气旋强度在内的一些极端天气气候事件的出现频率和强度发生了变化，未来将有可能出现更多更严重的极端天气气候事件。在全球气候变暖的背景下，高温热浪事件对气候变暖的响应尤为突出，特别是自20世纪90年代以来，全球范围内极端高温热浪事件更是频繁发生，部分地区甚至年年都遭受高温热浪袭击，如欧洲极为罕见的在2003年、2006年、2007年和2010年接连出现高强度的高温热浪。美国在过去的近10年内出现的创纪录的高温天数是创纪录的低温天数的两倍以上。
2010年在全球各地出现的高温热浪、洪涝灾害事实似乎也从一个侧面佐证了IPCC的评估结论。在全球气候变暖的大背景下，极端天气气候事件为何频繁出现?
以气温的变化为例，如果某一地区的气温变化在多年平均条件下呈正态分布，那么从概率论上来讲，在平均温度处的天气气候状况出现的概率最大，偏冷和偏热天气出现的概率较小，极端偏冷或极端偏热天气出现的可能性更小。但是，由于全球气候变暖，该地气温的平均值增加了，这时偏热天气出现的概率将明显增加，并且原来很少出现的极热天气也可能会频繁出现，破历史纪录的极端高温等极端事件也有可能会发生。如果气温变化的波动范围保持不变，则这种情况下偏冷天气出现的概率会减小，不大可能出现极端偏冷天气；但如果气温变化的波动范围也增大了，那么极端偏冷天气仍然有可能出现，只是出现概率会比以前减小。
对于强降水的出现与全球气候变暖的关系，从气象学原理上可以这样解释：由于全球变暖使得地表气温升高，较高的温度引起水分蒸发加大，致使水循环速率加快，导致更多的降水在更短的时间内出现，这就有可能增加大暴雨等极端降水事件以及局部地区出现严重洪涝的频率。另外，由于植物、土壤、湖泊和水库的蒸发加快，水分耗损增加，再加上气温升高，一些地区将遭受更频繁、更持久或更严重的干旱。
质疑之声
虽然大多数的科学家都非常认可IPCC第四次评估报告中关于全球气候变暖的结论，仍然有一些科学家对IPCC评估报告提出质疑。
首先，一些科学家质疑全球变暖的趋势是不是仍然存在。2008年初我国南方地区出现持续的低温雨雪冰冻灾害；2009／2010年入冬以来北半球的北美、欧洲和东北亚等地气温异常偏低，冰雪灾害频发，这使得有人认为，全球气候变暖的总体趋势已经停止或发生了逆转，未来全球气候甚至可能会转而进入一个微冰河期。根据英国《每日邮报》2010年1月10日的报道，包括气候学家拉蒂夫(Latif)在内的多位气候变化研究领域的权威科学家宣称，英国当时的异常严寒天气仅仅是全球气候变冷趋势的开端；目前全球气候已经进入了一个“寒冷模式”，全球气温将呈现下降趋势，而且这一趋势至少会持续20～30年。由于海洋中的海水温度变化具有60～70年左右的自然循环周期，他们认为海水温度的这种自然变化可能对全球气温形成比预期要大的影响，海洋的周期性变冷可能会抵消一些全球变暖的效果，这可能导致对进入新世纪以来全球变暖效应的抵消，使全球变暖的趋势停止。
其次，一些科学家认为太阳活动等自然因子才是近百年来全球变暖的主要原因，人类活动并不能解释观测到的全球变暖。他们认为，IPCC报告中气候模式所显示的温室气体浓度升高和全球平均温度变化之间的一致性主要是通过调整计算机气候模式中的物理参数得到的，但这些物理参数的调整具有很大的随意性。另外，二氧化碳浓度和温度的相关性并不高，因此也不能支持是二氧化碳浓度升高引起温度变化的结论，如20世纪40年代之前二氧化碳浓度的上升并不迅速，但全球气温却存在_个变暖阶段；1940～1975年间二氧化碳浓度上升迅速，但这一时期的温度却在下降。IPCC的评估报告则认为，工业化革命以来太阳活动造成的直接辐射强度要比人类活动所造成的小一个量级，太阳活动在这一时期的气候变化中所起的作用很小。IPCC认为，如果仅考虑太阳活动等自然因子的作用，气候模式无法模拟出20世纪中叶以后的全球变暖；只有同时考虑了自然因子和温室气体的作用，才能够模拟出全球气候的变暖趋势，从而证明了近50年的全球气候变化主要是人类活动引起的。
由于IPCC得出人类活动导致全球气候变暖的主要证据来自于计算机模式对气候变化的模拟结果，因此还有一些科学家对计算机气候模式的可靠性提出了质疑，他们认为计算机气候模式的结果并不可信，这主要表现在以下四点：第一，气候模式没有考虑太阳变暗和变亮的影响，如1985年前到达地球表面的太阳辐射较少(全球变暗)，1985年后到达地球表面的太阳辐射较多(全球变亮)。但是，当前的计算机气候模式对此并没有考虑。第二，气候模式不能真实地模拟云和气溶胶的作用。各种不同模式的模拟结果之间之所以会存在很大的差异，主要就是由于不同的模式对云的处理和云参数化方案的选择不同。由于人类活动主要集中在北半球，这使得北半球比南半球分布着更多的硫酸盐气溶胶，从理论上讲由于气溶胶的“阳伞效应”使得一部分太阳辐射被反射回太空，因此北半球的变暖幅度应该比南半球更小，但观测结果恰恰相反，北半球的变暖幅度远高于南半球，这说明气候模式所模拟的温度变化趋势在纬度分布上的观测结果并不一致。第三，气候模式对区域尺度方面的气候变化，特别是对区域尺度上降水变化的预测非常差，有时不同的气候模式对同一区域降水变化的模拟结果可能会完全相反，因此不能依靠计算机气候模式对区域气候变化进行可靠的预测。第四，计算机气候模式也不能解释许多
观测到的气候特征，如极区温度变化，特别是南极的温度变化趋势与理论计算值不符。
全球变暖仍将持续
事实上，现有的观测证据表明，全球气候变暖的总体趋势并未停止或逆转，未来全球气候持续变暖的趋势还将持续下去。由于近百年来全球地表平均气温的变化并不是直线式上升的，人们平时所感知到的气候变化实际上是气候的趋势性变化与年际、年代际波动共同影响的结果，在全球气候以变暖为总体特征的变化趋势下并不排除在个别区域或个别时段出现气温下降的情况。例如，过去近百年来我国的全国地表平均气温升高了约1.1℃，但同期我国西南地区(包括云南东部、贵州大部、四川东部和重庆等地)却降低了0.45℃。又如，2010年4月全球地表平均气温比常年偏高0.76℃，为1880年以来同期的最高值，但我国陆地平均气温比常年同期偏低1.2℃，是1961年以来的最低值。因此，应当从全球范围和长时间尺度上来科学认识全球气候变暖。变暖并不意味着全球地表平均气温一定要一年比一年高，也不意味着地球上所有地区同步发生同样幅度的变暖现象。在全球气候呈现总体变暖的趋势下，在个别地区仍然会有可能出现个别较冷的时间段，但出现的次数会更少，冷的程度也不会那么剧烈。例如，2009～2010年的冬季，由于北极地区异常偏暖，暖空气进入加拿大，将冷空气向南推进，加拿大人度过了一个暖冬，但美国大西洋沿岸地区的天气则变得极端寒冷多雪；与此同时，其他一些地区则炎热得异乎寻常。因此，虽然个别地区或个别年份都有可能经历最冷或最热的天气，但作为一个整体，全球气候在最近的30年里一直沿着持续变暖的趋势在发展。
根据美国国家海洋大气管理局(NOAA)的最新观测资料，IPCC第四次评估报告以来的这3年(2007～2009年)全球平均气温也都处于有仪器记录以来的最暖10年之列，2010年3～6月是1880年以来最暖的几个月份，其中2010年6月是1985～3月以来连续第304个比20世纪平均温度偏高的月份。从今年的观测事实来看，2010年很有可能是1850年以来最热的年份。
目前，大气中温室气体二氧化碳的浓度仍然在以每年2个ppm左右的速度增加，2010年6月二氧化碳浓度已经超过392ppm；并且，由于海洋的热惯性作用，即使大气中温室气体的浓度能够保持稳定，未来一段时间内全球的气温仍然会继续上升。
难以准确预测的气候变化
大家都知道，在天文学中像日食、月食等天文现象是可以提前很多年就准确预报出来的，在海洋科学或水文科学中像是潮汐、洪峰等水文现象也可以提前作出准确预测，但对气候变化，人们却很难提前准确预测，只能预估出一个大致的趋势。
这是因为，在天文学中，太阳、地球和月球的运动是都可以作为一个质点来处理的，这些质点之间仅通过万有引力发生作用，万有引力的大小又仅取决于它们本身的质量和它们相互之间的距离；因此，决定这些质点运动状态的控制方程就非常简单，提前很多年就可以准确预测它们的运动状态。海洋中的海水流动虽然不能简单地作为质点来处理，但海水的运动也是遵从流体力学原理的，在已知的外力(如月球、太阳的引潮力)作用下，其运动状态也是容易预测的。
大气的运动就完全是另外一回事了。虽然大气从本质上看也是流体，但它是气体，气体是可压缩的(遵从气体状态方程)；大气的组成中除了成分相对稳定的氮气、氧气等气体外，还有状态多变的水汽，水汽在大气中存在多达几十种的相变方式，通过不同的相变来成云致雨，这些都决定了大气运动状态的控制方程组会非常复杂，再加上大气所受到的外力也是难以准确预测的，因此人们不可能通过风洞或水槽之类的实验设备来研究气候变化，只能通过计算机气候系统模式来模拟和预测。
就目前的科学发展水平来看，计算机气候系统模式是最重要的气候预测和预估工具，气候系统模式本身以及利用模式来预估未来气候变化的趋势都是可靠的，但却难以提前对气候变化作出十分精确的预测。
因为气候系统从本质上看是一个混沌系统，这决定了它的运动状态存在一个可预报的时间尺度，超过这个时间尺度之后，由于混沌系统内非线性的误差增长会超过初始信号的强度而使预测结果失去意义。发现大气具有混沌特性的洛伦兹曾经打过一个比喻：南美的一只蝴蝶拍一下翅膀，其产生的气流扰动经过放大，最后会引发纽约的一场风暴。也就是说，即使初始误差很小，这个误差经过非线性放大，最后也会达到惊人的地步。
另外，对于混沌系统的预测同样具有不可重复性，即使是在相同的初始条件下采取同样的计算方法和计算步骤，最后得出的结果也是不会完全相同的。这好比一个人在高山上滑雪，虽然他每次都是从山顶的同一个位置滑下来，但到达山底的位置每次都是不同的。
此外，地球的大气还受到大气以外的其他因子变化的影响，这些系统目前并没有被我们很好的认识，因此，在气候研究和模拟中要对未来气候状况作出像日食、月食或潮汐预报等那样精确的长期预测几乎是不可能的。
让时间来检验
2010年2月23日，国际科学理事会(ICSU)了一份关于围绕IPCC第四次评估报告争论的声明，声明认为IPCC评估报告反映了当前对有关气候系统、演变过程以及未来预估的科学认识，肯定了IPCC评估报告是国际社会前所未有的、最全面的关于气候变化的科学评估结论。5月7日，美国《科学》杂志也刊登了255名美国科学院院士联名发表的公开信，信中对IPCC的评估结论给予明确支持，并指出科学结论总会有某些不确定性，科学永远不能绝对地证明任何事情；但最近的这些事件丝毫没有改变有关气候变化的根本结论。
气候变化是一门科学，其正确与否需要经过时间的检验。这让人们想起了有关爱因斯坦的一个故事，据说爱因斯坦的相对论发表以后，有100个教授签名联合反对相对论；爱因斯坦知道后说：如果能证明我错了，一个教授就足够了。
从这个意义上说，时间，也将会成为检验全球气候持续变暖论断正确与否的标准。尽管如此，面对频繁出现的极端天气气候事件，我们需要迅速行动起来，采取措施来降低气候变化对人类的威胁。
相关链接
“全球变暖”35年
35年前，也就是1975年8月8日，美国著名的气候学家、地球化学家华莱士・布勒克教授在《科学》杂志发表了题为“我们是不是处在全球变暖的紧要关头?”的文章。在文章中他预测，地球即将转入由于二氧化碳增加导致的全球变暖期。这篇文章的发表正式宣布了“全球变暖”概念的诞生。
关键词：气候变化;北方;作物生长;长期适应策略;短期响应方案
基金项目：陕西省教育厅项目（14JK1017）
