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20200107
《新疆气象手册》的序,前言 ,提要 :http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1208089.html
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下面是此书第2篇第2章的热量部分
空气的冷暖表示了空气具有的热量的多少,而冷暖一般用温度表示。本节阐述的各种温度,以及各种界限温度的初、终日、持续日数和各级冷热日等,都从不同的侧面体现了热量的多少。
气温是空气温度的简称,是表示空气冷热程度的物理量。气象台站为测定空气温度把温度表放入离地面1.5m高的百叶箱内,它既不受阳光的直射,又能保持通风,温度表的读数能正确反映周围空气的温度。通常我们所说的气温,就是指百叶箱内温度表所示的温度,又称地面气温。
2.1.1 年平均气温的分布
新疆年平均气温分布图
年平均气温给出一个地区气候总的冷热概貌。新疆年平均气温南部高北部低,东部高西部低,盆地高山区低。南疆平原绿洲为10~13℃,北疆准噶尔盆地南部和塔城盆地为5~7℃,阿勒泰地区小于5℃;东部哈密~吐鲁番盆地为10~12℃,西部伊犁河谷为8~10℃(上图)。山区年平均气温随高度的增加而降低,天山中海拔1853m的小渠子气象站为2℃左右,3400m的大西沟气象站已降至−5℃以下。海拔再高还会更冷。
2.1.2春季气温的分布
春季,白昼延长,太阳辐射量迅速增加,沙漠、戈壁下垫面增温迅速,南北疆气温回升都很快。南疆2~3月,北疆3~4月,月平均气温可上升10℃左右,是气温回升最快的月份;南疆3~4月,北疆4~5月,月平均气温可上升8℃左右。4月平均气温,南疆平原绿洲普遍上升到14℃以上,吐鲁番盆地19℃,杏花、梨花普遍开放;北疆平原地区从北到南变化在6~12℃,东部哈密地区12~13℃,西部伊犁河谷为11~12.5℃。山区,春寒料峭,仍然是低温区。中低山区在4℃以下,高山区小于0℃。
2.1.3夏季气温的分布
夏季,太阳辐射量最多,天山南北接受太阳光热几乎相等,气温南北差异小。7月平均气温,北疆20~25℃,略高于中国东北地区(20~23℃)。南疆平原绿洲多在25~27℃,比中国华北平原(23~25℃)略高;吐鲁番气象站7月平均气温高达32.6℃,为全国最高;东部哈密盆地多在25~27℃,西部伊犁河谷为21~23℃。东西气温差异明显。夏季气温由盆地到高山是递减的。当盆地烈日炎炎,气温很高时,中山区气温在15℃左右,成了避暑的场所。阿尔泰山、天山和昆仑山的高山区,7月平均气温一般都小于10℃,而高山雪线以上依然是冰雪世界。
2.1.4秋季气温的分布
秋季,日照时间缩短,冷空气活动又趋频繁,气温迅速下降。10~11月气温下降最快,南北疆降温幅度均在10℃左右,9~10月次之。北疆除伊犁河谷外,11月平均气温均在0℃以下,而南疆在0℃以上。南北气温差距拉大,东部略高于西部。10月平均气温,南疆平原绿洲都在10℃以上,吐鲁番为13℃,北疆平原地区在10℃以下,东部哈密地区9~10℃,西部伊犁河谷为7~10℃。山区,降温更大,2000m附近为2℃多,3500m左右为−3~−5℃,海拔再高更冷。
2.1.5 冬季气温的分布
北疆冬季有强烈反射日光的积雪,又是冷空气通道;而南疆有天山作屏障,冷空气不易侵入,一般年份冬季没有积雪,所以冬季南、北疆的温度差别比其他季节大。1月平均气温,北疆准噶尔盆地及其以北地区多在−15℃以下,富蕴县可可托海最冷达−28.7℃,冬季气温北疆略高于中国东北地区;南疆一般多在−5~−10℃,和田最暖为−5.2℃,略低于中国华北地区。东部哈密地区比西部的伊犁河谷冷,1月平均气温东部为−10~−12℃,西部为−10℃以上。南疆也存在东部气温低于西部的现象,1月平均气温东部库尔勒至铁干里克一线为−7~−9℃,西部阿图什和喀什地区为−5~−7℃。
