河南省冬小麦晚霜冻害风险区划

基于河南省冬小麦遥感种植面积数据、DEM数据和111个气象站1971-2010年逐日最低气温资料,采用基于GIS的逐日最低气温空间插值技术,根据冬小麦晚霜冻灾度指标及其等级划分标准,计算各空间单元轻霜冻、中霜冻和重霜冻日数,综合考虑霜冻害日数和冬小麦实际种植面积比例因素,构建冬小麦晚霜冻害风险评价指数,分析河南省冬小麦不同等级晚霜冻害日数及其风险的区域特征.结果表明:河南省冬小麦轻霜冻日数高值区主要分布在河南省北部、东部和西部丘陵山区,中霜冻和重霜冻高值区以分布在西部丘陵山区为主,霜冻日数最大值分别为67 d、48 d和120 d；轻霜冻风险较高的区域主要分布在河南省除郑州地区以外的驻马店和南阳盆地以北地区,中霜冻主要分布在东部和西部丘陵山区,重霜冻主要分布在河南省西部丘陵地区,风险指数最大值分别为28％、18％和17％.总体上看,河南省冬小麦晚霜冻害日数和风险空间分布特征明显；轻霜冻日数及其风险的覆盖面积最大,其次为中霜冻,重霜冻最小；河南省的东部、北部和西部丘陵山区为晚霜冻害的主要防御区域,各级霜冻之间以防御轻霜冻为主.     

吉林省热量资源的时空变化特征

根据1960—2017年吉林省21个气象站的逐日气温资料,采用5日滑动平均、气候倾向率、M-K突变检验等方法,分析了各热量要素的时空变化特征,结果表明:(1)近58年全省气温普遍增加,年均温、≥0℃和≥10℃积温气候倾向率分别为0.30℃/10 a、61.58℃·d/10 a和60.02℃·d/10 a;稳定通过≥0℃、≥10℃的持续日数普遍增多(2.54 d/10 a、2.23 d/10 a)、初日普遍提前(-1.47 d/10 a、-0.93 d/10 a)、终日普遍延后(1.12 d/10 a、1.27 d/10 a)。(2)≥0℃和≥10℃积温序列突变年集中于20世纪90年代,突变特征同样反映持续日增加、初日提前和终日延后的变化趋势。(3)≥0℃和≥10℃积温的空间分布均具有两个增幅中心,即以西部平原区和东部山区的低地为高值中心。(4)≥2 500℃积温带的面积占全省80%以上,并在短期内仍有扩大趋势;对比突变前后,积温带有明显的北进东移趋势,其方向是由低海拔的西部平原指向更高海拔的东部山脉。     

1956-2012年太原市极端气温变化研究

利用太原市1956-2012年气温资料,结合线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法、主成分分析法及相关性分析法,根据选取的16个极端气温指标,分析了太原市各极值指数随时间的变化趋势、突变年份及其相互之间的关系。结果表明:冷夜日数、冷日日数、霜冻日数、冰冻日数、冷持续日数、日较差分别以-9.56 d/10a,-3.42 d/10a,-3.57 d/10a,-1.95 d/10a,-0.71 d/10a,-0.23℃/10a的趋势在减小,而暖夜日数、暖日日数、热夜日数、夏日日数、暖持续日数、生物生长季、日最高(低)气温的极低值、日最高(低)气温的月内极高值则分别以8.42 d/10a,4.95 d/10a,1.9 d/10a,2.44 d/10a,1.33 d/10a,1.77 d/10a,0.28℃/10a,0.92℃/10a,0.30℃/10a,0.26℃/10a的趋势增加;冷指数(冷夜日数、日最低气温的极低值)的变暖幅度明显大于暖指数(暖夜日数、日最低气温的极高值),夜指数(暖夜日数、冷夜日数)的变暖幅度明显大于昼指数(暖日日数、冷日日数);各冷指数间、各暖指数间均为正相关关系,而冷指数与暖指数之间则呈负相关关系。     

