水稻高温热害气象风险区划和评估

为了保障粮食生产安全、提高水稻高温危害的规避和防御能力以及为农业气象指数保险产品的设计提供依据,利用历史气象资料和水稻生育期资料,通过"轻度、中度、重度"不同程度水稻高温热害发生频次差异性的分析,进行了江苏水稻高温热害风险区划。在此基础上,分别从致灾因子和承灾体的角度出发,定义致灾风险、水稻生育阶段覆盖度和气象成灾风险度,对水稻高温热害的发生规律分区域、分等级、分生育期地进行精细化、定量化的分析和评估。经研究发现,各程度高温热害平均发生概率具有"高风险区高低风险区低"的特征。水稻拔节-孕穗和抽穗-乳熟阶段,各程度高温热害最大成灾风险度出现时间基本呈现"高风险区迟低风险区早"的特征。     

基于AHP-EWM方法的福建省农业气象灾害风险区划

基于灾害风险分析原理,通过分析福建的重大农业气象灾害种类和风险等级指标,构建了影响福建农业的致灾因子危险性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力的风险指标体系;采用AHP-EWM方法赋予各指标权重,利用加权综合法计算综合风险指数,应用GIS技术实现了农业气象灾害风险区划。结果表明:福建省重度以上的农业气象灾害综合风险区主要分布在福建东南部沿海县市,西北部的武夷山市、光泽县、建宁县和泰宁县,东北部的柘荣县、罗源县和福鼎市,西南部的武平县和上杭县;中度风险区主要分布在福建东部和西部两个区域中除重度以上灾害风险县市以外的大部分县市;其余区域属于轻度灾害风险区,主要集中在呈东北—西南走向的中间区域地带。     

长江流域一季稻高温热害分布特征及风险分析

基于长江流域一季稻区75个农业气象观测站观测数据和逐日气象数据,建立典型高温年份一季稻灾损和高温热害表征因子关系,筛选关键致灾因子、构建高温热害致灾等级指标,分析一季稻热害致灾时空分布规律。以多种分布函数对高温致灾因子序列进行拟合,筛选最优分布函数,综合热害强度及其风险概率进行高温热害致灾风险分析。结果表明:一季稻高温热害致灾程度与高温过程的日最高温度关系显著,以38.9℃、39.5℃、40.2℃、41.5℃为轻度、中度、较重、重度致灾热害的阈值。20世纪60至80年代致灾热害发生范围和次数减少,90年代稍有增加,21世纪后明显增大;致灾热害基本以轻度、中度和较重等级为主,80年代发生站次较少,重度致灾热害发生较少、21世纪后明显增加。重庆中部和北部为高温致灾热害发生的高频区。综合致灾强度和风险概率的致灾较高风险区主要集中在重庆和四川盆地东部地区。整体看,一季稻高温致灾热害范围和强度将呈扩大增强的趋势,需采取一定防范管理措施以应对气候变化、保障粮食稳产高产。     

油茶气象灾害普查和风险区划研究——以湖南为例

基于2006—2016年湖南油茶测产数据和同期临近气象站逐日气象观测数据,采用极端天气气候事件影响判识、气象灾害指标独立性检验和相关检验等方法筛选构建湖南油茶主要气象灾害指标;采用气象灾害发生概率与油茶减产率乘积之和构建气象灾害综合指数,基于1961—1990年、1991—2020年湖南500 m×500 m历史气象资料小网格数据和2021—2050年气候变化预估网格数据,分别统计各网格点气象灾害综合指数,绘制不同气候背景下油茶气象灾害综合区划图和油茶气象灾害综合风险区划图。结果表明：影响湖南油茶的主要气象灾害为春梢萌动期低温多雨、盛花期低温阴雨、幼果期低温、果实膨大高峰期干旱、油脂转化和积累高峰期高温、果实成熟期阴雨,综合影响等级除高山区外,大部地区为气象灾害低影响区,对湖南大力发展油茶有利。通过该研究方法得到的结果较现有研究有了新的发现：(1)气象条件对油茶产量的影响需从当年追溯至上年的春梢萌动期;(2)油茶果实膨大高峰期干旱指标有效降水日数较降水总量更重要;(3)油脂转化和积累高峰期的主要气象灾害是高温;(4)在气候变化大背景下,油茶气象灾害高影响等级在减轻,但中、低风险区范围明...     

