朝阳地区近 30年地面温度的变化特征

张富荣， 刘志鹏， 冯淑霞， 苏 华

(辽宁省朝阳市气象局， 辽宁 朝阳 122000)



朝阳地区近 30年地面温度的变化特征

张富荣， 刘志鹏， 冯淑霞， 苏 华

(辽宁省朝阳市气象局， 辽宁 朝阳 122000)

为农业生产结构调整与作物布局和农业发展规划制定及农业生态环境治理等提供参考依据，利用气候倾向率及累积距平统计方法，研究辽西朝阳地区近30年的地面温度变化特征。结果表明：朝阳地区近30年地温呈上升趋势，气候倾向率为0.583℃/10a。地温的季节性变化非常明显，冬季地面升温趋势最显著，气候倾向率为1.109℃/10a；夏季地面温度呈降低趋势，气候倾向率为-0.112℃/10a。年代间升温幅度不同，21世纪10年代升温幅度最大。

地面温度； 变化特征； 朝阳地区； 辽西； 辽宁

在全球气候变暖大背景下，大部分地区气温明显上升[1-2]，土壤温度也随之变化。这种变化影响或改变土壤的理化性质、土壤生物的生长发育及区域生态环境等，从而影响区域农业生产[3-4]。多数专家学者认为，在气候变暖环境下不同区域地温存在不同的响应[5-6]。张慧智等[7]研究中国土壤温度变化时得出，土壤温度的季节变化在不同区域之间存在显著差异。周绍毅等[8]研究广西浅层不同深度年平均温度呈升温趋势，并与气温、降水量密切相关。费晓玲等[9]研究认为，黄土高原地区地温与冬小麦发育期成负相关。王春玲等[10]指出，郑州地区耕层(0～20 cm)地温呈持续升高趋势，年平均地温与冬小麦发育期、产量相关性显著。因此，研究不同时间尺度上土壤温度的变化特征，有助于揭示土壤温度变化对农业生产和生态环境的影响[11]，对地区农业生产具有重要指导意义。目前，未见有关辽西朝阳地区地面温度变化特征的研究报道。对此，笔者采用该地区近30年的浅层地温资料，研究辽西朝阳地区地面温度变化特征，以期为农业生产结构调整与作物布局，农业发展规划制定及农业生态环境治理等提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取辽宁西部的朝阳、叶柏寿、喀左、凌源和北票气象站近30年(1980—2010年)地温观测资料进行分析，为便于统计计算，数据取平均值。资料包括气温、地面温度、地面最高温度、地面最低温度。

1.2 分析方法

气候倾向率可反映气候要素变化趋势，由一元线性方程y(t)=a0+a1t，dy(t)/dt=a1获得，a1为气候倾向率(由于该研究中a1数值较小，以a1·10计)，方程中的系数用最小二乘法确定，y为气象要素，t为年份序列号(t=1980，1981，1982，…，2010)。变化趋势增加还是减少取决于a1，即正为增加，负为减少。

2 结果与分析

2.1 地温年变化特征

从图1看出，在近30年的地面温度变化中，年平均地温为11.1℃。其中，2004年最高，为12.4℃；1985年最低，为9.2℃。偏高年份有18 a，即2004年、1997年、2007年、2009年和1994年等，多发生在20世纪90年代之后；偏低年份有13 a，即1985年、1984年、1980年、1986年和1987年等，多发生在20世纪80年代。地面极端最高温度为69.7℃(2000年)，极端最低温度为-40.0 ℃(1990年)。从图1还看出，地面温度年变化呈上升趋势，气候倾向率为0.583℃/10a，序列相关系数为0.6873(P<0.01)，达到极显著水平，平均每10 a升高0.5℃。20世纪80年代平均值最低为10.4℃，21世纪10年代平均值最高为11.6℃，平均相差1.2℃。

图1 辽西朝阳地区地面温度的历年变化趋势

Fig.1 Annual change trend of ground temperature in Chaoyang area in Liaoxi

2.2 地温四季变化特征

从图2可知，朝阳地区近30年不同季节地温变化趋势差异显著。其中，春季、秋季、冬季为上升趋势，而夏季则为下降趋势。冬季上升趋势最为显著，气候倾向率最大，为1.109℃/10a；春季次之，为0.542℃/10a；秋季最小，为0.444℃/10a；夏季为下降趋势，气候倾向率为-0.112℃/10a。

图2 辽宁西部朝阳地区历年各季节地温的变化趋势

Fig.2 Seasonal change trend of ground temperature in Chaoyang area of Liaoning

2.3 地温年代间的变化特征

利用地温累计距平方法分析不同年代增温幅度。从图3看出，朝阳地区年代间地温差异显著，变化幅度较大；总趋势是1981-1990年地温偏低、1991-2000年和2001-2010年地温偏高。80年代、2010年代变化幅度大，90年代变化幅度小。2010年代地温呈大幅度上升趋势，即随着时间的推移，累计升温效应极其显著。

