關(guān)于我國春季氣溫的時空變化特征的探
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作者：杜曉敏
研究春季氣溫變化特征具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義（IPCC Working Group工，1992；袁媛等，2014；王遵婭等，2013）。我國東部季風(fēng)區(qū)是指受季風(fēng)影響顯著的大興安嶺以東、內(nèi)蒙古高原以南、青藏高原東部邊緣以東的廣大地區(qū)，地域跨度大，背靠內(nèi)陸高原，面向海洋，冬夏季氣候差異顯著。我國西南地區(qū)是世界上地形最為復(fù)雜的區(qū)域之一，世界上海拔最高、地形最復(fù)雜的青藏高原、云貴高原、橫斷山區(qū)和四川盆地構(gòu)成了該區(qū)域大陸地貌的主要特征，使得本區(qū)的氣候類型，從北熱帶到高山永凍帶，從干旱到濕潤，從干暖至冷濕，各型皆備。西北干旱區(qū)處于青藏高原北側(cè)的大陸腹地，主要受西風(fēng)帶影響，地處中高緯度，東西跨度長，區(qū)域內(nèi)降水少，氣候干旱（黃斌等，2010；孫秀博等，2012；吳賢云等，2015）。我國東部季風(fēng)氣候區(qū)、西北干旱和半干旱氣候區(qū)及西南部青藏高原的不同氣候背景，形成了我國區(qū)域氣候特征及對全球氣候變暖區(qū)域響應(yīng)的復(fù)雜性和特殊性。
20世紀(jì)80年代以后，全球變暖逐漸成為全球性的熱門話題（陳隆勛等，1998;王紹武等，1998;龔道溢等，2002;符淙斌等，2003;曾凱等，2011；翟盤茂，2011;李維京等，2015），世界各國的專家學(xué)者都對其展開了大量的研究，也引起了各國政府的高度重視。在全球變暖的背景下，我國氣溫變化與全球氣溫變化有較好的一致性，也趨于變暖（左洪超等，2004;唐國利等，2005;丁一匯等，2006；2014）。有許多關(guān)于地面氣溫變化的研究，使用不同方法揭露了氣候變暖的事實(shí)（宋連春，1999；屠其璞等，2000;鄧蓮堂等，2001;陳文海等，2002;吳志權(quán)等，2005;黃嘉佑等，2006;秦大河等，2007），但大多研究主要分析了年平均氣溫和冬季氣溫的變化特征。事實(shí)上，各個季節(jié)之間的氣溫變化具有不同的特點(diǎn)。劉傳鳳等(2001)利用我國南方6省45個站1951-1995年2-4月的月平均氣溫資料分析該地區(qū)春季低溫冷害氣候特征，結(jié)果表明嚴(yán)重低溫冷害最為頻繁的地區(qū)是江南南部，南方春季低溫冷害年際變化有著明顯的時段性和群發(fā)性。張定全等(2005)利用黃土高原40年的氣溫資料分析了該區(qū)域的春季氣溫變化特征，結(jié)果表明黃土高原春季氣溫變化存在3個特征區(qū)域，在1991／1992年發(fā)生突變，突變后氣溫突然轉(zhuǎn)暖，突變之前氣溫以負(fù)距平為主，突變后以正距平為主，20世紀(jì)80年代中期最冷，90年代后期最暖。沈愛華等(2009)利用1951-2006年西南地區(qū)春季4-5月氣溫資料研究表明，西南地區(qū)春季氣溫具有明顯的年代際氣候變化特征。20世紀(jì)80年代我國南方春季低溫冷害頻繁，50年代次之，60、70年代較少。陳少勇等( 2010)利用我國東部375個測站1961-2006年地面氣溫資料研究表明，季風(fēng)區(qū)春季增溫顯著，近46年增溫率為0.25℃/lOa;以38°N為界，氣溫變化的穩(wěn)定性是南部高于北部；增溫率從南向北增大，增溫不顯著的區(qū)域主要在長江以南。黃斌等(2010)利用1962-2006年對我國西北地區(qū)和東部季風(fēng)區(qū)春季平均氣溫資料研究表明，近45年來，西北干旱地區(qū)和東部季風(fēng)區(qū)春季平均氣溫以升高趨勢為主，西北干旱區(qū)春季氣溫變化年際間振幅大于東部季風(fēng)區(qū)。
對于全球變暖背景下大氣環(huán)流變化的研究，也有許多研究成果。李崇銀等(1999)通過20世紀(jì)50年代和80年代大氣環(huán)流形勢異常的對比分析表明，在中國氣候年代際變化的不同氣候階段，北半球大氣環(huán)流也存在明顯的差異。琚建華等(2003)利用地表氣溫和NCEP資料得出，20世紀(jì)70年代以后東亞北部地區(qū)冬季氣溫增暖明顯，發(fā)生了顯著的年代際變化，北極濤動的持續(xù)增強(qiáng)可能是重要原因之一。李春暉等(2008)利用NCEP／NCAR再分析資料和743個臺站溫度、降水資料研究得出，1976年前后中國降水異常和溫度的年代際變化的原因與四季哈得來環(huán)流上升支和下沉支的南北推移、西風(fēng)急流的增強(qiáng)和位置的南北移動密切相關(guān)。申紅艷等(2010)利用NCEP/NCAR再分析資料和華北地區(qū)冬季氣溫資料研究得出，北半球冬季環(huán)流場的年代際變化是造成華北冬季氣溫年代際異常的根本原因，北極濤動的年代際變化與華北冬季氣溫異常也有很好的相關(guān)性。