安徽沿江地区洪涝灾害风险的空间格局演变

实现区域可持续发展,需要准确了解区域洪涝灾害风险演变规律。利用安徽沿江地区1990年和2007年的气象、社会经济等数据,评价了其洪涝灾害风险,绘制了洪涝灾害风险指数图和风险等级图,分析了洪涝灾害风险演变规律。研究表明:1990-2007年间研究区的洪涝灾害风险在时空分布格局上发生了显著变化。低风险区和高风险区的面积减小,而较低风险区、中等风险区和较高风险区的面积在增大;风险整体在增大,区域内部差异减小,但不同地区风险增减不一;风险景观形状指数减小,斑块形状趋于复杂,聚集度和分离度均增大,人为活动影响在逐步增强。该研究可为沿江地区制定规划及灾害风险管理与可持续发展提供参考。     

近50年东北地区春玉米干旱的时空演变特征

利用东北地区70个气象站点1960-2007年间的逐日气象资料,计算了作物水分亏缺指数(CWDI)并划分了干旱等级;利用ArcGIS软件,绘制了东北地区春玉米种植区的干旱等级时空分布图,对各个年代和生育期的玉米干旱灾害时空分布特征和演变趋势进行了分析。结果表明:在春玉米生长季内,玉米的需水量与降水量均呈现先增加后减少的变化趋势7,月下旬达到峰值,在4-6月和9月份水分亏缺指数(CWDI)值较高,易引起玉米发生干旱。     

早稻高温热害强度指数构建及气候危险性评价

为了对旬、年等时间尺度早稻高温热害进行定量化对比分析,以及对江南华南早稻区高温热害气候危险性进行时空细化分析评估,本文基于早稻高温热害行业规范,通过匹配1981—2016年江南华南早稻高温敏感发育期与高温天气过程,形成高温热害过程数据库;在此基础上,考虑不同等级高温热害达标强度、有效天数以及可能影响权重,构建了早稻高温热害强度指数;此外,基于旬高温热害强度分级以及不同强度等级出现概率加权,构建了旬高温热害气候危险性指数并分析了江南华南早稻区6—7月逐旬高温热害气候危险性。1981—2016年江南和华南早稻高温热害强度的变化分析结果表明,6月下旬、7月上旬以及抽穗至灌浆期高温热害强度指数呈现增强趋势,而7月中旬江南大部地区高温热害强度指数呈现减弱的趋势。2003年和2013年两个典型高温热害年份相比,2003年高温热害范围较大,其中7月上旬高温热害范围扩大且强度突增;2013年高温热害范围和强度整体较2003年偏小,但高温热害出现较早,6月中旬湖南东部、江西大部即出现了高温热害,这与当时出现了较大范围的高温天气以及该地区早稻较早进入了抽穗期是共同关联的。江南华南早稻区6—7月逐旬高温热害的气候危险性分析结果表明,7月上中旬为江南、华南早稻高温热害危险性最高的两旬,并且江南早稻高温热害的气候危险性整体大于华南地区;7月上旬湖南中部的部分地区、江西中部和东北部、浙江中部和福建中部等地为高温热害高危险区;7月中旬江西中部高危险性区域明显收缩,但浙江中部高危险性区域扩大。本文所研建的高温热害强度指数可以为任意时段或旬、月和过程等特定时段高温热害评估提供定量化评价技术方法,江南华南逐旬高温热害气候危险性评估可为细化的早稻高温热害防御和风险规避提供理论依据。     

基于卫星遥感与气象站点数据的水稻高温热害监测和评估模型的改进

水稻是我国的三大粮食作物之一,对我国的粮食安全至关重要。随着近年来气候变暖愈演愈烈,水稻高温热害的发生也更加频繁,水稻高温热害已成为重大农业气象灾害。加强高温热害监测和预警技术研究已迫在眉睫。为此基于卫星遥感与气象站点数据建立了水稻高温热害监测和评估模型,模型可在全研究区域范围内,选择水稻生长季内的任意时段,对这时段内正处于抽穗开花期水稻的高温受害情况进行监测和评估。随着研究的深入,对上述模型进行如下的完善:(1)加入新的数据源提高气温反演的精度;(2)在监测和评估结果图像中增加水稻高温热害不同等级发生次数统计结果。     

