最热(冷)月时段温度作为农业种植区划指标的探讨

2021-11-09 10:47马振玉姜会飞
中国农业大学学报 2021年9期
关键词:保证率平均温度预估

马振玉 姜会飞

(1.中国农业大学 资源与环境学院,北京100193;2.山东省石岛气象台,山东 威海 264200)

在作物适宜性种植区划中,热量指标是决定性因素,适宜的热量是发展农业生产的重要条件[1]。以葡萄为例,热量条件是影响葡萄生长发育、产量和品质的主要因子。最热月温度[2-3]和最冷月温度[4]是酿酒葡萄种植区划的重要指标。最热月温度反映区域高温阶段的热状况,最冷月温度反映寒冷程度。优质佐餐酒和香槟酒的品种栽培区最热月温度不超过24 ℃,耐贮运鲜食葡萄栽种区的最热月温度不低于23 ℃,欧洲葡萄冬季不埋土越冬区北限以年极端最低温多年平均值不低于-15 ℃为界[5]。干红酒用葡萄基地要求在浆果品质形成关键期7—9月的日平均温度不超过22 ℃[6]。冬季极端气温和低温持续时间是决定赤霞珠等欧亚种葡萄能否安全越冬的主要因素[7],赤霞珠葡萄种植北界以最冷月气温不低于-15 ℃为温度指标。

温度变化是连续的,对作物影响也是持续发生作用的。农业气候区划中的最热(冷)月温度指标,理论上是指作物维持正常生长发育的1 个月时间长度的平均温度上下限阈值,而在农业气象研究和实践中,常简单地以7月和1月直接统计最热月和最冷月温度[2-3,7-14]。对中国气象局地面气象观测网站历年逐日气温进行统计,最热(冷)月的发生时间和温度存在明显的时空差异,最热月份一般分布在6、7和8月,最冷月份出现在12、1和2月,最热月份多为7月,最冷月份多在1月,但不同年份有所不同。比较12个月温度的多年平均值,则普遍存在着7月和1月对应最热月份和最冷月份的现象。

温度变化具有明显的年周期性规律,平均温度的年度变化中最高(低)值对应的时段是该年度最热(冷)的1 个月(时间长度)。在温度年周期变化过程中,这个最热(冷)的1 个月时段可能跨越月份界线,而这个月的温度变化过程对作物生长发育产生的影响却是持续的,并不以月份自动分割开。最热(冷)月的“月”与1—12月中的“月”存在差异。在研究中以年度12 个月中的月平均温度最高(低)值对应的月份当作最热(冷)月,则可能把温度连续变化的天气过程通过“月份”界限人为割裂,导致对持续1 个月时长的平均温度最高(低)值统计失真。因此,在作物适宜性种植区划中,如果直接以7月和1月统计最热月和最冷月温度, 温度误差就不可避免。

因此,温度对作物生长发育的影响和作物对温度的反应是一个连续的生理过程,不能按人为设定的历法时间进行分割。以水稻与温度关系为例:江淮流域水稻种植以中稻为主,7月下旬—8月中旬高温期间,中稻正处于孕穗、抽穗开花期,高温热害严重影响水稻生长发育;2003年7月下旬—8月上旬,江淮流域的持续高温,导致中稻空壳率大于20%,秕谷率10%以上。高温热害是跨越7—8月的高温天气过程造成[15],如果把7月和8月分开计算,则7月和8月的高温日数都不足以致灾。据对江淮流域中稻高温热害的研究,江西省宜春市中稻结实率与6—8月期间的日平均气温、高温日数和连续最长高温日数间呈显著负相关关系[16],江西省水稻高温热害主要集中于7月中旬—8月上旬[16-17]。四川南充市水稻抽穗扬花期也正处于一年中最热的7—8月,且该地区8月气温常高于7月[18]。因此,在分析高温对水稻影响时,按7月或者8月分别计算月平均温度和高温天数,就是人为割裂跨越7—8月的高温过程,结果必然导致高温指标和灾害过程失真,从而使种植区划出现偏差,导致水稻高温热害。

因此,本研究拟以宁夏银川地面气象站1951—2019年逐日气温观测数据为研究对象,采用农业气象统计学方法,统计温度变化年周期中的最热(冷)月起止日期和平均温度,分析最热(冷)月的起止日期和月时段平均温度的变化规律及其与最热(冷)月份温度的关系,探索相对准确的最热(冷)月温度统计方法,以期为作物种植区划提供合理和有效的依据。