中图分类号：S162文献标识码：ADOI编号：10.14025/ki.jlny.2015.01.058
全球变暖加剧，严重威胁我国农业生产的可持续发展。诸多研究表明，中国北方地区是受气候变化影响最明显的区域，未来气候变化对该区的影响是不可忽视的。针对北方地区的气候特点及未来气候变化趋势，寻找农业生产的应对措施，最大限度减少气候变化带来的不利影响是亟需解决的问题。
1北方地区气候变化趋势
北方地区气候变化主要体现在气温、降水的变化以及极端天气气候事件的发生频率上。数据表明，近100年我国地表年平均气温增加幅度为0.5℃～0.8℃，到2022年全国年平均气温将比1950年升高1.68℃[1]。唐国平等[2]选用GCM模型对未来中国气候变化的情景进行模拟，结论表明气候变化将使中国境内的平均气温普遍升高，并且气温升高的幅度在高纬度地区大于低纬度地区。北方地区未来温度会不断增高，最大增温区在东北，可达0.192℃/10年，其次是华北，为0.104℃/10年[3]。降水变化更为复杂，不同空间地域差异较大。受气温变暖影响，高纬度地区和一些湿润热带地区的降水量有增加趋势，但中纬度和干旱热带地区的降水将进一步减少。西北中部，青藏高原西南部、华中至华北地区和东北中部4个地区的降水则显著减少[4]。极端降水平均强度和极端降水值都有增强的趋势，干旱将进一步加剧。
2气候变化对中国北方农业生产影响
北方地区自然条件差异很大，未来气候变化对各地影响也明显不同，总体趋势是不同生态区可多利用的积温均由北至南逐渐增多，本研究根据各地区热量资源变化情况、种植制度及作物品种划分原则，可以得出北方三区域的农业生产变化趋势。
2.1东北区
在该区域未来春小麦面积将缩小，有向三江平原北部集中的趋势，而冬小麦面积增加，热量资源逐渐可以满足一年两作的需要，特别是辽宁省南部逐步可以进行冬小麦/夏玉米的轮作。受热量条件影响较大的喜温作物和越冬作物以及高原地区的冷凉气候区的作物种植面积将会迅速扩大，未来玉米种植品种也将由现在的早熟品种更替为晚熟品种。
2.2华北区
该区温度增加较多的集中在山东东部和河北北部地区，较少的是华北平原中部地区。河北省北部地区未来积温增加幅度可满足冬小麦生长，种植制度可能由一年一熟（春小麦）或两年二熟（如冬小麦――夏大豆――春玉米）演变为一年两熟（麦+大豆或麦+棉等）;山东省东南部和河南省南部复种指数提高，可由当前一年两熟（如麦+稻、麦+大豆或麦+棉等）演变为一年三熟，在水资源条件较好的地区亦可以种植冬小麦+双季稻[5]。
2.3西北区
该区冬季气候变暖使得越冬作物种植区北界西伸北扩，喜温作物面积扩大，多熟制向北推移，作物品种的熟性由早熟向中晚熟发展，单产增加，品质提高;另外多熟制向北部和高海拔地区推移，复种指数提高[6]。农作物生长发育速度发生明显变化，春播作物提早播种，喜温作物生育期延长，越冬作物推迟播种，生育期缩短，如冬小麦，其生育期缩短的趋势大于春小麦[7]，棉花产量明显增加。气候变暖使西北干旱区作物种植格局由春小麦为主转变为玉米、棉花、冬小麦为主;半干旱区由小麦为主转变为玉米、马铃薯、冬小麦为主[8]。
3应对策略的制定
开展农业适应研究的目的是为了有效应对未来几十年气候变化带来的潜在风险。应对策略应从两方面考虑，一方面是短期响应方案，另一方面是长期的适应策略。
短期响应方案主要是指农民以及科研机构根据气候变化做出的努力保持农业系统现状的一些调整。它们是自主进行的，并没有政策性的变化或更深层次的研究。短期调整在本质上是抵御气候变化的第一道防线。农业的长期适应策略是指在基础设施、生产技术、市场机制和在应对一些环境或经济刺激的政策政府的改变上，这种改变是从根本上应对气候的长远变化[9]。
3.1短期响应方案
应对暖干化的短期响应方案一般包括：农艺策略。包括作物品种和种植结构的变化、提前播种和收获、深耕深播等;保存水分策略。包括保护性耕作、耗水低的农作物轮作、小气候改造和灌溉调度。
东北地区是我国增暖最明显的区域，也是未来增温幅度最大的地区。增温使该地区春季回暖早，生长季延长，积温和持续天数增加，积温带北移，这些变化为当地农业带来了更多生产潜力，提高了复种指数，但同时也带来更多气象灾害的影响。未来应对气候变化的短期适应策略应重点在调整作物结构，提高作物复种指数，变更作物熟性等方面投入力量。调整作物结构是指可以将当地现有作物结构调整为以粮食、经济和饲料作物相结合的三元农业种植结构，在北部地区以培育大豆和水稻为主，中部地区以培育玉米、大豆为主，而在西南部地区以水稻、玉米为主，兼顾杂粮，这种混合种植结构有利于充分利用增加的热量资源并且取得更好的经济效益[10]。提高作物复种指数则主要通过逐渐种植产量较高的冬小麦，取代春小麦，以实现高产目标。变更作物熟性可通过引进或选育生育期相对较长、感光性弱、感温性强的中晚熟品种，以增加作物产量;在熟制不变的地区培育生育期更长的晚熟品种，以充分利用增加的热量资源。
华北地区气候未来呈现暖干化趋势，水资源将成为该区农业生产的决定性因素。应合理调整当地作物种植结构，优化作物布局。即适当减少高耗水作物的种植面积，如不耐旱的玉米、春小麦种植面积可视情调整，培育和引进抗旱品种。在水资源能保证作物需求的区域，可维持当前耕作系统，提高农业生产效率，在水资源匮乏区地区，采取种植业、林果业、畜牧业等混作经营模式，发展多元经济模式，也可以充分利用增加的潜在热量资源，获得较好的生态和经济效益。从农艺措施层面而言，为了提高作物产量，可以对夏玉米进行适当晚收和晚播，冬小麦进行迟播。因为气候变暖导致冬前积温增加，暖冬现象加剧，小麦的播期可以延迟[11-12]，而玉米延迟收获可以增加对光温资源的利用，有利于籽粒灌浆，提高千粒重，增加产量[13-14]，夏玉米晚播则是因为气候增暖后，温凉且温差较大的秋季更适于玉米的灌浆，而且较长的生育期亦有利于产量形成[5]。从改变农业生产技术层面而言，气候变暖有利于设施环境下作物生长，可以进行高效率的农业生产，减小气象灾害的影响，最重要的是可以更好利用采用节水措施开展农业生产，所以可考虑在华北地区大力发展设施农业。
西北区地域广阔，气候多样复杂，总体来说未来气候变化趋势是由暖干向暖湿转型[15]。降水量的局部增加、极端气候事件减少对农业生产有利。但作物生长期气温升高，缩短了养分积累的时间，降低了品质，而且西北地区东部降水持续偏少，土壤水分蒸发加剧，由于水分亏缺抑制了热量资源增加所发挥的作用，部分地区粮食将大幅度减产。针对这些变化趋势，首先应确保该区域的生态环境安全。西北地区集中了大片荒漠区、水土流失严重的黄土高原区还有青藏高原的高寒区，还有内蒙古地区大片的草场资源，适合农业生产的区域主要集中在关中平原、河西走廊、河套平原和新疆地区的绿洲农业，在保证宜农地区农业生产的同时，更要兼顾其他不适宜农业生产地区的生态环境的保护，这样才能从整体上增强该区域应对气候变化的能力。其次，西北地区土地类型多样，应根据各地的具体气候情况调整种植结构，发展优质产品和特色农业[16]。新疆地区光热资源充足且温差大，适宜棉花、优质瓜果等经济作物的生产，减少耗水作物的播种面积。河西走廊夏季冷凉干燥，适宜发展蔬菜生产。在农牧交错带地区，主要以畜牧业为主，农业以旱作农业为主，在为数不多的宜农区需要培育和引进抗旱作物品种，大力发展节水农业，提高农业生产效率。甘宁地区可以结合地方优势发展药材种植[17]。陕西中部和南部作为重要的粮食生产基地，随着温度的增加，可以增加复种指数，开展多熟制度和混作制度，增加粮食产量。青海地区热量资源也有所增加，但增加幅度相对较小，还是以喜凉作物或经济作物为主。
3.2长期适应策略
长期适应策略是一个有机体或群落或系统，通过改变自身形式或功能去强化响应外界重复扰动的能力[9]。在农业生态系统中，当一个基本生产要素缺乏时，那么作为一个长期的适应机制则意味着作物种植制度形态和功能的变化。例如，日益稀缺的灌溉用水可能会改变旱地农业的耕作技术、设备需求和市场基础设施。
长期适应策略需要从管理策略、政策制定、经济因素和技术因素上进行考虑，包括：减缓气候变暖，这要求政府部门从根本上制定策略来延缓气候变暖的发生，主要通过减少碳排放等途径;改进基础设施，主要体现在农业生产资料的改进，农艺器具的更新;建立可持续能源体系，农业生产过程中需要使用多种能源设施，随着时间的推移，现存的各种能源可能面临供应紧张或枯竭的局面，如何提高能源转换和利用效率，减少能源消费，开发利用可再生能源，优化能源结构这些都将是未来需要考虑的方面。从长远来看，全球应对气候变化行动也将成为推动能源等领域技术创新的重要驱动力。
4结论
从不同纬度地区将来应对气候变化带来的热量资源变化的潜力上来分析，我国高纬度地区农业适应性较强，存在较大的适应空间;中纬度地区适应性较差，但通过科技进步，调整农业管理措施，可以减少气候变化带来的负面影响;在低纬度地区，由于本来基础温度就高，未来增温幅度也不大，农作物对温度变化的响应不明显，另外随着该区域耕地面积的迅速减少也将威胁该区域的粮食安全[18]。在不同区域应对未来气候变化时，需要从短期响应和长期适应两方面来考虑，这样才能从根本上应对气候变化的负效应。
参考文献
[1]丁一汇，任国玉，石广玉，等.气候变化国家评估报告（Ⅰ）：中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展，2006，2（1）：3-8.
[2]唐国平，李秀彬.气候变化对中国农业生产的影响[J].地理学报，2000，55（2）：129-138.
[3]翟晓慧，刘孝勇，宋乃平.气候变化对农业产生的影
响及农业适应对策综述[J].甘肃农业，2011，7：20-23.
[4]左洪超，吕世华，胡隐樵.中国近50年气温及降水量的变化趋势分析[J].高原气象，2004，23（2）：238-244.
[5]金之庆，葛道阔，高亮之，等.我国东部样带适应全球气候变化的若干粮食生产对策的模拟研究[J].1998，31（4）：51-58.
[6]刘德祥，董安祥，邓振镛.中国西北地区气候变暖对农业的影响[J].自然资源学报，2005，20（1）：119-125.
[7]郝祺.气候变化对西北地区小麦生产影响的模拟研究[D].北京：北京林业大学，2009.
[8]王润元.中国西北主要农作物对气候变化的响应[D].兰州，兰州大学，2010.
[9]EasterlingWE.AdaptingNorthAmericanagricultureto
climatechangeinreview[J].AgriculturalandForestMeteorology，1996，80（1）：1-53.
[10]金之庆，葛道阔，石春林，等.东北平原适应全球气
候变化的若干粮食生产对策的模拟研究[J]，作物学报，2002，28（1）：24-31.
[11]金岩，王从卯，李延奇，史桂萍.气候变暖对龙口小麦适播期的影响[J].山东气象2008，28（2）：28-30.
[12]高蓓.暖冬对陕西省冬小麦生长发育和产量的影响
[J].科技咨询导报，2008，（18）：256.
[13]李晔.收获期对夏玉米产量性状的影响.中国种业[J].2007，（10）：42.
[14]刘月娥.玉米对区域光、温、水资源变化的响应研究[D].中国农业科学院，2013.
[15]施雅风，沈永平，胡汝骥.西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J].冰川冻土，2002，24（3）：219-226.
[16]林而达，许吟隆，蒋金荷，等.气候变化国家评估报告Ⅱ：气候变化的影响与适应[J]，气候变化研究进展，2006，2（2）：51-56.