新疆主要地区年、月平均气温和年较差(℃)(建站~1990年)
地点\月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 全年 | 较差 |
阿勒泰 | -16.4 | -14.8 | -5.9 | 7.1 | 14.9 | 20.1 | 22..0 | 20.5 | 14.6 | 5.7 | -5.1 | -13.6 | 4.1 | 38.4 |
塔城 | -11.7 | -10.3 | -1.9 | 8.9 | 15.4 | 20.1 | 22.4 | 21.1 | 15.3 | 6.9 | -2.0 | -8.8 | 6.3 | 34.1 |
伊宁 | -9.5 | -6.8 | 2.8 | 12.2 | 16.9 | 20.5 | 22.8 | 21.8 | 16.9 | 9.3 | 1.0 | -5. 7 | 8.5 | 32.3 |
博乐 | -16.9 | -13.6 | -1.2 | 10.0 | 16.9 | 21.3 | 23.3 | 21.6 | 15.8 | 6.8 | -2.8 | -12.3 | 5.8 | 40.2 |
石河子 | -16.2 | -12.6 | -0.7 | 11.2 | 18.3 | 23.1 | 25.0 | 22.8 | 16.8 | 7.8 | -2.3 | -11.8 | 6.8 | 41.2 |
昌吉 | -16.9 | -13.6 | -1.5 | 10.8 | 17.8 | 22.5 | 24.8 | 23.1 | 16.9 | 7.7 | -3.2 | -12.8 | 6.3 | 41.7 |
乌鲁木齐 | -14.8 | -11.9 | -1.8 | 10.0 | 17.1 | 22.0 | 24.4 | 22.9 | 16.9 | 7.6 | -3.1 | -11.2 | 6.5 | 38.7 |
吐鲁番 | -9.0 | -1.7 | 9.4 | 19.0 | 25.9 | 30.9 | 32.6 | 30.5 | 23.4 | 12.9 | 2.0 | -6.9 | 14.1 | 41.6 |
哈密 | -11.6 | -5.4 | 4.6 | 13.2 | 20.3 | 25.0 | 27.1 | 25.7 | 19.0 | 9.8 | -0.5 | -8.7 | 9.9 | 38.7 |
库尔勒 | -7.7 | -2.1 | 7.1 | 15.2 | 20.9 | 24.4 | 26.3 | 25.6 | 20.0 | 11.6 | 1.9 | -5.8 | 11.5 | 34.0 |
阿克苏 | -8.6 | -2.9 | 6.2 | 14.3 | 19.0 | 23.7 | 22.1 | 22.5 | 17.7 | 10.0 | 1.2 | -6.4 | 9.9 | 32.3 |
阿图什 | -5.5 | -0.5 | 8.6 | 16.6 | 21.5 | 25.4 | 27.5 | 26.4 | 21.4 | 14.0 | 4.0 | -3.9 | 13.0 | 33.0 |
喀什 | -5.9 | -1.2 | 7.7 | 15.4 | 19.6 | 23.6 | 25.8 | 24.3 | 19.5 | 12.3 | 3.5 | -3.9 | 11.7 | 31.7 |
和田 | -5.2 | -0.1 | 8.8 | 16.4 | 20.4 | 23.8 | 25.5 | 24.2 | 19.7 | 12.4 | 3.8 | -3.2 | 12.2 | 30.7 |
总之,南疆地理位置偏南,日光多,四季气温均比北疆高;再者,中部天山的屏障作用使南北疆的气温产生了较大的差别。表现为:① 日平均气温>0℃的日数(农耕时间)南疆比北疆长,农业生产南疆可一年两熟,北疆为一年一熟。② 冬季南疆采暖期短,多年生果树可直立过冬,北疆采暖期长,除小苹果外,其他果树均需埋土越冬。③ 按热量划分,南疆属暖温带,热量多,无霜期长,宜发展长绒棉,北疆属中温带,无霜期短,在热量条件好的地方可发展陆地棉。
