安徽省冬小麦渍涝灾害损失评估模型研究

将安徽省冬小麦种植区划分为淮北、沿淮、江淮3个区域,采用根据大面积多种农作物平均单产求算小面积作物趋势产量的方法,计算了各区域冬小麦的减产率。分析了各区渍涝对冬小麦产量影响的最大时段,确定了主要危害因子和指标,探讨用主要因子法和Q值法构造减产率和危害因子间的相关函数,建立了安徽省各区域冬小麦渍涝灾害损失模型和综合评估模型。     

中国小麦生产的区域比较气候风险研究

以减产率〉5．0％界定灾年，分析了中国各省（市、自治区）小麦灾年发生的风险概率、平均减产率和变异系数，及其与全国平均水平相比的区域比较风险度、减产度和变异度。基于以上3个区域灾年减产率的比较指标，得到了区域比较气候风险指标；利用区域比较气候风险对中国小麦生产进行了分区论述，同时得出了小麦总产量损失与播种面积呈显著正相关，与小麦单产只有一般中度相关，而与比较气候风险基本不相关的关系，并指出了区域比较气候风险指标与防灾减灾工作的关系。     

农业气象灾害风险评估体系及模型研究

从灾害风险分析的角度构建了一个由我国北方冬小麦干旱、江淮冬小麦渍涝、东北作物夏季低温冷害以及华南荔枝和香蕉冬季寒害组合的灾害风险评估体系.该体系由风险辨识、风险估算和风险评价组成.风险辨识分别阐明了上述各灾种的孕灾环境、致灾因子和承灾体的灾情特征.在风险评估方面,基于灾害性质、灾损和抗灾性能的含义,提出了相应的风险概念模型,根据多年产量资料和气象资料,提出了应用性强、可操作的各种灾害的灾害强度风险概率模拟模式和灾损风险概率模拟模式、抗灾性能模式,并采用逐年产量和气象资料的样本序列,由上述模拟模式估算了各种灾害强度和不同灾损发生的风险概率及风险指数,阐述了风险水平的地区差异.在风险评价方面,根据对各种灾损的风险指标进行综合,分别提出了风险区划指标,并进行了风险区域划分.     

黄淮海地区干热风灾害致灾因子时空特征分析

黄淮海地区是我国冬小麦主产区,也是干热风灾害危害最重、影响最广的地区,本研究利用黄淮海冬麦主产区81个站点1961-2017年的逐日气象数据和冬小麦生育期资料,分析了该地区小麦成熟期和干热风致灾因子的时空变化特征。在81个测站中,有23个成熟期提前趋势显著或极显著,但大部地区成熟期变化趋势不显著,有63%的站点未通过显著性检验。对干热风致灾因子达标日数和相似系数的分析表明,达到干热风灾害阈值的概率依次为14:00风速>14:00相对湿度>日最高气温,最高气温是形成干热风的主要限制因素,轻干热风的发生最高气温和相对湿度起主要作用,重干热风则是高温胁迫起决定作用,低湿条件使胁迫加重,风速只起辅助作用。揭示了该地区干热风危害总体减轻的气象条件基础,即干热风3要素表现为最高气温略降、14:00相对湿度略增、14:00风速明显减小的特征,3要素均向有利于减轻干热风发生的方向变化,对于冬小麦籽粒灌浆和产量形成是有利的。但灌浆成熟期内最低气温的显著升高,意味着气温日较差减小、小麦夜间呼吸消耗增大,对其干物质积累和产量形成带来潜在不利影响。     

冬小麦旱灾风险评价的指标体系构建及应用——基于2009年北方春旱野外实地考察的认识

2009年2月初,我国北方冬麦区遭受了数十年未遇的严重干旱。基于野外实地考察,判断本次干旱对冬小麦造成的实际影响比气象统计与遥感监测结果要轻,同时因纬度、地貌类型、微地貌和田间管理水平的不同而呈现出明显的区域差异。在此基础上,提出应在已有的旱灾致灾指标（气象干旱）基础上,综合考虑地带性、地貌、水库等孕灾环境指标和田间管理水平等灾害适应指标来构建冬小麦旱灾风险的综合评价指标体系。并以北方冬麦区为例,选取SPI、地貌类型、DEM和水库缓冲区等指标得到的旱灾综合风险等级与实际旱情存在较高的吻合性。研究可为高风险区的冬小麦旱灾风险防范提供理论依据和案例支撑。     

