内蒙古大兴安岭原始林区气温和相对湿度变化分析

袁梅;彭宇彪

【摘 要】文章利用内蒙古大兴安岭原始林区2006年气温和相对湿度数据,分析了该林区的气温和相对湿度变化情况.结果表明:2006年内蒙古大兴安岭林区气温的日、年变化曲线呈余弦曲线型,各高度气温的日年变化极值不同,月平均气温最高值出现在7月份,最低值出现在1月份,日、年较差随高度的增加而减小;林区相对湿度的日年变化曲线呈正弦曲线型,日相对湿度最高值出现在04时,为79％,最低值出现在14时,为10％.年相对湿度最高值出现在6月,为81％,最低值出现在5月,为53％.

【期刊名称】《内蒙古气象》

【年(卷),期】2014(000)006

【总页数】4页(P19-22)

【关键词】原始林区;空气温度;空气相对湿度;变化规律

【作 者】袁梅;彭宇彪

【作者单位】内蒙古气象服务中心,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古气象信息中心,内蒙古呼和浩特010051

【正文语种】中 文

【中图分类】P423

引言

周章 等[1]认为热带山地雨林区的气候变化的因素有外部因素和内部因素，外部因素主要是指太阳活动的影响，内部因素主要指大气环流和人为干扰，而内部因素的影响占主要地位。董兆奇等[2]对我国东北地区红松林进行分析并对其应用进行研究，得出红松的生长与温度关系密切，红松的胸径和年平均生长量随年平均气温的降低而逐渐降低。气温低，红松生长缓慢，但也能正常生长。吴菲等[3]认为不同绿量的园林绿地水平温度、垂直温度、水平湿度和垂直湿度的变化规律，得出在一定范围的乔灌草绿量比下，绿地中乔灌的绿量越大，对气温和相对湿度的改善作用越大，降温增湿效果明显，具有较好的生态效益。吴力立[4]证实了城市森林区域空气湿度的年进程及月均值异常等主要遵循当地大气候的韵律。为了解内蒙古大兴安岭林区气温和相对湿度的变化特征，文章利用大兴安岭林区2006年气温和相对湿度数据，分析温度日变化、年变化、垂直变化以及相对湿度的日变化、年变化、垂直变化规律，探讨大兴安岭原始林区气温和相对湿度变化规律，对大兴安岭原始森林林区建设、管理提供科学的依据，实现其可持续发展。

1 分析方法及资料来源

1.1 实验区概况

大兴安岭位于黑龙江省、内蒙古自治区北部，是内蒙古高原与松辽平原的分水岭。北起黑龙江江畔，南至西拉木伦河上游谷地，东北—西南走向，全长1200km，宽 200～300km，海拔 1100～1400m，主峰索岳尔济山。大兴安岭原始森林茂密，是我国重要的林业基地之一，是中国最北、面积最大的现代化国有林区，比较寒冷，总面积8.46×104km2，林木蓄积量5.01×108m3，占全国总蓄积量7.8%，主要树木有兴安落叶松、樟子松、红皮云杉、白桦、蒙古栎、山杨等。大兴安岭大部为火成岩，地形平滑，山顶浑圆，山坡较平缓。山脉东坡被嫩江及松花江的许多支流深深地切割。由于这里植被茂盛，地域辽阔，森林覆盖率大，具有原始林区的代表性。大兴安岭地区气候独特，属大陆寒温带季风性针叶林气候。气候湿润，夏冬多降水；温差较大，夏日昼长夜短，冬季夜长昼短，年日照2600h，年有效积温2100℃，年平均气温漠河县和呼中区北部-4℃，其他地区-2℃，年无霜期平均80～110d，极端最低气温-52.3℃，出现在1969年2月13日；极端最高气温36.8℃,出现于1980年6月28日。冬季受蒙古冷高压控制，多来自高纬度的西北风，寒冷干燥，降水量占年降水量10%。夏季受太平洋高压控制，多有东南季风经过，湿润温凉。

1.2 数据来源与处理

文章数据来源于内蒙古大兴安岭森林生态系统国家野外科学观测研究站落叶松原始林内。地理坐标 50°49′～50°51′N、121°30′～121°31′E。 数据观测时间为2006的1月1日至12月30日，每隔20min记录1次。

