趣味计量|春江水暖鸭先知？春天到来的标准，你知道吗？

时间：2023-03-29 作者：分类：

轮回的序章，雪月的终曲

在风的耳语中，春信将至

常言道“一年之计在于春”

古往今来，人们都盼望着春天到来

古人从自然界的细微变化中感知春

他们把对春天的喜爱写进诗句里

接下来就让我们一起诵读经典

感受古人与春的故事吧

立春 | 春江水暖鸭先知

“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”这一千古名句细致逼真地抓住大自然中的节气变化特点，生动形象地勾勒出江南早春的秀丽景色。江南水乡冬末初春时节，天气依然比较寒冷，平均气温在10度左右。当春天江河水刚刚解冻，寒意尚未褪尽时，水温的变化被鸭子先敏锐地感觉到，它们便迫不及待地潜入水中嬉游。这种物候迹象，告示人们寒冷的天气即将过去，春天即将来临。人们将与农业生产关系密切的自然现象变化节律作为天然的时间单位尺度，通过时间计量与立法的结合，形成了一套天然的计时单位。

立春，为二十四节气之首，代表着万物之始。二十四节气最初是依据“斗转星移”制定，当北斗七星的斗柄指向寅位时为立春。现行是依据太阳黄经度数定节气，当太阳到达黄经315°时为立春，由于我国幅员辽阔，南北跨度大，各地自然节律不一，“立春”对于很多地区来讲只是入春天的前奏，万物尚未复苏，我国大部分地区还处于万物闭藏的冬天。

立春时期北斗七星方位图

春分 | 千花百卉争明媚

春分，是春季的第四个节气。斗指卯，太阳黄经达0°。春分这天太阳直射赤道，南北半球昼夜平分，自这天以后太阳直射位置由赤道继续向北半球推移，北半球各地白昼开始长于黑夜。我国古代人民很早就发现了太阳高度变化造成的物体影长变化与岁月周期变化有关。因此，我国古人利用圭表这种装置来观察日影变化。到了冬至日，正午太阳高度最低，影子最长；而到了夏至日则影子最短。在春秋两季各有一天的昼夜等长，便定为“春分”和“秋分”。

北宋欧阳修曾言“雨霁风光，春分天气，千花百卉争明媚”。春分与天地共分春色，与万物共待曙光。天地间迎来花红柳绿、生机勃勃之景象，也象征着春耕农忙的大幕即将拉开。2023年的春分已于3月21日到来，我国绝大部分地区都已进入明媚的春天。

时光更迭，辗转了四季

日月交替，生生而不息

不经意间，我们又迎来了新的春天

历史的车轮滚滚向前

科学技术也在日新月异

接下来就来看看

现代气象学中的计量应用吧

01

精准的判定标准

根据气象标准，冬季以后连续五天平均气温稳定在10℃以上22℃以下为入春。2012年出台的气象行业标准《气候季节划分》将春季的划分指标定为日平均气温或滑动平均气温大于等于10℃且小于22℃。其中，滑动平均气温值是以当天和前4天这5个数据为一组求取的平均值，该计算方法与其他方法相比要更严谨一些，可以在一定程度上过滤掉气温波动的影响。当滑动平均气温序列连续5天大于等于10℃，则从计算这5个滑动值所对应的9天实测日平均气温数据中，选取第一个达到入春指标的日期，作为春季起始日。这样的划分标准就可以解决我国因幅员辽阔而导致的各地按天文学标准入春不一致的现象产生了。

2022年发布的最新《气候季节划分》标准

这一标准是在1934年张宝堃结合物候现象与农业生产提出的候温法的基础上建立起来的，这是目前从天气气候角度来划分的四季，为气象领域所接受的一种四季划分的标准。

02

先进的气象技术

18-19世纪，由于物理学和化学的发展以及气压、温度、湿度和风等测量仪器的陆续发明，使大气科学研究由单纯的描述进入了可以定量分析的阶段。1930年代，无线电探空仪的广泛使用，真正开始了三维空间的大气科学研究。到了1950年代，电脑、天气雷达、卫星和遥感的技术的应用，使大气的各种现象，都可依照物理学和化学的数学形式来表示，从而使大气科学有了突飞猛进的发展。近年更多的机器学习，深度学习方法被应用到气象领域，将气象预测抽象成一个时空预测问题，尝试通过多维时间序列、图神经网络（GNN）等方法来解决。

天气预测模型

同时，在气象计量方面，我国也有严格的标准《中华人民共和国气象法》第二章第十四条规定：气象计量器具应当依照《中华人民共和国计量法》的有关规定，经气象机构检定。未经检定、检定不合格或者超过检定有效期的气象计量器具，不得使用。国务院气象主管机构和省、自治区、直辖市气象主管机构可以根据需要建立气象计量标准器具，其各项最高计量标准器具依照《中华人民共和国计量法》的规定，经考核合格后，方可使用。