宁夏酿酒葡萄越冬期冻害时空分布特征

为了研究宁夏酿酒葡萄越冬期冻害风险的时空分布特征,以充分利用温度资源合理埋土,保障酿酒葡萄安全越冬、减少损失。本文根据宁夏酿酒葡萄种植区气象站1980-2018年各项温度观测资料,通过冻害资料验证,以-19℃极端最低气温为冻害指标临界值,采用数理统计方法,线性趋势拟合、Mann-Kendall突变检验法、Morlet小波分析法,分析了宁夏酿酒葡萄种植区冻害空间分布及年际变化特征。结果表明:宁夏酿酒葡萄主要种植区北部出现冻害风险最高,由北到南冻害风险逐渐减少;可种植区的北部、偏东、偏西的地区冻害风险较高;1980-2018年宁夏酿酒葡萄主要种植区越冬达到冻害日数呈减少趋势,2007年以后减少比较明显;冻害日数最多的年份为2007年冬季,实际调查冻害较严重的1992、1988、2002、2010、1984年,各种植区都出现了持续时间较长的冻害;1989、1990、2001、2006年主要酿酒葡萄种植区均未出现冻害日;冻害日数有3a和21a左右的周期性变化,且在1988、2002、2013年有趋势突变。     

1961-2017年甘肃省霜冻演变特征及其对农业的影响

霜冻对农业安全影响巨大。为了提供防范霜冻危害的科学依据,利用甘肃省1961-2017年57个气象站温度资料和霜冻灾害资料,采用趋势系数、累计距平、Mann-Kendall(M-K)方法分析了不同等级霜冻日数的变化特征及其对农业的影响。结果表明:(1)甘肃省不同等级霜冻日数呈明显下降趋势,轻、中、重霜冻及早、晚霜冻日数分别以-2.3d·(10a)~(-1)、-1.8d·(10a)~(-1)、-1.2d·(10a)~(-1)、-1.2d·(10a)~(-1)、-1.1d·(10a)~(-1)的速率减少;2010-2017年减少最明显。(2)甘肃省各区域不同等级霜冻日数均呈现下降趋势,其中河西中部和甘南北部为快速减少区,陇南地区及陇东地区减少幅度较小。(3)近57a甘肃省呈晚霜冻结束时间提前,早霜冻出现时间推迟的趋势,且存在霜期最长的甘南地区晚霜冻结束时间提前最多,霜期最短的陇南地区早霜冻出现时间推迟最多的特点。(4)90年代末以后因≥10℃积温的快速增加及特色作物的播种面积大幅提高增加了作物受冻风险,霜冻造成的农作物受灾面积处于上升趋势。     

东北粳稻不同开花时段冷积温对结实的影响及冷害指标

在长白山北坡不同海拔高程开展水稻低温处理试验,以揭示水稻开花不同时段的冷积温对结实率的影响及其冷害气象指标。试验设7个海拔、3个低温持续时间、3个开花时段处理。结果表明,水稻空秕率对开花期冷积温反应很敏感,其关系呈二次函数,冷积温越多,水稻空秕率越大。不同开花时段低温影响程度差异明显,盛花期冷积温的影响系数是中花期的1.5倍,是初花期的2.2倍左右。水稻空秕率与昼间冷积温、日最高冷积温的关系更密切,与夜间冷积温和日最低冷积温的关系次之,昼间冷积温对空秕率的影响系数明显大于夜间冷积温的。水稻不同开花时段发生冷害的冷积温指标差异明显,盛花时段昼间冷积温28℃·d以上引发中度冷害,而在中花和初花时段分别是31℃·d和38℃·d;盛花时段日最高冷积温36℃·d以上引发严重冷害,而在中花和初花时段分别是41℃·d和52℃·d。开花期平均而言,昼间冷积温在31℃·d和38℃·d以上,或日最高冷积温在33℃·d和41℃·d以上,分别引发中度和重度冷害,空秕率分别达到10%和15%以上。     

气候变化对黑龙江省主要农作物产量的影响

以黑龙江省1954-2011年气温和主要粮食作物(玉米、水稻、大豆、小麦)产量等资料为基础,对黑龙江省气候变化及其对主要粮食作物产量的影响进行了分析。结果表明:黑龙江省近58 a来平均气温呈线性升高,速率为0.34℃/10 a;黑龙江省主要农作物单产时间和空间变化同温度之间存在着显著的相关性,气温每升高1℃,可导致玉米、水稻、大豆、小麦单产分别增加约541.6 kg/hm2,336.8 kg/hm2,195.8 kg/hm2,289.3 kg/hm2。水稻种植范围向北向东扩展明显,比重逐年升高;小麦种植比重大幅度下降,种植范围呈明显北退;玉米种植比重在保证一个相对稳定的基础上向北部和东部不断延伸;大豆种植重心逐渐北移,种植比重显著增加。黑龙江省主要粮食作物产量的变化同气候变暖引起的积温增加及积温带北移东扩密切相关。     