上述研究表明，我國春季氣溫具有明顯的年代際變化特征，但是以往的這些研究，大多針對20世紀(jì)70年代初或90年代初的冬季和夏季氣溫以及降水的年代際變化，針對春季的季節(jié)平均、月平均、候平均氣溫的空間分布和時間變化特征及80年代前后年代際變化研究很少。本文利用我國588個站1951-2010年60年逐日氣溫資料，重點(diǎn)研究我國春季氣溫的季、月、候時間尺度的空間變化和時間推進(jìn)等特征及20世紀(jì)80年代前后的年代際變化，探
討我國東部季風(fēng)區(qū)、西南地區(qū)、西北干旱區(qū)春季氣溫的基本特征及全球變暖背景下氣溫變化特征，并初步分析其大氣環(huán)流的背景。
1 資 料
本文采用了中國氣象局國家氣象信息中心1951 2010年我國723站逐日氣溫資料和美國NCEP/NCAR再分析資料，包括位勢高度、海平面氣壓、高低層風(fēng)、海表面氣溫場等物理量。
由于723站逐日氣溫資料存在建站時間不同資料長度不統(tǒng)一和缺測等問題，本文在數(shù)據(jù)分析之前先對資料進(jìn)行了處理。首先對單個缺測值進(jìn)行了插值；然后將全年缺測日數(shù)大于30天的資料算作缺測，將缺測年數(shù)大于8年的資料算作缺測。由此，全國共選取了588個資料質(zhì)量較高的站點(diǎn)，將各站逐日氣溫處理成候平均（共包括73個日歷候）、月平均、季節(jié)平均氣溫資料。
2 我國春季氣溫的時空變化特征
2.1 春季全國平均氣溫的時間變化趨勢
我國春季平均氣溫距平（相對于1951-2010年的多年平均值）隨時間的變化如圖l所示，可以看到我國春季平均氣溫不僅具有明顯的年際變化，還存在長期變化趨勢。在60年（1951-2010年）時間尺度上，中國春季氣溫具有顯著的上升趨勢（顯著性水平超過0.001），大約每10年增加0.21℃（圖1a）。分別計(jì)算19 51-19 80和1981-2010年兩個時段我國春季平均氣溫的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)1951 1980年春季氣溫的線性趨勢非常小，大約每10年增加0. 02℃，不滿足顯著性檢驗(yàn)；而1981 2010年具有顯著的上升趨勢（顯著性水平超過0.001），大約每10年增加0.46℃（圖lb）。由此可見，我國春季平均氣溫的變化趨勢在20世紀(jì)80年代前、后明顯不同。
2.2 春季平均氣溫的空間分布特征
從1981 2010年春季平均氣溫分布圖（圖2a）可見，東部季風(fēng)區(qū)等溫線大致呈緯向分布，略向北凸，氣溫梯度自南往北，南北方向氣溫差在20℃左右。華南南部氣溫較高，可達(dá)20℃以上；東北北部氣溫在O℃以下，大部分地區(qū)平均氣溫都在O℃以上；長江流域大部分區(qū)域氣溫為15～20℃；黃河流域大部分區(qū)域氣溫為10～15℃，山西北部、河北北部以及東北三省和內(nèi)蒙古東部都在10℃以下。在西南地區(qū)，云南省的南部和中部地區(qū)春季氣溫在20℃以上，川東、云貴高原大部分區(qū)域氣溫為15～20℃。西北地區(qū)有一個暖中心和一個冷中心，暖中心位于塔里木盆地、吐魯番盆地附近，最高氣溫為15℃以上；冷中心位于青海西部、青藏北部附近，最低氣溫在-3℃以下。
為了研究全球變暖背景下春季氣溫的年代際變化特征，本文比較了1981年前、后30年的春季平均氣溫。由春季氣溫19 81-2 010年與19 51-19 80年平均的差值圖（圖2b）可見，20世紀(jì)80年代以后，除了西南等地，全國大部分地區(qū)春季普遍增溫，由東北到西南呈現(xiàn)氣溫“升高一降低”的形勢。東部季風(fēng)區(qū)氣溫總體上升，其中東北地區(qū)大部、華北北部、內(nèi)蒙
古東部和中部部分地區(qū)升溫1～1.5℃，局地增溫在1.5℃以上；西北地區(qū)北部和中部部分地區(qū)增溫1℃以上；而四川中部、重慶、貴州西部、云南東南部、廣西西部等地區(qū)氣溫下降0～1℃。這與已有的我國短期氣候變化研究結(jié)果相吻合(張先恭等，1982；IPCC，1990;Jones et al，1992)，即我國氣溫總體變化趨勢和全球變暖同步，南北氣溫變化趨勢有所差異、北部普遍增暖，被認(rèn)為是北半球增溫型的一部分，而在西南某些地區(qū)出現(xiàn)變冷趨勢。
2.3 月平均氣溫的空間分布特征