2.1.6 最低气温的分布
新疆一般是1月最冷。1月平均最低气温南疆平原绿洲为−10~−15℃,北疆平原地区多在−20℃以下,其北部富蕴、青河一带在−30℃左右;伊犁河谷和塔城盆地在−10~−15℃之间,是北疆地区冬季最低气温最高的地区;位于天山中的尤勒都斯盆地海拔2458m的巴音布鲁克,受盆地冷空气沉积的影响,1月平均最低气温−32.1℃,这是新疆的最低记录。南疆极端最低气温为−20~−30℃,北疆多在−35℃以下,其北部和准噶尔盆地中心低于−40℃,青河、富蕴以及富蕴县可可托海气象站分别出现过−49.7℃、−49.8℃和−51.5℃的最低值,是中国最冷的地区之一。
2.1.7 最高气温的分布
新疆最热的月份是7月。除山区和北疆北部外,7月平均最高气温都在30℃以上,吐鲁番6、7、8三个月都在38℃以上,最高达39.9℃,是中国夏季最热的地方。约有37%的气象站的极端最高气温出现在8月。除山区和北疆北部外,新疆极端最高气温绝大部分地区都在40℃以上,吐鲁番最高为47.7℃,出现在1986年7月23日,吐鲁番民航飞机场气象台曾在1975年7月13日观测到49.6℃的极端最高气温记录。这两个数据都是中国气温的极端最高值。吐鲁番其所以能成为中国最为炎热的地区,原因是吐鲁番盆地的海拔低,下垫面多为沙漠或戈壁,白天增温很快。
2.1.8 气温年较差
一年中的最热月与最冷月平均气温的差值,称气温年较差。
新疆气温年较差比国内同纬度的东部地区都大。北疆各地多在40℃左右,准噶尔盆地地势低,冬季冷空气易堆积,气温很低;夏季荒漠下垫面吸热增温快,气温又很高,气温年较差>40℃ ,其中,靠近盆地腹部的车排子、莫索湾和炮台气象站分别为44.5℃、44.8℃和45.0℃。南疆冬季不太冷,夏季气温又和准噶尔盆地最热的地方相近,气温年较差一般在30~35℃之间。东疆在40℃上下。山区海拔高气温年较差小,乌鲁木齐大西沟气象站仅20.6℃。
2.1.9 气温日较差
一天中的最高气温与最低气温的差值,称为气温日较差。日最低气温一般出现在日出前后,冬季延迟,夏季早;最高气温出现在午后14时左右。
新疆的盆地地形和沙漠、戈壁下垫面白天受热增温迅速,夜间辐射冷却快,气温日较差比国内东部地区都大,“早穿皮袄,午穿纱”就是这种变化的形象写照。年平均气温日较差,南疆多为13~16℃,北疆多为12~15℃,年最大日较差一般都在25℃以上。夏季太阳辐射量多,日照时间长,气温日较差最大;冬季日照时间短,地面有积雪覆盖,白天增温少,日较差最小。
2.1.10 无霜期及其分布
最低气温和地面最低温度>0℃的无霜期(日/月)
地点 | 最低气温>0℃ | 地面最低温度>0℃ | 两种方法日数相差(d) | ||||
初日 | 终日 | 日数(d) | 初日 | 终日 | 日数(d) | ||
伊宁 乌鲁木齐 吐鲁番 哈密 铁干里克 轮台 库车 巴楚 喀什 莎车 于田 且末 | 14/4 25/4 20/3 15/4 11/4 4/4 18/3 22/3 22/3 19/3 25/3 9/4 | 9/10 10/10 1/11 15/10 15/10 25/10 2/11 28/10 30/10 29/10 25/10 12/10 | 176 167 224 182 187 203 227 218 221 223 213 185 | 27/4 26/4 31/3 27/4 27/4 19/4 6/4 17/4 22/4 18/4 17/4 8/5 | 23/9 3/10 17/10 1/10 7/10 7/10 17/10 8/10 15/10 8/10 1/10 28/9 | 150 161 201 158 164 172 195 175 177 174 168 144 | 26 6 23 24 23 31 32 43 44 49 45 41 |