[17]邓振镛，张强，赵红岩，等.气候暖干化对西北四省
（区）农业种植结构的影响及调整方案[J].高原气象，2012，31（2）：498-503.
关键词：气温；变化特征；年度、季度气温变化
中图分类号：P423文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-12-0136-2
0引言
全球变暖已然是近百年来全世界气温变化的主要趋势，在这种气候环境下各种极端天气气候事件和气象灾害的发生频次较以往有很大的提高。这类气候事件的频发对我国的环境、资源以及人民的生产生活都带来了严重的影响，是摆在经济、社会可持续发展面前的一条鸿沟。广西乐业县地处广西省西北部，属于亚热带湿润气候区，年平均气温在16.5℃。本文采用乐业县具有准确性、代表性以及连续性的30年的气温资料进行统计分析，探究乐业县气温的变化规律。以期达到为今后的气象预报提供科学依据，为乐业县的农业生产和政府决策提供气象保障的目的。
1资料和方法
选用1981年到2010年30年间的乐业县每个月的平均气温、每季度的平均气温以及每年度平均气温变化的资料，运行统计学的方法，绘制1981到2010年乐业县年度平均气温随时间变化的曲线等图表，分析乐业县气温随时间变化的特征。
2乐业县30年间气温随时间变化的特征分析
本文选取的年平均气温值是1981年到2010年乐业县年平均气温、年最高气温、年最低气温的气象资料。其中年平均气温为16.8℃；年最高气温为24.7℃；年最低气温为4.4℃。
2.1乐业县30年间年平均气温随时间变化的特征分析
对于年平均气温变化的特征，本文采用绘制1981年到2010年30年间乐业县年平均气温变化表，并对图表进行比较分析的手段进行。下图是乐业县1981年到2010年30年间的年平均气温变化表：
从图表可以发现，1981年到1984年，乐业县的年平均气温逐年下降。在1984年降低到30年间的最低值15.8℃。30年间的第一个振荡周期为1981到1988年，振荡幅度最大达到了1.7℃。第二个振荡周期是1988年至1991年，乐业县的年平均气温回归到历史平均的16.3℃的水平，振荡幅度为1.1℃。1991年到1994年是乐业县30年间的第三个振荡周期，较上一个周期而言，气温保持在16.7℃左右，振荡幅度较小，总的说来，比上两个周期的平均气温稳定且趋于变暖。1994至1998这个周期里，气温呈突变的态势，年平均气温由16.9℃逐年降低到16.0℃，再由16.0℃升到17.4℃。降温幅度达到每年0.45℃，而升温幅度更是达到了0.7℃每年。在1998年到2003年这个振荡周期内，乐业县年平均气温变暖的趋势表现的十分明显，在振荡中年平均气温从17.4℃升高到17.6℃，同前几个周期相比，周期内除了最低年平均气温体现出气温变暖的突变性、反复性的特征为16.4℃之外，其他年份的平均年气温都在17℃之上。在2003年至2006年这个周期内，乐业县的年平均气温均在17℃左右，振荡幅度在（+0，6；-0.1）之间。在2006年到2010年的周期内，除了2008年乐业县的年平均气温（16.5℃）在17.2℃之下外，其余的年份的气温均高于上个周期的最高值17.2℃。若是以乐业县30年间的平均气温（16.8℃）为距平零线的话，可以发现1998年到2010年这个时间周期内乐业县的年平均气温基本上距平零线之上，而在1981年到1998年这个时间周期只有1987年、1991年、1993年这三个年份的年平均气温在距平零线之上。说明从1998年开始乐业县的年平均气温呈现变暖的趋势。这与广西省以及我国的气温变化趋势基本上是一致的。综上所述，在1981年到1989年这个时间段较历史的正常水平有所下降，年平均气温偏低；在1989年到1998年这个时间段乐业县年平均气温在正常水平；1998年以后乐业县年平均突升到持续偏暖的水平。
2.2乐业县30年间年最高气温、年最低气温随时间变化的特征分析
乐业县1981年到2010年30年间的最高气温随时间的变化趋势和年平均气温的变化基本上一致。但也存在一定的差异，具体表现为年最高气温的变化幅度大、跳跃性强。1983年和2010年的年最高气温均为24.7℃，时间跨度为27年。1992年和1996年的年最高气温为23.3℃，与2010年的最高气温相差1.4℃，振荡幅度大于年平均气温的振幅。总的说来，乐业县30年间的年最高气温的变化特征为：80年代年最高气温较低；1991年到1998年的年最高气温在中间水平；1998年之后年最高气温最高。三个时期之间有0.6℃的变化幅度。乐业县1981年到2010年30年间的最低气温随时间的变化趋势和年平均气温的变化十分相似，但也有其特色。除了1984年的年最低气温（4.4℃）以及2008年的年最低气温（4.9℃）在6℃之下，其余年份的最低气温均在6℃之上。80年代的年最低气温一般在6.5左右，而在1998年之后乐业县的年最低气温基本在7.3之上。除去2008年，1998年到2010年的年最低气温呈现逐年升高的趋势。综上所述，乐业县30年间最低气温的变化具备80年代较低，90年代以后年最低气温变暖的特征。
3乐业县30年间年气温随季节变化的特征分析
乐业县的春季和冬季的气温变化明显。以1984年为例，冬季的最低气温为4.4℃，春季的最低气温为13.2℃。可见乐业县春季和冬季的平均气温的距平振幅比较大。在1984年为4.3℃，在1998年为1.2℃，在2010年距平振幅只有0.9℃。从1998年开始，乐业县春季和冬季的平均气温几乎保持了正距平。这恰好说明了乐业县从1998年开始出现暖冬和春季的气温偏高的天气状况比较常见。和春季与冬季的距平振幅较大相比，乐业县1981年到2010年30年间夏季和秋季的距平振幅相对较平缓。尤其是夏季的平均气温相对30年夏季的平均气温变化。其中最大的正距平为0.6℃、最大负距平也只有-0.7℃。即使在年最低气温最低的1984年，乐业县的夏季的平均气温也没有出现异常的跳跃现象。从1998以来，乐业县的夏季平均气温从22.6℃上升到23.4℃，也显示出90年代末期以来乐业县的夏季气温在逐渐变暖。综上所述，乐业县在1981年到2010年30年间气温随季节的变化具备以下的特征：在1981年到2010年之间，乐业县春秋两季气温变化不明显，夏季和冬季气温有变暖的趋势。
4小结
通过对于1981年到2010年30年间的乐业县每个月的平均气温、每季度的平均气温以及每年度平均气温变化的气象资料的分析，可以总结出乐业县30年间的气温变化具备以下的特征：其一，乐业县的年平均气温、年最高气温、年最低气温随时间的变化趋势基本上是一致的。在1981年到1998年这个时间段，乐业县的年平均气温、年最高气温、年最低气温的距平几乎都在距平零线之下。年最高气温振荡的幅度在80年代较大，具备一定的跳跃性。80年代的气温相对90年代和21世纪的头十年偏低，1998年以后乐业县的气温日趋温暖。其二，在1981年到1998年这个时间段，乐业县的气温随季节变化的特征可以描述为：乐业县春秋两个季度气温变化幅度大，增温和降温的幅度都大于夏季和冬季的水平。但是，整体上说，在1981年到2010年之间，乐业县春秋两季气温变化不明显，夏季和冬季气温有变暖的趋势。其三，乐业县30年间气温变化的总特征为：80年代年平均气温较低，90年代以来偏暖。1998年之后，乐业县的气温表现出明显的气温变暖的趋势，呈现出春季和秋季两个季度气温变化不明显，夏季和冬季两个季度气温有明显的变暖趋势额特征。
参考文献
[1]秦大河，陈振林，罗勇，等.气候变化科学的最新认知[J].气候变化研究进展，2007，3（2）：63-73.
[2]林而达，吴绍洪，戴晓苏，等.气候变化影响的最新认知[J].气候变化研究进展，2007，3（3）：125-131.
[3]潘家华，孙翠华，邹骥，等.减缓气候变化的最新科学认知[J].气候变化研究进展，2007，3（4）：187-194.
[4]王绍武.近百年气候变化及变率的诊断研究[J].气象学报，1994，52（3）：262-273.
关键词气温；变化特征；新疆奇台；1981―2015年
中图分类号P423文献标识码A文章编号1007-5739（2016）10-0216-03
奇台县位于新疆维吾尔自治区东北部，天山北麓，准噶尔盆地东南缘，奇台县有“两山夹一盆”之说，地势南北高，中间低，呈马鞍型。奇台县境南部是天山山脉，东西走向，县境北部有北塔山，属阿尔泰山山系，东南走向。奇台县属中温带大陆性干旱半干旱气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。
气候变化是全球变化的核心问题和重要内容，其突出表现为全球变暖，IPCC第5次评估报告指出1983―2012年是北半球自1400年以来最热的30年[1]。国内外学者针对这一气候问题都进行了大量研究，刘德祥等[2]、任国玉[3]研究表明，全球变暖将导致雪盖面积减少，海平面上升，将导致降水量的时空分布发生变化，水循环和降水时空格局的变化将有可能进一步导致水资源、生态系统状况发生变化，造成旱涝等自然灾害的频发。罗群英等[4]、任美愕[5]、朱大威等[6]研究表明，气候变暖对工农业生产，社会经济发展和政治格局等产生深远的影响。张明庆等[7]研究表明气候变暖可能使降水、气温等出现极端事件的次数增多，导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加。与全球变暖关系密切的一些极端事件，如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾等，其发生频率和强度可能会增加[8]。
该文利用奇台县1981―2015年的逐日气温资料，通过趋势分析法和EOF自然正交分解法详细分析了奇台县近35年年最高温度、最低温度季节变化及平均温度的时空变化特征，以为当地更好地开展深层次气象服务提供科学依据。
1四季平均最低温度时间变化特征
从图1可以看出，春季最低温度在波动中平稳下降，35年降温2.8℃，尤以2007年以后下降趋势显著，春季最冷的是2011年，温度是-31.7℃。夏季升温趋势明显，35年升温1.8℃，最近10年是升温最为明显的10年，2007年最低温度达到了最高值5.7℃，可见在夏季升温还是比较明显的。秋季最低温度在波动中平稳上升，35年升温0.2℃，秋季最暖的一年是2015年，温度为17.2℃。冬季最低温度升温很明显，35年增温1.9℃，在冬季升温还是比较明显的。
2四季平均最高温度时间变化特征
从图2可以看出，春季（3―5月）最高温度35年降幅1.5℃，存在着降温趋势，春季最冷的一年是2011年，温度是-15.8℃，与最冷最低温度时间一致。在夏季（6―8月），夏季升温显著，35年增幅2.8℃，最近5年平均最高温度是20℃，而1981―1985年平均最高温度只有17.8℃，温度呈现显著上升的趋势。秋季温度35年来波动上升的，35年增温幅度是0.6℃，秋季最暖的一年是2015年，温度是33.4℃。冬季的增温趋势在四季中是最明显的，35年增幅3℃，尤其是2003年之后，温度显著上升。
3奇台地区四季平均温度的时空变化特征
为了比较温度年际和年代际分量的时空变化特征，经比较再分析资料对观测资料年际和年代际变化特征的再现能力，对1981―2015年去线性观测温度距平进行自然正交分解（EOF）。
3.1奇台地区春季平均温度的EOF分析
利用EOF方法对春季（3―5月）奇台地区平均2m温度的距平资料进行分析，前4个模态的方差贡献分别为28%、18%、10%、8%，这里主要讨论第一模态。从EOF分析第一模态空间型上（图3a）可看出，春季奇台在44.4°N以北东西部平均温度为反位相分布，第一特征向量的时间系数曲线（图3b）没有明显的年代际变化特征，在2002年出现时间系数最小值点（-11），2010年开始时间系数由正值变化为负值。
3.2奇台地区夏季平均温度的EOF分析
利用EOF方法对夏季（6―8月）奇台地区平均2m温度的距平资料进行分析，前4个模态的方差贡献分别为17%、14%、13%、10%，这里主要讨论第一模态和第二模态。从EOF分析第一模态空间型上（图4a）可看出夏季奇台从南向北平均温度是冷暖冷分布，第一特征向量的时间系数曲线（图4b）没有明显的年代际变化特征，在1985年出现时间系数最大值点，值为8，2010年开始时间系数由正值变化为负值。EOF分析第二模态表示奇台平均温度从南向北是负正负分布，时间系数曲线存在明显的年代际变化特征，3年为一个周期（图4c、d）。
3.3奇台地区秋季平均温度的EOF分析
利用EOF方法对秋季（9―11月）奇台地区平均2m温度的距平资料进行分析，前4个模态的方差贡献分别为34%、14%、11%、9%，这里主要讨论第一模态。从EOF分析第一模态空间型上（图5a）可看出，秋季奇台从西向东平均温度是冷暖分布，冷中心位于44°N，89.5°E，暖中心位于45.2°N，92°E，第一特征向量的时间系数曲线（图5b）1981―2006年存在明显的年代际变化特征，9年为一个周期；在1989年出现时间系数最大值点，值为12。
3.4奇台地区冬季平均温度的EOF分析
利用EOF方法对冬季（6―8月）奇台地区平均2m温度的距平资料进行分析，前4个模态的方差贡献分别为26%、19%、13%、12%，这里主要讨论第一模态。从EOF分析第一模态空间型上（图6a）可看出冬季奇台表现为全县一致性变化，从西向东平均温度是暖冷分布，暖中心位于45.2°N，89°E，冷中心有2个，分别位于43.4°N，90.5°E和45°N，92°E，反映全县为一致的增温或降温。第一特征向量的时间系数曲线（图6b）没有明显的年代际变化特征，从1987―1996年出现稳定期，在2008年出现时间系数最大值点，全县偏暖；在1985年出现时间系数最小值点，全县偏冷。
4结论
（1）奇台县各季温度自1981年以来都是波动中上升的，近10年，夏、秋、冬季节升温尤为明显。只是上升趋势各季节有所差别，结合最低温和最高温来看，总体升温趋势最明显的是冬季，其次是夏季、秋季。
（2）奇台县年平均最低温度是在波动中升高的，具有明显的季节性，冬季增温幅度最为明显，其次是夏季、秋季。
（3）奇台县最高温度为增加趋势，增温幅度和升温趋势远大于最低温度，季节变化上与最低温度相同，都是冬季增温幅度最大，其次是夏季、秋季。
（4）由EOF分析第一模态等表明，春季奇台县在44.4°N以（下转第223页）
北东西部平均温度为反位相分布；夏季奇台县从南向北平均温度是冷暖冷分布，而第二模态中奇台平均温度从南向北是负正负分布，时间系数曲线存在明显的年代际变化特征，3年为一个周期；秋季奇台县从西向东平均温度是冷暖分布，且从1981―2006年存在明显的年代际变化特征，9年为一个周期；冬季全县为一致的增温或降温。具有明显的地域差异，在4个季节中45°N，92°E都为明显升温中心。
5参考文献
[1]IPCCReport.ClimateChange2013：ThePhysicalScienceBasis[M].Ca-mbridge：CambridgeUniversityPress，2013：140-165.