1951-2006年西北太平洋热带气旋活动时空特征

西北太平洋是全球热带气旋(TC)发生次数最多、强度最大的区域之一,其TC研究受到该区域学者的广泛关注。基于日本气象厅(JMA)东京台风中心西北太平洋TC最佳路径数据资料,分析了该区域1951-2006年的TC频数和强度时空分布特征。首先,统计和分析了56年间(1951-2006年)TC的年际和年内变化,并通过建立1°×1°网格计算了落在每个网格内的TC次数,分析了多年TC的空间分布格局;其次,根据国际气象组织按照风速划分TC等级的标准,统计和分析了56年间不同强度TC的年际和年内特征,通过风速强度指数计算,获取了1°×1°网格单元区域内遭受TC影响的强度等级。结果显示,区域频数和强度时空分布规律较好地反映了该区域的TC影响特征,进而为区域台风灾害预报以及台风灾害风险评估提供了支持。     

西安高温热害人口暴露量及其受灾指数预估研究

基于2005-2019年西安市下属气象站气象要素日值数据集中的气温数据,以中国气象局颁布的高温强度等级划分标准,计算了西安市2005-2019年高温频次和高温有效积温。采用辐射传输方程法对Landsat8OLI＿TIRS系列遥感影像进行温度反演,分析了西安市高温热害空间分布特征。利用统计年鉴数据,计算了2010-2019年西安市高温热害人口暴露总量及人口受灾指数。以高温有效积温为致灾危险性指标,人口受灾指数为暴露性指标构建高温热害人口暴露脆弱性曲线。结果表明：2005-2019年西安市共有360个高温日,年均24天,集中分布于6-8月;高温有效积温呈多年波动变化。研究区内地表温度区域分异显著：总体呈北高南低的特征。2010-2019年,西安市高温热害暴露人口总量逐年下降,由545.94万人下降至467.96万人,年平均下降率为1.798%。高温热害暴露人口脆弱性曲线显示：人口热害受灾指数随高温有效积温升高呈线性下降趋势。根据预测结果,西安市高温热害暴露人口到2050年将减少至124.09万人,高温热害人口受灾指数降至0.08。     

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。     

中国南方塑料大棚气象灾害风险区划

利用中国南方地区15个省市自治区160个气象观测站台1990-2009年的气象资料,综合考虑气温、光照、风速、降水等主要致灾因子,并根据这些数据建立了基于实数编码的加速遗传算法的南方塑料大棚气象灾害的投影寻踪等级评价模型,计算出南方塑料大棚的气象灾害月份和季节的风险等级,并按季节进行了风险区划。结果表明:春季四川盆地地区气温回升较快,有利于设施作物生长,风险最低,重庆、贵州等地由于由于太阳总辐射低,设施作物易受到寡照灾害,风险等级最高;夏季沿海地区暴雨、台风等自然灾害频发,对设施结构有较大影响,有较高的风险;秋季高灾害风险等级分布较少,以低风险为主;冬季以北纬25°为分界线,北部地区气温低、热量条件缺乏,不适宜塑料大棚发展,南部地区则相反,风险低。我国南方秋季西部地区、冬季南部地区及春夏两季的四川盆地地区的气象灾害风险最小,适合塑料大棚的发展,研究结果为我国南方塑料大棚发展的合理布局和气象灾害防御提供参考。     