為了分析我國春季3一5月逐月氣溫分布特征及年代際變化，圖3中利用588個站的逐月氣溫資料分別給出了198l一2010年我國春季3一5月逐月的平均氣溫分布及其與1951-1980年平均氣溫的差值分布。由圖3a可見，3月，我國東部地區(qū)氣溫呈現(xiàn)南高北低的緯向分布形勢，廣東、廣西以及云南南部氣溫為15～20℃左右，內(nèi)蒙古東部和東北大部地區(qū)氣溫在0℃以下，最低氣溫在-6℃以下。在我國西部，除新疆北部、青海大部和西藏東北部氣溫低于0℃（最低氣溫在-6℃以下），其余地區(qū)氣溫均在0℃以上。4月（圖3b），全國氣溫分布形勢與春季平均氣溫分布大體相似，除青海西部和內(nèi)蒙古東北部局地氣溫在-6—0℃，其余地區(qū)氣溫在0℃以上，兩個暖中心分別位于新疆南部、華北中部黃淮及其以南地區(qū)，氣溫為15～20℃，其中華南大部和云南中南部氣溫達(dá)20～25℃。5月（圖3c），全國氣溫普遍在O℃以上，除內(nèi)蒙古東北部、東北北部和東部、新疆北部和西部部分地區(qū)氣溫在5～15℃，青海、西藏、西南地區(qū)西北部氣溫在O～15℃以外，其余大部分地區(qū)氣溫在15℃以上，其中華南中部和西部、新疆吐魯番的氣溫在25℃以上�？偟膩碚f，3月氣溫低于春季平均氣溫5℃左右，4月氣溫與春季平均氣溫相當(dāng)，5月氣溫高于春季平均氣溫5℃左右。
從1981~2010和1951-1980年兩個時段月平均氣溫的差值圖上可以看出，3月（圖3d），除四川東部、重慶、貴州、云南東部、廣西西部等地區(qū)為O～1℃的降溫趨勢以外，全國大部分地區(qū)氣溫升高O～3℃，其中東北中北部地區(qū)、內(nèi)蒙古東北部和中部地區(qū)、華北中北部地區(qū)、新疆北部、青海西部及青藏中部地區(qū)有1℃以上的顯著增溫。4月（圖3e），全國大部分地區(qū)氣溫仍然是偏高，東北、華北、內(nèi)蒙古東部、新疆局部地區(qū)為1℃以上的顯著增溫，東北北部、內(nèi)蒙古北部高值中心達(dá)1.5℃以上；在西南地區(qū)，除云南省的西南部升溫O～1℃以外，其余大部分地區(qū)氣溫下降0～l℃。與3月相比，4月東北、內(nèi)蒙古東部、西北地區(qū)升溫的范圍減小、強(qiáng)度減弱，西南地區(qū)的降溫范圍減小，華南地區(qū)由降溫趨勢轉(zhuǎn)變?yōu)樯郎刳厔荨?月(圖3f)，全國大部分地區(qū)都為0～1℃的升溫趨勢，沒有較強(qiáng)的升溫和降溫的中心。與3、4月相比，5月東北、華北地區(qū)1℃以上的升溫范圍顯著減小，并且長江中下游地區(qū)出現(xiàn)1℃以上的升溫趨勢，西南地區(qū)降溫區(qū)域減小并南移，西北地區(qū)準(zhǔn)格爾盆地地區(qū)升溫的強(qiáng)度減弱�？偟膩碚f，3、4、5月除西南局部地區(qū)，全國大部分地區(qū)都有0～1℃的升溫趨勢；3月東北地區(qū)、內(nèi)蒙古東部地區(qū)、華北地區(qū)和西北地區(qū)北部升溫程度最為顯著，西南地區(qū)的降溫范圍最廣；4、5月這些區(qū)域的升溫程度逐漸減弱，降溫地區(qū)的范圍也逐漸減小南退。
2.4候平均氣溫的時空變化特征
從前面對我國春季氣溫季節(jié)平均和月平均特征的分析可以看到，我國春季氣溫的空間分布和時間變化很不均勻，東部和西部、南方和北方特征都有所不同，下面按不同的區(qū)域作進(jìn)一步分析。
2.4.1 東部和西部氣溫特征比較
為了分析我國春季氣溫的逐候特征及年代際變化，利用1981-2010年我國588個站逐候平均氣溫資料，分別計(jì)算了我國西部(75°~110°E)和東部(110°～135°E)地區(qū)平均氣溫的時間一緯度的剖面圖及兩個時段的差值圖（圖4）。由圖可見，從冬到夏，21°N以北氣溫變化比較劇烈，從3候的-15℃上升到36候的20℃；21。N以南氣溫變化比較平緩，1-36候基本上維持在15～25。C左右。27°N以北的大部分地區(qū)在15候以前維持在O℃以下。23°N以北在24候以前基本上維持在10℃以下，30候上升到15℃，33候上升到20℃以上。30°～33°N附近升溫較慢，且在這一區(qū)域5月平均溫度最低（5～10℃左右）。
由圖4a可見，在我國西部地區(qū)，1-2月(1-12候)氣溫變化較小，o℃線在27°N附近，23°N以南氣溫在10℃以上，41°N以北氣溫在-10℃以下。3-5月（13-30候），氣溫逐漸上升。23°N以南升溫速度較慢，升溫速度是0.3℃／候左右；23°N以北升溫速度較快，特別是34°N以北地區(qū)，升溫速度為1．4℃／候左右；相比之下，23°～34°N升溫較慢，速度為0.8℃／候。
