中国气候区划新方案

作者：郑景云尹云鹤李炳元

地理学报 2010年04期

　　气候区划的目的是从系统的角度去深入了解气候状况的区域分异规律和各地的气候特征。中国幅员辽阔，地理位置特殊，地形复杂，下垫面类型丰富，影响气候的环流成员（特别是在夏季）多，使得气候类型与自然景观极为多样，因而进行气候区划不但可更有针对性地为各地工农业生产、社会经济建设与发展及人类响应与适应未来的气候变化提供参考依据，而且在科学研究上也具有重要的价值。

　　气候区划研究工作在我国已逾80年，积累了大量的成果[1-13]；这些成果围绕当时的社会需求（特别是农业生产的迫切需要），以当时的气象观测资料为基础，较好地揭示了我国当时的气候区域分异，在农业生产、水利建设等领域中发展了重要作用，并形成了较成熟的气候区划理论与方法。但这些研究成果因受当时资料和认识的限制，因而尚存在一些不足：如所采用的资料多早于1980年，最新的也仅截至1990年[9]；未系统地将水平地带性规律和垂直分异特征紧密结合，导致部分区域存在“飞地”等。而随着近几十年的全球气候增暖，1951-2001年间，全国平均的年均气温上升了约1.1℃，呈现出北高南低、冬季增温大夏季增温小的区域与季节不均衡增暖特点；全国平均年降水量虽然没有显著的趋势变化，但区域性的增减幅度较为明显；同时其他气候要素也出现一定的波动；这导致各地气候状况相应出现了一定程度的变化[14]；此外，由于我国社会经济的迅速发展，许多领域（如生态文明建设、可持续发展与循环经济建设及区域发展战略布局等）又对气候区划提出了新的需求。因而在充分吸纳已有气候区划基本理论依据与区划原则基础上，采用新资料和认识再次对全国气候进行区划不论是对科学研究，还是在应用上，都很有必要；且对于今后各专业部门编制专业气候区划和各地开展更大比例尺的区划也有重要的借鉴意义。为此本文以1971-2000年日气象观测数据为基础资料，对我国气候进行重新区划。

　　1 气候区划的基本原则

　　气候区划的原则是制定区划方法、确定区划指标和建立区划系统的主要依据，本区划主要考虑以下5项基本原则。

　　(1)地带性与非地带性相结合原则 气候的地域分异是由地带性因素和非地带性因素相互制约、共同作用形成的。因而在气候区划过程中，首先必须将地带性与非地带性有机地结合在一起，才能较为客观地反映出气候区域分异的本质。考虑到青藏高原的自然地理与气候同我国的其他地区有着明显的不同，因而在进行本次全国气候区划时，先将青藏高原作为一个独立的单元来对待，然后结合两大区域（即青藏高原和其他区域）的气候特征，分别确定两大区域的划分标准，再进行气候区划。

　　(2)发生同一性与区域气候特征相对一致性相结合原则 在进行气候区划时不但要看同一级别区划单元内的气候特征是否相对一致，而且还必须从发生学的角度充分考虑其气候成因和变化过程是否相对统一，特别是现代气候成因与变化这一过程是否具有同一性。

　　(3)综合性和主导因素相结合原则 综合性原则指在气候分区时不能只分析气候因子的地域分异，还应全面分析由次一级气候区组成的气候区域组合的地域分异，综合考量气候因子与气候区域组合的地带性与非地带性特征，据此划定气候区界线。主导因素原则指在进行区划时，必须先从众多气候因子中选择具有主导作用的因子作为区划指标，才能进行区域划分。因此在综合考虑各个气候因子与气候区域组合构成要素的基础上，合理选择影响各级气候区的主导气候因子作为气候区划指标，将综合性和主导因素有机结合在一起是本区划遵循的一个重要原则。

　　(4)自下而上和自上而下相结合原则 自上而下原则指依据指标按层次划分温度带和干湿区；自下而上指根据各站点间气候指标值的相似度，结合自然地理单元的相对完整性，将各站点合并成气候区；最后将气候区与干湿区及温度带结合，形成统一的区划。

