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气候变暖打乱二十四节气(1)
http://www.100md.com 2017年3月1日 《百科知识》2017年第5期
     每年3月5日~7日,太阳到达黄经345度,是为“惊蛰”,它是二十四节气中的第三个节气。此时,天气回暖,春雷始鸣,惊醒蛰伏于地下冬眠的昆虫。《月令七十二候集解》中说:“二月节,万物出乎震,震为雷,故曰惊蛰。是蛰虫惊而出走矣。”

    惊蛰过,桃始华,万物复苏。这时,气温快速回升,雨水增多。农民们常把惊蛰视为春耕开始的日子。眼下,不少地方已进入春耕时节;但在气候变暖的背景下,人们发现,近些年桃花往往在惊蛰节气到来之前就已然红了。这不禁令人多少有些疑惑,古老的二十四节气是不是变了?它们还有用处吗?

    “中国的第五大发明”

    2016年底,我国申报的“二十四节气”成功入选人类非物质文化遗产代表名录。作为中国人通过观察太阳周年运动,认知一年中时令、气候、物候等方面的变化规律所形成的知识体系,二十四节气不仅指导着中国的传统农业生产和人们的日常生活,而且是传统历法体系的重要组成部分,至今已沿用2000多年。在国际气象界,这一时间认知体系被誉为“中国的第五大发明”。

    “春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。”二十四节气形象地反映了四季交替的气候特征,含有时令顺序、物候变化、农作物生长情况等方面的标志性意义,例如“大寒”“大暑”“惊蛰”“芒种”等;特别是与农业生产活动紧密相连,对农业生产具有重要的参考价值。在农村,还有许多跟二十四节气有关的农业谚语和歌谣。

    二十四节气的概念起源于我国古代的黄河流域。早在春秋时期,古人即定出仲春、仲夏、仲秋和仲冬四个节气;到秦汉年间,二十四节气已完全确立。以后,经过不断改进与完善,到西汉初期,二十四节气在《淮南子》中的《天文训》中被完整记载下来。公元前104年,我国第一部有完整文字记载的历法——《太初历》开始把二十四节气订为历法,明确了二十四节气的天文位置。

    作为一个天文学概念,二十四节气以地球围绕太阳运转的天文位置为区分。以地球围绕太阳公转的一个周期作为一个轮回,太阳从黄经零度起,沿黄经每运行15度所处的日子被命名为一个节气;太阳每年运行360度,共经历24个节气,换算下来,每月有两个节气。

    这种天文二十四节气反映了地球公转所产生的周期变化,所以每个节气在现行的公历中的日期基本固定,“上半年来六廿一,下半年来八廿三”,即:上半年的节气日期多在公历的6日、21日,下半年的节气多在公历的8日、23日,前后只差一两天。

    二十四节气不准了?

    二十四节气中的每个节气对于人类活动有指导意义的内涵主要在于其相应的气候特征。

    在过去的100多年(1880~2012)中,全球平均温度上升了0.85±0.2℃。近几十年,包括中国在内的很多地区的“自然”春天提前来临。四季的平均温度升高,生长期延长,霜期缩短,四季的起始时间提前或推迟。

    人们发现,在全球变暖的大背景下,二十四节气的一些指示效应似乎不准了,许多与节气相关的农谚和经验变得不再适宜。有研究者认为,这些传统的节气已经不太适应现状,因为它们未能将气候变化的因素考虑在内。

    那么,今天的二十四节气的气候特征到底发生了哪些变化呢?

    近年来,中国科学院大气物理研究所副研究员钱诚等学者根据1960~2008年全国549个气象站的近地面气温观测资料,用统计方法定量分析了近50年来我国二十四节气的气候变化情况,还单独分析了惊蛰、清明、小满和芒种这4个和物候现象密切相关的气候节气的地理分布变化特征,并由此有了一些新的发现。相关研究结果发表在2011年《科学通报》期刊上。2016年,钱诚等科研人员在《理论和应用气候学》期刊上发表论文,进一步量化了城镇化对二十四节气气候变化的影响。下面我们来看下相关研究结论。

    全国平均的日平均气温资料显示,在二十四节气中,最冷的节气是大寒,平均气温达-3.51℃;最热的节气是大暑,平均气温达23.59℃。2000多年前我国劳动人民总结出来的这两个季节性极端阶段,在当前全球变暖的大背景下并没有发生本质改变。

    立春是二十四节气中的第一个节气,顾名思义,代表春天即将开始。就近几十年全国平均情况而言,立春的日平均气温还在0℃以下,平均气温为-2.4℃,离真正意义上的春天还很远。当节气到了惊蛰时,日平均气温为2.84℃,蛰伏在地下的虫类感受春天的温暖而出动。此时,气温逐渐升高,土壤化冻,作物返青,故而农谚说:“过了惊蛰节,春耕不能歇。”

    俗话说,春争日。春分的到来给从事农业劳作的人们一种时间上的紧迫感。春分时的平均气温已达6.14℃。目前,气象学上普遍采用10℃作为春季开始的阈值。从全国平均情况来看,这个温度一般出现在清明以后,此时的日平均气温达9.76℃。而春色到了清明,花柳已十分茂盛。因此,从物候角度看,5℃比10℃可能更适合作为春季开始,即冬/春转换的阈值温度。这一温度出现的时间一般在惊蛰和春分之间。

    从天文学和气象学来说,夏至是一个季节转换的节气,此时全国的日平均气温已达21.83℃,因此,目前以22℃作为夏季开始的阈值温度是符合全国平均情况的。这样一来,从夏至到处暑(日平均温度为21.78℃)之间的两个月左右正好就是夏季。

    处暑之后便进入秋季,历经白露、秋分、寒露、霜降,气温逐渐降低。立冬(日平均温度为6.66℃)过后,日平均气温下降到5℃以下。因此,以5℃作为秋/冬季节转换的阈值也比较符合当前的全国平均情况。

    大雪节气之后,日平均气温下降到0℃以下,接着就是冬至的到来。北半球的冬至日虽然白昼最短,地面接收的太阳辐射最少;但由于地面在夏秋时节儲存的热量的热惯性,冬至日这一天并不是一年中最冷的,平均气温为-2.23℃。到了大寒节气前后,地面储存的热量消耗殆尽,这段时间才是一年中最冷的时期。
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