[2]刘德祥，董安祥，邓振墉.中国西北地区气候变暖对农业的影响[J].自然资源学报，2005，20（1）：119-125.
[3]任国玉.气候变暖成因研究的历史、现状和不确定性[J].地球科学进展，2008，23（10）：1084-1091.
[4]罗群英，林而达.区域气候变化情景下气候变率对我国水稻产量影响的模拟研究[J].生态学报，1999，19（4）：557-559.
[5]任美愕.气候变化对全新世以来中国东部政治、经济和社会发展影响的初步研究[J].地球科学进展，2004，19（5）：695-698.
[6]朱大威，金之庆.气候及其变率变化对东北地区粮食生产的影响[J].作物学报，2008，34（9）：1588-1597.
关键词气温；变化特征；日较差；山东平原；1981—2010年
中图分类号P423.3文献标识码A文章编号1007-5739（2013）09-0252-03
根据IPCC于2007年的第四次评估报告指出，全球地表温度的器测资料（自1850年以来），最近12年（1995—2006年）中，有11年位列最暖的12个年份之中。最近100年（1906—2005年）的温度线性趋势为0.74℃（0.56～0.92℃），这一趋势大于《第三次评估报告》（TAR）给出的0.6℃（0.4～0.8℃）的相应趋势（1901—2000年）。全球温度普遍升高，在北半球高纬度地区温度升幅较大。
全球气候变暖使内陆地区的降水发生变化，甚至还有可能导致一些极端天气气候事件（如厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等）出现的频率和强度增加。气温的变化直接影响到全球的水循环，使某些地区出现旱灾、洪灾，导致农作物减产[1-3]。例如，由于全球变暖的影响，包括山东省平原县在内的华北地区从1965年起，降水连年减少。与20世纪50年代相比，目前华北地区的降水已减少了1/3，水资源减少了1/2。在目前全球气候变暖的形势下，根据历年积累的地方气温资料，通过各种方法寻找平原县气温的变化规律，有利于为充分利用气候资源、促进可持续发展和社会经济建设服务提供科学依据，同时为农作物的生长、农业的防灾减灾提供坚实的保障[4-6]。本文利用山东省平原县近30年的观测资料，研究气温的变化规律，揭示在全球气候变暖的背景下，区域气候的变化特征。
1资料来源及统计方法
本文使用的资料数据是山东省平原县自1981—2010年积累的气温数据。文中的年平均最高气温和年平均最低气温是指1—12月平均最高、最低气温的合计平均值。春、夏、秋、冬四季的平均最高、最低气温分别是3—5月、6—8月、9—11月，12月至翌年2月最高气温和最低气温的合计平均值。
统计方法：①年平均降水量是对30年对应的要素进行算术平均；②在进行年、季降水趋势分析时，采用线性倾向率。线性趋势倾向率用一元线性回归方程来表示气象要素的趋势变化，即方程Y=ax+b。其中Y为降水量，x为年份，a为趋势变化率；③Mann-Kendall法。Mann-Kendall法是一种非参数统计检验方法，其优点是不需要遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，计算起来比较方便。对于x1、x2、…、xn的时间序列变量（本文代表的是1981—2010年平均气温的时间序列），n为时间序列的长度，构建一个时间序列：
UFi为标准正态分布，它是按时间序列x1、x2、…、xn计算出的统计量序列，给定显著性水平α，若|UFi|>α，则表明序列存在着明显的趋势变化。按时间序列x逆序xn，…，x2，x1，再重复上述过程，同时使UFk=-UBk（k=n，n-1，…，1），UB1=0。分析绘出的UFk、UBk曲线，当塔门超过临界线时，表明上升或下降趋势显著。如果UFk、UBk2条曲线出现交点，且交点在临界线之间，且交点在临界线之间，那么交点对应的值更是突变开始的时间。
21981—2010平原县气温的变化特征
2.1年平均气温、最高气温和最低气温
从图1和图2可以看出，30年的年平均气温、最低气温和最高气温的线性变化都是呈上升趋势的。逐年平均气温的线性拟合直线方程y=0.0468x-80.1378，通过了显著性水平为5%的检验（Mann-Kendall法），表明山东平原县近30年来的气温一直上升，并且增温趋势明显，趋势为0.047℃/年。此外，30年最低气温的线性拟合方程为y=0.0516x-105.4146，最高气温的线性拟合方程为y=0.0309x-34.8207。趋势分别为0.05℃/年和0.03℃/年，均增温明显。这些结论和全球气温升高的结论是相符的。平原县30年来最高气温29.4℃（1997年），最低气温是-5.4℃（1981年）。年平均气温最高是14.2℃（1998年），从该年开始，年平均气温开始进入比较高的范围上下波动。
2.2气温变化的季节性分析
从表1可以看出，气温变化在各年代之间的变化趋势不一致。在四季变化中，以冬季升温最为显著，而其他3季的气温升高则不够明显。冬季的平均气温在1981—1985年最低（-2.1℃），最高的平均气温则是2000—2010年（0.21℃），这也能够解释为什么华北平原的人们感觉冬季没以前那么寒冷。从1981—2010年，年代际的年平均气温也是逐渐上升的，因此可以说，平原县近30年来气温逐渐上升主要是冬季气温递增的贡献。
2.3日较差
图3是山东省平原县1981—2010年平均日较差及其线性估计。从图3可以看出，年平均日较差呈明显的下降趋势，下降系数为-0.043。而观察图4各个季节的平均日较差及变化趋势可知，冬季日较差最大，夏季日较差最小，四季的平均日较差均呈明显的下降趋势。这种趋势和年平均最高、最低气温的变化是相对应的。由于日较差的变化和年平均最高、最低气温的变化是密切相关的，所以随着气候变暖趋势的影响，日较差也在逐渐变小。
2.4极端气温变化特征
图5为山东省平原县1981—2010年最高气温≥35℃日数的逐年变化。从图5可以看出，30年高温日数长期以来呈升高的趋势，气候倾向为0.26。使用Mann-Kendall法进行显著性检验，结果通过了显著性检验，这表明平原县高温日数随着年际的趋势变化非常显著。山东省平原县30年来，高温日数最多为1997年（32d），其次是2002年（25d），然后是1992年和2005年（17d）。
图6为山东省平原县1981—2010年最低温度≤-2℃日数的逐年变化，从图6可以看出，30年低温日数长期以来呈明显的下降趋势，气候倾向为-0.9。使用Mann-Kendall法进行显著性检验，结果通过了显著性检验，这表明平原县高温日数随着年际的趋势变化非常显著。山东省平原县30年来，低温日数最多为1981年和1983年（100d），其次是1993年（97d），然后是1982年（96d），1984年和1985年（91d）。
从图5和图6可以看出，高温日数的逐年增多和低温日数的逐年减少趋势和全球气温升高的趋势是一致的。
3结语
1981—2010年的年平均气温、最低气温和最高气温的线性变化都是呈上升趋势的，据Mann-Kendall法显著性水平检验可知，变化趋势非常显著。在四季变化中，以冬季升温最为显著，而其他3季节的气温升高则不够明显。从1981—2010年，年代际的年平均气温也是逐渐上升的，因此平原县近30年来气温逐渐上升主要是冬季气温递增的贡献。年平均日较差呈明显的下降趋势，下降系数为-0.043。冬季日较差最大，夏季日较差最小。四季的平均日较差均呈明显的下降趋势。这种趋势和年平均最高、最低气温的变化是相对应的。30年高温日数长期以来呈升高的趋势，气候倾向为0.26；低温日数长期以来呈明显的下降趋势，气候倾向为-0.9。据Mann-Kendall法显著性水平检验可知，变化趋势非常显著。这和全球气温升高的趋势是一致的。
4参考文献
[1]卢雪勤，汪强，黄荟，等.广西百色市近60年气温变化特征研究[J].气象研究与应用，2012，33（2）：34-39.
[2]陈丽英，李春銮，吴坤悌，等.海口市近61a夏季气温变化特征[J].贵州气象，2012，36（3）：15-18.
[3]陶娜，鲍吉祥，高玲，等.近57年巴彦淖尔市平均最高最低气温及日较差变化[J].山西气象，2012（2）：16-21.
[4]周雪英，吉春容，李晓川.库尔勒1959—2008年冬季气温及负积温变化特征[J].沙漠与绿洲气象，2009，3（4）：39-42.