1.3 分析方法

采用大兴安岭林区2006年全年不同梯度的气温和相对湿度数据，基于Excel运用统计分析的方法，得出了林区观测站内气温和相对湿度日较差与年较差，以及不同梯度的温度和湿度月、年平均值。依据处理后的数据，绘制相应的气温和相对湿度日变化和年变化曲线，分析该地区的气温和相对湿度变化特征。再根据不同梯度的气温和相对湿度数据，绘制该地区的气温和相对湿度梯度曲线，进而分析不同梯度间的气温和相对湿度变化差异。

2 结果与分析

2.1 气温的变化分析

选取2006年林区空气温度，通过对极值及较差进行气温变化特点进行分析。

2.1.1 气温日变化分析

一天中最高气温出现在14—15时，为25.41℃，最低气温出现在04—05时，为-1.44℃，日较差为26.85℃，呈现单峰型。日出以后，地面开始积累热量，同时地面将部分热量输送给空气，空气也积累热量，直至14—15时低层大气热量积累到最多，因而出现一天中的最高气温。15时以后，大气得到的热量小于支出的热量，大气所积累的热量开始逐渐减小，直至次日04—05时，大气剩余热量达到最低值，出现一天中的最低气温(见图1)。

图1林区气温日变化

2.1.2 气温年变化分析

一年中零上气温只有6个月，最低气温出现在1月，为-27.95℃，最高气温出现在7月，为17.9℃，气温年变化趋势呈现单峰型，气温年较差为45.85℃。林区气温从1月的最低温度开始上升，到7月气温达到一年中的最高值，之后又逐渐降低。1—7月气温变化较7—12月气温变化平缓，林区温度四季分配不均匀，冬季寒冷漫长，夏季短促(见图2)。

图2林区气温年变化曲线

大兴安岭林地位于北半球中高纬度地区，一年中，空气温度变化主要与太阳辐射总量有关。单从太阳辐射总量来看，1—7月太阳高度角逐渐增大，林区地面所接收到的太阳辐射总量逐渐加大，所以气温呈现上升趋势；而7—12月份，太阳直射区域向南半球偏移，太阳高度角减小，林地接收到的辐射总量逐渐减少，反应在气温年变化曲线上呈现下降的趋势。

2.1.3 林区气温的垂直变化分析

2.1.3.1 日变化

林区内不同高度气温日变化规律基本相同，整体呈单峰型（见图3）。最低温度出现在05时左右，14时左右达到最高值，各高度气温的极值不同，1.5m高度的最低温度为-1.45℃，28m为2.94℃，30m为3.29℃；1.5m高度的最高温度为25.41℃，28m为24.69，30m为24.65℃；各高度气温日较差也不同，1.5m气温日较差为26.85℃，28m气温日较差为21.42℃，30m气温日较差为21.07℃，由此可知，气温日较差随高

度增加而减小。

图3林区内气温日垂直变化曲线

在夜间，林区冷空气下沉，再加上林木的遮挡，使得林区乱流较弱，所以接近地表的空气温度相对其它高度比较低；而白天，虽然林冠层的存在减弱了到达地面的辐射总量，林内阳光弱，树木蒸腾耗热，但由于地面长波辐射是大气热量的主要来源，且林冠上的空气受环流影响比林内要强烈，升温不易，受这两个方面的影响，林内1.5m高度的空气温度在中午高于28m和30m高度的空气温度。日较差方面，夜间林内气温低于林冠，且气温变化日较差大

2.1.3.2 年变化

林区各高度的年平均气温不同，1.5m气温为-4.4℃，28m气温为-2.6℃，30m气温为-2.5℃，年平均气温随着高度的升高而升高。各高度处气温变化规律相近均呈单峰型。年平均气温最高值出现在7月份,1.5m温度为 16.3℃，28m温度为 17.6℃，30m温度为17.9℃。最低值出现在1月,1.5m气温为-28.0℃，28m 气温为-25.8℃，30m 气温为-25.6℃。不同高度上气温年较差：1.5m为 44.2℃，28m为43.6℃，30m为43.5℃。气温年较差随高度的增加而减小(见图 4)。