　　(5)空间分布连续性与取大去小原则 空间连续性原则要求气候区划结果中的各个气候区必须保持完整连续而不出现“飞地”，这对于进行自下而上的区域合并尤为重要。由于气候区域分异中的地带性特征往往会因非地带性的因素影响而遭破坏，因而在考虑空间连续性时，还必须根据区划空间范围的大小进行取舍，否则区划结果可能会极为破碎。考虑到本区划属全国范围，因而本区划在考虑非地带性因素影响时，主要考虑大范围的非地带性因素。

　　根据上述气候区划的基本依据与原则，本区划参照1985年中国科学院《中国自然地理》编辑委员会所制定的我国气候区划方法[12]，即按温度带、干湿区、气候区三级等级体系进行气候区域系统划分，采用全国609个气象站1971-2000年日气象观测数据为基础资料计算各级区划指标值。其中在站点选取时，将建站晚于1971年或2000年之前撤站的、缺测数据连续大于1年的以及位于突兀高山的站点全部予以剔除。对保留的站点，若再有数据缺测，则在计算时用该站该日的其余各年平均值代替。此外因在青藏高原具有连续30年以上观测记录的气象站点地理分布不均匀、且相对稀少，故不再采用气候指标划分第三级气候区，仅依据自然地域单元的相对独立性进行干湿区划分。

　　2 气候区划的指标体系与区划结果

　　2.1 指标体系

　　(1)温度带划分指标 由于日平均气温是否达到10℃对自然界的第一性生产具有极为重要的意义，因而日平均气温稳定≥10℃期间的积温以往一直被作为我国气候区划与农业气候资源评价中一个非常通用的指标；如中国科学院[5]、中央气象局[7]及中国农业区划委员会[12]等部门编制气候和农业气候区划时，都以日平均气温稳定≥10℃期间的积温作为温度带划分指标。但自《中国气候区划新探》[11]发表后，学者们逐渐认识到，以日平均气温稳定≥10℃期间的积温作为指标划分温度带时，对于地势高差悬殊和幅员广大的中国而言有一定的局限性；而采用日平均气温稳定≥10℃的日数（积温日数）作为指标，能更准确地刻划出我国温度条件的地域分异，特别是对高原地区的气候区划分更具实践意义。因此这一指标在20世纪80年代以后就被中国科学院[12]和中央气象局[8,9]等部门编制的气候区划所采用。本区划也采用积温日数作为主要指标划分温度带；仅在热带地区，由于全年日平均气温均达10℃（除边缘热带可能有数日低于10℃外）以上，不再采用该指标进行温度带划分，代之采用日平均气温稳定≥10℃期间的积温作为指标进行温度带划分。

　　此外，由于一地的最冷月（即1月）气温往往决定着地带性植物的生长与越冬，最暖月（即7月）气温又常常决定高原或高纬度地区的植物能否良好生长，且与同纬度其他地区相比，我国的季风气候又具有冷季更为寒冷、暖季更为温暖的特点，因而在进行温度带划分时，在青藏高原以外的地区，本区划还采用最冷月平均气温作为辅助指标，在青藏高原则同时采用最冷、暖月平均气温作为辅助指标。此外，为更好地体现气候区划的综合性特征，我们在进行温度带界线划分时，还采用日平均气温稳定≥10℃期间的积温、极端最低气温的多年平均值作为参考指标（表1）。

　　(2)干湿区划分指标 区域干湿状况主要取决于降水与潜在蒸散之间的平衡，其中降水是一地最主要的水分来源，潜在蒸散则反映在土壤水分充足的理想条件下的最大可能水分支出。因此，本区划以年干燥度（即潜在蒸散多年平均与年降水量多年平均的比值）作为干湿区划分的主要指标，以年降水量作为辅助指标。其中在计算潜在蒸散时，本文采用1998年联合国粮农组织改进的FAO56-Penman-Monteith模型[15]，并根据我国实测辐射对模型有关参数进行了修正[16]，使之更适合我国的气候特点（表2）。

　　

　　