关键词全球变暖；气候变化；内蒙古乌拉特中旗；2004―2014年
中图分类号P467文献标识码A文章编号1007-5739（2016）09-0221-02
1资料与方法
利用内蒙古乌拉特中旗基准站提供的2004―2014年中旗的各项气象资料，5月1日至8月31日为汛期，前一年12月至次年2月为冬季，对全旗内的区域站的总体降水和温度求取所需的平均值和总量值，并利用一元线性回归、简单相关系数等方法对乌拉特中旗的降水、温度、水汽压、日照时数进行分析。
2结果与分析
2.1降水量及降水日数
根据一元线性回归方程法得到y=0.5545x+42.127，R=0.2335>0。由此可知，近11年乌拉特中旗降水天数总体为上升趋势。考虑到全球变暖的大趋势，降水天数增多可能是由于全球整体温度上升，海水及河流蒸发量增大，空气水汽含量增多，且高温环境所带来的热能会提供给空气和海洋巨大的动能，从而会使得大气状态变得更加不稳定，使得对流天气增加，在这样的大环境下，可能引起乌拉特中旗降水天数增多。近10年内2008年和2012年的降水天数最多，2005年和2013年的降水天数最少。
根据一元线性回归方程法得到y=1.4736x+203.66，R=0.0458>0。由此可知，近11年乌拉特中旗降水总量呈上升趋势，和降水天数增多的原因相似，由于全球气候变暖，空气中水汽含量的增加，天气过程增多，降水天数上升，使得乌拉特中旗降水总量增多。其峰值依然出现在2008年和2012年，最低值出现在2005年和2014年（2014年降水天数较多但降水量较少的原因可能是天气过程次数较多，但阵雨和小雨现象较多，中雨和持续性降雨较少，致使降水总量减少）[1-2]。
2.2温度
根据一元线性回归方程法得到y=0.0263x+6.2851和y=0.0589x-11.051，其中，R=0.1543>0和R=0.0995>0。由图1可知，乌拉特中旗近11年，年日平均气温呈现上升趋势，上升幅度约为0.3℃，通过冬季日平均温度可以看出，近11年冬季温度升高了约0.7℃，夏季升温幅度较小。这是由于温室效应加剧了“暖冬”效应，同时使得夏季最高温度升高，但乌拉特中旗夏季最高温升高现象尚不明显。这里可以初步看出降水和温度呈现反比关系，究其原因，初步逻辑推断为全球变暖的背景下，降水后的环境温度较高，蒸发带走了很多热量，因此呈现为降水多的年份，日平均温度较低，降水少的年份日平均温度较高[3-4]。
2.3水汽压
水汽压是大气压力中的水汽的分压力，和气压一样用百帕来度量。水汽压的大小与蒸发的快慢有密切关系，如果白天温度高，蒸发快，进入大气的水汽多，水汽压就会增大。根据一元线性回归方程法得到y=0.0105x+5.3382，R=0.1204>0，乌拉特中旗近11年的日平均水汽压值呈现上升趋势，表明乌拉特中旗近11年来空气中的水汽含量较多，水汽压值有所升高，这也是全球变暖致使乌拉特中旗气候发生的变化之一。水汽的增多，有助于成云致雨，这和上面的分析结果较为统一（图2）。
根据一元线性回归方程法得到y=-0.795x+62.409，R=-0.4428
相对湿度是指空气的水汽压与相同温度下的饱和水汽压的百分比。如果水汽量达到了空气能够容纳水汽的限度，这时的空气就达到了饱和状态，相对湿度为100%。在饱和状态下，水汽不再蒸发。在湿度超过90%时，人体分泌的汗水已经难以蒸发，正常散热受到影响，因此感觉闷热难受。一般而言，相对湿度的日变化与气温的日变化相反，最大值出现在日出前后，最小值出现在14：00左右。简单地说相对湿度就是空气的湿润程度。空气相对湿度与空气温度成反比。根据一元线性回归方程法得到y=-0.2087x+46.733，R=-0.3225
2.4日照时数
根据一元线性回归方程法得到y=0.0186x+8.3573，R=0.1844>0，由此可知，从整体趋势线上看，乌拉特中旗近11年来日照时数呈现上升趋势，但上升幅度很小，大约为0.1h，可认为乌拉特中旗近11年日照时数基本维持不变。可知全球变暖对乌拉特中旗的日照时数没有明显的影响，但降水有增多且温度有上升，究其原因可能是因为云的分布没有受到温室效应的影响，但是温室效应却影响了水汽的分布，使得同样的云量携带了更多的水汽，短时强降水过程增加，使得相同时间的降水过程较过去产生更多的降水。这也与上文的降水趋势和温度趋势吻合[5-6]。
3结论
在全球变暖的背景下，世界各地的气候都受到温室效应的影响，全球水汽、热量、大气能量等物理量都将重新分配。乌拉特中旗亦受其影响而产生了相应的变化：乌拉特中旗近11年来气温呈现升高趋势，主要升温季节为冬季，夏季升温趋势尚不明显；乌拉特中旗近11年来降水量呈现增加趋势，主要降水增加时间为夏季，冬季降水呈现减少趋势，雪层厚度逐年减少，甚至没有降雪。乌拉特中旗近11年来由于降水量的增加，空气中的水汽含量增多，夏季蒸发量呈现减少趋势。
4参考文献
[1]杜予罡，唐国利，王元.近100年中国地表平均气温变化的误差分析[J].高原气象，2012（2）：456-462.
[2]莫志鸿，李玉娥，高清竹.主要草原生态系统生产力对气候变化响应的模拟[J].中国农业气象，2012（4）：545-554.
[3]黄菁，张远洪，宋芳，等.绥阳县气候变化特征及其原因分析[J].现代农业科技，2014（20）：215-216.
[4]李瑞英.气候变化对菏泽草本植物物候期的影响[J].沙漠与绿洲气象，2015（1）：69-74.
关键词：气候变化；气温；降水；日照
中图分类号：P46文献标识码：A
0引言
近年来,全球气温明显上升,天气气候极端事件频繁发生,不仅对社会和经济发展带来影响,还对人类生活和生态环境构成威胁。因此,气候变化的研究越来越受到社会的关注。万安县位于江西省中南部，属亚热带季风湿润气候区，热量丰富、雨量充沛、光照充足，四季分明。利用万安县50多年的气温、降水、日照资料，统计分析万安县的气候变化，初步探讨了万安县气候变化规律，为气候分析预测提供依据，更好地服务于政府和广大民众。
1资料和方法
选用万安县国家气象观测站1961―2010年的年降水量、气温、日照等资料，绘制变化曲线和5年滑动平均曲线，以年代为自变量，各要素为因变量，用最小二乘法估计气候变化趋势函数(y=ax+b)分析年际、年代际和四季的变化特征[3]。
2气温的变化特征
2.1平均气温的变化特征
分析万安县的年平均气温变化（图1）可知，平均气温呈递增趋势。万安县1961-2010年气温平均值为18.5℃，这段时间且具有明显的阶段性，呈冷、暖两个时期，1981―1990年为相对冷期，持续时间长达10年，该时段负距平占70%，平均气温为18.2℃，比历年平均值偏低0.3℃，万安县50年平均气温最低值出现在1984年，气温偏低1.0℃；2001―2010年为相对暖期，正距平占80%，该时段平均气温为18.8℃，比历年平均值偏高0.3℃，平均气温最高值出现在1998年，气温偏高1.1℃。统计1961―2010年的观测资料，建立一元回归方程为：Y（t）=18.51+0.022t（1）。结果表明万安县平均气温每10年上升0.22℃。其中，春季、夏季、秋季、冬季万安平均气温每10年上升0.09℃，0.04℃，0.06℃，0.10℃，表明万安县50年平均气温的上升以冬季气温增暖贡献较大。
2.2平均最高、最低气温变化特征
分析表明，万安1961―2010年的年平均最高气温和最低气温都呈现上升趋势，其中年平均最高气温以0.09℃/10a的平均速率上升，最低气温则以0.118℃/10a的平均速度上升，
是最高气温增温速度的1.31倍，存在较为明显的不对称性。
图11961-2010年万安县平均气温及5年滑动平均分布图
3日照时数的变化特征
3.1年日照时数的变化特征
万安县日照时数平均值为1710.3h，年日照时数最多为2158h，出现在1963年，日照时数最少为1321.9h，出现在1997年（图2）。50年来万安县日照时数呈现减少趋势，其变化的气候倾向率约为−24.2h/10a。从年代际变化看，日照时数在20世纪70年代持续偏高，80年代后期至90年代中期，日照时数基本接近均值，90年代后期至2010年，日照时数大幅度减少。年日照时数振幅变化规律为：80年代振幅较小；60年代、90年振幅摆动较大，最多和最少年日照时数均出现在该时段内。
图21961-2010年万安县年日照时数统计图
图31961-2010年万安县年日照时数累积距平变化
从万安县年日照时数累积距平变化曲线来看(见图3)，20世纪50年代初期日照呈下降趋势，50年代中到60年代未呈线性增多趋势，70年初到80年代中为稳定少变期，1988年以后日照时数呈波浪式递减趋势。3.2四季日照时数的变化特征
1961―2010年万安县春、夏、秋、冬各季日照时数变化趋势与年日照时数的变化相同，呈减少趋势。但各季节的变化情况不一样，其中夏、冬两季减少较大，春、秋两季的变化较小（表1）。多年季节日照时数平均值从大到小的顺序为夏季>秋季>春季>冬季。
表11961-2010年万安县各季日照时数平均值和线性倾向率
4降水量的变化特征
4.1年降水量的变化特征
分析万安站1961―2010年的年降水总量，发现该地区年降水量呈减少趋势，其减少率为259.0mm/10a。多年平均年降水量为1415.0mm，最大年降水量为2091.9mm，出现在2002年；最小年降水量为796.6mm，出现在1963年，最大与最小年降水量相差约1.6倍。70年代―80年代降水量趋于平稳变化期，90年代中期以后至2010年，降水总量开始发生较大波动变化，大涝大旱年份频繁发生。
4.2降水量年代际变化
以万安站多年平均降水量为比较对象，通过统计万安1961―2010年的平均降水量，对万安站各年代的年降水量进行了丰、平、枯水期的分析。其中90年代为丰水年；70年代和2001―2010年接水年；60年代和80年代为枯水年。根据（图3）分析降水量年平均距平值可知：90年代为降水高峰期，其平均年距平值达到+100.2mm（显著偏多）。出现了1997年（年降水量2084.8mm）和2002年（年降水量2091.9mm）两个大涝之年；70年代的降水总量正常，70年代和2001-2010平均年距平值分别为−18.0mm、-17.0mm（降水正常），该时段内各年降水总量变化不大，趋于平均；60年代和80年代降水偏少，其中，60年代的降水总量最少，平均年距平值为−42.9mm。
4.3旱涝等级
用年降水量的距平百分率（P）将旱涝分为如下7个等级[4]：
①P≤−60特旱；②−60＜P≤−40重旱；③−40＜P≤−20轻旱；④−20＜P≤20正常；⑤20＜P≤40轻涝；⑥40＜P≤60重涝；⑦P＞60特涝。
分析表明，万安县在过去50年中旱涝总年份占到94%，其中旱年占48%，涝年占46%，旱年比涝年发生次数稍多。因此，旱涝灾害年以特涝和特旱为主。
5结论
通过对万安县主要气候要素的特征分析得到如下结论：
（1）万安县平均气温呈递增趋势，变化趋势为每10年上升0.22℃，且阶段性明显；历年和四季的平均最高气温、平均最低气温均成上升趋势，但上升幅度却呈现非对称性；各季平均最低气温的升温速度均远大于最高气温的升温速度，成为气温日较差缩小、气候变暖的主要原因。
（2）万安县日照时数呈现减少趋势，其变化的气候倾向率约为−24.2h/10a，历年日照时数呈波状变化。四季日照时数也呈减少趋势，且春季减少最为明显。
（3）万安县年降水量呈先增后减趋势，年内、年际降水分配不均匀，90年代和2001―2010年降水偏多；70年代和2001―2010年接均值；60年代和80年代降水偏少。
（4）1961-2010年万安县旱涝总年份占到94%，其中旱年占48%，涝年占46%，旱涝灾害年以特涝和特旱为主。
参考文献：
[1]刘志超,孙智辉,雷延鹏,曹雪梅;延安地区近50年气候变化的特征分析[J];陕西气象;2010年01期
[2]戴熙敏,张超美;江西省冬季异常气候特征分析[J];江西气象科技;2001年04期
关键词气温变化；气候分析；内蒙古库伦；1959～2012年
中图分类号：R122.2+1文献标识码：A