图4林区内气温年垂直变化曲线

春季树木没有发叶，林内获得的太阳辐射较充足，加之林内乱流较弱。林内气温比林冠外高。夏季和秋季，林冠稠密的树叶强烈地削弱了太阳辐射，以致林中所获得的热量较

林冠上少，加之森林总蒸发耗热较大，所以林内气温比林冠上低；冬季林内气温与林冠外气温年变化较小，林内与林冠外气温之差与春季相仿。

2.2 相对湿度的变化分析

以2006年林区内相对湿度为分析对象，分析其变化特征。空气中的水汽主要来源于下垫面的蒸发和植物的蒸腾，空气中水汽分布取决于空气中乱流、对流和分子扩散作用，蒸发蒸腾速度与扩散作用都随空气温度升高而增强[5-6]。

2.2.1 相对湿度日变化分析

林区内相对湿度最高值出现在04时，为79%，最低值出现在14时，为10%，相对湿度日较差为69%，呈单波曲线型(见图5)。

图5林区内空气相对湿度日变化曲线

由于林区内枝叶繁茂，空气的运动受阻，所以空气相对湿度的日变化主要决定于温度，空气湿度的变化还与植被的根系、生长密度等都有关系。温度升高时，虽然蒸发加强使实际水汽压增大一些，但因饱和水汽压增大的更多，结果相对湿度反而减小；温度降低时则相反，相对湿度增大。因此，相对湿度的日变化与温度的日变化相反，最高值出现在清晨，最低值出现在14—16时。

2.2.2 空气相对湿度年变化分析

相对湿度最高值出现在6月，为81%，最低值出现在5月，为53%，其年较差为28%。6—9月期间林区相对湿度较高，其他月份相对较低(见图6)。

图6林区内空气相对湿度年变化曲线

相对湿度的年变化与温度的年变化相反，但大兴安岭林区是受季风影响明显的地区，夏季受海洋季风的影响，带来大量的水汽，相对湿度较大，而冬季受大陆季风的影响，空气干燥，温度较低，所以在冬季相对湿度也相对较高，5月和10月气温较高，而此时降水偏少，故出现一年中相对湿度的最低值。

2.2.3 相对湿度的垂直变化分析

由图7可知，林区内30m处相对湿度低于1.5m处相对湿度，30m相对湿度与28m相对湿度大体相同，各高度相对湿度变化规律基本一致。不同高度相对湿度最高值都出现在6月，1.5m为81%，28m为76%，30m为76%。最低值都出现在5月，1.5m为53%，28m为47%，30m为47%。各高度年较差分别为1.5m为 28%，28m为29%，30m 为29%(见图7)。

图7林区内空气相对湿度的垂直变化曲线

影响相对湿度垂直变化的主要因子是蒸发速度与乱流、对流交换强度，两者都随气温而变化。从下垫面蒸发出的水汽进入近地层，然后通过对流、乱流和分子扩散作用向上输送，其中乱流、对流扩散起着重要作用。林内乱流、对流交换强度低，故林内相对湿度高于林冠相对湿度。主要是受到下垫面的影响所致，1.5m处离地面较近，而28m和30m

处于林区树冠之上，虽然树冠蒸腾较强，但其上空风速较大，使得空气相对湿度反而较低。

3 结论与讨论

（1）内蒙古大兴安岭原始林区气温日、年变化呈现单峰型。一天中14—15时出现最高气温，为25.41℃，最低值出现在04—05时为-1.44℃；一年中，7月达最高，为17.9℃，1月达最低，为-27.95℃。

（2）内蒙古大兴安岭原始林区气温不同高度处日年变化均呈现单峰型，日、年较差随高度增加而减小，1.5m日较差为 26.85℃，28m为 21.42℃，30m为 21.07℃ ；1.5m 年较差为 44.2℃，28m 为 43.6℃，30m为43.5℃。

（3）内蒙古大兴安岭原始林区相对湿度的日变化呈单波型；最高值出现在04时，为79%，最低值出现在14时，为10%。

（4）内蒙古大兴安岭原始林区夏秋两季相对湿度较春季和冬季相对湿度高；最高值出现在6月，为81%，最低值出现在5月，为53%；相对湿度年较差为28%。

（5）内蒙古大兴安岭原始林区不同高度相对湿度变化基本一致，最高值出现在6月，1.5m为81%，28m为76%，30m为76%。；最低值都出现在5月，1.5m为53%，28m为47%，30m为47%。

参考文献

【相关文献】

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