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。     

ENSO现象和陕西省冬小麦丰歉关系的初步研究

本文对影响全球大气环流的ENSO现象和陕西降水变化的关系,以及对陕西冬小麦丰歉的影响等作了初步研究。工作表明: ENSO现象及其引起的印度季风雨的变化和陕西的天气气候有密切的关系;而利用这些关系,可对陕西冬小麦丰歉年景作出长期预报;再根据500bpa环流特征量,用模糊综合指数法得出冬小麦产量预报的判据A和B。     

气候变化对粮食生产风险的影响研究进展

气候变化对粮食生产风险的影响研究是传统粮食生产灾害风险研究在气候变化框架的延伸,亦是气候变化粮食生产影响研究向风险领域的拓展,系典型的领域交叉问题,对防范未来气候变化引发的粮食安全风险、构建全球粮食系统韧性具有重要意义。本文综述了气候变化影响区域单产风险以及多区域同步歉收风险的研究进展,从气候平均值、波动和极端值变化以及大尺度环异常的角度总结了其中的影响机制,评述了当前研究方法的进展与不足。在此基础上,提出了今后应着重加强研究的问题：（1）进一步明晰气候变化改变单产风险的机理,改善作物模型对单产年际变率和极端低产的模拟能力,特别是对单一和复合极端天气气候事件造成减产的捕捉能力。（2）推动时空相依风险的建模与随机模拟能力,改进对气候变化下多作物-多区域同步歉收风险变化的认识。（3）加强对气候变化下全球粮食生产风险变化的系统性认识,揭示全球和区域、历史时期和未来不同气候变化情景下的规律与格局,在以“止损”为核心的气候变化适应对策基础上,加快研究以“调峰”为核心的气候变化粮食生产风险防范对策。     

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。     

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。     

基于核密度估计的清代中国自然灾害时空分布特征

基于《清史·灾赈志》中的历史灾害信息,提取清代（1644-1911年）自然灾害共24 537县次,重建逐年灾害频次序列,以核密度估计法对5类主要灾害（水灾、旱灾、蝗灾、疫灾、冷害）的空间分布特征进行分析。结果表明:清代自然灾害频次序列没有明显的趋势性特征,而体现为阶段性波动,基于灾害频次30年滑动平均值可提取出4个峰值时段（1644-1673、1721-1750、1812-1841和1872-1901年）;相比于现代,清代灾害类型更加集中在农业灾害,最为多发的是水灾和旱灾,合计占总数的近80%,其次是蝗灾、疫灾和冷害;灾害最为多发的高风险区分布在黄淮海平原和长江三角洲,前者集中了水灾、旱灾、蝗灾的极端多发区,后者除了水旱多发,还是疫灾和冷害的极端多发区; 4个峰值时段的灾种类型组合和灾害多发区均有明显差异,时空变化受到致灾因子、暴露度和脆弱性因素的共同作用。上述工作有助于更好地认识历史灾害发生规律,对于当前及未来的防灾减灾工作具有重要参考价值。     

基于种植结构调整的农业生产适应性分析——以内蒙古乌兰察布市为例

提高农业旱灾适应性,有利于降低农业旱灾风险,使农业生产在与旱灾风险共存中求得可持续发展,而种植结构调整是主要的农业生产适应措施之一。以内蒙古乌兰察布市为案例区,基于统计年鉴数据,分析了该市近50 a以来的种植结构调整情况;并结合区域降水年内及年际变化特征,对基于政府政策驱动下的种植结构调整进行了分析。基于粮食产量波动与降水波动的关系,评价了农业生产的气候适应度。结果显示,种植结构调整作为旱灾适应性的有效调整措施,保证了该区农作物单产在降水波动增大的条件下仍呈现逐年增长的趋势,1995年以来区域农业旱灾适应性明显增强,更适于气候暖干化条件。     

