冬至就是冬季吗？这样划分季节可能并不准确...

中科院物理所 2021-12-23 11:50

冬至刚刚过去，不知道小伙伴们有没有吃水饺或汤圆啊？

随着几场寒潮侵袭首都，冬季的气息也越来越浓。

季节变化对于我们最直观的感受，就是气温高低，日照长短。

那么，四季该如何划分呢？冬至就意味着冬季真的到了吗？

从气象上来说，四季以温度区分，在北半球，3—5月是春季，6—8月是夏季、9—11月是秋季，12—2月是冬季。但这种分法似乎更适合四季分明的温带地区。

从天文上来说，每年的冬至和夏至，就是一年中日照最短和最长的时候，立春、立夏、立秋、立冬似乎就是四季开始的时间（从节气划分便是如此）。但生活经验告诉我们，冬至和夏至都不是最冷和最热的时候，老百姓也有“热在三伏、冷在三九”的谚语。因此从天文的角度来说四季的开始日期被定在了春分、夏至、秋分、冬至。

这就有个大问题——全国人民要一起入冬。

我国幅员辽阔，南至北纬3度31分，北至北纬53度33分。要让华南靓女和东北老铁一起过冬，多少还是有点困难。

那么我们应该如何得到一个适宜本地自然风貌，并符合当地生活节奏的四季呢？

1934年中国气候学家张宝堃先生提出候温划分法，即以候（5天为一候）平均气温作为划分四季的温度指标。但在气候季节划分中，不是固定的5天，而是采用滑动的5天，即以当天及前4天为一组计算平均值。

气象行业标准《气候季节划分》中规定：

春季 10 ℃≤滑动的候温＜22 ℃。

夏季 22 ℃≤滑动的候温。

秋季 10 ℃≤滑动的候温＜22 ℃ 。

冬季滑动的候温＜10 ℃。

下面以入春为例详细说一下是如何判定的。

大家看看上面的图，猜猜哪一天入春呢？

这里我们先来说几个概念：

候：5天为一候，每月1—5日为第一候，6—10日为第二候……26日至最后一日为第六候。

候平均气温：一候中日平均气温的平均值，但这样的候温较为固定，虽然能平滑掉日变化，但难以较为精确的反映天气变化。

5天滑动平均气温：即滑动的候温，相较于传统候温更能体现天气变化。其实目前在大多数地方，我们看到的候温就是指的滑动的候温。

按照标准， 5天滑动平均气温高于10℃即为春季，这样看似乎3月21日至3月24日已满足条件，但并没有持续满足。4月6日后满足指标的时间变长了，但到了4月13日又降低了。

其实天气是不断变化的，即便已经进入春天，天气明显回暖，也会偶尔有弱冷空气影响，气温有所降低，但并不影响大的气候变化。就像大夏天里，也有连下几天雨，需要穿外套的时候，难道这就不是夏天了吗？因此在确定入季时间上，我们需要一种更为“稳定”的方法。

实际工作中使用5个连续滑动的候温来确定四季划分：当出现满足季节指标的5个连续滑动候温时，第一个满足季节指标的日平均气温即为该季节的开始日期。

下表为折线图的详细数据，首先利用逐日平均气温计算当日及其前4天（共5天）的滑动平均气温值，作为当日的候平均气温，然后定义若有连续5天的候平均气温超过10℃，可称为稳定通过，那么参加滑动平均的9天中，日平均气温≥10℃的首日，可作为春季的开始。

注：此表为前文图形的具体数据

如表格所示：

3月21号开始滑动的候平均气温就已经高于10℃了，但是只持续了四天，就又跌回10℃以下，因此不符合判断标准。

在4月6日时，滑动候温再次达到10℃，并持续5天以上。

因此在参与滑动的4月2日至10日这9天里，找到第一个日平均气温≥10℃的日期，4月2日就是入春的时间，同时4月1日就是冬季结束的时间。

这里要特别提示的是：

刚刚的例子里，我们的滑动候温是采用当天及其前4天的平均气温，也就是向前滑动的方式。其实数学好的朋友应该看出来了，无论向前滑、向后滑，还是两边同时滑对结果都是没有影响的，只要滑的方向一致即可。

通过以上方法，就能拥有一个更加适合本地的四季。

以北京市以观象台国家基本气象站的数据为准，常年入冬时间是10月30日，根据候温法计算得到今年入冬时间是10月16日（见下表），但是我们发现在10月20至24日连续五天的滑动平均气温低于10℃后，又再次回升到10℃以上，并持续到11月4日。之后才稳定低于10℃。很明显这是10月15至17日的寒潮导致的，那既然如此，入冬时间定在10月16日是否合适？对于这个问题《气候季节划分》给出了明确解释——“二次判断”。