東部地區(qū)（圖4b）與西部地區(qū)相似，1-2月變化不大，維持在-20～20℃，O℃線在34°～36°N附近，46。N以北最低氣溫在 20℃以下，19°N以南氣溫在20℃以上。3-5月，氣溫明顯上升。23°N以南，速度為0.6℃／候，從15℃上升到25℃以上；23°～36°N的速度為0.8～1.1℃／候，從O～10℃上升到20℃左右；36°N以北的速度為1. 4～1,7℃／候，從O℃以下上升到15℃左右。由此可見，緯度越高，升溫越快。
1951-1980年我國東、西部緯向平均氣溫逐候變化特征（圖略）與1981-2010年基本相同，但與1951-1980年相比較，1981-2010年整體以氣溫上升為主，而且北方增溫比南方增溫明顯（圖4c，4d）。在西部地區(qū)（圖4c），3月至5月中旬（13-28候），36。N以北氣溫增加1.0～2.5℃左右；4月下旬31。N以南、5月下旬47°N以北出現(xiàn) 0.5℃左右的降溫。在東部地區(qū)（圖4d），3-5月（13-30候），30°N以北氣溫增加1．O～2.5℃左右，30°N以南出現(xiàn)-0.5℃左右的降溫。
2.4.2 南方和北方氣溫特征比較
利用1981-2010年我國588個站逐候平均氣溫資料，分別計(jì)算了我國北方(35°～50°N)和南方(17°～35°N)地區(qū)平均氣溫的時間一經(jīng)度剖面圖及兩個時段的差值圖（圖5）。北方地區(qū)(圖5a)在進(jìn)入第13候（3月第1候）以后等溫線基本呈緯向分布，90°～97°E、110°～115°E和125°～130°E附近為三個低值區(qū)。3-5月，北方地區(qū)氣溫從5℃增加到15℃，平均升溫速率為1.1℃／候。13候（3月第1候）北方地區(qū)氣溫基本在-5～0℃；19候（4月第1候）以后，北方地區(qū)氣溫基本都在O℃以上；30候（5月第6候）除90°～97°E的冷舌區(qū)其余地區(qū)的氣溫都在15～20℃。南方地區(qū)(圖5b)，95°E以西氣溫比95。E以東低10～15℃。在95°E以東地區(qū)，105°～115°E有一暖舌區(qū)，氣溫比周邊氣溫高5～10℃；第13候，95°E以東地區(qū)氣溫已達(dá)到10℃以上，而95。E以西氣溫仍然在O℃以下。第18候（3胃第6候）以后，95°E以西地區(qū)氣溫都已經(jīng)達(dá)到O℃以上；30候氣溫升到10℃左右。在南方地區(qū)無論是95°E以西、還是以東，3-5月的升溫速率大約都是0.8℃／候左右。
從兩個時段的差值圖中可以看出（圖5c，5d），自20世紀(jì)80年代以來，北方地區(qū)(圖5c)春季大都為1～2℃左右的升溫，其中13-15候、18-20候、25候在105°E以東地區(qū)為2℃以上的升溫。但是，第15候（3月第3候）95°～105°E附近地區(qū)出現(xiàn)-0.5℃左右的降溫。與北方地區(qū)相似，南方地區(qū)春季以升溫為主（圖5d）；但是與北方相比，南方增溫強(qiáng)度弱、降溫區(qū)域大。第13-21候（3月第1候至4月第3候）100°～120°E出現(xiàn)降溫，其中3月上旬105。E附近降溫達(dá)到-0.5℃左右；第23-24候（4月第5-6候）85°～105°E出現(xiàn)-0.5℃左右的降溫。第24-30候（4月第6候至5月第6候），70°～85°E附近地區(qū)有明顯增溫，最大增溫達(dá)2℃以上。
綜上所述，與1951-1980年相比，20世紀(jì)80年代以后，在我國西部地區(qū)（110。E以西），春季36°N以北出現(xiàn)1～3°C明顯升溫，36°N以南出現(xiàn)1℃左右的降溫；在我國東部地區(qū)（110°E以東），30°N以南氣溫降低，30°N以北氣溫升高。我國北方地區(qū)（35°N以北），春季氣溫普遍上升1～2°C左右，南方地區(qū)（35°N以南）春季以升溫為主，但是與北方相比，南方總體增溫強(qiáng)度弱、而且降溫區(qū)域大。
2.5春季進(jìn)程
為了進(jìn)一步分析我國春季氣溫的逐月推進(jìn)過程及其年代際變化，利用我國588個站1981-2010年逐月平均氣溫資料計(jì)算了3-5月氣溫的月際差以及該月際差在兩個時段的差異場（圖6）。從1981-2010年的平均情況來看，3月與2月的氣溫分布相比(圖6a)，差值等值線呈緯向分布，全國增溫2°C以上，黃河流域以及以北地區(qū)增溫顯著，達(dá)到5℃以上，其中東北北部、內(nèi)蒙古東北部、新疆北部地區(qū)為大值
