秦皇岛市近62年四季起始日期及长度演变特征分析

付懿涵 张智华 孙丽华 李卫敏 魏安琪 张佳莹

摘要：对秦皇岛市近62年的四季起始日期、持续日数及时空变化特征进行分析，揭示秦皇岛市四季变化对全球气候变暖的响应。结果表明：秦皇岛市近62年四季开始的平均日期分别为4月10日、6月11日、9月5日、10月28日，四季长度分别为62、86、53、164 d。春夏两季开始时间均呈提前趋势，且春季开始时间显著提前；秋冬两季开始時间呈推后趋势，其中秋季开始时间显著推迟。秦皇岛市冬季日数最多，其次为夏季，秋季日数最少。春、夏季日数呈增加趋势，夏季日数增加趋势显著，气候倾向率为3.03 d/10年；秋、冬季日数呈减少趋势，冬季日数显著减少，气候倾向率为-2.94 d/10年。

关键词：四季变化；持续天数；特征分析

中图分类号：P423 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

受温室效应的影响，全球变暖已经是一个不争的事实[1]。在全球气候变暖背景下，我国四季已经发生了显著变化，起始时间和持续日数的变化显现出不同的地域特征[2]。全球气候变暖导致四季时空特征发生变化，将对社会经济活动、农业生产、环境和生态系统产生巨大影响，因此，季节演变特征研究成为一个热点话题[3]。任国玉等[4]对中国近100年平均地面气温进行分析得出，增温最明显的地区有东北、华北、西北和青藏高原北部，变化最显著的季节在冬季和春季；赵晓萌等[5]对中国季节变化特征展开研究，发现四季入季时间的特征为春夏提前、秋冬推后，且北方比南方明显，东部比西部明显。

秦皇岛市属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明。由于北依燕山，南临渤海，秦皇岛市南北向气候差异较大[6]。本研究可以明晰在全球气候变暖背景下秦皇岛市的季节演变规律，对合理利用气候资源，趋利避害，合理布局农业产业结构、保障农业生产和人民生活具有一定的指导作用。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选用秦皇岛市辖区5个国家气象站1961—2022年共62年的逐日平均气温资料，气候平均值由1991—2020年近30年的数据统计所得。

1.2 四季划分方法

四季由于参考标准不同，划分方法多样，划分方法各有利弊[7]。为了使季节划分能更好地反映当地的气候寒暖和符合农业生产，采用张宝堃[8]结合物候现象与农业生产提出的物候学划分方法，5 d滑动平均气温作为划分四季的温度指标。稳定在10 ℃以下划为冬季，22 ℃以上划为夏季，其间为春季与秋季。

1.3 分析方法

主要采用相关分析、线性回归的趋势分析方法，并计算标准差，结合逐年四季起始时间距平与标准差的倍数关系，设定四季异常评价标准，以此标准评价四季起始日异常情况。

1.4 四季异常评价标准

参照中国气象局《全国气候影响评价》中的评价气温异常标准，根据四季起始日距平与标准差（σ）的倍数关系，设定四季异常评价标准：四季起始日距平/σ，≥2异常偏晚；1.5≤～＜2显著偏晚；1＜～＜1.5偏晚；-1≤～≤1正常；-1.5＜～＜-1偏早；-2＜～≤-1.5显著偏早；≤-2.0异常偏早。

2 结果与分析

2.1 四季开始日期的时间分布

从图1可知：春季开始的平均日期为4月10日，最早3月21日，最晚4月24日，相差34 d，开始时间呈显著提前趋势，平均每10年提前2.1 d。夏季开始的平均日期为6月11日，最早5月21日，最晚7月18日，相差58 d，开始日期的变幅最大，呈明显提前趋势，平均每10年提前1.7 d。秋季开始的平均日期为9月5日，最早8月20日，最晚9月15日，相差26 d，开始时间呈推迟趋势，平均每10年推迟1.0 d。冬季开始的平均日期为10月28日，最早10月14日，最晚11月8日，相差25 d，平均每10年推迟0.9 d，推迟趋势与秋季相当。

春季开始时间最早在2002年3月11日，最晚在1965年4月29日，相差49 d。反查气象资料可知，1965年4月27—30日出现一次明显的冷空气活动，全市日最低气温在6.3 ℃以下，尤其是青龙、抚宁分别出现1.6 ℃、1.4 ℃低温，导致入春时间明显推迟。夏季开始时间最早在2009年5月3日，最晚在1976年7月21日，相差79 d。秋季开始时间最早在1977年8月10日，最晚在2017年9月26日，相差46 d。冬季开始时间最早在1992年10月3日，最晚在1984年11月19日，相差47 d。

