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。     

气候变暖对中国热量资源分布的影响分析

依据中国520个气象站1951～2005年的日平均温度资料,得出各年代的≥10℃、≥0℃积温和持续天数分布的变化,进而分析了气候变暖对中国热量资源分布的影响。结果表明：中国≥10℃、≥0℃积温和持续天数的总体趋势是普遍增加的。尤其,从20世纪80年代开始伴随着全球变暖加剧,积温和持续天数增加比较明显。中国≥10℃、≥0℃积温和持续天数在东部增幅大,西部增幅小;它们的等值线在东部平原地区不断北移,从南方到北方推进速度不断加大,在西部地区由于地形复杂,等值线变化较小,在高山和高原发现有向高海拔地区抬升的趋势。在气候变暖的背景下,中国热量资源分布的变化已对有些地区气候带的划分产生了一定程度的影响。     

Variation characteristics of thermal resources in Qinghai-Tibet Plateau in recent 50 years北大核心CSCD

To provide scientific support for the rational development and utilization of thermal resources and avoid climate risks, the distribution of thermal resources in Qinghai-Tibet Plateau in the context of climate change was analyzed in this study. Based on meteorological data from 1961 to 2020 at 149 stations in Qinghai-Tibet Plateau, the changes in thermal resources over the past 50 years were analyzed using inclination rate analysis and Mann-Kendall inspection, combined with JAVA and Python programming. The results showed that: (1) the annual average temperature in Qinghai-Tibet Plateau shows an obvious warming trend, and the temperature increases greatly after the 1990s, with the climate tendency rate from 1961 to 2020 reaching 0.298 ℃/10 a. (2) The accumulated temperature and lasting days steadily above 0 ℃, 5 ℃ and 10 ℃ increased significantly, and the accumulated temperature increases were not entirely determined by the duration of the lasting days. (3) The beginning dates of accumulated temperature steadily above 0 ℃, 5 ℃, and 10 ℃ were generally advanced, while the deadlines were delayed, and the trend of early start dates was stronger than that of deadlines. In conclusion, this study shows that, in the context of global warming, thermal resources in Qinghai-Tibet Plateau have undergone substantial changes, which will play an important role in the introduction and extension of crops. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

基于格点数据的中国1961—2016年≥5 ℃、≥10 ℃有效积温时空演变

为了解气候变暖对农作物种植区域的影响,基于5日滑动平均、累积距平、MK检验、多元回归插值方法,选用格点数据对中国农业热量资源进行分析。结果表明：（1）≥5 ℃、≥10 ℃有效积温整体呈上升趋势,且≥5 ℃整体升幅更为显著,两者升幅均表现为南方地区最大,北方次之,青藏高原最小,秦巴山区积温呈现下降现象。（2）在空间分布上,≥5 ℃、≥10 ℃有效积温整体表现出自南向北随纬度更替变化的地带性分布和自东向西随海拔变化的阶梯状分布,东、中部地区受纬度影响明显,西部地区受海拔影响强于纬度。适宜喜凉作物种植的区域远大于喜温作物的适宜种植面积。（3）≥5 ℃、≥10 ℃有效积温均在1997年发生突变,突变后≥5 ℃、≥10 ℃各积温带界线呈现向北、向高海拔移动的趋势,积温整体升高。南方地区≥5 ℃、≥10 ℃积温增幅整体大于北方,青藏高原及高山山区增幅最小,秦岭地区积温增幅为负。（4）≥5 ℃、≥10 ℃有效积温初始日（结束日）整体呈提前（推迟）现象,且多数格点提前（推迟）日数在0~10 d以内,持续时间在突变后整体延长。青藏高原≥5 ℃、≥10 ℃积温初始日（结束日）提前（推迟）天数最大。     