新疆空气干燥,气温降至零度以下时可能看不到白霜,所以用日最低气温≤0℃为霜冻指标。一年中日最低气温>0℃的日数作为无霜冻期(简称无霜期),这和国内东部地区用地面最低温度>0℃的天数作无霜期有区别(上表)。新疆无霜期的分布特点是南疆长,北疆短;盆地长,山地短。南疆从库尔勒向西经阿克苏、阿图什、喀什到于田半月形的塔里木盆地周边地区,无霜期均在200d以上,其中阿图什到和田一带以及库车为220d以上;容易受冷空气东灌影响的塔里木盆地东部,东南部以及腹部地区无霜期都在200d以下。吐鲁番盆地地形闭塞,冷空气不易入侵,无霜期可达220d。北疆西北部沿准噶尔西部山地东麓克拉玛依至乌苏、沙湾一带以及伊犁河谷西部,无霜期达180d,比靠近盆地腹部的车排子长10~20d。
温度随高度增加而上升(或者不降低)的反常情况称为逆温。在春夏秋三季,新疆晴天的夜间地面辐射冷却快,形成贴地面逆温层。而白天日光可以使夜间形成的逆温层当日消失。在冬季,准噶尔盆地却可以存在维持多日的逆温层。
2.2.1 冬季贴地逆温层
冬季日光弱,另外积雪的地面反射的日光多而雪面吸收的日光少。所以有稳定积雪的北疆准噶尔盆地已经不能靠日光使贴地逆温层消失,隆冬时逆温层的厚度可以超过1000m。逆温层的顶部的温度可以比地面附近的空气温度高出10℃。北疆准噶尔盆地冬季的逆温层几乎是天天存在,强大、深厚、稳定的逆温层是北疆准噶尔盆地重要气候特色。贴地逆温层使盆地冬季特别冷,所谓“积雪锁冬寒”。
北疆积雪期的贴地逆温层是装在盆地底部的稳定少动的冷空气。所以北疆冬季一般的风很弱(比我国东北地区的风小),它使大气里的污染物质难以扩散。乌鲁木齐等大一些的城市冬季污染严重与这个稳定、深厚的逆温层关系密切。
南疆冬季冷空气入侵少,一般年份地面无稳定积雪,低层大气上下接近等温,而且形成晚,存在时间短,厚度薄。但是那里有比较大面积积雪时也存在强的逆温层(见本篇第1章)。
2.2.2 北疆沿天山的坡地逆温带
北疆大气的低层在冬季有下冷上暖的逆温现象。而在沿山坡地(天山北坡、阿尔泰山)的温度比盆地低部要暖和很多也是大气逆温的一种表现。
天山北侧乌鲁木齐附近的一个剖面上1月平均温度与海拔的关系表
地址 | 海拔高度(m) | 1月温度(℃) |
天山云雾站 | 3545 | −16 |
天池 | 1943 | −12 |
小渠子 | 1872 | −11 |
乌鲁木齐 | 918 | −15 |
蔡家湖 | 441 | −19 |
如表所列海拔441m的蔡家湖(盆地底部)1月的平均气温大约是−19℃,它附近的乌鲁木齐(约900m,天山脚下)为−15℃、1872m海拔的小渠子(山腰)却是−11℃。它比蔡家湖竟然高了8℃。北疆冬季天山的中山腰地带(1500~2500m)是最暖和的地带。海拔高度再高,气温又随高度而变冷。如海拔3500m左右的天山云雾站1月平均温度已经比中山地带低,是−16℃了。冬季阿勒泰山区、千里天山北坡都存在中山带“最暖和”的特点。这个相对温暖的中山地带(逆温层顶部)是家畜和果树安全越冬的有利场所。对农牧业生产来说,相对温暖的中山带是有利的气候资源。
指示农作物生长发育及农事活动开始和终止的温度,称农业界限温度,简称界限温度。不同界限温度的开始、终止日期(初日、终日)及其期间的持续日数和这个阶段的逐日温度的累计值(积温),在农业上各有不同的意义。常用的界限温度是0℃和10℃。
日平均气温稳定通过0℃初日,表示土壤解冻,牧草萌芽,冬小麦开始返青,早春作物可以播种,农耕开始;其终日,表示冬小麦和牧草停止生长,土壤冻结,农耕结束;0℃期间的日数,一般称农耕期,可代表农事活动的长短和牧草生长的天数;这个期间的积温是农业生产可利用的热量资源。