小麦干热风灾害综合强度指数研究

干热风是我国北方麦区小麦生育后期经常出现的一种农业气象灾害,现有指标一般将干热风年型划分为无、轻、重3个等级,相同等级的年型之间难以进行相互比较;以往的研究通常只考虑高温低湿型,或将高温低湿和雨后青枯两种类型干热风分开分析,难以全面评价干热风的特点及其影响。本研究利用北方小麦主产区13省(区、市)178个站点1981—2015年小麦生育期内的逐日最高气温、14时相对湿度、14时风速、降水等资料,对干热风指数DHW进行了参数和类型修订,进而构建了涵盖高温低湿和雨后青枯两种干热风类型的干热风综合强度指数(CID);基于小麦因干热风造成的千粒重降低标准,提出了干热风当量日数(EDs)的概念,通过分析EDs与CID的关系,确定了北方小麦主产区各区域基于CID的干热风年型划分等级。干热风综合强度指数(CID)与干热风气象行业标准(QX/T82-2007)年型等级评价结果一致的比例,除新疆重区为84.4%外,其余各区域在90.9%至98.2%之间,表明CID具有较好的普遍适用性。基于CID对代表站点和典型干热风年的干热风时空特征分析表明:华北黄淮小麦主产区干热风强度呈减弱趋势,重区和次重区的变化趋势总体一致;而无论发生区域和发生强度,2001年均为1981—2015年中干热风最重的年份。干热风综合强度指数(CID)的建立实现了干热风强度的指数化综合评价,使具有相同年型等级的站点或年份之间干热风强度的时空对比分析成为可能,可作为现有干热风指标的拓展和补充,用于干热风灾害监测评估研究和服务。     

长江中下游一季稻高温热害危险性特征及其对气候变化的响应

利用长江中下游地区1961-2011年气象数据和1981-2011年一季稻生育期资料,采用线性回归方法分析了一季稻高温热害危险性的时空分布及其对气候变化的响应。结果表明:(1)1961-1993年7,8月份平均气温显著下降(P0.05),近50年来5,9,10月的平均气温极显著增高(P0.01);(2)湖北省东部、安徽省西南部是一季稻高温热害危险性的高值区,江苏省、浙江省和湖北省西北部是其低值区。20世纪60年代和21世纪初热害发生最为频繁,危险性相应最大;(3)一季稻高温热害危险性与7-8月最高气温和平均气温存在极显著的正相关关系(P0.01),危险性随着最高气温和平均气温的升高呈现出先慢后快的增大,分别以31℃和26.5℃为临界变化温度。因此,不同区域应根据各自危险性特征安排适宜的播种期,并选用合适的品种类型。     

基于监测数据挖掘的高铁气象灾害风险评估方法研究

气象灾害风险评估对高铁气象灾害防御具有重要的指导作用。在分析了影响高铁运行的主要气象要素的基础上,研究了高铁气象灾害风险评估指标体系,包含致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体暴露性、脆弱性和防灾减灾能力等,探讨了高铁多灾种和单一灾种的气象灾害风险评估方法。以大风灾害风险评估为例,建立了大风灾害风险评估指标体系,基于熵权法研究了大风危险性,在此基础上,采用加权综合评价法对大风风险进行了分析。结合具体线路风监测数据,研究了相应线路大风风险,并进行了风险区划。与基于气象部门数据开展的铁路气象灾害风险评估相比,基于铁路气象要素监测数据的气象灾害风险评估对气象要素的时空特性反映更加细致,更能代表铁路沿线气象灾害特征,研究可为高铁气象灾害防治提供参考。     

福建省茶叶气象灾害致灾危险性区划与评估

为了摸清福建复杂地形下茶叶单灾种及多灾种综合致灾风险,利用福建省1972—2014年气象数据和农业统计资料,构建致灾因子危险性区划指标体系,基于AHP-EWM方法和加权综合法量化计算各指标权重和灾害风险指数,开展茶叶单灾种及多灾种综合致灾危险性区划,评估福建省茶叶气象灾害致灾危险性。结果表明:福建茶树萌芽至展叶期寒冻害的致灾危险性最大,其次是越冬期冻害和采摘期连阴雨,而夏季高温和夏秋旱对茶树致灾的影响相对较小。福建大部茶区的气象灾害综合致灾危险性呈轻度至中度,轻度危险区主要分布在福建沿海地区及南部内陆县市的部分地带;中度危险区主要分布在除沿海地区和鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭的高海拔地域以外的地域;重度以上危险区主要分布在鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭山区的高海拔区域,其中1 000 m以上高海拔地区有严重气象灾害危险性。建议在轻度至中度气象灾害危险区增加茶叶种植面积,重度灾害危险区必须通过优化茶叶种植结构,种植耐寒的中小叶种及晚生的春茶品种,以避开气象灾害威胁,同时加强茶叶气象灾害的监测预警和防御,通过"避"和"防"的措施减轻茶叶气象灾害风险;而对于高海拔地区(1 000 m以上)有严重气象灾害的危险性区域,种植风险高,不适宜种植茶叶。     

