气候变暖打乱二十四节气(2)
这是现代二十四节气的一些平均统计规律(如下图所示)。
气候变暖的影响
除了上述规律外,随着气候变暖,二十四节气也在发生一些相应的变化。比如,最冷的时段,即日平均气温在0℃以下的时段呈现整体逐步抬升的趋势:具有小寒和大寒特征的天气近些年几乎很少出现,具有立春、冬至特征的天气也在减少。1998~2007年这十年中,每年的平均大寒天数为14天,与20世纪60年代的年均32.4天相比,显著减少,2007年甚至没有一天的平均气温低于常年的大寒阈值温度。而达到常年大暑阈值温度的天数则显著趋于增加:1998~2007年间,大暑的平均天数为每年36.1天,远高于20世纪60年代的年均20天。
钱诚等人的研究表明,气温上升阶段的气候节气除了存在明显的年际变率外,都趋向于显著提前。其中,雨水、惊蛰和夏至是提前趋势相对较大的,分别提前14.6天、11天和9.7天,尤以雨水节气提前天数最多。与此同时,气温下降阶段的气候节气如立秋、冬至等,除了也存在明显的年际变率外,都有显著推迟的趋势,基本上要推迟五六天左右。
从上面的介绍可以看出,气候二十四节气的变化趋势给人的直观感觉是,全国平均气温的季节循环呈现整体抬升趋势,数据统计结果也证实了这一点。
1961~2007年,24个节气的增温幅度为0.53~2.43℃,以大暑节气的增温幅度最小,雨水的增温幅度最大,这与前面提到的雨水节气提前的天数最多是一致的。立春、雨水、惊蛰这三个节气的增温幅度都在2℃以上,它们在1961~2007年间分别增暖了2.37℃、2.43℃和2.21℃,比大寒的增温数值1.39℃要大很多。
之所以会出现这种变化,钱诚等人认为,可能是由于立春、雨水和惊蛰这三个节气的气温都在0℃附近,正值冰雪消融期,全球变暖加速了欧亚大陆冷季的冰雪融化,使得地表反照率降低,由此造成地表吸收的热量增加,导致地表进一步变暖。相比之下,大寒时节气温始终保持在0℃以下,冰雪仍然是冰雪,缺少冰雪融化-变暖的正反馈过程,因此增温趋势没有立春、雨水和惊蛰这三个节气大。同时,晚冬-早春时期的东亚冬季风减弱也可能对上述三个节气的增温趋势偏大起到部分作用。
另一个明显的特征是,早春到初夏的节气增温普遍比夏末到初冬的节气增温大,这与早春到初夏的节气提前日数普遍比夏末到初冬的推迟日数更多是一致的。
此外,1961~1970这十年与1998~2007这十年的前后对比结果(如上图所示)也支持了近50年来气温季节循环正在呈现整体增暖的趋势。由图中还可以推断出立春、小暑、大暑趋于提前,立秋、冬至趋于推迟,小寒、大寒趋于消失。
因此,总的来说,气候二十四节气的提前和推迟趋势是气温整体增暖造成的。
半干旱区气候变化更显著
惊蛰、清明、小满和芒种是四个反映物候的气候节气。研究显示,它们在全国各地普遍趋于提前,尤其在北方半干旱区均显著提前,分别达12~16天、4~8天、4~8天和8~12天。
其中,惊蛰提前的趋势最明显。惊蛰节气在农事上有着相当重要的意义,自古就被视为春耕开始的日子。具体来看,各地的气候惊蛰都趋于提前,华北地区的北京、天津及邻近站点,以及云南西部的提前时间最多,达16~20天。在北纬33度以北的站点几乎都是显著提前的。值得注意的是,惊蛰节气在东经105度以东地区提前的比西部更为显著。钱诚等人认为,东、西部虽然都受全球变暖的影响,但是东部直接受东亚冬季风减弱的影响,因而近50年来东部早春提前的趋势比西部显著。但在北纬33度以南的中南部地区,尤其是西南的四川盆地附近和云南东部,气候惊蛰的提前趋势几乎都不显著、提前的天数也几乎是全国最少的。与之相对应,近50年中这个地区的春季平均温度增暖不显著,个别站点甚至呈现降温趋势。
