吾斯?jié)M江·哈斯木
(新疆維吾爾自治區(qū)英吉沙縣氣象局,新疆 喀什 844500)
近年來,人們在關注氣溫變化的同時,也在關注地溫的變化。地溫和氣溫可以表征氣候變化的方向和幅度,是研究氣候系統的重要指標。地溫是一個重要的土壤物理性質,也是一個重要的農業(yè)氣象參數,它影響著土壤中一系列的物理、化學和生物化學過程,地溫是植物生長的重要環(huán)境因子之一,地溫的高低影響著植物根系對水分和礦物營養(yǎng)的吸收、運轉和貯存,從而影響植物的生長發(fā)育和安全越冬。在氣候變暖背景下,探討淺層地溫變化規(guī)律,以期為正確認識該區(qū)氣候變化特征和指導農、林、牧業(yè)生產提供科學依據。因此,本文擬選取英吉沙縣1964-2020年逐日0cm地溫,分析近57a英吉沙縣0cm地溫變化特,對趨利避害合理利用氣候資源,調整農業(yè)結構和種植制度、減輕自然變化對農業(yè)的影響具有重要的現實意義。
1.1 資料
選取英吉沙縣1964-2020年逐日0cm地溫、極端最高地面溫度、極端最低地面溫度等地溫觀測資料.按12至翌年2月為冬季,3-5月為春季,6-8月為夏季,9-11月為秋季生成逐季序列。此外,對年、季、月平均0cm地溫作算術平均,得到平均0cm地溫序列。
1.2 方法
平均0cm地溫的氣候傾向率采用一次線性方程表示,即:
式中,T為平均0cm地溫;t為年份;0a為常數項;1a為線性趨勢項,1a×10表示平均0cm地溫的氣候傾向率。
2.1 年平均0cm地溫的年際變化
從1964-2020年英吉沙縣年平均0cm地溫變化趨勢(圖1)可以看出,57年平均值為15.7℃;年平均0cm地溫的最低值為12.5℃,出現在1964年,年平均0cm地溫的最高值為18.4℃,出現在2007年,最高值比最低值偏高5.9℃。從20世紀80年代中期開始0cm地溫明顯升高,80年代中期以后出現偏暖年份明顯多于80年代中期以前,57年來出現偏暖年的年份有25年,其中1985年以前僅出現4年(1980-1983),1985年以后出現21年(1988-1995、1997-2009)。由線性回歸方程可知,英吉沙縣年平均0cm地溫隨著年際變化呈顯著上升趨勢,其傾向率為0.33℃/10a。
圖1 1964-2020年英吉沙縣年平均0cm地溫變化
2.2 全年和各季節(jié)平均0cm地溫的年代際變化
從10年尺度的平均值變化來看(表1),20世紀60年代至70年代全年和各季節(jié)0cm地溫平均值距平均為負值,從80年代開始0cm地溫開始偏高。20世紀80年代各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比20世紀70年代升溫1.0~2.4℃;20世紀80年代各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比20世紀60年代升溫1.3~4.4℃; 20世紀80年代、90年代、(2001-2010年)全年和各季節(jié)0cm地溫為正距平,2010年代全年和冬季、春季、秋季0cm地溫為負距平,夏季為正距平。20世紀90年代春、夏、秋季和年代平均0cm地溫則比20世紀80年代升溫0.9~1.6℃,冬季降溫0.4℃;(2001-2010年)冬、春季和年代平均0cm地溫則比20世紀90年代升溫0.9~1.6℃,夏季降溫0.8℃,秋季持平;2010年代(2011-2020年)各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比(2001-2010年)降溫1.3~4.3℃。利用逐月平均0cm地溫資料計算出英吉沙縣歷年的春、夏、秋、冬季平均0cm地溫,從而得到季平均0cm地溫變化趨勢。近57年,各季節(jié)的增暖進程存在明顯差異,春、夏季平均0cm地溫上升趨勢顯著,對全年平均0cm地溫增溫趨勢的貢獻大,其增溫速率相近,分別為0.71℃/10a、0.79℃/10a,冬、秋季平均0cm地溫呈緩慢的下降趨勢,其傾向率分別為-0.09℃/10a、-0.01℃/10a??傮w來說,近57年來,英吉沙縣各年代和春、夏季0cm地溫整體上呈升高趨勢。冬、秋季平均0cm地溫呈下降趨勢。
表1 英吉沙縣1961-2020年不同年代際和季節(jié)0cm地溫平均值與距平
2.3 地面溫度極值的變化
從極端最高地面溫度、極端最低地面溫度的變化圖(2)可見,極端最高地面溫度從20世紀60年代初期到70年代中期上升趨勢,從70年代中期到90年代初期較明顯下降趨勢,從 90年代初期迅速上升;極端最低地面溫度從60年代初期到70年代初期逐漸下降趨勢,從70年代初期到80年代中期較明顯升高趨勢,從80年代中期到90年代初期下降趨勢,從90年代開始逐漸升高。
極端最高地面溫度、極端最低地面溫度均呈顯著的升高趨勢,線性擬合的增長率分別為0.82℃/10a 和0.91℃/10a;近57a以來極端最高地面溫度值里的最大值出現為1997年7月21日,最大值為76.0℃;極端最低地面溫度值里的最低值出現為2008年2月4日,最低值為-30.6℃,其最大、最低值相差106.6℃。
圖2 英吉沙縣1961-2020年極端最低地面溫度、極端最高地面溫度的變化
3.11964 -2020年英吉沙縣年平均0cm地溫隨著年際變化呈顯著上升趨勢,其傾向率為0.33℃/10a;英吉沙縣年平均0cm地溫從20世紀80年代中期開始明顯升高,80年代中期以后出現偏暖年年份明顯多于80年代中期以前,57年來出現偏暖年的年份有25年,其中1985年以前僅出現4年(1980-1983),1985年以后出現21年(1988-1995、1997-2009)。
3.2 近57年,各季節(jié)的增暖進程存在明顯差異,春、夏季平均0cm地溫上升趨勢顯著,對全年平均0cm地溫增溫趨勢的貢獻大,其增溫速率相近,冬、秋季平均0cm地溫呈緩慢的下降趨勢;20世紀60年代至70年代全年和各季節(jié)0cm地溫平均值距平均為負值,從80年代開始0cm地溫開始偏高。20世紀80年代各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比20世紀70年代升溫1.0~2.4℃;則比20世紀60年代升溫1.3~4.4℃; (2011-2020年)各季節(jié)和年代平均0cm地溫則比22001-2010年)降溫1.3~4.3℃。
3.3 極端最高地面溫度、極端最低地面溫度均呈顯著的升高趨勢,近57a以來極端最高地面溫度為76.0℃;極端最低地面溫度為-30.6℃,其最大、最低值相差106.6℃。