图3 朝阳地区不同年代间地温距平变化

Fig.3 Anomalous variation of ground temperature in various years in Chaoyang area

3 结论与讨论

3.1 结论

1) 在气候逐渐变暖的大背景下，辽西朝阳地区近30年地面温度随着时间的推移呈明显的上升趋势，气候倾向率为0.583℃/10a，即每10 年地面温度升高0.583 ℃，升温趋势显著，与整个辽宁省地面温度变化特点一致[12]。

2) 近30年地面温度升高趋势年代间差异显著。20世纪10年代升温幅度最大，90年代次之，80年代最小。随着时间的推移升温效应呈增强特点。地面温度偏高时期集中出现在近20年的1990-2010年，80年代末期是地温逐步升高的转折期。

3) 近30年不同季节地温变化趋势明显不同。冬季地温上升趋势显著，每10年上升1.109℃，春季和秋季次之；夏季则呈下降趋势，每10年下降0.112℃。冬季地温升高，夏季下降，寒冷和暑热季节地面温度均趋于平缓或降低，可减少极端气候事件的发生。

3.2 讨论

1) 地面温度的升高增加了土壤的热量资源，种植北界可大幅度北移，从而克服因生长季热量不足而受限作物利用，扩大该地区中晚熟作物的播种面积，改变粮食作物品种布局，对提高粮食作物单产十分有利[13]。

2) 冬季地面温度升高最明显，对朝阳地区发展霜期设施农业十分有利。目前，朝阳市已发展设施农业12万hm2，成为经济效益突出的特色农业，成为农民增收的重要途径[14]。

3) 地面温度的升高也存在一定的不良影响，如给作物病菌、虫卵越冬提供了较好的温度条件，使其越冬成活率提高。地温升高，亦可导致土壤水分蒸发加大，加剧阶段性干旱灾害的强度[15]。

[1] 秦大河，罗 勇，陈振林，等.气候变化科学的新进展:IPCC 第四次评估综合报告解析[J].气候变化研究进展，2007,3(2):63-73.

[2] 王遵娅，丁一汇，何金海.近50年来中国气候变化特征的再分析[J].气象学报，2004,62(2):228-236.

[3] 程建峰，潘晓云，刘宜柏.土壤条件对陆稻根系生长的影响[J].土壤学报，2002,39(4):590-598.

[4] 杨梅学，姚檀栋，丁永建，等.藏北高原土壤温度的日变化[J].环境科学，1999,20(3):5-8.

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[7] 周绍毅，劳 炜，苏 志，等.1961—2010年广西浅层地温变化特征[J].西南农业学报，2012,25(4):1372-1375.

[8] 费晓玲，丁春兰.甘肃黄土高原地温与冬小麦发育期的关系分析[J].干旱气象，2009,27(2):148-151.

[9] 王春玲，申双和，王润元，等.中原地区地温对冬小麦发育期、生长量和产量的影响[J].干旱气象，2012,30(1):66-70.

[10] 陆晓波，徐海明，孙丞虎，等.中国近50年地温的变化特征[J].南京气象学院学报，2006,29(5):706-712.

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[12] 周广学，李普庆，周晓东.全球气候变暖对朝阳地区高效农业发展的影响[J].安徽农业科学，2010,38(5):8027-8028, 8106.

[13] 孙立德，梁志兵，马成芝，等.农业气象服务手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2012.

[14] 赵先丽，李丽光，贾庆宇，等.1988—2007年辽宁主要农业气象灾害分析[J].气象与环境学报，2009,25(2):33-38.

(责任编辑： 杨 林)

Change Characteristics of Ground Temperature in Chaoyang Area in the Past 30 Years

ZHANG Furong， LIU Zhipeng， FENG Shuxia， SU Hua

(ChaoyangMeteorologicalBureau,Chaoyang,Liaoning122000,China)

By using the climate tendency rate, accumulative anomaly statistics method, the ground temperature variation characteristics of Chaoyang area in the past 30 years were studied to provide references for structural adjustment of agricultural production, crop allocation, formulation of agricultural development planning and agroecological environment management. Results: In the past 30 years in Chaoyang area, ground temperature showed an increasing trend with climate tendency rate of 0.583℃/10a. Seasonal change was very significant, and the ground temperature increased significantly in winter with climate tendency rate of 1.109℃/10a, while decreased in summer with the climate tendency rate of -0.112℃/10a. The increasing extent of temperature varied between years, which was the biggest in the ten years of 21stcentury.

ground temperature; change characteristics; Chaoyang area；Liaoxi; Liaoning

20134-10-23； 2015-04-17修回

中国气象局气候变化专项“东北粮食生产格局的气候变化影响与适应”(CCSF-09-13)

张富荣(1964-)，女，高级工程师，从事应用气象研究。E-mail:lingyuanfurong@163.com

1001-3601(2015)05-0277-0220-03

S161.6

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