基于多指标综合降水指数的安徽省暴雨灾害的时空演变

基于安徽省77个气象站点1973—2017年件暴雨事件的雨量、频次、强度、贡献率、持续性等特征,通过与实际灾情比对构建了的多指标综合降水指数,以此探求了研究区暴雨灾害的时空演变。主要结果表明：鉴于大暴雨累积量、暴雨最长持续日数、最大过程降水量与实际雨涝灾情统计数据的线性关联最好,由其构建了适用于研究区风险评估的暴雨灾害指数(RDI);基于RDI空间分布的年代际变化,安徽省暴雨灾害的高风险区域主要分布在江淮之间的大别山地区、长江以南的皖南地区、沿淮地区的西部;安徽省暴雨灾害呈现出一定的增强趋势,特别是呈现显著增加趋势的站点主要集中在沿淮地区;暴雨灾害等级与环流指数呈现出显著的时滞相关性,特别是前冬期西半球暖池指数的数值偏高表征着来年汛期安徽省高危害的暴雨灾害。     

脆弱带坝上后山地区沙漠化因子波动的空间类型与耦合

利用经验正交函数（EOF）法,确定了生态脆弱带内蒙乌盟后山河北坝上地区年降水、气候产量、牲畜增减变化、气候风蚀力和年大风日数等5类沙漠化因子波动的空间类型。各因子典型场在空间格局、变化方向上极为相似,只是年大风日数相对特别一些,通过分型归纳,将波动的空间类型化为3型6类。A型为全区域变化同步,B型代表河北坝上与内蒙变化反向,C型反映中部的内蒙农牧交错带同北部的乌盟、锡盟草原以及东南部的河北坝上变化反向。围绕与沙漠化的关系,可将各因子1960－1980年逐年的空间耦合类型分为协调型、脆弱型和中间型3种。依据波动的空间类型,可建立地区粮食、牲畜在极端灾害年区域间的协调救助模式。     

龙卷风参数趋势性和相关性特征分析

龙卷风参数的时空特性分析,对于了解龙卷风特征、致灾特性及龙卷风风灾评估等具有重要意义。本文结合Cox-Stuart和Mann-Kendall方法,对美国和中国龙卷风的年发生频次、年平均强度和年平均尺寸进行了趋势性检验。通过Pearson系数从整体上研究了不同地域龙卷风年频次的空间相关性特征,以及空间相关性与地理距离之间的关系;进一步采用Moran's I指数度量了不同地域上龙卷风年频次的空间自相关性随时间变化的规律,分析了龙卷风发生的空间集聚性特征。结果表明:(1)美国龙卷风特征参数均表现出了逐年显著变化的趋势,中国龙卷风年频次具有减少趋势,而其他参数没有显著变化的趋势;(2)空间相关系数受到地形的影响,而不完全与空间距离成反比;(3)美国以州为单位分割下的龙卷风年频次的空间自相关关系逐年增强,龙卷风表现出逐年集聚的现象;不同空间距离下的中国龙卷风年频次的空间自相关关系逐年减弱,猜测中国龙卷风的发生在空间上越来越分散。     

分离趋势产量和气候产量的方法探讨

在长时间序列的作物产量与气候因子关系的统计研究中,一般把作物的产量分解为趋势产量、气候产量和随机误差3部分。趋势产量是反映历史时期生产力发展水平的长周期产量分量,也被称为技术产量,气候产量是受气候要素为主的短周期变化因子(农业气象灾害为主)影响的波动产量分量。因为不同趋势产量模拟方法分离的气候产量的结果可能不同,甚至截然相反,所以分离趋势产量以得到准确的气候产量就显得尤其重要,这关系到影响作物产量的气候因子(主要是农业气象灾害)分析的准确性。试图以气候变化对棉花产量影响为例,说明如何选择合适的趋势产量求算方法,进而分离得到气候产量。提出了方法选择的3个依据条件:趋势产量模拟曲线应该符合社会技术各发展阶段的实际;全国或整个研究区的趋势产量变化特征因子应该基本一致(即社会和技术水平发展过程差异不大),气候条件相似区域其气候产量应该具有很强的相关性;分析得到的影响研究对象(作物)生长的关键气候因子或者农业气象灾害因子,应该符合所研究对象的生育特性及其对气候因子或农业气象灾害因子的响应规律。     