中心，達(dá)到10℃以上，東南沿海地區(qū)和西南局部地區(qū)增溫3℃左右。4月與3月相比（圖6b），全國大部分地區(qū)增溫5℃以上，黃河流域以及以北地區(qū)增溫7℃以上，其中東北北部、內(nèi)蒙古東北部、新疆北部地區(qū)為大值中心，達(dá)到12℃以上。東部季風(fēng)區(qū)等值線向南凸，說明在北方大幅增溫的同時，長江流域和華南部分地區(qū)也開始小幅增溫，南方地區(qū)增溫3-6℃左右。5月與4月相比（圖6c），增溫變緩，全國大部分地區(qū)增溫3℃以上，東部地區(qū)等值線仍向南凸，南方地區(qū)增溫3℃以上，北方地區(qū)普遍增溫6℃以上，其中東北北部、內(nèi)蒙古東北部、新疆北部地區(qū)的增溫的大值中心強(qiáng)度減弱，為8℃以上。從3-5月的逐月變化趨勢可以看出，3、4月北方地區(qū)增溫最為顯著，但南北溫差仍然較大，4月以后，南方地區(qū)逐漸增溫，5月南北溫差顯著減小。
從2-3月氣溫季節(jié)增量在1981-2010年與19 51-19 80年的差異場中可以看出(圖6d)，除內(nèi)蒙古北部的局部地區(qū)、云南西部地區(qū)和青藏局部地區(qū)初春2-3月氣溫增量有O～1℃的正偏差以外，其余大部分地區(qū)為O～2℃的負(fù)偏差，顯著負(fù)偏差中心在東北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古地區(qū)西部和新疆地區(qū)北部，達(dá)到1℃以上，說明20世紀(jì)80年代以后，內(nèi)蒙古北部的局部地區(qū)、云南西部地區(qū)和青藏局部地區(qū)在2-3月的季節(jié)進(jìn)程加快，而我國大部分地區(qū)尤其是東北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古地區(qū)西部和新疆地區(qū)北部2-3月的季節(jié)進(jìn)程變慢。從3-4月的氣溫的季節(jié)增量在1981-2010年與1951-1980年的差值場中可以看出(圖6e)，華南地區(qū)、江南大部地區(qū)、江漢地區(qū)、內(nèi)蒙古西部地區(qū)和江淮北部有0～1℃的正偏差，我國東部沿海地區(qū)、東北大部、西北地區(qū)、西南大部地區(qū)，3-4月氣溫增量在19 80年后有O～1℃的負(fù)偏差，說明在20世紀(jì)80年代以后，華南地區(qū)、江南大部地區(qū)、江漢地區(qū)、內(nèi)蒙古西部和江淮北部地區(qū)3-4月的季節(jié)進(jìn)程加快，東部沿海地區(qū)、東北地區(qū)、西北地區(qū)、西南大部地區(qū)3-4月的季節(jié)進(jìn)程減慢。3-4月的月平均氣溫形勢與2-3月相反，華南、江南、江漢、內(nèi)蒙古西部和江淮北部等地區(qū)的負(fù)偏差形勢轉(zhuǎn)變?yōu)檎睿f明在20世紀(jì)80年代以后，這些地區(qū)2-4月的季節(jié)進(jìn)程經(jīng)歷了由減慢到加快的過程，而東北地區(qū)、西北地區(qū)、西南地區(qū)的正偏差形勢轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)偏差勢形勢，說明這些區(qū)域經(jīng)歷了由加快到減慢的過程。從4 5月的氣溫的季節(jié)增量在1981-2010年與1951-1980年的差值場中可以看出(圖6f)，正偏差區(qū)大致呈緯向帶狀分布，從江南地區(qū)到西南地區(qū)東部和北部及青藏地區(qū)、西北地區(qū)西南部有O～1℃的正偏差，而在東北地區(qū)、內(nèi)蒙古東部地區(qū)、華北地區(qū)、西北地區(qū)北部、華南地區(qū)、西南地區(qū)南部有0～1℃的負(fù)偏差，說明在20世紀(jì)80年代以后，從江南地區(qū)到西南地區(qū)東部和北部及青藏地區(qū)、西北地區(qū)西南部4-5月的季節(jié)進(jìn)程加快，東北地區(qū)、內(nèi)蒙古東部地區(qū)、華北地區(qū)、西北地區(qū)北部、華南地區(qū)、西南地區(qū)南部4-5月的季節(jié)進(jìn)程減慢。與3-4月相比，4-5月我國30°～40°N的正偏差加強(qiáng)且范圍擴(kuò)大，尤其是西南地區(qū)東北部，而內(nèi)蒙古地區(qū)、華南南部地區(qū)的正偏差轉(zhuǎn)變年代以后，3-5月的季節(jié)進(jìn)程在江南地區(qū)、西南地區(qū)東部加快，而在內(nèi)蒙古地區(qū)、華南南部地區(qū)經(jīng)歷了由加快到減慢的過程，在東北地區(qū)、西南地區(qū)南部、西北地區(qū)北部減慢。圖6中月際變化在1981-2010年與1951-1980年的差值場可以很好地反映我國氣溫月際變化和季節(jié)進(jìn)程的年代際變化。