国内外对气候变化问题的研究十分活跃，尤其是近50年来，全球增温明显，气候变化及影响已成为大气科学研究的热点。2001年IPCC第3次评估报告指出，1861～2000年全球平均气温上升了0.4～0.8℃，20世纪90年代是20世纪最暖的10年[1]。丁一汇等[2]指出，1951～2001年中国年平均气温整体的上升趋势非常明显，温度变化达0.22℃/10年，51年平均气温上升了约1.1℃，增温主要从80年代开始，且有加快趋势。笔者利用内蒙古库伦旗54年的气温资料，进一步研究了气候变化差异，对充分认识和利用区域气候资源有着重要意义。
1、资料与方法
所用气象资料为内蒙古库伦旗气象局（经度121°45′，纬度42°44′）54年（1959～2012年）月平均气温、月平均最高和最低气温；利用最小二乘法拟合一元线性方程y=at+b（a、b为回归系数，y为气象要素，t为时间），其斜率（a）表示气象要素变化倾向率，a值的符号正或负反映趋势上升或下降[3]。
2、气温变化
2.1平均气温的变化
从图1可以看出，54年库伦旗年平均气温呈逐渐上升趋势，其倾向率为0.2℃/10年，多年平均气温为7.2℃，气温年际变化特征：20世纪60～80年代初期，库伦旗总体属于偏冷期；90年代至2009年属于显著偏暖期。1988～2009年已连续21年持平或超过多年平均值，成为最暖时期，其中2007年最暖，年平均气温达8.8℃，创历史最高记录；其次为1998年、2004年，其值分别为8.4℃、8.3℃；最冷年为1969年，其值为5.3℃。
2.2平均最高、最低气温变化
从图2可以看出，年平均最高气温呈升高趋势，其倾向率为0.1℃/10年。最高气温在20世纪60年代以来一直偏低，80年代初期达到最低值，80年代中后期有所回升，90年代、21世纪前9年达最高值，无论是最高气温、最低气温还是年平均气温，在20世纪90年代、21世纪前9年都有一明显增温过程，近54年中，21世纪前9年气温增长最明显。从近54年库伦旗四季平均最高气温变化来看，各季平均最高气温均呈上升趋势，平均最高气温增加幅度最显著的是秋季，其值为0.5℃/10年，其次为冬、春季，其值分别为0.3℃/10年、0.2℃/10年。
从近54年库伦旗年平均最低气温的实际变化情况来看，呈明显的上升趋势，其倾向率为0.3℃/10年。年平均最低气温20世纪60年代徘徊在平均线，70年代初至80年代后期有明显下降，90年中期之后增温较明显。（见图3）。
3、结论
（1）54年来库伦旗年平均气温呈逐渐上升趋势，其倾向率为0.2℃/10年，多年平均气温为7.2℃，20世纪90年代至2009年属于显著偏暖期。1988～2009年已连续21年持平或超过多年平均值，成为最暖时期，其中2007年最暖，年平均气温达8.8℃，创历史最高记录。
（2）年平均最高、最低气温呈升高趋势，其倾向率均为0.1℃/10年，无论是冬、夏和年的平均气温、最高和最低气温，在20世纪90年代、21世纪前9年都有一明显增温过程，近54年中，21世纪前10年气温增长最明显。
参考文献：
[1]曹鸿兴，李德平，虞海燕，等.气候变化及未来背景[J].新疆气象，2006，29（5）：1-4。
[2]丁一汇，任国玉，赵宗慈，等.中国气候变化的检测及评估[J].沙漠与绿洲气象，2007，1（1）：1-10。
[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（4）：1-11。
[3]谭方颖，王建林，宋迎波，等.华北平原近45年农业气候资源变化特征分析[J].中国农业气象，2009，30（1）：19-24。
1气候变化分析
1．1年、季气温变化
黑龙江省1954～2011年年平均气温呈线性升温为2．1℃，上升速率为0．34℃／10a，见图1；突变时间在1977年前后（图略）。如果从1981年为气候变暖期开始，变暖后较变暖前上世纪50～70年代气温上升1．1℃。气候变暖导致低温次数明显减少，变暖后30a中仅有1987年和2009年发生低温冷害。在近57a春季升温最大，次之为冬季，第三位为秋季，最后一位是夏季，升温速率见表1。因此气候变暖导致年、季升温而低温次数明显减少。
1．2积温年变化
1961～2011年全省日平均气温≥10℃积温呈上升趋势，上升速率为5．3℃／a，见图2。1981年至今，≥10℃积温增温为100～200℃。积温带基本向北移东扩一个积温带，平均热量增加一个积温带的热量见图3、图4，热量的增加对粮食格局变化和粮食增产发生重要影响。1．3年、季降水量变化年降水量呈线性下降趋势，下降速率为7．5mm／10a，见图5。1998年松花江—嫩江发生了100年一遇的大洪水之后1999～2011年为少水时段；气候变暖后降水变化不明显，但进入本世纪的11a中降水偏少干旱严重［13］。1956～2011年的年季降水趋势见表2，仅有冬春季降水增多，春季增多大于冬季，增量为2．5mm／10a。夏秋季及生长季降水有减少趋势，生长季降水减少多一些，减少9．3mm／10a。1．4年平均风速及日照时数变化近50a来全省年平均风速呈下降趋势，气候变暖后，风速下降明显。同样年平均日照时数也具有明显的下降趋势，变暖后年日照时数迅速下降。图51956～2011年黑龙江省年降水量变化Fig．5YearprecipitationchangeinHeilongjiangprovincein1956～2011表2年季降水趋势系数Table2Year，seasonprecipitationtrendcoefficient年水量春季夏季秋季冬季生长季趋势系数－0．750．25－0．47－0．70．1－0．93
2气候变化对气象灾害、极端天气的影响
黑龙江省气象灾害具有普遍性、地域性、季节性、连续性和阶段性特点；对粮食产量影响较大的为干旱、雨涝、暴雨、低温冷害、霜冻等灾害。
2．1季节干旱与与雨涝
上世纪80年代气候变暖后，春旱频次在减少。夏季旱、涝阶段变化较明显，1998年后进入一个以旱为主的时段；旱、涝转换周期为14a。1981年气候变暖后的31a近2／3秋季干旱；夏秋连涝年较多，尤其90年代连涝现象更多。
2．2极端降水与暴雨
［29］由表3可见变暖前上世纪60、70年代极端降水、暴雨的平均频次为1．91／a、0．50／a，而变暖后1981～2010年极端降水、暴雨的平均频次为2．32／a、0．61／a，差值为0．41／a、0．11／a，表明气候变暖引发极端降水和暴雨频次是增加的［16］。
2．3低温冷害
可分为3个类型：①延迟型冷害；②障碍型冷害；③混合型冷害。东北三省是我国夏季低温冷害频发的地区，在20世纪60年代末至70年代中期冷害发生较为频繁，灾害程度重。其中1972和1976年严重的低温冷害造成东北全区粮食减产300×108kg。黑龙江省夏季1957、1964、1969、1972、1976、1983、2009年较历年低1．0～1．6℃，发生严重低温冷害。20世纪80年代后气温明显升高，延迟性低温冷害出现的频次明显减少而阶段性、障碍性冷害增多。
2．4初霜日与终霜日和无霜日变化
1961～2011年全省初霜日呈缓慢推后趋势，约后延7d，见图6。终霜日大有提前的趋势，约提前8～9d；气候变暖后无霜日天数延长15d。
3气候变化（暖）对粮食生产安全的影响
3．1气候变化对粮食生产产量的影响
从1949～2012年，黑龙江省粮食总产量大体经历了5个阶段，见图7。第一阶段逐步恢复阶段（1949～1958年）；第二阶段急剧下降阶段（1959～1961年）；第一和第二阶段是黑龙江省在作物生长季处于低温多雨阶段的气候，粮食产量不高。第三阶段稳定增长阶段（1962～1999年），处于气温和降水正常时段的气候，有利增产。第四阶段波动阶段（2000～2003年），处于温度偏高，降水偏少图7黑龙江省历年粮食总产量变化Fig．7FoodcropsyieldchangeinHeilongjiangProvince有旱象发生的气候背景。第五阶段快速增长阶段（2004～2012年），正是处于温度偏高降水稍少（但较第四阶段降水偏多），基本处于风调雨顺的气候背景，粮食得以快速增长。黑龙江省粮食产量与热量关系最为密切，丰收年大多是高温年，而低温年几乎都是歉收年。1980～2011年温度、降水与黑龙江省主要粮食作物的种植结构之间存在着显著的相关性。对生长季气温与主要粮食作物的产量进行相关性分析得出，温度与玉米产量在0．05水平上的相关系数为0．380，呈正相关，相关性较好；温度与大豆、水稻产量在0．01水平上的相关系数分别是0．574和0．603，呈正相关，相关性较好；温度与小麦在0．01水平上的相关系数为－0．666，呈负相关，温度越高产量越低。对生长季降水与主要粮食作物的产量进行相关性分析，降水与玉米、大豆产量相关系数分别是－0．197和0．294，相对较差。降水与水稻产量在0．05水平上相关系数是－0．395，呈负相关，相关性较好；表明高温低湿对水稻高产有利，因黑龙江省大部稻田旱时能得到人工灌溉；高温高湿，病虫害加重，加之排涝工程还比较薄弱，尤其三江平原低湿地，涝时严重影响水稻产量。同样高温低湿对玉米的产量有利，因玉米是耐旱力较强的作物。大豆是喜温湿的作物，气温高降水正常就可获得增产。降水与小麦产量相关系数是－0．430，呈负相关，相关性较好；表明温度低降水少（但灌浆期降水须够用），尤其7、8降水少有利收获。统计表明：气温每升高1．2℃，水稻单产增产0．75成；玉米单产增产1成；大豆单产增产近1成；小麦单产增产0．94成。综上温度每升高1℃，可使粮食产量平均增产10％左右。
3．2气候变化（暖）对粮食生产格局的影响
近30a气候持续变暖，使黑龙江省农作物的生长季热量增加，生长期延长，积温带北移，作物的高产中心发生移动。玉米和水稻种植面积不断扩大，玉米的主产区以松嫩平原的哈尔滨、齐齐哈尔和绥化市为主；水稻的主要种植区域以松嫩平原南部的哈尔滨市和三江平原的佳木斯市为主；水稻、玉米的种植区域明显向北扩展。小麦的种植区域呈现北退现象，大豆种植范围也明显北移。从上世纪80年代除玉米占绝对优势外，其它的各种作物相当；进入90年代，玉米及水稻所占比例较高；21世纪以来的12a，水稻和玉米所占比例不分上下，大豆次之，小麦及其它作物所占比例较少。
3．3气象灾害对粮食产量的影响
通过大量资料统计表明，旱灾造成粮食平均减产15％～25％；低温冷害减产20％左右，其中水稻减产45％；霜冻减产10％～15％；雨涝减产5％～10％。
4适应气候变化的对策
4．1应对气候灾害适应性对策
气象灾害成灾率是造成黑龙江省粮食产量不稳的重要原因，因此必须提高抵御气象灾害的能力。
4．1．1抗御干旱①加强抗旱工程建设；②实施水资源的合理开发利用积极推广旱田高效节水灌溉，玉米膜下滴灌技术；③修建水源工程，增加供水蓄水量，把天上水、地表水、地下水等自然水源进行调节再分配。
4．1．2防汛排涝①大力修建骨干防洪工程，大江大河和中小河流治理工程，增强农田排涝能力；②植树造林，退耕还林还草，减少水土流失；③根据雨涝规律，调整农业结构和种植制度，涝区种植水稻以稻治涝，旱改水实施增产。
4．1．3抗御低温①作好品种区划：避免盲目引种、越区种植，合理配置好早、中、晚熟品种；②改革耕作制度，全面推广机械旱作耕法，重点是伏秋整地；发挥机械作用，适时抢墒播种，进行苗期深松；采取保护地栽培的各项措施。
4．2农业适应性对策
1）调整农业结构和种植制度，优化作物布局：继续扩大玉米、水稻等高产作物面积；做好品种搭配，气候变暖生育期延长，早熟与早中熟品种及中熟与中晚熟搭配种植，增加复种面积，扩大冬小麦试种面积。黑河至抚远和三江平原应发展稻豆为主，松嫩平原北部、大兴安岭南部、黑河南部以发展豆麦为主。松嫩平原中部，三江平原西部应以发展玉米、大豆为主。松嫩平原西南部应以玉米、饲料、杂粮为主。松嫩平原南部及牡丹江市应以玉米、水稻为主。2）加强农田基本建设，实施农田标准化管理：①建设具有一定规模，集中连片，实行保护性耕作，实施秋翻整地，保墒保土，深入推进测土配方施肥，实施土壤有机质提升计划；建标准化育秧大棚或智能化育秧工厂；②兴修水利，完善水利抗旱排涝配套的旱涝保收田；③农机农技农艺相结合，全程基本实施机械化；做好病虫草害统防统治；④基本达到生态农业绿色农业标准；实施低碳农业环保农业。3）加强农村气象两个服务体系建设。黑龙江省气象部门始终坚持把为农服务作为气象服务的重心，积极开展为农服务“两个体系”建设工作，为黑龙江省粮食生产作出了重要保障。在2013年战胜自1998年以来的嫩江－松花江大洪水和超百年一遇的黑龙江特大洪水的预警预报中发挥了重要作用，为防汛指挥部门决策，启动相应预案提供了重要参考意见。