　　(3)气候区划分指标 温度带和干湿区的划分主要体现了气候的地带性差异，然而由于气候还受非地带性因素的影响，因而在同一温度带与干湿区内，气候和相应的自然景观也会存在明显的差异。在我国，7月平均气温的地理分布能较为综合地表现出非地带性因素对气候的影响，而且在中纬度地区，夏季气温又是决定喜温作物能否种植的关键因子。因此，本区划采用7月平均气温作为气候区划指标（表3）。

　　

　　2.2 区划结果

　　依据上述气候区划的原则、指标体系和分区等级系统，本文将我国划分为12个温度带、24个干湿区、56个气候区（图1），其中除青藏高原外的全国其他区域包括9个温度带、15个干湿区、44个气候区；青藏高原包括3个温度带、9个干湿区、12个气候区（表4）。

　　

　　图1 中国气候区划新方案简图

　　Fig.1 Map of the new scheme for climate regionalization in China

　　3 关于新区划方案变化的说明

　　在我国先前开展过的多次气候区划中，以中央气象局和中国科学院《中国自然地理》编辑委员会编制的区划（下分别简称“气象局区划”[7-9]和“科学院区划”[12]）最具代表性。其中气象局区划共开展过3次，采用的资料分别为1951-1970年、1951-1980年和1961-1990年，而科学院区划采用的资料为1951-1970年。虽然气象局的后两次区划分别采用1951-1980年和1961-1990年的资料，但因其采用的区划原则、方法和指标体系与科学院区划一致，因而这两次区划结果与科学院的区划方案基本一致。故本文将新区划方案与气象局区划的第一次方案[7]及科学院区划[12]进行对比；另外由于后两个方案的资料均为1951-1970年，因而这样的对比还可更好地看出20世纪70年代以后气候变化对区划结果的影响。对比结果表明：20世纪70年代以来，中国气候的总体区域格局并未发生明显变化，但一些重要的气候分界线却出现了一定程度的移动，其中变化较为明显的是亚热带北界与暖温带北界，均出现了北移，其中亚热带北界的最大北移幅度（116°E附近）约达120km，暖温带北界的最大北移幅度（123°E附近）约达250km（图2）；同时北方地区半湿润与半干旱的分界线也出现了不同程度的变化，相对于科学院区划，其中41°N以北的界线明显西移，其最大变化幅度（47°N附近）约达320km；38°-41°N间的界线则相对东移，其最大东移幅度（40°N附近）约达110km；38°N以南、114°N以西地区的界线则明显南扩，其最大南扩幅度（111°E附近）约达350km（图3）。这种变化主要是因为20世纪80年代后我国大多数地区出现不同程度的增暖，以及一些区域（如华北和西北东部等）出现干旱化[14]而造成的。除此之外的其他温度带与干湿区分界线虽也略有移动，但并不显著。

　　然而在气候区的划分上，气象局区划和科学院区划分别将除青藏高原外的全国其他区域划为36个和49个气候区，而本区划为44个；将青藏高原分别划为9个和13个气候区，而本区划为12个（表5）。新区划与先前的2个区划相比，变化较大的有：中温带、暖温带、北亚热带和中亚热带，这不但与这些区域的气候发生了一定程度的变化有关，而且也与本区划所采用的资料站点覆盖范围更广、分布相对更为均匀，同时在划定具体气候区界线时采用自下而上与自上而下相结合及空间分布连续性与取大去小等原则、以避免区划结果过于破碎有关；现对划分结果变化较大的气候带进行重点说明。

　　表4 中国气候区划新方案

　　Tab.4 Table of the new scheme for climate regionalization in China

　　温度带 干湿区 气候区编码 气候区名称 代表站点及其海拔高度与主要气候指标值名称 站点编号 海拔高度／m 日干均气温稳定≥10℃的日数／天 干燥度 1月气温／℃ 7月气温／℃ 年降水量／mm

　　Ⅰ 寒温带 A湿润区 IATa 大兴安岭北部寒温带湿润区 图里河 50434 732.6 88 0.9 -28.7 16.6 465

　　Ⅱ

　　

