1. 引言

我国是最早观测和记录气象的国家，结合天气情况总结出24节气，为中国古代乃至如今的气象行业做出卓越贡献，在提高农耕生产，提高灾害防范和气象预报水平，为人类预防各类疾病等方面均有重要的指导作用 [1]。二十四节气是古人依据黄道面划分制定，根据气候特征、天文和物候反映等命名的。在二十四节气中，反映水汽凝结度与湿度、温度关系的有白露、寒露、霜降；反映降水的有雨水、谷雨、小雪、大雪；反映物候的有惊蛰、清明、小满、芒种。表明季节更替的有两分两至(春分、夏至、秋分、冬至)；反映温度变化的节气在夏末秋初小暑、大暑、处暑和冬末的小寒、大寒；根据二十四节气整体反应的特征，能较明显地看出一年中冷暖雨雪情况，各个时期气候的转变特征及四个季度的转变 [2]。

在全球变暖的大环境下，加之其他各种因素的影响，24节气对应的气象要素已经发生较明显变化，近些年来，也有越来越多的学者着手研究24节气的气候变化等。冀翠华 [3] 等人，通过统计分析至2010年50年间黄河中下游地区24节气的气压、温度等6个气象要素的变化特征，总结出50年来黄河中下游地区随节气更替的气候变化特点。钱诚 [4] 等人，通过采用非平稳时间序列分析技术，以至2008的48年间中国549个站点的近地面气温观测为样本材料所做的均一化序列，确定了二十四节气的全国平均温度的时间和阈值温度，分析了各节气的平均温度，及其在四季循环过程中的时间节点的演变趋势。张德山 [5] 等人和杨玲珠 [6] 等人分别做了北京、邯郸市24节气气候特征分析。

24节气影响最大的领域当属农业，西南地区的农业在支撑西部大开发战略中具有十分重要、不可或缺的作用。通过对西南五省24节气的气压、降水量、相对湿度等6个气象要素的变化特征的研究，总结出西南五省24节气气候变化特征，可以为该地区的农业，气象服务，医疗，植物生长等提供参考 [7]，还可以从24节气变化中预测可能发生的气象灾害，更好地服务于大众。

2. 资料和方法

2.1. 资料

气象资料为逐日气候资料，是中国自1951年以来，752个基本、基准地面气象观测站的平均气压、最高气压、最低气压、降水量、平均相对湿度、平均风速、平均气温、最高气温、最低气温、日照时数等气象要素值在内的日数据。

在资料的选取上，首先挑选出752个基本、自动站及基准地面气象观测站，查出1951~2009年58年的24节气对应的时间范围(由于风速数据缺失，故统计了1960~2009年49年的数据进行分析)，然后通过程序，筛选出西南五省120个站点，时间上对应24节气时间的六大气象要素(气压，降水量，风速，相对湿度，温度，日照时数)数据。

2.2. 方法

为了描述西南五省节气气候特点，首先利用公式(1)统计各节气各气象要素(温度，降水量，气压，风速，相对湿度，日照时数)的多年平均值。

$X_{ij}=N^{-1}{\displaystyle {\sum }_{n=1}^N{x}_{ijn}}$(1)

计算了各气象要素与前一节气的气象要素差值：

$D_{ij}=X_{ij}-X_{\left(i-1\right)j}$(2)

其中，X为某气象要素在某节气的平均值；i为节气序列值，i = 1，2，3，...，24；j为6项气象要素序列值，j = 1，2，3，4，5，6；x为某节气某气象要素在某日值；n为某节气的日期序列值，n = 1，2，3，...，N。D即某气象要素在某节气相比前一节气的变化，可以反映出气候随节气的变化特征 [8]。

3. 二十四节气气象要素气候特征

3.1. 气压

西南五省地区气压随节气呈单谷型分布(图1)，整年各节气气压差值在10 hPa以内。小暑气压最低

(795.75 hPa)，霜降气压最高(804.11 hPa)。相邻节气间气压变化呈多波动型变化，白露节气增压幅度最大，相较于前一节气变化幅度达到1.77 hPa，大寒节气降压幅度最大，相较于前一节气变化幅度达到1.93 hPa。小寒至小暑期间节气平均气压大体上呈线性下降，立秋至霜降节气气压上升速度加快，小雪至小寒气压变化呈幅度较小下降趋势。

3.2. 降水

西南五省地区受亚热带季风气候和高原山地气候共同影响，干湿季较为明显。降水节气分布呈单峰型特点，小暑时节达到顶峰，谷雨至霜降节气期间累积降水量占全年总降水量的88.06%，其中芒种至白露50年来节气平均降水量均达到50 mm以上。从谷雨开始，降水量明显增多，芒种节气降水量大幅度增多，相比前一节气平均降水量增多了13.79 mm。夏至、小暑、大暑、立秋节气降水量达到最多，分别为63.93 mm、68.28 mm、61.81 mm，秋分节气降水量大幅度减少，相比前一节气平均降水量减少了20.79 mm，小雪至立春降水量最小，均不足5 mm (图2)。

3.3. 相对湿度

西南五省24节气的相对湿度在55%~80%之间，立夏至夏至相对湿度呈持续增大趋势，夏至至白露相对湿度的变化幅度不大，寒露至惊蛰期间相对湿度呈线性下降趋势。一年中，芒种至霜降相对湿度均达到70%以上，其中白露相对湿度最大，达到76.71%。惊蛰相对湿度最小，达到58.36%。通过对图进行分析50年来各节气相对湿度的变化情况可知，相较于前一节气，秋分节气相对湿度下降幅度最大(5.8%/10a)，夏至节气相对湿度上升幅度最大(4.2%/10a) (图3)。