1 资料来源与研究方法

1.1 数据资料来源

宁夏回族自治区银川地面气象站(台站号53614,纬度38°29′ N,经度106°13′ E,海拔高度1 111.4 m)1951-01-01—2019-03-31的逐日日均气温资料,数据来源于中国气象局地面气象观测网。

1.2 数据统计方法

1.2.1最热(冷)月份温度

气象领域常以3—5月为春季、6—8月为夏季、9—11月为秋季、12月—翌年2月为冬季,按春夏秋冬四季以当年3月—翌年2月为1 个年度[8];按年度分别统计12 个月的月平均温度,分别取月平均温度最大(小)值所在的月为最热(冷)月份,并称相应月份对应的平均温度为最热(冷)月份温度(Thm,Temperature of the hottest month;Tcm,Temperature of the coldest month)。

1.2.2最热(冷)月时段起止日期和月时段温度

鉴于普遍存在直接以7月(1月)为最热(冷)月统计最热(冷)温度的现象,且7月和1月的天数都是31 d,本研究设定31 d为1个月的时间长度(简称月时长)。考虑到温度变化的连续性,在温度变化年周期中,为防止天气过程的割裂和高低温信息的丢失,分别以最热月份出现的夏季6—8月和最冷月份发生的冬季12—2月向两边各外延1个月,即以5—9月和11—3月分别为最热月和最冷月温度统计时段。统计5—9月持续31 d的滑动平均温度,取平均温度最高值为最热月时段H31d (The hottest 31-day period)平均温度TH31d(Temperature of the hottest 31-day period),与该平均温度所在31 d对应的起止日期为最热月时段起止日期SED (Start to end dates);统计11—3月持续31 d的滑动平均温度,则平均温度最小值为最冷月时段C31d (The coldest 31-day period)平均温度TC31d(Temperature of the coldest 31-day period),该温度所在31 d对应的起止日期为最冷月时段起止日期SED (Start to end dates)。

1.2.3标准气候平均值及其统计时期

气候平均值(Climate normal)不仅作为标准与最近或目前的观测资料进行比较提供依据,在实践指导中作为某地最可能出现的预测状况被广泛应用[19]。世界气象组织WMO (World meteorology organization)规定标准气候平均值统计时期为30 年,本研究使用数据资料最晚年份是2010年,对应标准气候平均值标准时期(Standard normal period)1981—2010年。参照WMO对气候平均值的统计方法,从1951年起,以30 年为标准,每隔10 年统计一次最热(冷)月份和最热(冷)月时段的平均温度,得到最热(冷)月时段起止日期、平均温度和最热(冷)月份温度值4组(1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年)。以30 年标准气候平均值预估其后第1—10 年气候值,即1981—1990年、1991—2000年、2001—2010年和2011—2020年的最热(冷)月时段平均温度和最热(冷)月份温度,分别以1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年的标准气候平均值为预估值。

1.3 数据分析方法

根据1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年共4组各30年的历年最热(冷)月时段起止日期和最热(冷)月时段平均温度,按保证率80%和50%分别测算各时期的最热(冷)月时段起止日期和平均温度。

以1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年的最热(冷)月时段温度、7月(1月)的标准气候平均值SCN (Standard climate normal),作为1981—1990年、1991—2000年、2001—2010年和2011—2020年的最热(冷)月时段平均温度预估值PT (Prediction temperature),对比分析实际值AT (Actual temperature)与预估值的温度偏差TD (Temperature deviation)。气象部门业务应用中以温度误差在2 ℃以内为准确[20-21],本研究以 2.0 ℃ 为允许的最大温度误差指标TEI (Temperature error index),采用温度偏差平均MTD (Mean temperature deviation)、温度误差平均MTE (Mean temperature error)、均方根误差RMSE (Root-mean-square error)和温度误差指标测算准确率AR (Accuracy rate) 检验最热(冷)月温度的预估效果,计算式如下:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

式中:ATi和PTi分别表示第i个预估年最热(冷)月的相应标准气候平均值实际温度与预估温度;n是统计年度数;m为温度误差≤指标TEI的年数;ni为第i个预估年度最热(冷)月实际温度与预估温度误差,≤指标TEI时计数为1,否则为0。