日平均气温稳定通过10℃是喜温作物生长的起始温度,也是喜凉作物积极生长的温度。其初日表示喜温作物可以开始播种与生长,喜凉作物开始积极生长;其终日是喜温作物停止生长的温度;≥10℃期间的积温和日数是评价喜温作物生长期长短和热量多少的指标。
2.3.1 日平均气温稳定通过0℃的初、终日及持续日数
新疆日平均气温≥0℃初日,由南向北,由盆地向山区推迟。南疆西南部喀什、和田一带以及吐鲁番盆地最早,为2月下旬初;东北部阿克苏、库尔勒、若羌为2月下旬末。北疆伊犁河谷最早,为3月中旬;准噶尔盆地西部为3月下旬,由此向北、向东逐渐推迟到4月上旬,山区冷自然后延。
日平均气温≥0℃终日和初日相反,由北向南,由山区向盆地推迟。南疆北部、西南部和吐鲁番盆地最迟,为11月下旬;东南部和哈密盆地为11月中旬。北疆伊犁河谷最晚为11月中旬;准噶尔盆地和塔城盆地为11月上旬,北部提前到10月下旬;山区10月上旬就可通过0℃终日。
日平均气温≥0℃期间的持续日数,南疆长,北疆短;盆地长,山区短。南疆西南部和吐鲁番盆地最长,达280d左右,其他地区为260~270d。北疆伊犁河谷250~260d;准噶尔盆地西南部230d左右,东部210~230d,北部和塔城盆地200~210d;山区小于200d,巴音布鲁克为167d,海拔3545m的天山大西沟气象站为94d。
2.3.2 日平均气温稳定通过10℃的初、终日及持续日数
新疆日平均气温≥10℃的初日,从3月下旬起由南至北,由盆地向山区逐渐出现。南疆西南部和吐鲁番盆地最早于3月下旬末出现,南疆东北部和哈密盆地为4月上旬。北疆伊犁河谷和准噶尔盆地4月中旬出现,天山北麓沿天山一带和塔城盆地为5月上旬,山区要迟一些,天山南坡巴音布鲁克7月中旬才出现。
日平均气温≥10℃终日,南疆西南部和吐鲁番盆地10月下旬出现,南疆东北部和哈密盆地为10月中旬。北疆伊犁河谷和准噶尔盆地为10月上旬,盆地边缘和山区依次于9月下旬和中旬出现。巴音布鲁克最早于8月初出现。
日平均气温≥10℃期间的持续日数,南疆西部和吐鲁番盆地最长,达200d,南疆东北部和东南部以及哈密盆地为180~200d。北疆伊犁河谷和准噶尔盆地,为160~180d;北部阿勒泰和西部塔城盆地小于160d。山区小于100d,天山南坡巴音布鲁克只有20d,天山大西沟气象站仅有几天。更高的山区不存在日平均气温≥10℃的日子。
每天的日平均温度超过某界限温度时,这个温度的逐日合计值(累积)称为“活动积温”,简称积温;日平均温度减去某个界限温度或生物学下限温度后的差值为有效温度,一定时期内每天的有效温度的累积值,称“有效积温”。这两种积温的含义和统计方法均不同,切忌不要混淆。
积温概括了温度和持续日数两个方面,单位用度·日(℃·d)表示。活动积温既能较好地反映农作物发育速度与温度条件的关系,又能表示当地的热量资源。如棉花是喜温作物,要求的积温比较多,如果积温不够就不能种植。而小麦是喜凉作物,要求的积温比较少。有效积温多用于农作物生育速度的计算和作物发育期的预报。
2.4.1 ≥0℃积温的分布
新疆≥0℃的积温,南疆平原绿洲和吐鲁番~哈密盆地>4500℃·d,其中阿图什达5000℃·d,吐鲁番达5500℃·d。北疆伊犁河谷西部和准噶尔盆地西南部平原地区为4000℃·d,由准噶尔盆地腹部向其四周积温递减,北部阿尔泰山山前平原和西部塔城盆地为3000~3500℃·d,山区积温减少,天山高山区<1000℃·d。
2.4.2 ≥10℃积温的分布
新疆≥10℃积温分布图
新疆≥10℃积温由南向北,由盆地向山区逐渐减少。除北疆北部一部分和山区<2000℃·d外,北部阿勒泰和西部塔城盆地以及伊犁河谷东部多在2500~3000℃·d,西部多为3000~3500℃·d;沿天山北麓中西部>3500℃·d,其中精河、乌苏、沙湾以及靠近准噶尔盆地腹地的炮台、莫索湾、车排子等地为3600~3700℃·d,克拉玛依近4000℃·d。吐鲁番盆地4500~5400℃·d。哈密盆地和淖毛湖洼地为3950℃·d和4300℃·d。南疆平原绿洲多>4000℃·d,其中阿图什为4500℃·d(上图)。≥0℃积温和≥10℃积温之间呈密切的线性正相关,相关系数r=0.9893。
