河南省春季降水与温度变化的时空分布——基于地理信息系统的分析

春季的气候条件异常一直是制约河南省小麦生产的瓶颈之一,春旱作为河南省主要的气象灾害,严重影响了小麦的生长。近几十年来,极端天气事件随着全球气候变暖的加快而越发频繁。春季干旱发生的主要因子降水和温度的变异性显著变大。基于GIS及和河南省30年的气候整编资料,对河南省春季降水、温度及降水温度比的变化趋势及时空变化分布进行了研究。结果表明:豫南春季降水减少最为严重(南阳盆地除外),豫中次之,豫北春季降水稍有增加;从温度的变化分布来看,河南全省春季温度都呈上升趋势,其中,豫南的信阳、驻马店,豫西北的济源、焦作、洛阳、郑州及平顶山地区温度上升趋势较大,南阳盆地、豫东平原及豫北平原地带温度变化相对较小;反应春季气候异常的降水温度比豫南为负向变化最大,豫北为正向变化最大,空间分布与春季降水基本吻合。综合分析说明未来河南地区的气候变化将会更加不稳定。     

基于GIS的河南省风能资源时空分布及利用

近年来,无污染、可再生的绿色能源--风能,其潜在的价值逐渐被开发与利用。为了更加合理地利用河南省风能资源及研究气候变化条件下河南省风能的变化趋势,论文利用1971-2000年期间的河南省气象台站风速资料,采用统计方法和流体力学风能计算方法,结合ArcGIS系统对河南省的风能及分布进行了研究。研究结果表明:①特殊的地形特征造就了河南省风速较大区域主要集中在豫北、豫中、豫东的平原地带及豫南,西部及北部太行山区平均风速相对较小,区域风速差值较大;②30 a间河南大部分区域的风速变化为逐渐减小趋势,只有个别站点风速表现为趋势略增或趋势稳定;豫东为风速减小最大的区域,豫西、豫中及豫南地区风速变化趋势相对较小;③风能研究发现最大值区域与平均风速地理分布基本一致,最大风能区域在豫北、豫东、豫中及豫南一带,最小风能区域主要集中在西部山区。     

1994—2008年河南省植被净第一性生产力及其时空变化

基于地理信息系统和卫星遥感技术,利用地面气象数据、遥感数据和土地分类等数据,根据河南省实际植被覆盖和自然地理情况,应用改进的CASA模型估算了1994—2008年间河南省植被净第一性生产力及其时空变化。结果表明：河南省植被净第一性生产力与年均温度的相关性好于植被年净第一性生产力与年降水量和年均太阳辐射之间的相关性,温度是限制河南省植被净第一性生产力的主要因子;15年来河南省植被净第一性生产力呈增加趋势,但不明显;河南省主要植被类型的净第一性生产力从大到小依次为林地、灌丛、耕地、草地、其它植被,它们随时间的变化趋势极为一致。     

河南省小麦干热风发生规律分析

通过对河南省30个站1967～1996年近30年的气象资料统计,得到全省干热风发生日数,并对其进行了EOF分析。结果发现全省干热风日数场主要呈“南少北多”空间分布型,另外还有其它几种空间分布型;随时间推移,全省干热风发生日数呈减少趋势;对时间系数进行功率谱分析,发现具有准6年和准3年周期;通过相关分析,发现第一、第二模态时间系数与全省小麦单产存在显著相关关系。     

农业气候资源多时间尺度分析——以郑州市小麦玉米为例

小波分析的时域局部变化特征可展现气候序列的精细结构,能够揭示不同时间尺度气候序列所隐含的不同变化规律,是进行时域分析的有力工具。论文以郑州市小麦、玉米生育期间的光热水农业气候资源分析为例,用Morlet小波变换法对其进行多时间尺度变化特征及演变规律分析。结果表明:郑州小麦、玉米生育期间的光热水气候要素具有不同的年际及年代际时间尺度周期变化规律和转换特征;小波变换能很好地揭示农业气候资源变化所包含的周期分量;其气候变化特征与全球气候变化趋势相比,有其一致性,也有其局地特殊性。     

河南小麦生产农业气象灾害风险分析及区划

根据农业气象灾害风险分析理论，以河南省小麦生产为例，在辨识对小麦产量影响较大的农业气象灾害风险要素和风险源的基础上，通过构造灾度函数，运用EOF和概率等分析方法，分析了河南省小麦生产中的3种主要农业气象灾害——麦播旱涝、晚霜冻、干热风与青枯雨的发生规律及其对小麦产量的定量影响程度与风险概率。在此基础上，运用多因子综合风险指数模型，对河南省小麦生产农业气象灾害风险进行了综合区划，为农业气象灾害风险探讨了一条新的定量分析及区划技术体系。分析发现，干热风与青枯雨是影响河南省大部分地区小麦高产稳产的主要灾害，其次是晚霜冻危害，第三是麦播时旱涝灾害，但总体上河南省小麦生产的农业气象灾害风险并不算太高，只要采取一定的防御措施，不会在根本上影响小麦的高产稳产。     

集合预报技术在暴雨灾害风险分析中的应用

暴雨是我国夏季多发的一种灾害性天气，每年都造成了不同程度的财产损失和人员伤亡。暴雨预报不仅是气象和水文预报人员所关心的问题，也是广大人民群众和各级领导十分关心的问题。许多重大的政治经济活动事先都必须考虑气象预报的结果，以便做出合理的决策。因此，暴雨等灾害性天气预报不仅仅是一个自然科学问题，也是一个社会科学问题。集合预报技术作为一种新兴的数值天气预报技术，针对数值预报的误差来源，采用合理的扰动原理和扰动方法，构造能沿着模式大气相空间最不稳定的方向快速增长的扰动场与集合预报成员，不仅大大提高了人们对暴雨等灾害性、转折性、突发性、局地性天气过程的认识和预报能力，更进一步将自然科学和社会科学紧密联系，使自然科学更好地解决社会生产生活问题，为各级领导和群众合理安排生产生活活动、抗御暴雨等灾害提供了有力的技术保障。     

基于地理信息系统的河南省雷暴分布

为了研究不同地形条件下河南省雷暴的分布特征,在1971-2000年30年雷暴日数观测资料上,叠加河南省地理信息,进行了分析研究,得知河南省全年有3个雷暴多发区,第一个为豫南桐柏山高发区,第二个为豫西南伏牛山高发区,第三个为豫北太行山高发区;同时分别对该省春季、夏季和秋季的雷暴进行了分析,发现春季雷暴高发区主要位于信阳桐柏山区域,夏季雷暴高发区位于豫北太行山、豫西南伏牛山和豫南桐柏山区域,秋季雷暴高发区主要在豫北太行山区域,其次为豫南桐柏山区域。雷暴的发生具有显著的地域性,山区的雷暴日数多于平原地区,这对山区的防雷建设和人工影响天气作业提出了新的要求。