无锡地区霜冻特征及短期预报方法的研究

利用2001至2012年间无锡地区的气象要素资料,分析了无锡地区霜冻特征以及最低地面温度与最低气温、云量、风速、气压等要素的关系,发现无锡霜冻主要的出现时段为12月至次年3月,一般霜冻主要出现在12月至次年2月期间,严重霜冻多发生于12月至次年1月期间。多数情况下,最低气温比最低地面温度高0~3℃,其差值存在季节变化,夏季较小,秋末冬初和春季较大。霜冻主要出现在地面气压高于1 025 h Pa时,当地面气压高于1 030 h Pa时,严重霜冻出现概率较大。风速和云量影响着最低气温和最低地面温度之差,风速越大,云量越多,其值越小。日最低气温相同的情况下,晴朗无风的天气更容易形成霜冻。根据最低气温及风速、云量预报,采用查表法预报霜冻效果良好。     

近50年东北地区≥10℃农业热量资源对气候变化的响应

气候变暖背景下,系统研究我国东北地区农业热量资源对气候变化的响应仍具有重要的现实意义。根据1961-2010年东北地区64个气象台站的逐日资料,采用公认的农业气象指标,分析了80%保证率下东北地区稳定通过10℃农业热量资源的时空变化特征及演变趋势,探讨了近50a东北地区农业热量资源对气候变化的响应规律。结果表明:从1960-2010年,东北地区农业热量资源存在年代际变化,且80年代到90年代是该地区农业热量资源增加最快的时期。以1980年为界线,≥10℃初日出现的日期先推迟再提前,终日出现的日期推迟,持续日数先减少后增加,积温呈持续增多趋势;近50a东北地区热量资源增加趋势明显。东北地区农业热量资源地域差异明显。热量资源较丰富的是辽宁省西部和南部,较匮乏的是黑龙江省的大兴安岭地区,且由南向北随纬度增大呈初日出现日期延迟、终日出现日期提前、持续日数减少、积温减少的变化规律。     

温室效应对我国长江中下游地区气候的影响--数值模拟

利用RegCM2区域气候模式嵌套一个全球模式,进行了CO2加倍情况下对中国区域气候影响的数值试验,对长江中下游地区的情况进行了重点分析.结果表明,在CO2加倍的情况下,长江中下游地区的气温将明显升高,升高值一般在2.3～2.5℃以上,但低于全国平均值.同时,其大部分区域的降水也将增加,特别是在冬季和夏季,但年平均的增加率仅为7%,也低于全国平均值.温室效应会使该地区的日平均最高和最低气温升高,降水日数增多.夏季降水的增多可能会导致这一地区夏季更多的洪涝灾害.     

2004-2005年黄淮海地区冬小麦冻害成因分析

以北京、天津、菏泽、驻马店、商丘、阜阳6个站点为代表,分析了黄淮海平原2004-2005年冬季冬小麦的冻害成因.研究表明,冬小麦冻害的发生主要是由于从小麦播种至当年12月20日积温过高,造成部分麦田在入冬前就完成了6-8片叶的生长,甚至进入了拔节期,再加上从当年12月20日至次年2月底黄淮海大部分地区气温比常年偏低1.3℃左右,且冷暖交替突变,麦苗抗寒锻炼不足,春性品种过多和播种量过大等原因.     

基于综合强度指数的黄淮海地区干热风灾害时空特征

干热风是影响黄淮海地区冬小麦后期生长和产量形成的重大气象灾害之一,本研究基于干热风综合强度指数(CID),利用黄淮海冬麦主产区65个站点1961—2015年的逐日气象数据和冬小麦生育期资料,分析了该地区干热风强度的时空变化特征。完成了过去55 a区域干热风年型的反演,表明黄淮海地区有半数以上的年份会出现区域性干热风灾害,55 a间分别有21 a、10 a达到轻度、重度干热风强度等级,其中1961、1965和2001年的强度分列前3位。干热风年型机遇的地理分布,河南中部和北部、山东中西部、河北和京津大部≥3遇/10 a,其中河北中南部、北京南部、山东北部、河南北部部分地区超过5遇/10 a,是干热风重点防范区域。从年际变化来看,黄淮海地区干热风强度总体呈减轻趋势,其中在干热风多发区、危害集中区减轻趋势更明显,表明研究区域内干热风威胁总体在减轻。但在气候变暖背景下,极端天气气候事件频发,部分年份仍存在发生较重干热风的可能,2001年和2014年小麦灌浆期间,黄淮海地区均出现了持续时间较长、重度干热风面积较广的干热风天气,成为进入21世纪以来两个典型的干热风年,因此对干热风的防御仍要给予高度重视。     