近50年辽宁热量资源时空演变特征分析

结合GIS技术、气候倾向率以及突变分析方法对辽宁近50年热量资源相关要素的时空演变特征和突变特征进行分析,研究表明：就区域平均值而言,除≥20℃积温以外,其它各界限温度积温都表现出极显著增多趋势,增幅在64~67℃•d /10a之间。≥0℃和≥5℃初日显著提前,≥10℃和≥15℃终日显著延后,持续日数都显著增多。≥0℃、≥5℃和≥10℃积温在1993年前后发生突变,≥15℃和≥20℃积温气候突变发生在1998年前后;≥0℃、≥10℃、≥20℃初日,≥0℃、≥5℃、≥10℃、≥15℃持续日数以及≥20℃终日都发生气候突变。在空间上,近50年≥0℃和≥10℃积温：在辽西大部、中部平原以及大连大部地区极显著增多,且增幅最大,在60℃•d/10a以上;在1970年代减少,从1980年代开始不断增多。≥0℃持续日数在中部平原、辽西南部、东部山区南部和大连南部地区显著增多,其中高值区范围在1980年代减小,低值区范围年代间交替变化。≥10℃持续日数在环渤海部分地区、中部平原和辽北部分地区显著增多,在1970年代大部地区减少,从1980年代开始,大部地区持续增多。     

现代气候变化对中国热量资源的影响

在全球气候变化中,我国的气候变化将更复杂,对农业气候资源和农业生产的影响也将更为明显。将农业气候资源作为综合气候信息系统来评估气候变化对农业的影响,并探讨相应对策是十分必要的。本文研究气候变化对中国热量资源的影响,对气候条件与农业气候热量资源进行相关分析,建立回归方程及用蒙特卡罗法进行模拟计算,分析了气候变化可能引起的热量资源变化,评价了这一变化对农业的影响并提出相应对策。     

20世纪90年代以来上海地区热量资源变化研究

全球气候变暖引起上海地区热量资源的变化。为了摸清20世纪90年代以来上海地区热量资源变化规律,论文根据1991至2003年上海地区11个站年气温、地温资料,在与前30年(1961至1990年)平均比较的基础上,统计分析1991年以来气温、地温、积温、界限温度及无霜期等体现热量资源特征气候值的变化情况,结果表明:1991至2003年,上海地区气温年平均升高0.9℃,5cm深度地温年平均升高0.5℃,≥3℃有效积温年平均升高219℃.d,≥10℃有效积温年平均升高77℃.d,稳定通过0℃、10℃持续期平均延长12.5d和5.7d及无霜期平均延长9.4d,热量资源增加。     

1960-2011 年东北地区热量资源时空变化特征

基于1961-2011 年东北地区88 个气象站逐日气温资料,采用Kendall-Theil 线性趋势估计等方法探讨了该地区热量资源的时空变化特征。结果表明,近50 多年东北地区稳定≥0 ℃积温以25～95 ℃·d/10 a 的趋势显著增加,三江平原的增加趋势明显大于东部山区。稳定≥0 ℃气温的起始期在东北北部和中部显著提前,终止期在北部基本显著延后,日平均气温稳定≥0℃的日数在北部和中部地区基本以2～4 d/10 a 的趋势显著增加。东北地区大部分站点终霜冻日期明显提前,初霜冻日期明显延后,无霜冻期基本以3～5 d/10 a 的趋势显著增加。稳定≥10 ℃积温以30～110 ℃·d/10 a 的趋势显著增加,稳定≥10 ℃气温的起始期北部地区显著提前,终止期南部地区显著延后,作物有效生长期在中部和北部地区基本以2～4 d/10 a 的趋势显著增加。     

盆周山区热量资源的特点及其利用

本文根据1982～1985年四川盆周21个山地剖面气候考察资料,分析了盐周山区热量资源特点。着重指出盆周山区的热量资源较同纬度的华中、华东山地具有明显优势;还指出山区逆温的生成对山区气象要素随高度的垂直变化有较大影响;最后提出了利用山区热量资源、开发山区农业的建议。