1961—2007年黄土高原极端降水事件的时空变化分析

极端降水事件会引起严重的灾害事件,其变化趋势需要进行详尽的评估。基于50个站点1961—2007年日降水数据,定义极端降水事件及衡量指标后,使用M ann-Kendall法评估了黄土高原极端降水事件的空间分布和时间变化特征。结果表明,极端降水事件的空间分布具有东南—西北方向的梯度变化特征,降水量、强度和年最大日降水量均从东南向西北递减,而严重干旱事件从东南向西北递增。多数站点极端降水事件的各指标都具有单一趋势,但各指标具显著性趋势的站点数差异很大。约40%的站点极端降水频率具有显著降低趋势;约30%的站点极端降水量的减少趋势和严重干旱频率的增加趋势具有显著性;约10%的站点极端降水强度的上升趋势和年最大日降水量的下降趋势显著。     

从降水-土壤水分-作物系统探讨黄淮海平原旱作农业和节水农业并举的前景

小麦全生育期产量随蒸散量而增加,>500mm后产量下降,经研究与实践证明,一般年份该地区水浇地小麦产量比旱地增产,黄河以北尤为突出,但旱作农业基于土壤可贮存的 1/3的雨季降水,而有一定潜力。因此,用系统的观点一方面充分利用该地区的自然降水,发挥土壤水库的贮水作用以发展旱作农业;另一方面充分利用现有水浇地节水灌溉,并通过各种有效措施,提高水分利用率。     

CLIGEN生成干旱半干旱地区降水相关参数的验证

选用黄河上中游地区无定河流域为中心的15个气象站1959~1999年的降水日值资料,对随机天气发生器CLIGEN在干旱半干旱地区再现降水的能力进行了验证。结果表明:CLIGEN模型较好地模拟了该区域的降水发生概率;很好地再现了年、月、日降水总量平均值,平均相对偏差分别为2.4%、2.4%和2.1%;CLIGEN再现了96.4%的日降水变率、95.9%的月降水变率和84.1%的年降水变率。对年降水变率估计稍差,表明CLIGEN在模拟降水变率方面还有改进的必要。从降水极值看,年降水最大值的平均相对偏差为11.1%,偏差最大的是干旱区的临河站（39.1%）;年降水最小值的平均相对偏差为20.5%,偏差最大的是临河站（-30.7%）;月最大降水量除两站稍低外,其它站平均偏高20.2%;日降水最大值除临河站偏低3.4%外,其余各站平均偏高43.2%。总体上讲,CLIGEN在干旱地区的模拟能力比在半干旱区稍差。鉴于CLI-GEN模拟的极大值绝大部分都偏高,因此利用CLIGEN模型生成的降水资料运行径流和土壤侵蚀模型有高估径流量和土壤侵蚀量的可能,需要进一步利用自计雨量计的资料对CLIGEN生成次降水的参数进行验证,以确保径流和土壤侵蚀预测的精度。     

河南神农山过去162年树轮季节降水重建

采用河南神农山白皮松轮宽序列,重建了该地区1850—2011 年上年9 月至当年6 月降 水量序列,重建方程方差解释量为42.4%。重建序列显示,在过去162 年中,神农山地区经历了 4 次持续时间超过5 年的严重干旱时段：1860—1879,1888—1913,1917—1945,1992—1998, 以及三次较为湿润的时段：1882—1893,1946—1991,1999—2006。发现研究区在1945 年之前 干旱频发,且持续时间较长。在1945 年之后,持续性干旱事件较少发生,降水量有上升趋势。 神农山降水重建序列与由历史文献记录划分的洛阳和郑州二地旱涝指数及亚洲– 太平洋涛动指 数（APO）相关显著。序列中的干旱事件发生时间与陕西、甘肃、宁夏等地的干旱出现较为一致。 空间相关分析结果显示,重建序列和观测序列分别与CRU TS3.10.01 降水序列相关显著且表现出 相似的空间相关模式,表明神农山降水重建序列较为可靠,在一定程度上能代表更大空间范围 的降水变化。功率谱分析表明,降水重建序列存在2.69 年,2.47 年,2.06 年的准周期,暗示研 究区降水变化可能受到与海陆耦合相关的准两年波动和ENSO 的影响。     

黄土高原冬小麦田土壤水分与小麦产量对降水和气温变化响应的模拟研究

明确黄土高原地区降水和气温变化对冬小麦田土壤水分和产量的影响,对探索适应气候变化的冬小麦田间管理措施具有重要的现实意义。论文在验证EPIC模型对冬小麦田土壤水分模拟精度的基础上,以历史气象数据为基础,设置TR1、TR2和TR3三个气候情景,采用作物模型模拟的方法,研究黄土高原冬小麦田土壤水分和冬小麦产量对降水和气温变化的响应。结果显示：1）1961—2010年黄土高原降水呈降低趋势,其年际间变化幅度和频率均有所增加。与1961—1970年相比,洛川、长武、运城和延安的年均降水量在2001—2010年间分别降低了18.1%、13.6%、18.8%和24.9%,其变差系数分别增加了0.029、0.087、0.02和0.057。1961—2010年黄土高原气温呈波动性增加趋势,其中日最低气温增加幅度大于日最高气温增加幅度。与1961—1970年相比,日最高气温在2001—2010年间增加了0.30~0.84 ℃,而日最低气温增加了1.00~1.55 ℃。2）EPIC模型能够较好地模拟黄土高原冬小麦田土壤水分动态变化规律,0~2.0 m土层土壤湿度观测值与模拟值间的相对均方根误差RRMSE值为6.0%~14.0%,R²和模型效率ME值分别为0.824和0.815。3）黄土高原地区降水的减少和最高气温的增加均不利于冬小麦生产,而最低气温的提高对冬小麦生产较为有利。洛川、长武、运城和延安冬小麦产量因年降水量的降低而分别减产了8.5%、7.6%、11.7%和12.3%;因日最高气温的升高分别减产了6.4%、6.8%、7.2%和-3.0%;因日最低气温的提高而分别增加了8.8%、10.2%、1.5%和12.0%。因此,为适应降水减少和日最低气温升高的趋势,黄土高原冬小麦生产区应适当调整冬小麦播期,研究并推广保水节水技术措施,充分利用气候变化对冬小麦生产的有利因素,克服不利因素,确保冬小麦的可持续生产。     