3.4. 风速

西南五省地区节气平均风速呈单峰型分布，春季风速相较于其他季节较大，秋冬季风速较小，春分节气风速达到全年最大(2.51 m/s)，立秋节气风速达到全年最小(1.50 m/s)，春分至立秋节气平均风速呈减小趋势，大暑至冬至平均风速均在1.5 m/s左右。根据相邻节气风速变化可知，雨水(0.23 m/s/10a)，大寒(0.26 m/s/10a)节气风速出现大幅度增长(图4)。

风速主要影响人体在身体对流散热方面的作用，在不同的湿度和温度的共同作用下，风速对人体健康的收益或伤害的效应也不同，如在夏季较高气温情况下，风速的增加会让人体感觉更加舒适、惬意，而冬季气温较低，风速增加则会加剧寒冷感受。有研究表明，上呼吸道对温度、风速和湿度均有较好的感应能力，更为敏感，故这些因素对上呼吸道有较大影响 [9]。在污染防治方面，风速也有很大的影响，多了解各地区风速风向大小及其变化，可为污染防治，疾病防范等方面做出贡献。

3.5. 气温

气温是地面气象观测中的所要测定的常规要素之一，可以表征一个地方的热状况特征，在理论研究上，国防、经济建设的应用等各方面都具有重要地位。西南五省24节气最高、最低、平均气温走向一致，均呈准正态的单峰型特点，整体趋势较为平缓，春末夏初时最高最低气温会有个小的波动，立秋节气气温最高(最高气温25.72℃，平均气温19.95℃)；小寒节气气温最低(最高气温9.40℃，平均气温2.22℃)。研究分析表明，当气温处于9℃~26℃的范围内时，一些心血管疾病随着的温度上升，在气温变化时的相对风险曲线呈快速下降趋势，且心血管疾病发病的相对风险也会明显降低 [10]。气温波动对呼吸系统疾病的影响最为直接 [11] [12]，关注气温的变化，对疾病防治可以带来较大益处 [13]。

根据气温日较差曲线可知，气温日较差随节气呈较弱的单谷型波动变化，小满节气前后气温日较差波动较大，谷雨(13.13℃)和冬至(12.47℃)气温日较差相较其他节气来说较大，小满(7.35℃)节气日较差最小。寒露之后气温日较差逐渐增大，暑意渐消。相邻节气气温变化曲线呈正弦型分布，谷雨节气有较大的正变化，霜降，小雪节气有较大的负变化(图5&图6)。

3.6. 日照时数

西南五省节气平均日照时数随节气呈波动变化，谷雨至小满的节气平均日照时数在6 h以上，谷雨时节日照时数最高(7.04 h)，立夏，小满，立秋仅次于它。寒露时节日照时数最短(4.65 h)。相邻节气日照时数的差值随节气呈波动变化，变化差值在−0.8~1 h之间，谷雨、大暑、冬至节气相较于前一节气正变化较大。芒种、夏至、处暑、寒露相较于前一节气负变化较大。可以看出，日照时数与平均风速呈正相关，与相对湿度呈负相关 [14] [15] (图7)。

4. 结论

1) 节气平均气压在霜降达到最高，在小暑达到最低，相邻节气平均气压值在白露有显著增压，在大寒有显著降压；节气降水量在小暑最高，冬至最低；节气相对湿度在白露最大，惊蛰最小；节气风速在春分最大，立秋最小；节气平均气温在立秋最大，小寒最小，气温日较差在谷雨、冬至、小寒最大，小满最小；一年中日照时数最长的节气出现在谷雨。

2) 气压均呈线性降低趋势，且降压趋势大体相同；降水量一半左右节气呈上升趋势，其中大暑节气降水量增加趋势较为显著，立秋、秋分、霜降节气降水量下降趋势显著，整体上节气降水量下降趋势大于上升趋势，年降水量减少；相对湿度值整体呈较弱的下降趋势；风速值整体呈较弱的降低趋势，春季型节气和部分秋冬季型节气风速下降趋势显著；日照时数的气候倾向系数中大部分节气呈较弱的上升趋势，波动变化，小暑至寒露风速均降低，秋末冬初节气风速降低显著；平均气温、最高气温、最低气温大体上呈降温趋势，最低气温的春夏季节气部分呈升温趋势。冬季型的气温日较差大部分呈逐年上升趋势，其余节气大部分呈下降趋势。

3) 小满时节前后有气温波动，24节气气压整体降低；春季型节气风速较大，温度日较差减小，日照时数增加，相对湿度在春末夏初节气中减小显著，清明谷雨降水量减小；夏季型节气降水量与日照时数在小暑、大暑时节呈减小趋势，平均气温整体降低，昼夜温差减小；秋季型节气各气象要素基本上呈逐年减少趋势，日照时数在秋末节气中有上升；冬季型节气中，昼夜温差有上升趋势，日照时数在立冬至小寒均有上升，降水量随节气逐渐由降低转为上升。相对湿度在冬季型节气中有显著下降，冬季温度普遍降低。

基金项目

成都信息工程大学本科教学工程项目(BKJX2019007，BKJX2019013，BKJX2019042，BKJX2019056，BKJX2019062，BKJX2019081，BKJX2019089，BKJX2019120和JY2018012)支持。

参考文献