5结语
关键词棉花；气候变化；积温；降水；日照时数
中图分类号S162.5+4文献标识码A文章编号1007-5739（2013）14-0232-03
气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济产生明显的影响。近百年来，全球气候变暖导致气候异常现象频繁发生，农业作为对气候反应较为敏感的产业之一，气候变化对其产生的影响受到国内外学者的广泛关注[1-2]，并取得了许多有理论和实用价值的成果。然而气候变化具有很强的地域特征，各地的气候变化趋势并不完全一致。新疆作为全国最大的优质棉商品基地，2010年生产棉花近248万t，约占全国棉花总产量的40%和世界总产量的11%，由于近年来国际、国内市场的棉花价格呈持续高涨态势，使得新疆棉花产业取得了较好的经营效益，已经成为新疆最重要的产业之一。新疆棉花生产与气象条件关系密切，40年来新疆气候具有变暖增湿的趋向，同时各种极端气候事件也频繁发生[3]，但是在不同区域、不同季节，气候变化的趋势存在一定的差异。因此，有必要开展气候变化对新疆不同地区棉花生产的影响研究。
哈密地区地处亚欧大陆腹地的新疆东部，地理位置介于东经90°06′～96°23′，北纬40°45′～45°09′，天山南部的哈密市，干燥少雨，温差大，光照时间长，40年平均气温为10.1℃，平均降水42.1mm，平均日照时数3329.0h，无霜期211d。新疆哈密市位于西风带控制之下，属于典型的大陆性半干旱气候区。该地区在新疆棉花气候资源区划上属宜棉区。该文利用主要棉区40年的逐月平均气温、降水、日照时数等观测资料和近10年的棉花产量统计资料，研究哈密市棉区40年来的气候变化特征及其对当地棉花生产的影响，以为气候变化背景下种植结构的调整、气候资源的高效利用提供科学依据。
1材料与方法
选择哈密市主要棉区的气象台站（北纬40°45′～45°09′、东经90°06′～96°23′）、海拔高度739.0m，1971—2010年月平均气温、降水量、日照时数等资料，分别计算了各气象要素的年平均值、月平均及棉花生长季平均值（4—10月为棉花生长季）。利用计算的气象要素时间序列，以时间（t）为自变量、要素（y）为因变量，运用最小二乘法原理对气象要素时间序列进行线性拟合：y（t）=a+bt，其中b×10为变化倾向率；b值的符号反映上升或下降的变化趋势[4]。40年均值采用WTO规定的1971—2010年的标准气候均值。近10年的棉花产量资料来自哈密基准气候站农气组。
2结果与分析
2.1温度变化
2.1.1年平均温度变化。从图1可以看出，哈密地区转暖的信号是20世纪90年代初开始显现，20世纪90年代末进入较为稳定的增温阶段，近40年的线性增温率为0.259℃/10a，而新疆1956—2001年的线性增温率是0.37℃/10a[3]，说明哈密地区气温总体趋势是上升的，但升温幅度略小于新疆的平均水平。年均气温最低值是9.1℃，出现在1976年；次低值是9.2℃，出现在1972年；年均气温最高值11.2℃，出现在2007年，次高值10.9℃，出现在1982年。除1987、1990、1994、2000年接近多年平均值外，其他均比多年平均值偏高0.75℃以上，是增温最明显的阶段，其中2007年偏高达2.15℃。
从表1可以看出，年均气温呈逐年代递增的趋势，其中20世纪70年代比多年平均气温值偏低，80、90年代接近多年平均值，20世纪00年代平均值比多年平均值偏高0.5℃。
2.1.2棉花生长季温度变化。从表2可以看出，近10年来4—10月平均气温呈增长趋势。最低点为2003年，4—10月平均气温20.2℃，略高于30年均值；最高点为2008年的20.6℃。除2000、2003年外，21世纪00年代以来的其余年份，主要棉区每年生长季平均气温都高于30年均值。棉花发育期要经过开花、吐絮期。现蕾、开花期要求天气晴好，光照充足，适宜温度为24.0～30.0℃，如温度过高或过低会造成受精不良、花铃大量脱落。近10年4—10月平均气温以及5、6、9、10月的平均气温均为40年中最暖的时段。7月为生长季平均气温最高月份，最高值为2002、2010年7月的28.3℃。10月为生长季平均气温最低月份，最低值出现在2000年10月（6.7%）。此期间6—8月平均温度在24.0～30.0℃，适宜棉花发育。
2.1.3≥10℃积温的变化。积温对作物的生长发育极其重要，不能用温度指标进行简单替代，棉花生育期对积温的要求更高。有研究指出，≥10℃积温与棉花纤维含糖量呈显著的负相关，≥10℃积温越高，含糖量越少；霜前花的百分率与≥10℃积温呈显著的正相关。≥20℃积温与棉花纤维强度呈显著的正相关，≥20℃积温越高，纤维强度越高[5]。根据资料统计，近10年来哈密市≥10℃积温呈增长趋势，增加幅度为10.1℃·d/a，年平均值是4079℃·d，相关系数为0.207。除2001、2003、2008、2010年积温低于平均积温，剩余年份均大于平均积温，积温值最大年份为2009年的4352.4℃·d，最小值为2003年的3675.5℃·d。近10年来哈密市≥10℃积温期间日数也呈逐渐增加趋势，对棉花的生长发育极其有利。
2.1.4无霜期的变化。40年来哈密地区无霜期呈减少趋势，其减幅为11.8d/10a，其相关系数为-0.389。除了20世纪70年代（227d）和80年代的（220d）无霜期日数大于40年平均值（211d），其余均小于平均值，21世纪00年代均值为188d，远远小于平均值。从图2可以看出，40年中最大值出现在1999（272d），最小值出现在1998年（148d），次最低值也出现在1991年（149d）。
近10年来，哈密地区的无霜期呈明显的增长趋势。20世纪80年代后期以来，新疆棉花广泛使用地膜栽培，种植棉花品种一直为中熟平作陆地棉地膜覆盖直播[6]。在地膜栽培中，霜冻是主要的气象灾害之一，如果初、终霜冻在棉花生长期内出现，则对棉花的成熟和幼苗生长构成威胁。近10年哈密无霜期增加的趋势为每年增长3d，与前人的研究结果一致[6]。
2.2降水变化
从表1可以看出，哈密市棉区40年来平均降水量为42.1mm，呈增湿的趋势。20世纪70、80年代降水量均小于40年平均值，90年代降水量与40年平均值基本持平，21世纪00年代降水量大于均值，其中21世纪00年代降水量比均值高8.0mm，可见近10年来降水量明显增加。
根据资料统计，哈密市4—10月的总降水量呈减少趋势，近10年4—10月平均降水量中2004、2006、2009年远远低于平均水平，是造成降水量呈下降趋势的重要因素。
2.3日照时数的变化
从图3可以看出，哈密市棉区40年来4—10月平均日照时数为2210.7h，呈略增的趋势，即每10年增加24.6h，（相关系数为0.771，通过α=0.01的显著性检验），最小值出现在1998年，其值为2106.7h，最大值出现在2009年，其值为2459.5h。从表1可以看出，年代际间日照时数的变化也呈显著减小的趋势，但近10年日照时数呈显著上升趋势，均高于其他年代。比20世纪70年代高81.7h，比20世纪80年代高123.6h，比20世纪90年代高151.7h，比40年均值高89.2h。
2.4各气象要素与棉花产量的相关性分析
利用SPSS软件对近1年棉花单产、年平均气温、≥10℃积温、无霜期、年降水量及日照时数的时间序列进行处理分析。从表3可以看出，棉花单产和≥10℃积温、无霜期、平均气温、日照时数呈正相关，其中与日照时数的相关性最好，相关系数为0.771，与≥10℃积温相关性最小，相关系数为0.174，通过99%显著检验。而棉花单产与降水量呈负相关，相关系数为0.281。
3结论与讨论
3.1温度变化对棉花生产的影响
哈密市40年来的年平均气温呈升高趋势，增长率为0.259℃/10a，气温的升高以近10年尤为明显，增长率达到0.545℃/10a；近10年来，哈密市≥10℃积温期间日数呈增加趋势，增长率为0.36d/10a；近40年来该地区无霜期变化不明显，近10年来，哈密地区无霜期变化明显，其增长率为32d/10a。棉花单产和≥10℃积温、无霜期、平均气温、日照时数呈正相关，因此热量资源的增加对哈密地区棉花生产有利，可能使气候带和农业带有向北移的趋势，宜棉地区的范围可能扩大。但是气候变暖将使农作物、牧草病虫害的发育速度和繁殖代数加快，越冬界限北移，虫害迁飞危害范围扩大，造成农田、草场多次受害的程度增加，农牧业投资和成本将大幅度增加。此外，积温增加将有利于病虫的越冬、繁殖，造成越冬虫源、菌源基数增加，加重病虫害对农牧业生产的危害程度。热量的增加导致土壤的潜在蒸散增大，水资源减少，降水的利用率减小，使农业生产环境恶化，旱地农业和灌溉农业的前景受到威胁[7]。
3.2降水变化对棉花生产的影响
近40年来哈密市降水量呈增加的趋势，平均增幅4.0mm/10a，但总体来说哈密地区属于水资源比较匮乏的地区，近10年哈密市4—10月的总降水量呈减少趋势，在棉花开花与吐絮期往往通过人工浇水来满足棉花生长发育的需要。目前，哈密市棉花加压滴灌的面积愈来愈大，棉花对水分的需求主要依靠滴灌输送，自然降水对棉花生长影响虽没有温度那样大，但是6、7月正值各类春播作物灌头水的阶段，各类作物争水矛盾较突出。因此，棉花生长季及各月尤其是6、7月降水增加对棉花生产是有利的，特别是对河灌区和沟灌地，降水的增加将为棉花生产供应更多的水分条件，有利于棉花产量增加，但棉田杂草和病虫害危害可能上升[8]。
3.3日照时数变化对棉花生产的影响
哈密市棉区40年来4—10月平均日照时数为2210.7h，呈略增的趋势，即每10年增加24.6h。棉花是哈密市重要的经济作物之一，而棉花是对日照时数要求很高的一种农作物，棉花的气候生态特性属于喜温、喜光，据调查，不同地区的同一品种陆地棉品质比较，基本上是夏季光照愈长的地区，棉花的品质愈好。日照时数多，有利于棉花的成铃率和单铃重的提高[8-15]。通过试验认为短日照处理棉苗，可促使棉花早现蕾，株形紧凑，但单株产量和纤维长度有下降趋势，长日照处理则有利于棉花的优质高产。该研究发现，哈密市棉花单产与日照时数的相关性最好，相关系数为0.771。日照时数多，有利于棉花的成铃率和单铃重的提高，只要热量条件和水分条件适宜，棉花单产就会大大地提高。当然，棉花单产的提高还与棉花的品种的选择有着密切的关系。
4参考文献
[1]王馥棠.近十年来我国气候变暖影响研究的若干进展[J].应用气象学报，2002，13（6）：755-760.
[2]宋艳玲，张强，董文杰.气候变化对新疆棉花生产的影响[J].中国农业气象，2004，25（3）：15-20.
[3]徐贵青，魏文寿.新疆气候变化及其对生态环境的影响[J].干旱区地理，2004，27（1）：14-18.
[4]张家宝，史玉光.新疆气候变化及短期气候预测研究[M]北京：气象出版社，2002：37-49.
[5]苏宏超，魏文寿，韩萍.新疆近50a的气温和蒸发变化[J]冰川冻土，2003，25（2）：174-178.
[6]李迎春，谢国辉，王润元，等.北疆棉区棉花生长期气候变化特征及其对棉花发育的影响[J].干旱区研究，2011，29（2）：253-258.
[7]张厚埴，张翼.中国活动积温对气候变暖的响应[J].地理学报，1994，49（1）：27-36.
[8]刘德祥，董安祥.邓振镛.中国西北地区气候变暖对农业的影响[J].自然资源学报，2005，20（1）：119-125.
[9]郑维，林修碧.新疆棉花生产与气象[M].乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1992.
[10]姜纪峰，顾芹芹，田展，等.上海市青浦区近50年气候变化及其对农业生产的影响[J].江苏农业科学，2013（2）：349-353.
[11]陈露，汪正祥，雷耘，等.1990-2010年神农架林区气候变化特征分析[J].湖北大学学报：自然科学版，2013（1）：11-16.
[12]王玲.白城市近50年气温变化特征分析[J].吉林气象，2012（3）：22-23.
[13]高学芹.寿光市1961-2010年气候变化特征分析[J].安徽农学通报，2012（22）：97-98.
