气候年景定量化评价方法

气候年景评价是气候业务服务的重要产品——气候年公报的重要内容,其中评价方法是关键。旨在以福建省为例介绍一种计算简单、业务适用性强且易推广的气候年景定量化评价模型。基于福建省66个国家级气象站1961—2010年共50 a逐日气温、降水观测数据和综合气象干旱指数（MCI）数据,在分别建立低温年景、高温年景、雨涝年景和气象干旱年景的评价指标、等级划分标准和历史序列基础上,构建了综合气候年景的评价模型、等级划分标准和历史序列,实现了对福建省低温、高温、雨涝、气象干旱及综合气候年景的定量化评价且评价结果具有历史可比性。业务应用和历史事件验证显示所建评价指标体系合理,与历史重大事件一致性良好,可为汛期雨强、冬季低温强度、夏季高温强度等定量化评估提供参考。      

广东区域性暴雨过程的定量化评估及气候特征

利用1961—2017年广东86个地面气象观测站逐日降水资料,定义广东区域性暴雨过程的标准,构建了综合考虑区域暴雨过程持续时间、暴雨范围、最大日降水量和最大过程降水量4个指标的广东区域性暴雨过程综合强度评估方法,由此分析近57年广东区域性暴雨过程次数、强度、雨涝年景等特征和变化。结果表明:近57年来,广东共出现1211次区域性暴雨过程,平均每年21.2次,主要出现在4—9月,单次过程平均持续时间是2.3 d;广东区域性暴雨过程的次数和强度存在明显的月际、年际和年代际变化,次数最多出现在5月,强度最大出现在6月;广东雨涝年景指数以0.17/（10 a）的速率显著上升;强和较强等级的广东区域性暴雨过程次数呈显著增加趋势,较弱等级区域性暴雨次数呈显著减少趋势。评估得到广东强雨涝年有5年:2008年、2001年、1973年、1994年、1993年,其中有4年出现在1990年以后。     

贵州区域性暴雨过程的定量化评估及气候特征

利用贵州省84个气象观测站点1961—2020年逐日降水数据,定义贵州省区域暴雨标准,构建了综合考虑暴雨过程持续时间、暴雨范围、平均暴雨量3个指标的贵州区域性暴雨过程综合强度评估方法和雨涝年景指数,分析近60a贵州区域暴雨过程次数、强度和雨涝年景指数等特征和变化。结果表明：贵州区域性暴雨过程共出现721次,平均每年12.0次,2015年最多达20次,1961年最少仅4次;区域性暴雨过程3—9月均可出现,6—7月最为集中,6月最多,3月最少;区域性暴雨过程以0.4次/10a 的速率呈弱的上升趋势,年际和年代际特征明显;区域性暴雨过程的影响范围多为6～19站,持续天数为 1～5 d,平均暴雨量多为60～80mm;强、特强暴雨过程呈显著增加趋势,较强暴雨过程呈略微增加趋势,一般性暴雨过程呈略微减少趋势;雨涝年景指数呈显著上升趋势,7个强雨涝年2014、2020、1996、1999、1995、2000和1991年均出现在1990年后。     

基于DI指数的佛山市气象干旱变化趋势分析

该文根据逐日气象干旱指数DI指数统计佛山1959—2017年气象干旱日数,采用"二项式系数加权平均法"进行趋势分析,结合M-K检验和小波分析等方法分析气候突变和周期变化,对佛山市59 a的气象干旱日数变化趋势进行分析研究。结果表明:近59 a佛山年气象干旱日数总体呈减少的趋势,2015年以后年气象干旱日数呈显著减少的趋势,2010—2011年是气象干旱日数突变减少的开始时段;年气象干旱日数存在着3 a、7 a及20 a的周期时间尺度,准3 a的短周期存在于1980年前,准7 a的周期出现在1980年后,20 a的周期有着最强的振荡,是年气象干旱日数变化的首要主周期。     