2 结果与分析

2.1 最热(冷)月份与最热(冷)月时段温度

根据1951—2018年的年度最热月份和最冷月份统计结果,最热月份发生在7月的有65 年(占95.6%),6月和8月分别为1979年和1951年及1975年,仅占总年数的1.5%和2.9%;1979年6月平均温度21.6 ℃比7月21.5 ℃高0.1 ℃;1951年和1975年8月都是23.3 ℃,比7月分别高0.7和0.4 ℃;6、7和8月的多年平均温度分别为21.8、23.8和21.9 ℃。比较多年平均值,7月平均温度比6月和8月高近1.9~2.0 ℃,而6月与8月平均温度仅相差0.1 ℃,最热月时段平均23.77 ℃,7月平均23.75 ℃,7月仅比最热月时段低0.02 ℃。因此,从多年平均情况来看,以7月替代最热月份具有统计意义。

最热月时段平均温度(TH31d,Temperature of the hottest 31-day period)、最热月份平均温度(Thm,Temperature of the hottest month)和7月平均温度(TJul)的年际变化见图1。

图1 最热月时段平均温度、最热月份平均温度和7月平均温度的年际变化(1951—2018)Fig.1 Variation of temperature of the hottest 31-day period, the hottest month and July from 1951 to 2018

从图1可知,最热月时段、最热月份和7月温度都具有明显的年际变化,且最热月时段温度都大于等于最热月份(或7月)温度。68 年中,最热月时段平均温度大于最热月份平均温度的有63 年,占92.6%,温度偏差最大为1.4 ℃(1999年);最热月时段平均温度与最热月份平均温度相等的仅有5 年,只占7.4%。最热月时段与最热月份和7月温度的最大偏差、平均偏差分别为1.4和2.0 ℃(1951年)、0.50和0.52 ℃。种植区划中以最热月份(或7月)温度替代最热月温度安排作物栽种,则可能因为实际最热月时段温度过高而遭受高温热害。因此,从统计学意义和作物生长发育对温度需求讲,不宜以最热月份(或7月)替代最热月时段。

最冷月份发生在12月和1月分别为11和57年,占总年数16.2%和83.8%;12月和1月的多年平均温度分别为-5.8和-7.9 ℃。比较多年平均值,1月平均温度比12月低近2.1 ℃,且年度最冷月份发生在1月的年数是12月的5倍多。68 年中,最冷月份的多年平均值-8.19 ℃,1月平均温度-7.92 ℃,1月仅比最冷月份高0.27 ℃,从统计学角度,以1月为最冷月份是可行的。

1951—2018年最冷月时段平均温度(TC31d,Temperature of the coldest 31-day period)、最冷月份平均温度(Tcm,Temperature of the coldest month)和1月平均温度(TJan,Temperature of January)的年际变化曲线于图2。

从图2可知,最冷月时段、最冷月份和1月温度都具有明显的年际变化,且最冷月时段温度都小于等于最冷月份(1月)温度,最冷月时段与最冷月份(1月)的温度偏差存在明显的年际差异。68 年中,最冷月时段平均温度大于最冷月份温度的有61 年,占89.7%,温度偏差最大为3.3 ℃(2007年);最冷月时段平均温度与最冷月份温度相等的仅有7 年,只占10.3%。最冷月时段比最冷月份和1月温度最多要低3.3和4.6 ℃(1984年),平均低0.8和1.1 ℃。种植区划中以1月或最冷月份温度替代最冷月温度栽种作物,则可能因为实际最冷月时段温度过低而遭受低温灾害。因此,从统计学意义和作物生长发育对温度需求讲,简单地以1月或最冷月份替代最冷月时段也是不科学的。

图2 最冷月时段平均温度、最冷月份平均温度和1月平均温度的年际变化(1951—2018)Fig.2 Variation of temperature of the coldest 31-day period, the coldest month and January from 1951 to 2018

1951—2018年最热月时段与最冷月时段的起止日期SED、温度变化范围(RAT,Range of average temperature)和平均温度(AT,Average temperature),与最热月份(以7月代替)和最冷月份(以1月替代)温度及其保证率50%和80%的测算结果见表1。

表1 宁夏银川最热(冷)月时段与最热(冷)月份平均温度及起止日期对照(1951—2018)Table 1 Comparison of AT,RAT and SED of July,January with those of H31 d,C31 d in Yinchuan, Ningxia

综合表1和图1可知,宁夏银川最热月时段最早出现在6月17日—7月17日(2005年,26.0 ℃),最晚出现在7月26日—8月25日(2007年,23.9 ℃),最早与最晚日期相差39 d,超过1 个月。最热月时段平均起止日期为7月7日—8月6日,保证率80%的起止日期始于6月30日以后、终于8月14日之前。