為了進(jìn)一步分析我國春季氣溫的逐候推進(jìn)過程的年代際變化，圖7給出了利用我國588個站的逐候氣溫資料計(jì)算的1951-1980年平均和1981-2010年平均10℃和22℃等溫線的逐候推進(jìn)圖。參考陳峪等(2012)的季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)，即春季為日平均氣溫或滑動平均氣溫大于或等于10℃且小于22℃，本文通過考察10℃和22℃候平均氣溫等值線的進(jìn)退，分析春季的季節(jié)進(jìn)程，即從3-5月，把10℃作為春季開始（冬季結(jié)束），22℃作為春季結(jié)束（夏季開始）。
由圖7可見，總體來講，在我國東部地區(qū)(110°E以東)，10℃等溫線由南往北推進(jìn)。20世紀(jì)80年代以后，13候（3月第1候）10℃等溫線在長江以南地區(qū)，16候（3月第4候）在江淮地區(qū)，22候（4月第4候）在40°N附近，25候（5月第1候）已經(jīng)到黑龍江北部和內(nèi)蒙古東南部地區(qū)；但80年代以前，13候(3月第1候)和16候（3月第4候）以前的10℃等溫線位置與80年代以后相同，22候（4月第4候）10℃等溫線在35°N附近，25候（5月第1候）到黑龍江南部和內(nèi)蒙古中東部和東南部地區(qū)。在我國西部地區(qū)（110°E以東），80年代前、后10℃等溫線的位置變化不大。在西北地區(qū)，10℃線最早于16候（3月第4
候）左右出現(xiàn)在新疆南部（35°～40°N附近）地區(qū)，之后向四周擴(kuò)展，25候（5月第1候）左右，除了青海南部，西北地區(qū)大部分地區(qū)氣溫都達(dá)到10℃；在西南地區(qū)，13候（3月第1候）10℃等溫線主要位于云南、貴州南部、四川東部和重慶，這些地區(qū)的春季最先開始。
20世紀(jì)80年代以后，在我國東部地區(qū)，22候(4月第4候)以后才出現(xiàn)22℃等溫線，位于華南北部，以后往北推進(jìn)，25候（5月第1候）到達(dá)江南北部，28候（5月第4候）達(dá)到江漢地區(qū)；在我國西部，25候(5月第1候)出現(xiàn)在新疆中部和云南，28候（5月第4候）出現(xiàn)在新疆中部和西南部、云南、四川中北部。而80年代以前，在我國東部地區(qū)，22℃等溫線22候（4月第4候）在華南南部，25候（5月第1候）到達(dá)江南南部，28候（5月第4候）維持在江南南部；在我國西部，22℃等溫線25候（5月第1候）出現(xiàn)在新疆中部和云南，28候（5月第4候）出現(xiàn)在新疆中部和西南部、云南。
上述分析表明，在全球變暖背景下，我國東部地區(qū)春季開始早、結(jié)束早，西部地區(qū)春季開始和結(jié)束時間變化不明顯。我國東部地區(qū)春季開始早、結(jié)束早可能與東亞冬季風(fēng)的變化有關(guān)。丁一匯等(2014)的研究表明東亞冬季風(fēng)明顯受到全球氣候變化的影響，東亞冬季風(fēng)從1950年到1986／1987年明顯偏強(qiáng)，從1986／1987年冬季開始東亞冬季風(fēng)減弱，大約2005年之后東亞冬季風(fēng)開始由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)。
3 我國春季氣溫年代際變化大氣環(huán)流背景的分析
從1981-2010年春季平均500 hPa位勢高度場(圖8a)可以看出，在亞洲中高緯度地區(qū)，巴爾喀什湖以東（40°N、80°E附近）有一個高壓脊，東亞大槽位于鄂霍次克海附近（40°N以北、140°～160°E），20°～30°N、80°E附近為南支槽，西太平洋副熱帶高壓位于10°～20°N的大范圍地區(qū)，脊線位置在15°N附近，副熱帶高壓中心值為5880 gpm，位于菲律賓島以東。在1951-1980年春季平均500 hPa位勢高度場（圖略），亞洲中高緯的主要大氣環(huán)流系統(tǒng)（如槽、脊位置等）與1981-2010年的情況相似。但是從1981-2010年與190l-1980年500 hPa位勢高度差值場(圖8b)可以看到．亞洲中高緯度高度場呈西低一東高、北低一南高型分布，70°N以北的高緯度地區(qū)為負(fù)值區(qū)；50°N、40°~70°E附近為負(fù)值區(qū)，
