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。     

近50年黑龙江省初霜日变化影响因子及预测模型建立的研究

为了达到提前做好初霜日预测的目的,利用实际监测1961-2011a初霜日、终霜日、无霜日数及有关气象因子,其中包括月、季平均气温,月、季降水量等资料。采用趋势分析和统计相关计算、等级的划分等方法,分析了近50年初、终霜日与无霜日、夏季温度年际变化特点。结果表明,20世纪80年代后随着全球气候暖化,初霜日与终霜日大有后延与提前及无霜日数增加的特点和夏季温度升高的趋势。相关分析表明,影响初霜日变化重要因子为前期5月终霜日的反相关变化和无霜日数的正相关变化。并依此关系构建了直角三角形初霜冻发生日的预测模型。又根据直角三角形tgα=y/x将初霜日出现早晚划分成特早、偏早、正常、偏晚、特晚5个级别;并又利用了终霜日和夏季平均温度与无霜日数的相关关系组成了能够预测无霜日数的散布图;经2012-2017a6年预测实践检验全部正确。综上只要通过本地终霜日、无霜日数与初霜日关系就可构建直角三角形初霜冻日的预测模型进行预测以减轻对农业灾害损失目的。     

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。     

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。     

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。     

北方春小麦种植区小麦种植结构变化的气候依据与冻害风险

气候变暖引起我国冬小麦种植北界北扩西移,导致许多传统上种植春小麦的区域改为种植冬小麦。利用研究区1980-2012年28个气象站观测数据和全国格点数据,分析了北方春小麦种植区小麦种植结构变化的气候依据和种植冬小麦可能的冻害风险。结果表明,33a来,观测站点年平均气温和地面温度分别升高了1.3℃和1.98℃,年平均最低气温和地面温度分别升高了1.58℃和2.83℃;冬小麦生育期0℃的有效积温增加了340℃·d;日最低气温和地面温度0℃的日数和负积温分别减少了4.6,5.6 d/10a和57,233.8℃·d/10a;日最低地面温度-18℃的日数和负积温分别减少了6.7 d/10a和143.5℃d/10a;1月平均最低地面温度显著升高了2.54℃。这些变化使冬小麦种植区域向西北扩展。气候资源的显著变化为北方春小麦种植区小麦种植结构变化提供了气候依据。然而,影响冬小麦安全越冬的1月平均气温、1月最低气温和1月平均地面温度并没有显著升高,最低地面温度-18℃的冻害日数和积温从1997年前后的平均13d和1200℃·d又增加到2012年的20d和3500℃·d左右。适合种植冬小麦的区域范围有较大的不确定性。     

黑龙江省夏季雨日变化及前期环流特征

利用1961-2017年黑龙江省62个台站的雨日资料,采用小波分析、相关系数与趋势系数等方法分析,研究夏季不同级别雨日的气候变化趋势.结果表明,黑龙江省夏季各级雨日变化趋势暴雨、大雨以上日数呈现略增加趋势,而中雨和小雨以上日数呈现略减少的趋势;夏季降水日数平均分布,各级别以上的日数分布中心基本是一致的。用黑龙江省夏季大雨以上日数做代表进行分析,小波分析表明存在20a(年)左右的年代际变化周期,还有9a左右、6a左右和3a左右的年际变化周期;前期北半球500hPa(百帕)环流场特征,初冬季由极地到太平洋距平场"-+-"形式,夏季大雨以上日数易偏多,反之,排列为"+-+"形式,夏季大雨日数易偏少。     

辽宁省降水日数的气候变化特征

利用均匀分布在辽宁省39个测站1961-2005年的逐日降水量资料,分析了近45a来辽宁省年、季、月降水日数,及连续降水日数和连续无降水日数的长期变化趋势以及空间分布状况.结果表明,近45a来辽宁省年降水日数是明显减少的,平均每10a减少1.8d,显著减少的区域在辽东半岛和部分沿海地区,显著减少的季节是夏季;连续降水日数在雨季以负趋势为主,而连续无降水日数则以正趋势为主,在辽河平原的西部以及辽西山区的大部两者趋势都很明显,说明这些地区干旱出现的几率在增大.     

1961-2010年黑龙江省土地利用对大(暴)雪的影响

基于黑龙江省1961年和2010年的土地利用信息及逐日降雪资料,采用空间分析、线性趋势和方差分析等方法,探讨了黑龙江省1961-2010年的土地利用变化特征、大(暴)雪时空变化特征,及不同土地利用类型上大(暴)雪的变化。结果表明1961-2010年黑龙江省土地利用结构发生了明显的变化,耕地、建设用地显著增加,沼泽、草地显著减少;大(暴)雪量及日数呈显著增加,年增加速率分别为11.3mm/a和1.3d/a,40.26%的台站大(暴)雪量呈显著增长的趋势,显著增长区主要位于黑龙江省东北部及西北部;不同土地利用类型的大(暴)雪量和日数具有极为显著的差异。     