江淮地区极端气候事件的时空变化特征

利用1951—2003年的温度和降水资料，研究了江淮地区极端气候事件的空间结构及年代际变化特征。结果发现：（1）气候变暖影响了极端气候事件的变化，这种影响是由气候平均值和方差的共同变化引起的。（2）气候变暖加速了水分的循环过程，导致20世纪90年代以来江淮地区旱涝频率和强度加大，强降水事件增加；冬季极端最低温度升高，低温日数减少；夏季极端最高温度和高温日数开始回升。（3）从极端事件分布的区域变化来看，气候变暖对淮北的影响最大，使这个脆弱性本来就很严重的区域变得更加脆弱。     

甘肃河西走廊临泽小枣冻害成因及防治对策

进入21世纪的短短几年里,甘肃河西走廊临泽小枣就遭受了2次冻害,2008年的冻害比2003年更为严重,位于临泽县北部的四个乡镇的枣粮间作地,全部幼树和绝大部分大树树冠均冻死、绝产.冻害程度调查表明,临泽县南部乡镇轻,北部乡镇重;村庄宅旁轻,枣粮间作地重;靠近林带和小网格林带内轻,远离林带和大网格林带内重;背风面轻,迎风面重.气象资料分析得出,2003年冻害是由于2002年12月下旬的低温所致;2008年冻害是1月下旬到2月上旬的低温所致,冻害期间,最大风力为西北风,吹得最多的是东北风.通过与正常年份气温的比较分析得出,临泽小枣安全越冬的临界气温为-20.0℃,2d日平均温度低于-20℃的低温即可使临泽小枣遭受冻害,但≤1d的-20℃以下的低温对临泽小枣不产生冻害;温度越低,枣树能忍受的时间越短,可忍受的极端最低气温为-27℃.加强绿洲防护体系建设,大力发展村旁、路旁、渠旁、宅旁等四旁枣树种植,及根据天气预报采取应急措施是防止临泽小枣发生冻害的主要对策.     

我国冬小麦霜冻灾害致灾因子危险度评价——基于作物生育阶段气象指标

霜冻是一种威胁农业生产的气象灾害,对其致灾因子危险度的研究,可为大尺度的作物霜冻灾害区划及农业保险提供依据。根据作物生长发育的阶段性原理,以全国751个气象台站56年的逐日最低气温资料以及作物生育期资料为基础,统计得到冬小麦各个生育阶段不同灾害等级（轻霜冻、中霜冻、重霜冻）的年霜冻日数,并计算出冬小麦全生育期内不同等级霜冻的发生概率,基于以上两项指标对冬小麦霜冻致灾因子危险度做出评价。结果表明,研究期内重霜冻年霜日最大值为129d,而轻霜冻和中霜冻霜日最大值分别为23 d和19 d,冬小麦受重霜冻危害时间较长;冬小麦霜冻的频发区、多发区、少发区从北向南依次分布,随着霜冻等级增加,频发区的面积差异不大,但多发区的面积减小、少发区面积增大;冬小麦霜冻灾害危险度等级最低的地区主要分布在低纬度的几个省份,如海南、广东、广西、云南等,危险度等级最高的地区集中在青藏高原地区。     

地膜覆盖栽培防御东北玉米冷害和霜冻试验

为防御东北玉米低温冷害和霜冻害,在吉林东部开展了玉米地膜覆盖栽培试验,进行了农田小气候、玉米生长发育和产量对比观测.结果表明,地膜覆盖是防御冷害、霜冻的高效实用技术;该项技术使播种至营养生长期内耕层地温晴天提升3～5℃,阴、雨天气提升1～2℃;可增加积温180℃*d以上,从而使成熟期较相同品种的对照组提早半个月左右.使用该技术,能使作物提早成熟,防御冷害和霜害,可采用较常规播种的生育期长15d、所需积温多200℃*d左右的偏晚熟品种;产量和经济效益分别提高45%和40%左右,并可以提高玉米品质.     