除四川盆地的阆中站点之外,气候清明在全国各站点都趋于提前;除新疆西北部、四川、云南东部和东南沿海部分地区之外,几乎都是显著提前的。提前趋势最大的是云南西部,达到12~20天;其次是华北平原、江淮流域的大片区域以及青藏高原东南部,提前时间达到8~12天。四川、云南等地的气候清明变化特征则与气候惊蛰基本一致。
至于小满节气,除云南、四川、山东的个别站点外,全国的气候小满都趋于提前,最大提前趋势出现在云南西南部,提前时间达12~16天;在北方半干旱带、江淮流域、东南部沿海一带,气候小满趋于显著提前,提前时间达4~8 天。
由于芒种节气和小满节气只差半个月左右,因而气候芒种的全国分布特征和气候小满非常接近,但普遍比气候小满提前的天数偏多,如在北方半干旱带、江南多数站點都趋于显著提前8~12天左右。
仍为生产生活重要参考
上述定量化结果是基于国家气象站网数据,这些站网多数位于城镇和城市边缘。对于城里人来说,这些定量化的信息是完全适用的。但是对于农村地区而言则有一定偏差。过去几十年中国快速的城镇化发展使气象站观测的数据处于全球变暖和局地城镇化的双重影响下。与城镇相比,农村的气候变化并没有上面说的那么大。2015年,钱诚与中国气象局的研究人员合作,利用高密度的一般气象站网数据,通过城乡对比研究发现,在二十四节气起源的黄河中下游地区(大致范围包括现今的陕西、山西、河南、山东、河北、北京和天津7个省市),就平均状况而言,1961~2010年城市站年平均气温增温趋势为0.25℃/10年,而乡村站的增温趋势只有0.14℃/10年,即城市站增温趋势有42%来自于城镇化影响;不同节气日的增温趋势中城镇化的贡献率达26%~64%不等;大寒天数减少趋势中有18%来自城镇化影响;气候学意义的节气中从雨水到立夏显著提前了5~17天,从白露到寒露普遍推迟了5天左右,其中城镇化的贡献达22%~69%不等。
专家认为,在目前这种气候变化的大背景下,各地应当因地制宜,适应气候变化,调整相应的农事活动和生活;但农业人口相比城镇人口可适度减小调整幅度。此外,二十四节气的气候特征除了温度以外,还应该考虑降水等其他要素,以便更完整地表述气候节气及其变化特征,具体相关研究还在进行中。
专家表示,虽然二十四节气的时间已经固定;但从历史发展来看,二十四节气的内涵是动态的、不断丰富的。近现代以来,农民也会根据气温、降水、物候的变化不断赋予其新的内涵,动态地修改和完善与节气相关的农谚。从这一角度看,正是由于二十四节气动态变化的内涵,它依然是当前人们生产、生活的参考。
相关链接
敦煌遗书中的《咏廿四节气诗》
“二十四节气”是我国古代劳动人民通过观察天文、气候、物候等变化规律所形成的用于指导农业生产生活的知识体系,在我国已家喻户晓。与之对应的二十四节气诗也广为传唱。然而,可能很少有人知道,在珍贵的敦煌遗书中,就保存着一组传自唐代的《咏廿四气诗》。该诗创作于中晚唐时期,经中原传入敦煌,并最终保存下来,这是今天我们能见到的最早的以“二十四节气”为主题的组诗,因而弥足珍贵。
《咏廿四气诗》共有24首,均采用格律谨严的五言律诗格式,构成一副大型组诗。组诗中每首诗对应一个节气,其内容主要反映了我国中原地区的气候,并与物候、农事活动相结合,辅以生活与民俗等内容。在节气的变换中,诗文在准确把握每个节气特点与定位的基础上,充分考虑了季节转换、天气变化和物候更迭等自然现象,妥当地选择剪裁素材,从而展现每个节气的独特风貌。立春、立夏、立秋、立冬是四季的肇端,春分、秋分、夏至、冬至是四季的高潮,小暑、大暑、处暑、小寒、大寒是冷热的代表,雨水、谷雨、小雪、大雪是降水的体现,白露、寒露、霜降是水汽的变幻,小满、芒种、惊蛰、清明则是耕作的图景。