综合表1和图2得知,最冷月时段最早出现在12月1日—12月31日(1952年,-10.1 ℃;1967年,-14.6 ℃;2014年,-5.6 ℃),最晚出现在1月21日—2月20日(1978年,-8.5 ℃),最早与最晚日期相差51 d,超过1个半月。最冷月时段最早日期比最冷的1月早31 d,整整提前1 个月,最晚日期则晚20 d,说明最冷月时段起止时间的年际变化差异很大。平均起止日期为12月28日—1月27日,保证率80%的起止日期终于2月6日之前、始于12月18日以后。

1951—2018年的最热月时段平均温度多年平均为24.3 ℃,比7月平均温度多年平均值高0.5 ℃;最热月时段平均温度80%保证率对应的上下限也相应比7月高0.5~0.7 ℃。最冷月平均温度多年平均为-9.0 ℃,比1月平均温度低1.1 ℃,最冷月时段平均温度80%保证率对应的上下限相应比1月要低0.9~1.0 ℃。因此,当采用7月或1月温度多年平均作为最热月或最冷月温度指标时,应把7月温度往上调高0.5~0.7 ℃,把1月温度往下调低0.9~1.1 ℃。

2.2 不同时段标准气候平均值及其应用效果检验

以滑动平均法统计1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年等4个30 年气候标准时段CSNP (Climatological standard normal period)中,各年度持续31 d的最热(冷)月时段的起止日期,并把各标准时段中最早、最晚和平均起止日期以及80%保证率GR80对应的最早和最晚起止日期列于表2。

表2 不同气候标准时段最热(冷)月时段的起止日期对照表Table 2 Start and end dates of the hottest/coldest 31-day period among 4 climatological standard normal periods

从表2可知,4个气候标准时段的最热月时段起止日期基本接近,平均为7月8日—8月7日,1981—2010年时段早2 d、1951—1980年时段则早1 d,1961—1990和1971—2000年与平均值相同,早晚只相差3 d;30 年标准时段中,最热月时段起止日期最早和最晚出现的时段都在1981—2010年。4个30 年标准时段间,最冷月时段平均和最晚起止日期完全相同,平均在12月28日—1月27日,最晚1月21日—2月20日,最早起止日期仅相差1 d。对应平均、最早与最晚3个阶段的起止日期,在4个标准时段间变化很小,具有相对稳定性。但最热(冷)月时段起止日期的年际变化却较大:最热月时段平均起止期比最早起止期晚多半个月,比最晚则早超过半个月,早晚相差一个多月;最冷月时段平均起止期比最早起止期晚近1 个月,比最晚则早19~20 d,早晚相差近50 d。按保证率80%测算,最热月时段最早起止日期与7月基本一致,但最晚则比7月要晚约半个月;即最热月时段起始日期80%早于7月15日、晚于7月1日。最冷月时段最早起止日期为12月17—18日,最晚为1月8—9日,即最冷月时段起始日期80%早于1月8—9日、晚于12月17—18日。

分别统计1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年的最热月时段温度和7月温度在标准统计时段30 年中的最大值(Max,Maximum)、最小值(Min,Minimum)和标准气候平均值(SCN,Standard climate normal),并按80%保证率统计标准30 年时段的温度上限(TUp,Upper threshold temperature)和下限阈值(TLo,Lower threshold temperature),结果列于表3。

从表3可知,随着标准时段时间的推移,最热月温度和7月温度的标准气候值,包括最大值、最小值、平均值和保证率80%对应的上下限阈值都呈现出增加趋势,说明夏季气温正在逐渐升高。4个标准时段中,最热月时段温度最大值平均25.9 ℃(25.6~26.0 ℃)、平均值平均24.1 ℃(23.8~24.3 ℃)和最小值平均22.5 ℃(22.3~22.7 ℃)分别比7月最大值平均25.3 ℃(24.9~25.7 ℃)、平均值平均23.5 ℃(23.3~23.9 ℃)和最小值平均21.8 ℃(21.5~22.6 ℃)高0.6、0.6和0.7 ℃;80%最热月时段温度≥23.2 ℃、≤24.6 ℃,80%7月温度≥22.8 ℃、≤24.1 ℃,最热月时段温度80%保证率上下限阈值比7月相应都要高0.4~0.5 ℃。但30 年标准时段的温度最大变幅7月4.2 ℃(1971—2000年)比最热月时段3.6 ℃(1961—1990年)高0.6 ℃,4个标准时段的温度平均变幅也是7月更大一些,说明最热月时段温度比7月的气候稳定性更大。