惊蛰过，桃始华，万物复苏。这时，气温快速回升，雨水增多。农民们常把惊蛰视为春耕开始的日子。眼下，不少地方已进入春耕时节；但在气候变暖的背景下，人们发现，近些年桃花往往在惊蛰节气到来之前就已然红了。这不禁令人多少有些疑惑，古老的二十四节气是不是变了？它们还有用处吗？
“中国的第五大发明”
2016年底，我国申报的“二十四节气”成功入选人类非物质文化遗产代表名录。作为中国人通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面的变化规律所形成的知识体系，二十四节气不仅指导着中国的传统农业生产和人们的日常生活，而且是传统历法体系的重要组成部分，至今已沿用2000多年。在国际气象界，这一时间认知体系被誉为“中国的第五大发明”。
“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。”二十四节气形象地反映了四季交替的气候特征，含有时令顺序、物候变化、农作物生长情况等方面的标志性意义，例如“大寒”“大暑”“惊蛰”“芒种”等；特别是与农业生产活动紧密相连，对农业生产具有重要的参考价值。在农村，还有许多跟二十四节气有关的农业谚语和歌谣。
二十四节气的概念起源于我国古代的黄河流域。早在春秋时期，古人即定出仲春、仲夏、仲秋和仲冬四个节气；到秦汉年间，二十四节气已完全确立。以后，经过不断改进与完善，到西汉初期，二十四节气在《淮南子》中的《天文训》中被完整记载下来。公元前104年，我国第一部有完整文字记载的历法――《太初历》开始把二十四节气订为历法，明确了二十四节气的天文位置。
作为一个天文学概念，二十四节气以地球围绕太阳运转的天文位置为区分。以地球围绕太阳公转的一个周期作为一个轮回，太阳从黄经零度起，沿黄经每运行15度所处的日子被命名为一个节气；太阳每年运行360度，共经历24个节气，换算下来，每月有两个节气。
这种天文二十四节气反映了地球公转所产生的周期变化，所以每个节气在现行的公历中的日期基本固定，“上半年来六廿一，下半年来八廿三”，即：上半年的节气日期多在公历的6日、21日，下半年的节气多在公历的8日、23日，前后只差一两天。
二十四节气不准了？
二十四节气中的每个节气对于人类活动有指导意义的内涵主要在于其相应的气候特征。
在过去的100多年（1880～2012）中，全球平均温度上升了0.85±0.2℃。近几十年，包括中国在内的很多地区的“自然”春天提前来临。四季的平均温度升高，生长期延长，霜期缩短，四季的起始时间提前或推迟。
人们发现，在全球变暖的大背景下，二十四节气的一些指示效应似乎不准了，许多与节气相关的农谚和经验变得不再适宜。有研究者认为，这些传统的节气已经不太适应现状，因为它们未能将气候变化的因素考虑在内。
那么，今天的二十四节气的气候特征到底发生了哪些变化呢？
近年来，中国科学院大气物理研究所副研究员钱诚等学者根据1960～2008年全国549个气象站的近地面气温观测资料，用统计方法定量分析了近50年来我国二十四节气的气候变化情况，还单独分析了惊蛰、清明、小满和芒种这4个和物候现象密切相关的气候节气的地理分布变化特征，并由此有了一些新的发现。相关研究结果发表在2011年《科学通报》期刊上。2016年，钱诚等科研人员在《理论和应用气候学》期刊上，进一步量化了城镇化对二十四节气气候变化的影响。下面我们来看下相关研究结论。
全国平均的日平均气温资料显示，在二十四节气中，最冷的节气是大寒，平均气温达-3.51℃；最热的节气是大暑，平均气温达23.59℃。2000多年前我国劳动人民总结出来的这两个季节性极端阶段，在当前全球变暖的大背景下并没有发生本质改变。
立春是二十四节气中的第一个节气，顾名思义，代表春天即将开始。就近几十年全国平均情况而言，立春的日平均气温还在0℃以下，平均气温为-2.4℃，离真正意义上的春天还很远。当节气到了惊蛰时，日平均气温为2.84℃，蛰伏在地下的虫类感受春天的温暖而出动。此时，气温逐渐升高，土壤化冻，作物返青，故而农谚说：“过了惊蛰节，春耕不能歇。”
俗话说，春争日。春分的到来给从事农业劳作的人们一种时间上的紧迫感。春分时的平均气温已达6.14℃。目前，气象学上普遍采用10℃作为春季开始的阈值。从全国平均情况来看，这个温度一般出现在清明以后，此时的日平均气温达9.76℃。而春色到了清明，花柳已十分茂盛。因此，从物候角度看，5℃比10℃可能更适合作为春季开始，即冬/春转换的阈值温度。这一温度出现的时间一般在惊蛰和春分之间。
从天文学和气象学来说，夏至是一个季节转换的节气，此时全国的日平均气温已达21.83℃，因此，目前以22℃作为夏季开始的阈值温度是符合全国平均情况的。这样一来，从夏至到处暑（日平均温度为21.78℃）之间的两个月左右正好就是夏季。
处暑之后便进入秋季，历经白露、秋分、寒露、霜降，气温逐渐降低。立冬（日平均温度为6.66℃）过后，日平均气温下降到5℃以下。因此，以5℃作为秋/冬季节转换的阈值也比较符合当前的全国平均情况。
大雪节气之后，日平均气温下降到0℃以下，接着就是冬至的到来。北半球的冬至日虽然白昼最短，地面接收的太阳辐射最少；但由于地面在夏秋时节Υ娴娜攘康娜裙咝裕冬至日这一天并不是一年中最冷的，平均气温为-2.23℃。到了大寒节气前后，地面储存的热量消耗殆尽，这段时间才是一年中最冷的时期。
这是现代二十四节气的一些平均统计规律（如下图所示）。
气候变暖的影响
除了上述规律外，随着气候变暖，二十四节气也在发生一些相应的变化。比如，最冷的时段，即日平均气温在0℃以下的时段呈现整体逐步抬升的趋势：具有小寒和大寒特征的天气近些年几乎很少出现，具有立春、冬至特征的天气也在减少。1998～2007年这十年中，每年的平均大寒天数为14天，与20世纪60年代的年均32.4天相比，显著减少，2007年甚至没有一天的平均气温低于常年的大寒阈值温度。而达到常年大暑阈值温度的天数则显著趋于增加：1998～2007年间，大暑的平均天数为每年36.1天，远高于20世纪60年代的年均20天。
钱诚等人的研究表明，气温上升阶段的气候节气除了存在明显的年际变率外，都趋向于显著提前。其中，雨水、惊蛰和夏至是提前趋势相对较大的，分别提前14.6天、11天和9.7天，尤以雨水节气提前天数最多。与此同时，气温下降阶段的气候节气如立秋、冬至等，除了也存在明显的年际变率外，都有显著推迟的趋势，基本上要推迟五六天左右。
从上面的介绍可以看出，气候二十四节气的变化趋势给人的直观感觉是，全国平均气温的季节循环呈现整体抬升趋势，数据统计结果也证实了这一点。
1961～2007年，24个节气的增温幅度为0.53～2.43℃，以大暑节气的增温幅度最小，雨水的增温幅度最大，这与前面提到的雨水节气提前的天数最多是一致的。立春、雨水、惊蛰这三个节气的增温幅度都在2℃以上，它们在1961～2007年间分别增暖了2.37℃、2.43℃和2.21℃，比大寒的增温数值1.39℃要大很多。
之所以会出现这种变化，钱诚等人认为，可能是由于立春、雨水和惊蛰这三个节气的气温都在0℃附近，正值冰雪消融期，全球变暖加速了欧亚大陆冷季的冰雪融化，使得地表反照率降低，由此造成地表吸收的热量增加，导致地表进一步变暖。相比之下，大寒时节气温始终保持在0℃以下，冰雪仍然是冰雪，缺少冰雪融化-变暖的正反馈过程，因此增温趋势没有立春、雨水和惊蛰这三个节气大。同时，晚冬-早春时期的东亚冬季风减弱也可能对上述三个节气的增温趋势偏大起到部分作用。
另一个明显的特征是，早春到初夏的节气增温普遍比夏末到初冬的节气增温大，这与早春到初夏的节气提前日数普遍比夏末到初冬的推迟日数更多是一致的。
此外，1961～1970这十年与1998～2007这十年的前后对比结果（如上图所示）也支持了近50年来气温季节循环正在呈现整体增暖的趋势。由图中还可以推断出立春、小暑、大暑趋于提前，立秋、冬至趋于推迟，小寒、大寒趋于消失。
因此，总的来说，气候二十四节气的提前和推迟趋势是气温整体增暖造成的。
半干旱区气候变化更显著
惊蛰、清明、小满和芒种是四个反映物候的气候节气。研究显示，它们在全国各地普遍趋于提前，尤其在北方半干旱区均显著提前，分别达12～16天、4～8天、4～8天和8～12天。
其中，惊蛰提前的趋势最明显。惊蛰节气在农事上有着相当重要的意义，自古就被视为春耕开始的日子。具体来看，各地的气候惊蛰都趋于提前，华北地区的北京、天津及邻近站点，以及云南西部的提前时间最多，达16～20天。在北纬33度以北的站点几乎都是显著提前的。值得注意的是，惊蛰节气在东经105度以东地区提前的比西部更为显著。钱诚等人认为，东、西部虽然都受全球变暖的影响，但是东部直接受东亚冬季风减弱的影响，因而近50年来东部早春提前的趋势比西部显著。但在北纬33度以南的中南部地区，尤其是西南的四川盆地附近和云南东部，气候惊蛰的提前趋势几乎都不显著、提前的天数也几乎是全国最少的。与之相对应，近50年中这个地区的春季平均温度增暖不显著，个别站点甚至呈现降温趋势。
除四川盆地的阆中站点之外，气候清明在全国各站点都趋于提前；除新疆西北部、四川、云南东部和东南沿海部分地区之外，几乎都是显著提前的。提前趋势最大的是云南西部，达到12～20天；其次是华北平原、江淮流域的大片区域以及青藏高原东南部，提前时间达到8～12天。四川、云南等地的气候清明变化特征则与气候惊蛰基本一致。
至于小满节气，除云南、四川、山东的个别站点外，全国的气候小满都趋于提前，最大提前趋势出现在云南西南部，提前时间达12～16天；在北方半干旱带、江淮流域、东南部沿海一带，气候小满趋于显著提前，提前时间达4～8天。
由于芒种节气和小满节气只差半个月左右，因而气候芒种的全国分布特征和气候小满非常接近，但普遍比气候小满提前的天数偏多，如在北方半干旱带、江南多数站c都趋于显著提前8～12天左右。
仍为生产生活重要参考
上述定量化结果是基于国家气象站网数据，这些站网多数位于城镇和城市边缘。对于城里人来说，这些定量化的信息是完全适用的。但是对于农村地区而言则有一定偏差。过去几十年中国快速的城镇化发展使气象站观测的数据处于全球变暖和局地城镇化的双重影响下。与城镇相比，农村的气候变化并没有上面说的那么大。2015年，钱诚与中国气象局的研究人员合作，利用高密度的一般气象站网数据，通过城乡对比研究发现，在二十四节气起源的黄河中下游地区（大致范围包括现今的陕西、山西、河南、山东、河北、北京和天津7个省市），就平均状况而言，1961～2010年城市站年平均气温增温趋势为0.25℃/10年，而乡村站的增温趋势只有0.14℃/10年，即城市站增温趋势有42%来自于城镇化影响；不同节气日的增温趋势中城镇化的贡献率达26%～64%不等；大寒天数减少趋势中有18%来自城镇化影响；气候学意义的节气中从雨水到立夏显著提前了5～17天，从白露到寒露普遍推迟了5天左右，其中城镇化的贡献达22%～69%不等。
专家认为，在目前这种气候变化的大背景下，各地应当因地制宜，适应气候变化，调整相应的农事活动和生活；但农业人口相比城镇人口可适度减小调整幅度。此外，二十四节气的气候特征除了温度以外，还应该考虑降水等其他要素，以便更完整地表述气候节气及其变化特征，具体相关研究还在进行中。
专家表示，虽然二十四节气的时间已经固定；但从历史发展来看，二十四节气的内涵是动态的、不断丰富的。近现代以来，农民也会根据气温、降水、物候的变化不断赋予其新的内涵，动态地修改和完善与节气相关的农谚。从这一角度看，正是由于二十四节气动态变化的内涵，它依然是当前人们生产、生活的参考。
相关链接
敦煌遗书中的《咏廿四节气诗》