說明烏拉爾山地區(qū)高壓減弱；鄂霍次克海附近(50°N、140°～180°E)為正高度值．表明鄂霍次克海地區(qū)位勢高度偏高，東亞大槽減弱，亞洲中高緯地區(qū)緯向型環(huán)流加強(qiáng)，冷空氣活動偏弱。同時，東亞大部為正值區(qū)，中心位于巴爾喀什湖至貝加爾湖附近(40°～60°N、80°～120°E)，最大值在25 gpm以上。我國主要為正位勢高度差值控制，特別是北方地區(qū)，位勢高度明顯增加，這有利于春季增暖。從超長波槽脊的位置來看，主要異常槽脊為二波型，即在烏拉爾山附近的較大范圍內(nèi)為負(fù)距平區(qū)，盛行超長波槽；而我國北部地區(qū)為正距平所控制，中心在貝加爾湖地區(qū)，盛行超長波脊；異常槽、脊為北低南高、西低東高的分布，東亞大槽變淺，東亞西風(fēng)帶緯向環(huán)流占優(yōu)勢，不利于冷空氣順槽后的西北氣流南下，冷空氣不易向南擴(kuò)散，且這種環(huán)流形勢不利于引導(dǎo)極地冷空氣向西入侵西西伯利亞地區(qū)，有利于我國北方（特別是東北）地區(qū)氣溫偏高。此外，20°N以南為明顯的正值區(qū)，最大值（15gpm以上）位于副熱帶西太平洋上，這一方面使得西太平洋副熱帶高壓面積偏大、強(qiáng)度偏強(qiáng)，有利于我國江南、華南等地春季氣溫偏暖。
從1981-2010年春季200 hPa緯向風(fēng)平均場（圖9a）可見，北半球10°N以北地區(qū)均為西風(fēng)控制，西風(fēng)急流（風(fēng)速大于30m·s-l）位于20°～35°N的中緯度地區(qū)，兩個急流中心分別位于北非和東亞中東部；10°N以南的熱帶地區(qū)主要為東風(fēng)控制。從1981-2010年與1951-1980年兩個時段的春季200 hPa緯向風(fēng)差值場（圖9b）上可以看到，東亞地區(qū)低緯度地區(qū)均為緯向風(fēng)正值區(qū)，最大值為3 m．s-l以上，位于25�！�30。N、105。～140。E附近
地區(qū)；東亞中緯度地區(qū)為緯向風(fēng)負(fù)值區(qū)，最大東風(fēng)異常為2 m·s-l以上，位于45°N、110°E附近；另一個正值中心位于30�！�40。N、50。-- 70。E附近，最大值為3 m·s-1以上。這表明1981-2010年春季北非以東的急流出口處西風(fēng)偏強(qiáng)，東亞副熱帶西風(fēng)急流位置偏南、強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。姚慧茹等( 2013)認(rèn)為當(dāng)中東地區(qū)高空風(fēng)場為正距平，東亞地區(qū)北部為負(fù)距平，南部為正距平，即中東急流偏強(qiáng)，東亞副熱帶急流偏南時，西南氣溫偏低，東北氣溫偏高。曲巧娜等(2012)研究指出，中東急流出口區(qū)南側(cè)的下沉氣流與對流層中層的中亞低槽關(guān)系密切，中東急流偏強(qiáng)時中亞低槽較為活躍，有利于歐洲中東部冷空氣影響中國西南地區(qū)，導(dǎo)致我國西南地區(qū)氣溫偏低。另一方面，東亞副熱帶西風(fēng)急流加強(qiáng)，不利于北方冷空氣入侵我國，因此我國大部（特別是東北）地區(qū)春季氣溫偏暖。
圖10是1981-2010年春季平均700 hPa位勢高度場（圖lOa）以及1981 2010年與1951-19 80
年700 hPa位勢高度差值場（圖lOb）。由圖lOa可見，孟加拉灣北部至青藏高原南側(cè)地區(qū)有一個低壓槽，即南支槽。南支槽是春季影響南亞和東亞的重要天氣系統(tǒng)（索渺清等，2008; 2009; 2014）。由圖lOb可見，20世紀(jì)80年代以后，孟加拉灣北部至青藏高原南側(cè)地區(qū)位勢高度明顯增加，說明南支槽減弱，不利于來自印度洋和孟加拉灣的暖濕氣流向北輸送影響我國西南地區(qū)，導(dǎo)致這些地區(qū)氣溫偏低。
綜上所述，與1951-1980年相比，1981-2010年春季，烏拉爾山地區(qū)高壓減弱，東亞大槽減弱，亞洲中高緯地區(qū)緯向環(huán)流加強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)，東亞副熱帶西風(fēng)急流加強(qiáng)，不利于來自北半球極地和高緯度地區(qū)的冷空氣影響我國，致使我國大部地區(qū)，尤其是東北地區(qū)，春季氣溫偏高。此外，1981- 2010年春季，中東急流偏強(qiáng)，東亞副熱帶急流偏南，中亞低槽較為活躍，有利于歐洲中東部冷空氣影響中國西南地區(qū)，導(dǎo)致該地區(qū)氣溫偏低。同時南支槽偏弱，不利于印度洋和孟加拉灣的暖濕氣流向北影響我國西南地區(qū)，這些地區(qū)氣溫易于偏低。
4結(jié)論和討論
本文通過比較分析我國1981-2010和1951-1980年兩個時段春季氣溫的季節(jié)、月、候的氣候平均特征，研究了在全球變暖背景下我國春季氣溫和季節(jié)進(jìn)程的變化，并討論了我國春季氣溫年代際變化可能原因。主要結(jié)論如下：