　　3.1 中温带气候区划分方案的变化

　　在中温带湿润区，气象局区划与科学院区划分别依据积温（是否达到2000℃）及7月气温（是否达到20℃）将小兴安岭和长白山划分为2个区，但由于气候增暖，小兴安岭大多数地区7月气温皆达20℃左右，因而二者的差异并不显著，故在本区划只划为1个区。在中温带半湿润区，先前的区划将三江平原及其以南山地划为湿润区；但这一地区的干燥度达1.3左右，且年降水量也只有500mm左右，故实质上属半湿润区；科学院区划还将晋陕甘交界的黄土高原南部划为中温带半湿润区，但这里的日平均气温稳定≥10℃的日数已达170天以上，应属暖温带半湿润区。中温带半干旱区的气候区划分是本区划与先前区划相比变化最大的区域之一，其中先前的区划将内蒙古东部至西辽河平原分为东北—西南向的2个条状区域，但这一区域东西和南北跨度均达近15个经纬度以上，因此其间不但气候仍存在较大差异，而且地貌、下垫面和自然景观等差异也较明显；仅分为2个区显然并不能较准确地反映其中的差异，故本区划将其分为5个气候区。在中温带干旱区，本区划将西河套与内蒙古高原西部单独划出，这是由于这里虽也干旱，但与其西的阿拉善和河西走廊相比，7月气温明显要高，降水也相对多一些。

　　

　　图2 本区划与先前区划的亚热带及暖温带北界对比

　　Fig.2 Comparison of the northern borderlines of subtropical and warm temperate zones for the new regionalization with previous schemes

　　

　　图3 本区划与先前区划的北方半湿润与半干旱分界线之对比

　　Fig.3 Comparison of the boundary of Northern sub-humid and semi-arid zones for the new regionalization with previous schemes

　　3.2 暖温带气候区划分方案的变化

　　气象局区划将辽东—山东半岛划为暖温带湿润区；但科学院区划将其与燕山山地一并划为暖温带半湿润区，而将云贵高原的川滇黔交界区和横断山南端的维西—木里划为暖温带湿润区。但从干湿条件看，辽东地区与燕山山地相比有较明显的不同，这里年降水量一般达800mm以上、干燥度低于1.0，故本区划将其划为暖温带湿润气候区。而川滇黔交界区，尽管其中的一些站点温度条件因海拔较高仅达到了暖温带标准，但从地带性规律看，这一地区仍具有较明显的中亚热带气候特征，气象局区划也曾将其划为中亚热带，故本区划将其划为中亚热带范围内；横断山南端的维西—木里地区属青藏高原的一部分，故本区划将其划为高原温带湿润区。

　　暖温带半湿润区南起秦岭—淮河北，北至黄土高原—燕山山地，西起汾渭平原，东至冀东—山东半岛，地域范围较广，气象局区划将其分为3个区，而科学院区划又将其分为4个区。本区划依据7月气温将其分为燕山山地、华北平原与鲁中东山地、汾渭平原山地、黄土高原南部等4个区。其中科学院区划曾将黄土高原东部和太行山地划为暖温带半湿润区，但由于这里潜在蒸散相对较高，加之20世纪70年代以来这里降水存在较明显的减少趋势，因而虽然这里的年降水量都达400mm以上，但其干燥度一般达2.0左右，故本区划与气象局区划一样，将黄土高原东部与太行山地划为暖温带半干旱区。

　　暖温带干旱区分布在新疆，本区划与先前的区划基本一致。科学院区划还曾将位于甘肃东南部和宁夏南部的黄河河谷划为暖温带干旱区，但这一地区除个别面积较小的河谷外，其他地区温度条件属中温带，故本区划将其归并到西河套与内蒙古高原西部中温带干旱区中。

　　

　　3.3 北亚热带气候区划分的变化

　　我国北亚热带气候湿润，这与世界其他副热带高压控制下的干燥气候区（如非洲撒哈拉地区）明显不同。气象局区划与科学院区划均将北亚热带分为秦巴山地和长江中下游两个区，但从地带性特征看，秦巴山地、江淮地区与长江中下游平原的7月气温有较明显的区别，故本区划将其分为3个区。科学院区划还将滇北与贵州的部分高原地区划为北亚热带湿润气候区，但这里除部分海拔较高的高山外，河谷和高原面上的大多数地区属中亚热带，故本区划其划入中亚热带湿润区中。