【责任编辑】赵 菲
气候变暖的影响
除了上述规律外,随着气候变暖,二十四节气也在发生一些相应的变化。比如,最冷的时段,即日平均气温在0℃以下的时段呈现整体逐步抬升的趋势:具有小寒和大寒特征的天气近些年几乎很少出现,具有立春、冬至特征的天气也在减少。1998~2007年这十年中,每年的平均大寒天数为14天,与20世纪60年代的年均32.4天相比,显著减少,2007年甚至没有一天的平均气温低于常年的大寒阈值温度。而达到常年大暑阈值温度的天数则显著趋于增加:1998~2007年间,大暑的平均天数为每年36.1天,远高于20世纪60年代的年均20天。
钱诚等人的研究表明,气温上升阶段的气候节气除了存在明显的年际变率外,都趋向于显著提前。其中,雨水、惊蛰和夏至是提前趋势相对较大的,分别提前14.6天、11天和9.7天,尤以雨水节气提前天数最多。与此同时,气温下降阶段的气候节气如立秋、冬至等,除了也存在明显的年际变率外,都有显著推迟的趋势,基本上要推迟五六天左右。
从上面的介绍可以看出,气候二十四节气的变化趋势给人的直观感觉是,全国平均气温的季节循环呈现整体抬升趋势,数据统计结果也证实了这一点。
1961~2007年,24个节气的增温幅度为0.53~2.43℃,以大暑节气的增温幅度最小,雨水的增温幅度最大,这与前面提到的雨水节气提前的天数最多是一致的。立春、雨水、惊蛰这三个节气的增温幅度都在2℃以上,它们在1961~2007年间分别增暖了2.37℃、2.43℃和2.21℃,比大寒的增温数值1.39℃要大很多。
之所以会出现这种变化,钱诚等人认为,可能是由于立春、雨水和惊蛰这三个节气的气温都在0℃附近,正值冰雪消融期,全球变暖加速了欧亚大陆冷季的冰雪融化,使得地表反照率降低,由此造成地表吸收的热量增加,导致地表进一步变暖。相比之下,大寒时节气温始终保持在0℃以下,冰雪仍然是冰雪,缺少冰雪融化-变暖的正反馈过程,因此增温趋势没有立春、雨水和惊蛰这三个节气大。同时,晚冬-早春时期的东亚冬季风减弱也可能对上述三个节气的增温趋势偏大起到部分作用。
另一个明显的特征是,早春到初夏的节气增温普遍比夏末到初冬的节气增温大,这与早春到初夏的节气提前日数普遍比夏末到初冬的推迟日数更多是一致的。
此外,1961~1970这十年与1998~2007这十年的前后对比结果(如上图所示)也支持了近50年来气温季节循环正在呈现整体增暖的趋势。由图中还可以推断出立春、小暑、大暑趋于提前,立秋、冬至趋于推迟,小寒、大寒趋于消失。
因此,总的来说,气候二十四节气的提前和推迟趋势是气温整体增暖造成的。
半干旱区气候变化更显著
惊蛰、清明、小满和芒种是四个反映物候的气候节气。研究显示,它们在全国各地普遍趋于提前,尤其在北方半干旱区均显著提前,分别达12~16天、4~8天、4~8天和8~12天。
其中,惊蛰提前的趋势最明显。惊蛰节气在农事上有着相当重要的意义,自古就被视为春耕开始的日子。具体来看,各地的气候惊蛰都趋于提前,华北地区的北京、天津及邻近站点,以及云南西部的提前时间最多,达16~20天。在北纬33度以北的站点几乎都是显著提前的。值得注意的是,惊蛰节气在东经105度以东地区提前的比西部更为显著。钱诚等人认为,东、西部虽然都受全球变暖的影响,但是东部直接受东亚冬季风减弱的影响,因而近50年来东部早春提前的趋势比西部显著。但在北纬33度以南的中南部地区,尤其是西南的四川盆地附近和云南东部,气候惊蛰的提前趋势几乎都不显著、提前的天数也几乎是全国最少的。与之相对应,近50年中这个地区的春季平均温度增暖不显著,个别站点甚至呈现降温趋势。