2.2 四季开始日期的空间分布特征

秦皇岛市四季开始时间既有纬向特征，又受海拔影响。四季开始平均日期，地形以丘陵为主的卢龙最早进入春季，平均日期为4月6日，平原地区昌黎、抚宁偏晚2～4 d，沿海秦皇岛最晚，平均日期为4月15日；入夏最早的也是卢龙，平均日期为6月4日，秦皇岛入夏最晚，平均日期为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区青龙，分别为8月25日和10月19日，最晚的是南部昌黎，分别为9月10日和11月1日，其他地区开始日期差别不大。

各季最早开始时间与最晚开始时间之差以夏季最大，平均为64.4 d，春、秋季次之，冬季最小，平均为31.8 d。表明夏季气候变化幅度最大，冬季变化幅度最小。在同一个地区，不同年份四季开始的时间也相差很大，就入春开始日期最早和最晚而言，各地相差30～48 d，而昌黎、抚宁入夏日期最早为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 四季长度的时间变化特征

统计表明（图2），冬季日数最多，其次为夏季，春、秋季日数最少，分别为164、86、62、53 d，冬季平均持续期是秋季的3.1倍。从图2可知，春、夏季持续日数呈增加趋势，夏季显著，近62 d累计增加18.2 d，平均每10年增加3.03 d；秋季和冬季日数呈减少趋势，冬季日数显著减少，近62年累计减少17.6 d，平均每10年减少2.94 d。对比我国其他地区四季长度变化，夏日延长及冬日减少趋势高度一致，只是变化大小不同[4]。

四季持续时间变化幅度各异。春季持续日数最长为1976年的91 d，最短为1979年的39 d，相差52 d。夏季持续日数呈明显的高低跳跃性波动，最长为2001年的111 d，最短为1976年的32 d，相差79 d。秋季持續日数最长为1996年的66 d，最短为2010年38 d，相差28 d。冬季持续日数最长为1964年的183 d，足足6个月，最短为2001年的147 d，相差36 d。不同年份的四季长度变化明显，夏季表现尤为突出，春季次之，秋、冬季差值较小。

2.4 四季长度的空间变化特征

四季平均日数空间分布各有特点，东部沿海秦皇岛市春季日数最多（68 d），卢龙最少（59 d），相差9 d；夏季日数西部卢龙和南部昌黎最多（95 d），秦皇岛最少（80 d），相差15 d；秋季日数各地差别不大，为52～54 d；冬季日数北部山区青龙最多（173 d），南部昌黎最少（158 d），相差15 d，与春季地域差别一致，为四季中日数变化最多季节。

从图3可知，海拔相对较低的沿海地区春季日数较海拔高的丘陵、山区等地偏多。而夏季日数为西南部偏多，东北部偏少，秋季日数的空间分布与夏季相反。

3 结论

（1）秦皇岛市春夏两季开始时间均呈提前趋势，且春季开始时间显著提前，秋冬两季开始时间呈推后趋势，其中秋季开始时间显著推迟。

（2）秦皇岛市冬季日数最多，其次为夏季，秋季日数最少。春季和夏季日数随时间变化呈增加趋势，夏季增加趋势显著，气候倾向率为3.03 d/10年；秋季和冬季日数随时间变化呈减少趋势，冬季日数显著减少，气候倾向率为2.94 d/10年。秦皇岛市四季开始时间及持续期既有纬向特征，又受海拔影响。

（3）以夏季显著延长、冬季显著缩短为主要气候特征的气候变暖，对农业影响最为显著。合理调整和布局农业生产，提高气候资源利用率，减轻气候变暖带来的不利影响，增强地区农业生产的气候适应能力。

（4）气候变暖对农业种植结构调整、作物播期、品种选择有利，但气候变暖有利于病菌、虫卵安全越冬，加剧来年农业病虫害的发生风险。入春时间显著提前，遭受低温冻害的风险性加大。因此，在热量资源利用方面要科学理性决策，采取趋利避害措施，积极应对气候变化。

参考文献

[1] 曲学斌，赵岳冀，王彦平，等.1961—2016年内蒙古四季开始日期及长度变化特征[J].中国农学通报，2019，35（26）：129 -134.

[2] 陈小英，阮翠冰，林巧灵，等.宁德市近50年气候季节划分及变化特征分析[J].海峡科学，2022（7）：20-28.

[3] 严登华，耿思敏，罗先香，等.中国北方地区四季的时空演变特征[J].地理科学，2011，31（9）：1105-1110.

[4] 任国玉，郭军，徐铭志，等.近50年中国地面气候变化基本特征[J].气象学报，2005（6）：942-956.

[5] 赵晓萌，蔡新玲，卫星君，等.陕西省季节变化特征研究[J].陕西气象，2021（4）：27-32.

[6] 居丽玲.秦皇岛气候[M]北京：气象出版社，2020.

[7] 朱炳海.中国气候[M].北京：科学出版社，1962.

[8] 延军平.中国大城市气候干暖化的特征分析[J].中学地理教学参考，1997（9）：7-8.