2.5.1 各级冷日天数的分布
日最低气温≤0℃的日子,清晨地面就可能会有不同程度的冰冻现象,对农作物、花卉等植物造成危害。日最低气温≤0℃平均日数,南疆和吐鲁番盆地为120~140d,南疆东部尉犁、铁干里、且末等地和北疆沿天山北麓中西部和伊犁河谷为150d左右,其他多数地区为160~170d,北部为180d左右,青河可达216d。高山地区要更长。
日最低气温≤-10℃的日子称低温日。低温日数伊犁河谷和塔城盆地为60~80d,沿天山北麓中西部80~100d,其他地区都在100d以上,青河140d。南疆西南部为40~60d,其中和田<30d,南疆东北部和吐鲁番、哈密盆地>60d以上。自然高山地区要更长。
日最低气温≤-20℃的日子,称寒冷日。寒冷日数北疆伊犁河谷和塔城盆地小于30d,其他地区多在30~50d,北疆西北部富蕴、青河一带可达70~90d。南疆和东疆一般都<10d。高山地区(海拔3.5km以上)要长。
日最低气温≤-30℃的日子,称严寒日。严寒日南疆和东疆平原绿洲不出现。北疆多数地区都<10d,北疆北部和靠近准噶尔盆地腹部的地区在10d左右,富蕴、青河一带可达30~40d。高山地区更长。
2.5.2 各级热日天数的分布
各级热日是衡量一个地区热的程度和长短的指标。
日最高气温≥30℃的日子,称热日。新疆除高山站外,都有热日,只是日数多少不一。南疆西北部为70~90d,东南部和哈密盆地80~100d,吐鲁番盆地为125~145d。北疆沿天山一带和伊犁河谷热日为50~70d,靠近盆地腹部的车排子、蔡家湖等地达80~90d,其他地区都<50d,随海拔高度的增加,热日减少。中山带以上无热日。
日最高气温≥35℃的日子,称炎热日。塔里木盆地东南部和哈密盆地为30~50d,其他地区均在10~20d左右,吐鲁番盆地炎热日最多,平均为98.4d,比“三大火炉”的南京、武汉和重庆多了很多。吐鲁番称“火洲”是当之无愧的 。但是吐鲁番在热的同时还干,有利人体排汗。所以吐鲁番没有南京、武汉和重庆那么闷热。
日最高气温≥40℃的天数,称酷热日。吐鲁番盆地有10~37d。其他地区几乎不出现。
2.5.3 干热日
新疆夏季干热,室外作业的人群和外出人员极易疲劳和中暑。一天中,同时出现日最高气温≥35℃和日平均相对湿度≤30%的日子,称干热日。
新疆东部(从淖毛湖到若羌)干旱,那里的干热日约为10~20d,海拔特别低的吐鲁番盆地的干热日竟然达40~60d。南疆西部绿洲约10d。北疆准噶尔盆地一般在10~20d。伊犁河谷和塔城盆地以及各个山区不出现。
中国过去用的农历以月亮周期为主兼顾太阳的年周期。为配合农时另外创立了以太阳周期为准的一年二十四节气,把立春(2月4或5日)、立夏(6月5或6日)、立秋(8月7或8日)和立冬(11月7或8日)作为四季的开始。一般气候统计则把一年12个月划成四等份,用12、1、2三个月为冬,3、4、5三个月为春,6、7、8三个月为夏,9、10、11三个月为秋的方法划分四季。我国东部的气候分析和预告中以张宝坤提出的10℃和22℃划分四季。但是这种四季划分与新疆的实际农业活动出入比较大。根据新疆气候和农事活动的特点,新疆采取划分四季的指标是:候平均气温<0℃为冬(一般5天1候,每月6候),≥20℃为夏,0~20℃为春秋季。
2.6.1 春季时间和长短
候平均气温>0℃时,大地回暖,积雪开始融化,土壤表层解冻,牧草和冬小麦返青,早春作物开始播种,这就是春天到来了。新疆入春时间不一,南疆平原绿洲西南部和吐鲁番盆地为2月中、下旬,结束时间南疆多在5月中、下旬,吐鲁番盆地为4月中旬;春长,南疆约3个月左右,吐鲁番盆地约2个月。北疆春季由南而北分别始于3月中、下旬,结束时间,南部沿天山一带平原地区在5月下旬,北部和西部在6月中、下旬;春长,南部为3个月,北部和西部约2个月。伊犁河谷春季较长始于3月上旬,终于6月下旬,春长3个半月。