黄淮海地区夏玉米花期阴雨灾害风险区划

黄淮海地区为我国夏玉米主产区。夏玉米花期若遇连阴雨灾害将导致玉米减产,造成严重的经济损失。选取黄淮海地区(包括北京、天津、河北、河南、安徽、山东)1971-2011年7-8月的日降水量、日照时数等气象资料,及土地利用类型等数据,采用层次分析法和加权综合评价法,结合GIS空间技术,对黄淮海地区夏玉米花期阴雨灾害进行了风险区划。结果表明:黄淮海地区夏玉米花期阴雨高危险性地区主要分布在黄淮海地区东南部,占总面积的9.7%;高暴露性区域集中分布在山东省、河北省中南部及河南省东部,占总面积的32.5%;高易损性地区主要分布在黄淮海地区南部,占总面积的5.1%;整体综合风险指数较高,中、高风险区主要分布在黄淮海地区北部、东部及南部,占总面积的57.3%。对区划结果进行了验证,结果表明:实际夏玉米花期阴雨灾害发生情况与分析结果吻合良好。     

湖北省强对流天气灾害的特征分析

本文根据史载气象灾害的记录(古代公元前186～1839年,近代1840～1949年)和现代气象灾害的详细记录(1950～2000年)的资料分析,概述了湖北省强对流天气灾害的时空分布特征;分析了造成湖北省强对流灾害的天气尺度系统、中小尺度系统的特征等.     

陕西苹果果区冰雹灾害分布特征及风险区划

选取陕西省1961-2010年气象观测站冰雹观测数据,分析38个苹果基地县冰雹的时空分布特征,结合基础地理信息数据、社会经济统计数据和历史灾情等方面资料,基于自然灾害风险形成原理,从致灾因子危险性、承灾体易损性以及防灾减灾能力3个方面,构建陕西苹果冰雹灾害风险评估模型,利用GIS技术完成陕西苹果果区冰雹灾害风险区划。结果表明:1陕西苹果果区冰雹北多南少,高原和高山多于平川、盆地;延安、渭北西部果区多于渭北东部、关中西部果区;1970-1980年代是冰雹高发期且波动较大,1990年以后有所减少;降雹随季节变化明显,夏季冰雹日数最多,春秋次之;冰雹日变化呈单峰型,14∶00-19∶00是陕西苹果果区降雹的高峰时段,出现频次为78.7%。2陕西苹果果区冰雹灾害重度风险区主要分布在延安中西部,该区年平均雹日约2 d;中度风险区主要包括韩城、合阳、澄城、蒲城、富平北部、耀州区、淳化、彬县、长武大部及其北部所有非重度风险区,该区年平均雹日1~2 d;轻度风险区主要分布在关中西北部及东部部分地区,该区年平均雹日不足1 d。     

黑龙江省雷暴灾害损失风险评估与区划

利用黑龙江省2001-2005年78个气象站的雷暴资料,采用加权综合评价法和AHP决策分析法首次对黑龙江省雷暴灾害损失风险进行了评估,并与GIS技术耦合进行了雷暴灾害损失风险区划。结果表明:雷暴灾害高损失风险区分布在哈尔滨、绥化及双鸭山的市区,危险性和暴露性因子为主导因子;中等损失风险区集中在哈尔滨以及绥化所辖的大部分县市,还有牡丹江、鸡西、大兴安岭地区的部分县市,以及齐齐哈尔市、黑河市和讷河县等地;轻、低损失风险区分布在齐齐哈尔、黑河的大部分县市及东部平原地区。