黑龙江省玉米干旱与低温冷害复合发生的温水特征及产量分析

利用1981—2018年黑龙江省玉米农业气象观测站资料,基于国家气象行业标准中水分亏缺指数、≥10℃积温距平指标判识玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害,规定同一站同1年内干旱和低温冷害均有发生为两种灾害复合发生,以数理统计、对比分析方法分析其温水特征及玉米相对产量变化率。研究结果表明：1981—2018年间,研究区玉米出苗-乳熟期干旱和低温冷害复合发生累计110站年,各站发生3～11年,时间上呈减少趋势,1980年代为高发期,1990年代中期以后发生减少,空间上呈西多东少态势,松嫩平原西南部为多发区;玉米出苗-乳熟期干旱和低温冷害复合发生期间的温水特征总体表现为日均温非持续偏低,而呈波动-间隔式偏低,64站年发育期内50%以上时间的日均温较常年偏低,平均低温日数为54.0 d,未出现有效降水量的日数平均多达73.2 d,有效降水量大于0 mm的日数平均仅16.0 d,有效降水量少,88站年不足300 mm,大雨以上等级有效降水频次少,平均仅2.1 d;研究区93.3%站点玉米出苗-乳熟期发生干旱和低温冷害复合灾害年份与未发生复合灾害年份相比,玉米相对产量变化率均为负值,一定程度上表明干旱和...     

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。     

山西东南部地区近40年寒潮气候特征分析

利用1969-2008年山西东南部地区11个地面气象站的气温资料,应用对比分析和小波分析方法,对寒潮分布特征进行了综合分析,结果表明:(1)山西东南部地区的寒潮发生时段为9月至次年5月;最早平均为9月13日,最晚平均为5月18日;24h寒潮发生次数较多的是1月和4月,48h寒潮发生次数较多的是1月、10月和12月,5月和9月寒潮出现较少;总体上平川多于山地,峡谷多于盆地。(2)寒潮总次数存在明显的7～8a和14a的周期变化;寒潮结束期和开始期分别存在10a和7a的周期,而且两者的20a周期也较为显著。(3)随着气候的变暖,寒潮次数、寒潮开始期和结束期分别呈现出减少、推后和提前的趋势。     

华北地区汛期降水特征及对铁路水害的影响

收集整理了近几十年华北地区逐日降水(1961-2012年)和铁路水害资料(1973-2012年),采用了趋势分析、相关分析等多种统计方法分析了华北地区汛期降水特性及其与铁路水害的关系,并提出了应对这一铁路水害的防御措施。结果表明,华北地区夏季各等级降水量和降水日数均呈现出显著下降趋势,其中暴雨量和小雨日数的下降趋势最为显著。各等级降水强度变化趋势不同,小雨和大雨强度呈上升趋势。华北夏季持续性强降水过程的发生次数、持续天数及过程降水量均有减少趋势,并呈现一致的年代际特征。7月持续性强降水过程出现次数最多,其次为8月。2000年以来,6月发生持续性强降水过程的次数明显增多。华北铁路水害断道时间和次数均呈下降趋势。     

1971-2010年河南省夏季高温日数的变化趋势分析

基于河南省109个气象站1971-2010年夏季(6-8月)逐日最高气温和平均气温资料,采用气候统计学分析方法,分析了近40年河南省夏季≥35℃、≥38℃和≥40℃高温日数的时空特征及可能的变化趋势.结果表明:1971-2010年河南省夏季3个等级高温日数在空间上呈现出豫西北高海拔和豫东南低海拔地区较多,其它地区较少的分布特征,高值中心位于豫西地区的偃师附近,在时间上无显著的线性变化趋势,但是在年代间呈现出“多-少-多”的变化特征,最近10年夏季高温日数最多；从各台站趋势变化的空间分布看,豫西北海拔较高地区台站呈增加趋势的较多,豫东和豫西南台站呈减少趋势的较多.夏季平均气温和≥35 ℃(r =0.58,n=4360)、≥38℃(r=0.39,n=4360)以及≥40℃(r=0.27,n=4360)高温日数均呈显著正相关.在全球气候变暖背景下,未来河南省高温日数将可能进一步增加,特别是≥35℃的高温日数.     

河套地区暴雨的地域性特点及灾情分析

选取河套地区87个气象站1961-2010年逐日降水量资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验以及合成分析等方法,分析了河套地区暴雨日数的时空分布特征及其气候变化规律。结果表明:河套地区暴雨日数呈明显的"东南多、西北少"空间分布特征,暴雨主要出现在河套地区东南部;暴雨以单站暴雨为主,同日1个站出现暴雨占暴雨总数的49.5%,同日10站以上出现暴雨主要是在河南、山西、陕西三省交界和山西、陕西、内蒙古三省交界地区;7-8月份暴雨日数占暴雨总日数的74.1%;局地性暴雨平均每年出现26.3 d、区域性暴雨平均每年出现4.4 d,暴雨总日数、局地性暴雨日数和区域性暴雨日数均呈减少趋势,并存在明显的波动性年际变化,但均未发生突变现象;河套地区暴雨具有雨日少、雨量大,局地性暴雨多、区域性暴雨少的分布特点,暴雨常常造成人员伤亡、农作物受灾、牲畜死亡、房屋倒塌、道路与通信设施毁损,因灾经济损失十分巨大。     