新疆的春季是绝大部分农作物播种,林果展叶、开花座果和牲畜转场、产羔育幼的关键季节,但春季气温上升不稳定,霜冻、低温冷害、大风、风沙天气多。“一年之计在于春”。
2.6.2 夏季时间和长短
在新疆,候平均气温≥20℃即进入夏季。入夏时间吐鲁番盆地最早,为4月下旬,9月底结束,夏长5个多月。南疆多数地区始于5月下旬、6月初,终于9月上、中旬,夏长近4个月;焉耆、拜城两盆地夏季短促,起止时间为6月下旬至8月底,长2个多月。北疆准噶尔盆地西南部和哈密盆地5月下旬或6月上旬入夏,8月底到9月中旬结束,长3个多月;北疆沿天山一带为6月上、中旬入夏,9月上、中旬结束,夏季长约3个多月;阿勒泰、塔城和伊犁谷地为6月中、下旬入夏,8月下旬结束,夏季长2个月左右。新疆高山温度低,没有夏季。
夏季的光热和水分使各种农作物都处在旺盛生长阶段,农田管理繁忙。新疆夏季是麦熟和瓜果飘香的季节,也是夏牧场牲畜增膘最快和牧民喜获丰盛乳品的季节。
2.6.3 秋季时间和长短
候平均气温<20℃时,晚春播种的作物和夏播作物逐渐成熟,秋收、秋耕、秋种开始,表明新疆从此进入秋季。秋季起止时间,南疆平原绿洲多为9月上、中旬至11月下旬,秋长2个多月;焉耆、拜城两盆地为8月底至11月中旬,秋长2个半月;吐鲁番盆地为9月下旬至11月下旬,秋长约2个月。北疆北部8月底至11月中旬,秋长2个半月;准噶尔盆地西南部和哈密盆地为9月上、中旬至11月上、中旬,秋长2个月;伊犁谷地为8月底至11月下旬,秋长近3个月。
秋季是收获的季节。丰收的棉花在田间地头堆起了银白色的山包,晶莹剔透的葡萄、特色水果和经过催肥的羔羊陆续进入市场。农村、城市呈现出一片丰收喜悦的景象。
2.6.4 冬季时间和长短
候平均气温<0℃,开始冻结,农田活动基本停止,结冰现象开始出现,北疆和大部山区陆续进入漫长的银装素裹的冬季。
新疆冬季起止时间,吐鲁番盆地以及南疆西南部喀什、和田一带为11月下旬至翌年2月中、下旬,冬长约3个月;南疆东部为11月中旬至翌年2月底,冬长3个半月;天山北麓乌鲁木齐以西的平原地区为11月中旬至翌年3月中旬,冬长4个多月;乌鲁木齐以东至奇台一带为11月上、中旬至翌年3月中、下旬,冬长近5个月;伊犁谷地西北部从11月下旬至翌年3月上旬,冬长3个半月;阿勒泰地区和塔城盆地为11月上、中旬至翌年3月底,冬长5个月。
地面温度,又称“地温”。是指地面与空气交界处的温度。新疆地表多为石砾、沙漠和荒漠土。土壤湿度小,热容量和导热率都很小,所以地面温度春季上升很快,秋季下降甚速。春、夏、秋三季,无论是南疆还是北疆,地面温度多高于空气温度,夏季差值最大,春季次之,秋季最小。冬季,北疆地面有积雪覆盖,雪面对太阳辐射反射强烈,地中热量又不宜向上传导,致使地面温度强烈降低;南疆、东疆地面无积雪或很少有积雪覆盖,所以地面温度稍高于空气温度。
地面的极端最高、最低温度值比空气的对应温度值变化更大(下表)。夏季地面极端最高温度,各地都在60℃以上,其中准噶尔盆地一般为65℃上下,塔里木盆地一般都在70℃左右,吐鲁番盆地以及塔克拉玛干和古尔班通古特沙漠可高达75~80℃,1974年7月14日曾在吐鲁番县五星公社卫星大队测得沙土表面温度为82.3℃。1966年夏,有人在吐鲁番把鸡蛋埋在沙堆阳面5~6cm处,40分钟后,蛋已熟,只有少数蛋黄未完全凝固。沙埋蛋熟的说法是可信的。冬季,北疆地面极端最低温度一般在−40℃以下,南疆在−30℃以下,比空气极端最低温度低2~8℃。
空气和地面最高、最低温度的比较
项目 地点 | 极端最高温度(℃) | 极端最低温度(℃) | ||||
空气 | 地面 | 差值 | 空气 | 地面 | 差值 | |