除四川盆地的阆中站点之外,气候清明在全国各站点都趋于提前;除新疆西北部、四川、云南东部和东南沿海部分地区之外,几乎都是显著提前的。提前趋势最大的是云南西部,达到12~20天;其次是华北平原、江淮流域的大片区域以及青藏高原东南部,提前时间达到8~12天。四川、云南等地的气候清明变化特征则与气候惊蛰基本一致。
至于小满节气,除云南、四川、山东的个别站点外,全国的气候小满都趋于提前,最大提前趋势出现在云南西南部,提前时间达12~16天;在北方半干旱带、江淮流域、东南部沿海一带,气候小满趋于显著提前,提前时间达4~8 天。
由于芒种节气和小满节气只差半个月左右,因而气候芒种的全国分布特征和气候小满非常接近,但普遍比气候小满提前的天数偏多,如在北方半干旱带、江南多数站點都趋于显著提前8~12天左右。
仍为生产生活重要参考
上述定量化结果是基于国家气象站网数据,这些站网多数位于城镇和城市边缘。对于城里人来说,这些定量化的信息是完全适用的。但是对于农村地区而言则有一定偏差。过去几十年中国快速的城镇化发展使气象站观测的数据处于全球变暖和局地城镇化的双重影响下。与城镇相比,农村的气候变化并没有上面说的那么大。2015年,钱诚与中国气象局的研究人员合作,利用高密度的一般气象站网数据,通过城乡对比研究发现,在二十四节气起源的黄河中下游地区(大致范围包括现今的陕西、山西、河南、山东、河北、北京和天津7个省市),就平均状况而言,1961~2010年城市站年平均气温增温趋势为0.25℃/10年,而乡村站的增温趋势只有0.14℃/10年,即城市站增温趋势有42%来自于城镇化影响;不同节气日的增温趋势中城镇化的贡献率达26%~64%不等;大寒天数减少趋势中有18%来自城镇化影响;气候学意义的节气中从雨水到立夏显著提前了5~17天,从白露到寒露普遍推迟了5天左右,其中城镇化的贡献达22%~69%不等。
专家认为,在目前这种气候变化的大背景下,各地应当因地制宜,适应气候变化,调整相应的农事活动和生活;但农业人口相比城镇人口可适度减小调整幅度。此外,二十四节气的气候特征除了温度以外,还应该考虑降水等其他要素,以便更完整地表述气候节气及其变化特征,具体相关研究还在进行中。
专家表示,虽然二十四节气的时间已经固定;但从历史发展来看,二十四节气的内涵是动态的、不断丰富的。近现代以来,农民也会根据气温、降水、物候的变化不断赋予其新的内涵,动态地修改和完善与节气相关的农谚。从这一角度看,正是由于二十四节气动态变化的内涵,它依然是当前人们生产、生活的参考。
相关链接
敦煌遗书中的《咏廿四节气诗》
“二十四节气”是我国古代劳动人民通过观察天文、气候、物候等变化规律所形成的用于指导农业生产生活的知识体系,在我国已家喻户晓。与之对应的二十四节气诗也广为传唱。然而,可能很少有人知道,在珍贵的敦煌遗书中,就保存着一组传自唐代的《咏廿四气诗》。该诗创作于中晚唐时期,经中原传入敦煌,并最终保存下来,这是今天我们能见到的最早的以“二十四节气”为主题的组诗,因而弥足珍贵。
《咏廿四气诗》共有24首,均采用格律谨严的五言律诗格式,构成一副大型组诗。组诗中每首诗对应一个节气,其内容主要反映了我国中原地区的气候,并与物候、农事活动相结合,辅以生活与民俗等内容。在节气的变换中,诗文在准确把握每个节气特点与定位的基础上,充分考虑了季节转换、天气变化和物候更迭等自然现象,妥当地选择剪裁素材,从而展现每个节气的独特风貌。立春、立夏、立秋、立冬是四季的肇端,春分、秋分、夏至、冬至是四季的高潮,小暑、大暑、处暑、小寒、大寒是冷热的代表,雨水、谷雨、小雪、大雪是降水的体现,白露、寒露、霜降是水汽的变幻,小满、芒种、惊蛰、清明则是耕作的图景。
【责任编辑】赵 菲