表3 不同气候标准时段最热月温度和7月温度的气候值对照表Table 3 Temperatures of the hottest 31-day period and July among 4 climatological standard normal periods

分别统计1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年的最冷月时段温度和1月温度的在标准统计时段30 年中的最大值、最小值和标准气候平均值SCN (Standard climate normal),并按80%保证率统计标准30 年时段的温度上下限阈值,结果列于表4。

从表4可知,随着标准时段时间的推移,最冷月时段温度和1月温度的标准气候平均值呈现升高趋势,说明冬季气候在逐渐变暖。最冷月时段温度平均值比1月低0.9~1.1 ℃,最冷月温度年际最大变幅11.4 ℃(1951—1980年)比1月的9.1 ℃(1951—1980年)大2.3 ℃,比较4个标准时段的温度变幅,最冷月时段温度的平均变幅9.1 ℃比1月大1.4 ℃,说明最冷月时段温度比1月更不稳定、波动更大。80%最冷月时段温度≥-11.2 ℃、≤-7.4 ℃,80%1月温度≥-9.7 ℃、≤-6.8 ℃,最冷月时段温度80%保证率上下限阈值比1月相应高0.6~1.4 ℃。

综合表3和表4得知,随着气候值统计标准时段的推移,最热(冷)月时段和最热(冷)月份温度都出现增加趋势,1981—2010年最热月时段和最热月份温度比1951—1980年增加0.5~0.6 ℃,最冷月时段和最冷月份温度则增加1.6 ℃,低温时段的增幅是高温增幅的近3倍。

表4 不同气候标准时段最冷月温度和1月温度的气候值对照表Table 4 Temperatures of the coldest 31-day period and January among 4 climatological standard normal periods

在作物种植区划、结构调整和新品种适栽论证的实践中,需要利用对历史数据的统计分析结果预估未来和指导应用。分别以1951—1980年、1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年的最热(冷)月时段温度、最热(冷)月份的标准气候平均值(SCN,Standard climate normal)作为1981—1990年、1991—2000年、2001—2010年和2011—2020年的最热(冷)月时段平均温度预估指标值(PT,Prediction temperature),统计分析实际温度(AT,Actual temperature)与预估温度差异,把4个气候标准时段预估的38年检验结果列于表5。

从表5可知,温度偏差、温度误差、均方根误差和准确率等检验指标都表明,利用最热月时段温度的标准气候平均值,预估最热月时段温度的整体效果都比利用最热月份温度气候平均值要好。利用最热月时段温度标准30 年的标准气候平均值,预估标准段后第1—10 年最热月时段温度与实际温度偏差38 年的平均为0.6 ℃,而以7月温度气候值预估的平均偏差为1.2 ℃,比最热月时段预估偏差高1倍。以温度误差小于等于2 ℃为指标测算的准确率高达92.1%,比利用7月平均温度的预估准确率76.3%要高15.8%。结果表明,使用最热月时段温度气候值,比采用7月代替最热月的方法,明显提高了气候值指导实践应用的有效性,降低了温度误差。因此,建议今后在农业气象应用中,根据实际气温观测数据计算最热月时段温度,并利用最热月时段温度的标准气候平均值来指导实践。

利用最冷月时段和1月温度的标准气候平均值,对相应标准段后1—10 年的最冷月时段温度的预估效果,从表5对比可知,虽然1月的温度误差和均方根误差比最冷月时段相对较小,准确率却相对更高,但两者之间的差异并不明显。比较两者38年的年平均温度误差仅相差0.3 ℃,均方根误差只有0.1 ℃,基本在实践应用的可接受误差范围内。以温度误差小于等于2 ℃为准确,得到1月温度气候值预估准确率为68.4%,比最冷月时段预估准确率高13.1%。结果表明,按目前的标准气候平均值预估法,宁夏银川地区以1月统计最冷月温度相对准确,但准确率不高,还需要进一步探索更为准确有效的方法。

表5 宁夏银川地区最热(冷)月时段预估效果检验结果Table 5 Statistical results comparison of temperatures of the hottest/coldest 31-day periods predictedby standard climate normal of TH31d/TC31d and Thm/Tcm in Yinchuan, Ningxia