2011-2015年我国自然灾害救助应急响应的时空分布特征

统计了2011-2015年民政部、国家减灾委启动的国家级自然灾害救灾应急响应时间、响应级别、受灾省份、响应灾种等信息,分析其时空分布特征。结果表明:12011-2015年国家共启动救灾应急响应169次,年均33.8次,总体呈逐年下降趋势(除2012年),其中针对特大自然灾害启动的一级、二级救灾应急响应启动所占比例极小;2洪涝、旱灾、台风、地震灾害为多发灾害,气象灾害多发月份为6-9月;3自然灾害救灾应急响应的响应频数和相应级别均呈现出"南多北少"的地域分布特点;洪涝灾害集中于长江流域,台风灾害集中于东南,地震、泥石流等地质灾害多发于西部;4与2005-2010年相比,2011-2015年救灾应急响应年启动次数减少,其中针对特大灾害的一、二级高级别响应所占比例明显下降;区域分布特征相似。南方多次启动旱灾应急响应,西南启动低温冷冻响应,这是新的灾害响应分布变化;而2011年的灾种构成特点是旱灾多、冰冻灾害多,2012年的组合特点是洪涝灾害多、台风灾害多,可能与厄尔尼诺年向拉尼娜年转变有关。     

CO2倍增对黄淮海气候生产力影响的数值模拟

将CO2倍增后GCMs的输出结果输入到ARID CROP模型,模拟了CO2倍增后黄淮海地区冬小麦及夏玉米的气候生产力变化情况。结果表明：CO2浓度倍增后,黄淮地区冬小麦气候生产力南部升高。北部降低,总体平均下降8．7％左右;夏玉米气候生产力与目前状况相比则普遍表现为降低,平均比目前下降30％－45％。研究结果表明：CO2倍增后,降水减少是引起冬小麦气候生产力降低的主要原因;而黄淮海地区温度升高,引起夏玉米生育期缩短,进而导致干物质减少,则是夏玉米气候生产力降低的主要原因。针对模拟结果,文章提出了相应的对策及措施。     

CO_2倍增对黄淮海气候生产力影响的数值模拟

将ＣＯ２倍增后ＧＣＭｓ的输出结果输入到ＡＲＩＤ　ＣＲＯＰ模型,模拟了ＣＯ２倍增后黄淮海地区冬小麦及夏玉米的气候生产力变化情况．结果表明：ＣＯ２浓度倍增后,黄淮海地区冬小麦气候生产力南部升高,北部降低,总体平均下降８．７％左右;夏玉米气候生产力与目前状况相比则普遍表现为降低,平 均比目前下降３０％～４５％。研究结果还表明：ＣＯ２倍增后,降水减少是引起冬小麦气候生产力降低的 主要原因;而黄淮海地区温度升高,引起夏玉米生育期缩短,进而导致干物质减少,则是夏玉米气候生产力降低的主要原因。针对模拟结果,文章提出了相应的对策及措施．     

哈尔滨等几个城市气候变化的对比分析

应用距平分析和Morlet小波变换方法对哈尔滨、石家庄、武汉、广州等4个城市1951—2004年的年均气温和夏季降水进行了对比分析，结果发现，这4个城市：（1）近50多a来气温基本上都是呈逐渐升温趋势，升温幅度都在1℃以上，其中哈尔滨的气温年变化比其他3个城市剧烈；（2）气温年代际演变特征非常明显，存在10～25a尺度的变化，在20世纪80年代前期发生气候突变；（3）近50多a夏季降水变化趋势不太一致，在空间分布上表现为波列特征；（4）夏季降水年代际变化特征非常明显，都存在10a左右尺度变化；（5）降水变化趋势与气温变化趋势不一致。