與1951-1980年相比，20世紀(jì)80年代以后，除了西南等地，全國大部分地區(qū)春季增溫，由東北到西南呈現(xiàn)氣溫“升高一降低”的形勢。春季，東部季風(fēng)區(qū)氣溫總體上升，其中東北地區(qū)大部、華北北部、內(nèi)蒙古東部和中部部分地區(qū)升溫1～1.5℃，局地增溫在1.5℃以上；西北地區(qū)北部和中部部分地區(qū)增溫l℃以上；而四川中部、重慶、貴州西部、云南東南部、廣西西部等地區(qū)氣溫下降0～1℃。
與19 51-19 80年相比，20世紀(jì)80年代以后，3-5月除西南局部地區(qū)氣溫下降外，全國其余大部分地區(qū)氣溫升高O～1℃。3月東北地區(qū)、內(nèi)蒙古東部地區(qū)、華北地區(qū)和西北地區(qū)北部升溫程度最為明顯，西南地區(qū)的降溫范圍最廣，4、5月這些地區(qū)的升溫程度逐漸減弱，降溫區(qū)域的范圍逐漸減小并且南退。我國北方地區(qū)（35。N以北），春季氣溫普遍上升1～2℃左右，南方地區(qū)（35。N以南）春季以升溫為主，但是與北方相比，南方總體增溫強(qiáng)度弱、而且降溫區(qū)域大。
與1951-1980年相比，20世紀(jì)80年代以后，3-5月的季節(jié)進(jìn)程在江南和西南東部地區(qū)加快，內(nèi)蒙古和華南南部地區(qū)則經(jīng)歷了由快到慢的變化，東北地區(qū)、西南地區(qū)南部、西北地區(qū)北部春季進(jìn)程速度減慢�？傮w來說，在全球氣候變暖背景下，我國東部地區(qū)春季開始早、結(jié)束早，西部地區(qū)春季開始和結(jié)束時間變化不明顯。
與1951-1980年相比，20世紀(jì)80年代以后，春季烏拉爾山地區(qū)高壓減弱，東亞大槽減弱，亞洲中高緯地區(qū)緯向環(huán)流加強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)，東亞副熱帶西風(fēng)急流偏南，不利于來自北半球極地和高緯度地區(qū)的冷空氣影響我國，致使我國大部地區(qū)，尤其是北方地區(qū)春季氣溫偏高。此外，1981-2010年春季，中東急流偏強(qiáng)，東亞副熱帶急流偏南，有利于歐洲中東部冷空氣影響中國西南地區(qū)，導(dǎo)致我國西南地區(qū)氣溫偏低。同時南支槽偏弱，不利于印度洋和孟加拉灣的暖濕氣流向北影響我國西南地區(qū)，導(dǎo)致這些地區(qū)氣溫偏低。
本文所分析的年代際尺度上我國春季氣溫變化的特征及其與大氣環(huán)流的聯(lián)系，主要是基于對觀測資料的分析和診斷，其具體的過程和因果關(guān)系還需要進(jìn)一步研究才能確定。海溫、積雪、海冰等其他一些外強(qiáng)迫因子對大氣環(huán)流的影響，也需要進(jìn)行進(jìn)一步研究。還有其他一些相關(guān)問題，例如，近30年我國春季氣溫和大氣環(huán)流的變化是全球變暖造成的嗎？還是自然變率？西南地區(qū)氣溫變冷與人為排放有關(guān)嗎？這些問題都有待于今后進(jìn)一步深入研究。
6摘 要：
利用我國臺站觀測逐日氣溫資料和美國NCEP/NCAR再分析大氣環(huán)流資料，通過分析比較我國1951 1980和1981 2010年兩個時段春季氣溫的季節(jié)、月、候時間尺度的氣候平均特征，研究20世紀(jì)80年代以后的春季氣溫和季節(jié)進(jìn)程的變化特征，并初步探討了春季氣溫變化的可能原因。結(jié)果表明：20世紀(jì)80年代以后，除了西南等地，全國大部分地區(qū)春季
增溫，由東北到西南呈現(xiàn)氣溫“升高一降低”的形勢。在春季3 5月，除西南局部地區(qū)氣溫下降外，全國其余大部分地區(qū)氣溫升高o～1℃。3-5月季節(jié)進(jìn)程在江南和西南東部地區(qū)加快，內(nèi)蒙古和華南南部地區(qū)則經(jīng)歷了由快到慢的變化，東北地區(qū)、西南地區(qū)南部、西北地區(qū)北部春季進(jìn)程速度減慢�？傮w來說，在全球變暖背景下，我國東部地區(qū)春季開始早、結(jié)束早，西部地區(qū)春季開始和結(jié)束時間變化不明顯。與1951-1980年相比，20世紀(jì)80年代以后，春季烏拉爾山地區(qū)高壓減弱，東亞大槽減弱，亞洲中高緯地區(qū)緯向環(huán)流加強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)，東亞副熱帶西風(fēng)急流明顯增強(qiáng)，因此不利于來自北半球極地和高緯地區(qū)的冷空氣影響我國，我國大部（特別是東北）地區(qū)春季氣溫偏高。但是，中東急流偏強(qiáng)，東亞副熱帶急流偏南，有利于歐洲中東部冷空氣影響我國西南地區(qū)，導(dǎo)致西南地區(qū)氣溫偏低；同時，南支槽偏弱，不利于印度洋和孟加拉灣的暖濕氣流向北影響我國西南地區(qū)，也使得西南地區(qū)氣溫易于偏低。