3 讨论与结论

3.1 讨论

农业生产实践中,对作物种植适宜性区划和高低温防灾减灾管理,所使用的最热(冷)月温度指标,应该是统计年度为时1 个月时长的时段平均最高(低)温度,不能简单地通过比较全年12个月的月平均温度,挑选出最热(冷)月份的温度来确定。因为最热(冷)月时段的起止日期并不一定是最热(冷)月份所在的时期。

作物生长发育对温度要求及温度对农业影响的时间尺度指标随作物、品种和生长发育阶段等变化。例如湖南双季早稻春季低温灾害轻度、中度和重度等级,分别对应着日平均温度<12 ℃持续3~5、6~9 和10 d以上的指标[22]。广东晚稻寒露风轻、中、重灾害等级,分别对应日平均气温≤23 ℃且持续3~5、6~9和10 d以上的温度和天数指标[23]。不同作物与品种及其在不同的生长发育阶段对温度要求不同,不同研究对象的温度指标及其影响时长也不同。因此,最热(冷)月指标应调整为最热(冷)月时段,时段长度也要随作物、品种及不同发育阶段和不同服务目标调整。在农业气候分析和适宜性区划时,建议综合作物生长发育过程对高低温度指标的保证率要求,分析≤和≥温度指标的保证率、发生高温热害和低温灾害的风险概率,加强气象服务农业的防灾减灾风险管理。

3.2 结论

1)宁夏银川1951—2018年,最热月时段起止日期在6月中旬—8月下旬,年度最热月时段起止时间最早发生在2005-06-17—2005-07-17,最晚出现在2007年的7月26日—8月25日,早晚起止时间相差39 d,超过1 个月。多年平均的最热月时段起止日期为7月上旬—8月上旬,比多年平均最热月份所在的7月晚1个多星期,保证率80%的起止日期始于6月30日以后、终于8月14日之前。多年平均最热月时段温度比7月平均温度高0.5 ℃,保证率80%对应的上下限也相应比7月高0.5~0.7 ℃。

2)宁夏银川1951—2018年,最冷月时段起止日期在12月上旬—2月中旬波动,年度最冷月时段起止时间最早发生在1967年的12月1日—12月31日,最晚出现在1978年的1月21日—2月20日,早晚相差51 d,超过一个半月。多年平均的最冷月时段起止日期为12月下旬—1月下旬,保证率80%的起止日期始于12月18日以后、终于2月6日之前。多年平均最冷时段平均温度比1月低1.1 ℃,保证率80%对应的上下限相应比1月要低0.9~1.0 ℃。

3)比较1951—1980、1961—1990、1971—2000和1981—2010年4个气候标准时段,最热月时段起止日期基本接近,平均为7月8日—8月7日,早晚只相差3 d;最冷月时段平均都在12月28日—1月27日,标准时段间没有差异。但标准时段内的30 年间,最热(冷)月时段起止日期的年际变化较大:最热月时段平均起止期比最早起止期晚半个多月,比最晚则早半个多月,早晚相差超过1 个月;最冷月时段平均起止期比最早起止期晚近1 个月,比最晚则早19~20 d,早晚相差近50 d。最热月时段起始日期80%早于7月15日、晚于7月1日,最冷月时段起始日期80%早于1月8—9日、晚于12月17—18日。随着标准时段时间推移,最热月时段温度、7月温度、最冷月时段温度和1月温度都呈现升高趋势,1981—2010年的最热月时段和最热月份温度比1951—1980年增加了0.5~0.6 ℃,最冷月时段和最冷月份温度则增加了1.6 ℃,最冷月时段和1月温度的增幅是最热月和7月的近3倍。表明最热月时段和最冷月时段都在变暖,且最冷月时段增温更多。

4)利用30 年标准的最热月时段气候平均值预估标准段后第1—10 年最热月时段温度准确率92.1%,比7月平均温度的预估准确率高15.8%。而利用1月温度气候值预估准确率68.4%,比最冷月时段的预估准确率高13.1%,但比最热月准确率低23.7%。结果表明,按目前的标准气候平均值预估法,最热月时段温度气候值比7月明显提高了气候值指导实践应用的有效性,降低了温度误差,但最冷月温度却低于1月温度的预估准确率,因此对于最冷月的统计还需要进一步探索更为准确有效的方法。

最热(冷)月时段温度统计方法准确统计了最热(冷)月起止日期和温度的年际变化,测算了最热(冷)月时段与最热(冷)月份和7月(1月)的温度误差,明显提高了利用世界气象组织WMO的气候值标准统计方法对最热月温度的预估准确率,但最冷月温度的预估准确率仍较低,还有待进一步探究。

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