黄土高原降水的季节性指标及其与作物水分亏缺的关系

黄土高原位于我国东部季风区与西部非季风区之过渡地区,属弱季风区,降水相对较集中。为分析本区降水的时空分布,文中采用矢量合成方法计算了黄土高原296个站的降水季节性指标值及降水季节,前者变化于0.44—0.64 之间,后者集中于7月中、下旬至8月上旬,自东南向西北推迟。降水的季节性指标与降水季节直接影响到作物水分的亏缺量,全区小麦严重缺水100—200mm 不等,玉米缺水30—50mm,而谷子生育期中水分需求基本可以得到满足。最后,讨论了本区降水与土壤水分含量的关系,指出本区水分不足,认为有的作者提出的该区尚有80％的水分潜力没有得到发挥的见解是错误的。     

河南省大型面制食品企业调研报告

河南省是粮食生产大省,全省小麦常年种植面积稳定在7990万亩左右,在全国粮食生产和保障国家粮食战略安全领域做出了突出贡献。同时,河南省又是粮食加工大省和加工强省。统计数据显示,2012年全国规模以上面粉加工企业面粉产量1.233亿吨,其中,河南全省面粉产量为4584.1万吨,占全国面粉产量的37.2%,产量居全国之首,小麦加工产业的发展在河南全省经济发展中占据着十分重要的地位。但是,近年来受生产成本不断提高的影响,小麦产业经济效益偏低,加之小麦生产、销售、加工及食品生产部门的相互脱节,小麦产业化发展滞后,小麦产品生产与需求存在“倒置”现象,即：第一,制粉行业与小麦生产的倒置,小麦生产依据品种和产量进行,忽视了小麦加工品质的重要性;第二,制粉行业与面制食品工业的倒置,小麦制粉企业不是以面制食品加工企业所需求的品质指标为生产标准,而是以小麦原料及已经不太适应市场发展需求的面粉国家标准为依据。上述存在的两种“倒置”现象使得小麦产业的发展不能很好地实现产、供、销、用等各个环节的有效衔接,既是优质小麦也未必能优价,农民生产积极性难以调动起来,小麦制粉企业很难找到优质原粮,面制食品企业找到适宜于面制食品产品生产的原料面粉更是困难,严重影响了河南全省小麦产业化的快速发展。     

河北廊坊降水对PM2.5质量浓度的湿清除作用

采用2013～2017年廊坊市区逐时PM2.5质量浓度监测数据及对应气象资料,分析降水对PM2.5质量浓度的影响。研究表明,有降水时的PM2.5质量浓度,年均值比无降水时偏低21.7%～47.1%,月均值在2月、4～11月低于无降水,一日内逐时次值均低于无降水;降水对PM2.5质量浓度的湿清除受降水前其浓度大小与降水量的共同影响,降水前PM2.5质量浓度45μg/m3时,正清除量明显增加到21μg/m3以上,春、夏、秋、冬四季降水前PM2.5质量浓度(μg/m3)分别为31.8、≥30.0、≥40.0、≥156.8时,正清除概率大于71%,降水量超过5 mm以后,正清除占比达负清除的3倍以上;降水强度对PM2.5质量浓度的清除作用在冬季表现不明显,而春季、夏季、秋季当降水强度(mm/h)分别0.7、1.9和0.6时正清除概率达76.9%、94.1%和87.5%。     

中国需要全面的水资源战略和有效的水治理机制

2008年冬天,北方旱灾影响了7个小麦主产区的一亿多亩小麦,导致今年小麦大量减产。2月江苏盐城因一家化工厂偷排污水导致水体污染,数十万居民的生活用水受到影响。在近年日益频繁出现的干旱、水污染事件中,最近的这两起事件再一次提醒我们,在中国这样一个人均水资源不足、时空分布严重不均的国家,水资源短缺的问题将长期影响和制约我国社会经济发展。     

1960—2017年黄土高原极端降水的时空演化及其对环流变化的响应

基于1960—2017年黄土高原47个气象站逐日降水量数据,对黄土高原极端降水量、极端降水日数和极端降水强度的时空演化特征进行了分析。结果显示：（1）黄土高原极端降水时空分布存在明显异质性。极端降水事件在全年发生频率不高（13.2%—46.1%）,但对年降水量贡献突出（50.4%—91.4%）。（2）1960—2017年黄土高原极端降水量和降水日数出现下降,但极端降水强度上升。在黄土高原干旱化的同时,极端降水在全年降水中的占比有升高趋势。作为黄土高原土壤侵蚀的主要驱动力,愈发增强的极端降水将会给该地区水土保持和地质灾害防治工作带来严峻挑战。（3）极端降水特征EOF分解第一模态反映了黄土高原极端降水的一致性变化,其空间分布特征可能受到了当地水汽条件及大气层结稳定度等大气动力效应的影响。第二模态反映了黄土高原极端降水的差异性变化,极端降水量和极端降水日数均大致以临夏—太原一线呈反相位变化,这种分布模式可能和地形因素密切相关。（4）黄土高原极端降水特征的年际变化受厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）活动的显著影响,厄尔尼诺年极端降水量偏低、日数偏少,拉尼娜年反之。