基于积温距平的玉米冷害动态评估及其与玉米产量的关系

利用1980-2014年黑龙江省15个玉米农业气象观测站的资料,基于中华人民共和国玉米冷害评估气象行业标准规定的≥10℃积温距平指标,对玉米3个发育关键时期出苗-七叶期、出苗-抽雄期、出苗-乳熟期的冷害进行动态判识,并分析其时空演变特征,同时应用统计方法分析积温距平与玉米实际单产的关系。研究结果表明:11980-2014年间,玉米3个发育时期内的冷害年数在7~17年之间,冷害发生对气候变暖趋势具有明显的响应;21980-2014年间研究区玉米3个发育时期冷害的发生随时间呈减少趋势,1990年代中期以前为高发期,之后冷害发生频率下降。空间分布上,冷害呈现北多南少特征,并具有群发性、区域性和局地性特点;31980-2014年间,研究区玉米3个发育时期的≥10℃积温距平具有16年左右的周期变化,总体表现为1995年以前偏冷,之后偏暖,其中玉米出苗-七叶期积温距平存在最近几年偏冷的趋势;4研究区67%的站点≥10℃积温距平与玉米实际单产存在显著或极显著的相关关系,积温距平为100~200℃·d,利于玉米高产;5≥10℃积温距平指标赋予玉米冷害判识指标生物学和农学意义,充分表征玉米不同发育时期热量需求与供给的关系,有效提升作物冷害判识的客观性。     

近52年山西暴雨气候变化特征分析

根据山西17个气象站1961-2012年的降水资料,应用线性趋势系数、Mann-Kendall突变检验法、Morlet小波变换等常用方法,分析了山西近52 a来的暴雨气候的变化特征。结果表明:山西暴雨具有"南多北少"的特点,主要发生在主汛期,频次下降趋势为1.26 d/10a;暴雨频次占90%以上;局地暴雨过程占69.6%,区域性暴雨过程占30.4%,大部分暴雨过程的持续时间不超过1d;阶段性变化特征明显,在1968年发生突变,突变后暴雨频次减少。年平均暴雨强度为96.15 mm/d,减少速度为2.85 mm/10a。大暴雨及特大暴雨主要分布在7,8月份,具"七下八上"的特点,暴雨频次的旬际变化以7月下旬为对称轴,在时间上对称分布。暴雨发生频次普遍具有10~15 a的年代际变化周期,另外还存在25~30 a的低频振荡周期。     

中国未来极端降水事件的变化——基于气候变化预估结果的分析

利用区域气候模式PRECIS单向嵌套Hadley气候中心海-气耦合模式HadCM3高分辨率的大气部分HadAM3P,分别进行了气候基准时段(1961—1990年)和2080 s时段(2071—2100年)中国区域各30年时间长度的模拟试验,以分析PRECIS对当代中国区域极端降水事件的模拟能力和SRES B2情景下2080s时段相对于气候基准时段中国区域极端降水事件的可能变化趋势。气候基准时段模拟结果与观测值的对比分析表明:PRECIS能够较好地模拟出中国区域年平均极端降水事件的空间分布特征,但模式模拟的大雨事件和湿日数高值区范围较观测值偏大,对华南地区暴雨事件和日最大降水事件的模拟结果较观测值偏低。SRES B2情景下,2080s时段年平均大雨事件除东北和华南地区外,全国均呈增多趋势。暴雨事件在西部地区以减少为主,而东部地区主要呈增加趋势。年平均日最大降水事件的分布型与大雨事件基本一致。湿日数除华北、西北和青藏高原部分地区外均呈减少趋势。未来长江流域洪涝灾害事件发生的频率将可能增大。     

近50年宁夏极端气温事件的变化研究

随着全球变暖,极端气候事件频繁发生,由此造成气象灾害的数量日益增加。深入研究极端气候的变化特征,能够为预测和预防极端事件灾害提供参考依据。采用线性倾向估计法、反距离加权法和R/S分析法,选取10个极端气温指标研究了宁夏近50年来极端气温事件的时空变化特征,并在此基础上尝试预测了未来该地区极端气温变化的情形。结果发现:全天极端高温天数、白天极端高温天数、夜间极端高温天数、生物生长季和夏季天数分别以0.76、0.48、0.67、0.35和0.29 d/a的趋势明显增加,而全天极端低温天数、白天极端低温天数、夜间极端低温天数和最大连续霜冻天数分别以-0.40、-0.25、-0.66和-0.30 d/a趋势显著减少,极端气温年较差也呈下降趋势(-0.02℃/a),且空间差异明显;除极端气温年较差外,其它各极端气温指标与年平均气温均有很好的相关性;年极端冷指标和极端气温年较差在未来将继续下降,极端暖指标在未来将继续上升;宁夏气象灾害所造成的影响和损失将进一步增大。