　　3.4 中亚热带气候区划分方案的变化

　　中亚热带主要包括江南丘陵山地、四川盆地和云贵高原及横断山脉南段等，因本区地势（特别是西段）起伏较大，因此其水平地带性往往被垂直分异隔断，河谷、山间盆地和高山之间不但温度差异明显，而且降水条件也有较大不同，河谷地区气候往往干暖，而高山地区则湿凉，从而形成了较多气候区。气象局区划将中亚热带分为6个气候区，其中5个为湿润区，另1个为半湿润区（金沙江河谷）；而科学院区划将其分为5个湿润区。依据7月气温的地带性分异，并结合地貌、下垫面和自然景观等的区域差异，本区划将其分为江南山地、湘鄂西山地、贵州高原山地、四川盆地、川西南滇北山地及滇西山地与滇中高原6个气候区。与先前的区划结果相比，本区划方案更强调气候分异水平地带性与垂直分异的相互结合，因此分区结果也更为系统地揭示出不同气候区气候特征的综合差异。

　　此外，本区划的寒温带、南亚热带、热带的划分与先前的区划结果相比变化不大。仅由于本区划使用了更多站点，因而在部分分区界线走向上，根据现有资料做了必要的调整，使得分区界线更为客观。

　　3.5 青藏高原地区划分方案的变化

　　与先前的气候区划结果相比，本区划对青藏高原地区的气候区划分方案同气象局区划与科学院区划没有本质差别，但各个气候区的具体范围和界线与先前却有较大程度的不同。如本区划的高原寒带湿润区较先前所划分的区域要小，而高原温带湿润区却有所扩大，同时其北界也更为偏北，这主要是由于20世纪70年代以来，青藏高原出现了较为明显的增暖趋势；此外，也与70年代以后具有连续气象观测的测站数量明显增加，从而可以更为客观地划定气候区界限有关。

　　4 讨论

　　尽管近年来不断有学者[17-22]指出，我国的气候带和气候区已因气候变化而出现了一定程度的改变，但却一直未对气候进行新的区划。本文借鉴、吸纳已有的气候区划基本理论与区划方法，进一步完善了气候区划的原则，特别是系统地将水平地带性规律和垂直分异特征紧密结合，较好地解决过去气候区划方案中所存在的“飞地”问题，以全国609个气象站1971-2000年的日气象观测资料计算区划指标值，对我国气候进行重新区划，将我国划分为12个温度带、24个干湿区、56个气候区。与先前的区划方案相比发现：20世纪70年代以来，中国气候带、区的总体格局虽并未发生明显变化，但一些重要的气候分界线确实出现了一定程度的移动，特别是亚热带北界与暖温带北界均出现了北移，北方地区的半湿润与半干旱分界线也出现了不同程度的东移与南扩，高原寒带湿润区范围缩小与高原温带湿润区的扩大等较为明显，而这正是近几十年气候变化的结果；此外，这种变化也造成了中温带、暖温带、北亚热带和中亚热带内的三级气候区界线出现了一定程度的变动。

　　本区划方案，特别是三级气候区的划分方案之所以与先前的区划结果有较大的不同，还与在区划时我们所采用的资料站点覆盖范围更广、分布相对更为均匀合理，同时在划定具体气候区界线时采用自下而上与自上而下相结合及空间分布连续性与取大去小等原则、避免了区划结果出现“飞地”和过于“破碎”有关；因而本文提出的气候区划新方案并不是一些细节的修订，而是气候变化、资料更新和认识深入的结果，这也使得新的气候区划方案（特别是三级气候区的划分结果）更为客观，因而也更具科学和实践意义。

　　本区划工作得到张丕远、孙惠南、李克让、林振耀、杨勤业、葛全胜、吴绍洪、邵雪梅、方修琦等先生的悉心指导，特此致谢！

　　收稿日期：2009-09-02；修订日期：2009-11-12

作者介绍：郑景云，研究员，中国地理学会会员(S110005556M)，E-mail:[email protected] 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101 尹云鹤 李炳元 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101