宁夏回族自治区干旱致灾危险性时空变化特征

基于宁夏地区22个气象站1971-2011年月降水量和月平均气温资料,综合考虑降水和蒸发,引入标准化降水蒸散指数(SPEI),分析该地区气象干旱变化情况,并在此基础上通过构建SPEI值与干旱等级的加权综合评价模型,评估该地区干旱致灾危险性,剖析其时空变化特征。结果表明:宁夏地区气象干旱呈显著加重趋势,年均SPEI值1972-2011年以0.37·(10a)-1的速率显著减小;该地区气象干旱呈现自南向北逐渐加重的空间分布格局,且干旱加重速度呈现由中部干旱带向南北分别递增的空间变化特征。1972-2011年,宁夏地区干旱致灾危险性呈显著增大趋势,干旱致灾危险性指数近40年减小速率为0.12·(10a)-1;该地区干旱致灾危险性在空间分布上表现为北部引黄灌区高于中南部地区,且危险性的增速呈现中部较缓、南北较快的空间变化特征。     

河南省夏玉米大风倒伏气候风险分析

利用1971-2010年近40 a的气象资料,首先分析了影响夏玉米倒伏的两个主导因子——大风日数和大雨日数的变化特征。然后分析了不同生育阶段不同程度倒伏的发生概率及其空间分布,最后进行了夏玉米大风倒伏的综合气候风险区划。结果表明:(1)近40 a夏玉米生长季大风日数显著下降,西北部渑池、孟津地区和南部的信阳一带大风日数较多;大雨日数变化趋势不显著,空间分布呈西北向东南方向显著递增的趋势。(2)不同倒伏等级中,轻度倒伏发生的概率最大,全生育期平均达44.2%;乳熟-成熟期倒伏发生概率明显高于其他生育阶段,达到28.7%。(3)综合气候风险高风险区主要分布在豫南最南部,低风险区主要分布在豫西的卢氏、伊川等地以及豫北的沁阳、林州、濮阳一带和豫东的商丘、太康等地。     

北京日光温室风灾风险分析及区划

利用北京市1981-2010年30 a的气象观测资料,结合温室灾情数据资料,计算了不同风力对北京温室可造成的灾害的概率,确定了日光温室风灾等级划分的量化标准,并对日光温室风灾风险的时空变化进行了评估。结果表明,当风力达3级(3.4 m·s-1)以上时,即有可能对温室大棚造成灾害。风速越大,成灾概率越大。小波分析表明,北京日光温室致灾风力的发生日数存在14～16 a的周期,春季温室致灾风多发。北京温室风灾风险总体上呈现自南向北增大的趋势。延庆佛爷顶周围一带风灾风险最大,北部山区次之;平原地区风灾风险较轻,且日光温室分布较多,该区域采取及时有效的风灾预防措施,有利于日光温室产业的发展。     

中国高温致灾危险性时空格局预估

应用PRECIS模式模拟的气候情景数据,选取高温日数和热浪日数两个指标,对IPCC SRESB2情景下未来我国高温致灾危险性时空格局进行了预估。结果表明:在近期(2011-2040)、中期(2041-2070)和远期(2071-2100),全国年均高温日数从基准时段(1961-1990)的10.2d将分别增加到17.3d,22.6d和28.4d,年均热浪日数从基准时段的11.5d分别增加到22.6d,30.6d和39.0d;除了青藏高原,全国大部分地区的高温致灾危险性等级均有不同程度的提高,其中高温致灾危险性等级高于4级(包括4级)的地区在基准时段仅占全国总面积的3.8%,在近期、中期和远期将分别扩展到全国总面积的29.9%,51.3%和63.0%。     

石家庄市极端气温指数变化特征及城市化影响

利用石家庄市16个县气象站和石家庄市区气象站(简称石家庄站)1972-2012年的逐日最高、最低气温资料,采用线性趋势、Mann-Kendall突变检验方法分析了石家庄市极端气温指数的时空演变特征及城市化对石家庄站极端气温指数趋势变化的影响。结果表明:石家庄市极端高温事件多发中心位于石家庄站及西南部地区,极端低温事件多发中心位于东北部地区;大部分站点极端低温事件呈减少的变化趋势,而极端高温事件则呈增多的变化趋势。在年代际变化上,石家庄市的冷夜日数和冷昼日数总体上呈减少的趋势,而暖夜日数和暖昼日数则呈明显增多的趋势。除了冷昼日数突变不明显外,其它极端气温指数均在1990年前后发生了突变。城市化使得石家庄站冷夜日数和冷昼日数显著减少,暖夜日数和暖昼日数显著增多,四季中春季的冷昼日数和暖昼日数城市化影响最明显,夏季的暖夜日数城市化影响最明显,而冷夜日数的城市化影响在冬季最明显,且夜间和白天极端气温指数城市化影响程度存在明显差异,这可能与城市热岛效应的非对称性有关。