阿勒泰 塔城 伊宁 石河子 乌鲁木齐 吐鲁番 哈密 库尔勒 阿克苏 喀什 和田 | 37.6 39.6 38.9 42.2 42.1 47.6 43.9 40.0 40.7 40.1 40.6 | 64.3 66.4 66.8 69.6 67.5 76.6 73.6 70.0 70.4 70.4 69.9 | 26.7 26.8 27.9 27.4 25.4 29.0 29.7 30.0 29.7 30.3 29.3 | -43.5 -39.2 -40.4 -39.8 -41.5 -28.0 -32.0 -28.1 -27.6 -24.4 -21.6 | -48.1 -44.3 -42.8 -43.2 -43.6 -31.9 -34.0 -31.5 -28.5 -28.2 -29.1 | -4.6 -5.1 -2.4 -3.4 -2.1 -3.9 -2.0 -3.4 -0.9 -3.8 -7.5 |
土壤温度简称“土温”。是指地面以下土壤中的温度。土壤温度影响着植物的生活、土壤的性状、种子的萌芽、土壤微生物活动。土壤中空气和水分的运动也与土壤温度密切相关。土壤温度有昼夜和季节变化。其昼夜变化以地表最强烈,影响深度一般约为20cm;季节变化的影响可深至几米以下的土层。
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新疆4站地中温度剖面图(单位:℃)
过了冬季地表面首先增温,然后逐渐向下层传递,夏至以后太阳辐射逐渐减少,地表开始降温,然后是深层降温。随着土层深度的增加,最热月和最冷月出现的月份逐渐后延。0~20cm土层内和地面一样,1月最冷,7月最热;80cm深处,以2月、8月为最冷和最热;160cm深处延至3月和9月;320cm深处,则延至4月和10月。5m深处的地中温度的年变化已不明显(见上图)。
2.9.1 最大冻土深度的分布及变化
新疆入冬后,随着气温的下降,土壤的冻结深度不断加深,翌年2、3月甚至4、5月冻土深度达到最大。最大冻土深度北疆北部、塔城盆地在150cm以上,其中青河达242cm,是全疆除山区外的最大值,北疆沿天山一带150cm左右。伊犁河谷冬不甚寒且积雪较厚,最大冻土深度只有62cm。南疆大部分地区最大冻土深度>60cm,拜城盆地接近90cm,个别地方超过90cm。全疆气象站中冻土最深的是位于天山之间的尤尔都斯盆地中的巴音布鲁克,其最大冻土深度为439cm,是中国气象站记录中的最高值。东疆哈密为127cm。高山可能有更深的冻土(永久冻土)层存在。
20世纪60年代以来,随着气候变暖,新疆各地的最大冻土深度也在减小。北疆90年代最大冻土深度与前30年相比平均约减小35cm,塔城、淖毛湖减小50cm以上;南疆90年代最大冻土深度与前30年相比,平均减小18cm,哈密、吐鲁番、阿拉尔、若羌减小25cm左右。
2.9.2 土壤10cm冻结和解冻时间及变化
初冬,当地表日平均温度降到0度以下,夜冻大于日消,便形成季节性冻土。随着温度的降低,冻土厚度加深。土壤10cm深度开始冻结,冻结时间北疆北部、塔城盆地及沿天山一带在11月下旬左右,伊犁河谷在12月中旬;南疆东北部在11月下旬到12月上旬,西南部在12月上﹑中旬。次年冬末春初,土壤开始解冻,10cm深度解冻时间北疆北部、塔城盆地及沿天山一带为3月中﹑下旬,伊犁河谷为3月上旬;南疆多为2月中旬。
土壤10cm深度解冻日期的年际变化,北疆北部、沿天山一带20世纪90年代与前30年(1961—1990年)相比提前5天,塔城﹑伊犁提前9~10天。南疆东北部地区提前5天解冻,库尔勒、阿克苏提前近半个月,南疆西南地区变化不大。
土壤10cm深度的冻结日期的年际变化,北疆除博乐﹑乌苏﹑石河子变化不大外,其它地区都向后推迟,20世纪90年代与前30年相比,北疆北部、伊犁河谷冻结日期平均推后4天,塔城盆地推后12天。南疆除拜城盆地提前两天冻结外,大部分地区10cm深度冻结期平均推后6天,其中库尔勒、喀什、若羌推迟8~10天。东疆哈密提前两天冻结,吐鲁番推迟13天冻结。
(王秋香)
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