农业气候年景评估指数构建及在江汉平原的应用

基于分层指标构建综合评估指数是开展气象服务的基础和主要手段之一。从农业气候资源优劣和农业气象灾害发生程度两个方面,基于气候适宜度和气象灾害指标分别构建指标体系,并采用百分位数进行等级划分,建立了农业气候年景评估综合指数。以江汉平原为例,从气候变化背景下的农业气候年景趋势演变,以及任意年份农业气候年景等级评定,展示了农业气候年景评估指标体系在业务服务中的应用。结果表明:该指标体系能够客观反映农业气候年景的年际差异以及气候变化背景下的演变特征,内涵丰富且物理意义明确,便于公众理解和服务宣传,可以满足农业气象及生态气象服务的需求。     

基于PDSI指数的近40年广东干旱特征分析

利用1979年1月—2021年2月广东省86个国家气象观测站的月平均降水、气温资料以及同期的土壤有效含水量数据,应用数理统计等方法,分析广东干旱指数PDSI时空变化特征,揭示广东近40a干旱变化趋势.结果表明,近40a广东地区PDSI指数呈轻微干化趋势,降速为0.005·(10a)-1,2004年PDSI为-1.47,...     

1994-2018年广东主要气象灾害特征分析

利用1994—2018年广东气象灾害年鉴资料,统计分析了广东近25年台风、暴雨、低温、干旱和强对流等主要气象灾害造成的直接经济损失、死亡人口、受灾人口、农业受灾面积和倒塌房屋这5个灾情要素的特征。结果表明:台风造成广东的直接经济损失最大,占气象灾害总损失的62.0%,其次是暴雨,占23.5%,第3、第4分别是低温10.4%和干旱2.2%,这4种灾害损失占总损失的98.1%;强对流造成的损失仅占1.9%。气象灾害平均每年造成广东直接经济损失171.70亿元,因灾死亡149人。近25年来,气象灾害造成的广东人员伤亡人数呈显著减少趋势,直接经济损失呈增加趋势,但直接经济损失占总GDP的比例呈显著减少的趋势。     

综合极端气候指数的定义和趋势分析

综合极端气候指数对于极端气候变化监测、整体认识区域极端气候变化趋势及其原因和影响,具有实际意义。根据中国常年极端气候特点和不同种类极端气候事件的经济社会影响,选取全国平均高温日数、低温日数、强降水日数、沙尘天气日数、大风日数、干旱面积百分率和登陆热带气旋频数等7种极端气候指标,定义两个综合极端气候指数,分别为7种极端气候指标简单(等值权重)合成的综合指数I和加权(差异权重)合成的综合指数II。综合指数II主要依据各种极端气候事件引发的灾害严重程度及其社会影响大小,分别确定其对应指标的相对重要性和权重系数。分析结果表明:1956～2008年,综合指数I序列表现出明显的下降趋势,说明中国地区常见的极端气候事件总体有不断减少、减弱的趋势;同期综合指数II序列没有表现出明显的升降趋势变化,说明对中国地区具有重大经济和社会影响的极端气候事件频率总体上没有发生明显变化。就各个单项极端气候指数变化来看,全国平均年高温日数、强降水日数和干旱面积百分率呈上升趋势,但除高温日数外,其他指数趋势变化均不显著;全国平均年低温日数、沙尘天气日数和大风日数呈下降趋势,且趋势性均很显著;登陆中国大陆的热带气旋频数有所减少,但趋势不很明显。因此,在全球气候显著变暖的半个多世纪内,中国地区多数常见的极端气候事件发生频率,或者显著减少,或者变化不明显;而对全国经济和社会具有重大影响的主要极端气候事件,其频率总体上未见明显趋势变化。     

1970年代以来云南气象干旱的时空变化分析

利用云南117个气象观测站观测资料,采用综合气象干旱指数（CI）计算1970年以来云南年、季气象干旱强度和区域动态气象干旱强度。分析结果表明,自1970年代以来云南气象干旱强度呈显著增强趋势,1990年代以来增强趋势最为明显,近4 a是气象干旱最强的时期;增强趋势在季节变化上表现为秋冬季节较显著,而春夏季节不明显;在空间分布上表现为全省均有增强趋势,以滇中及以东地区增强最为明显,有从传统的干旱区向非传统干旱区扩张的趋势。     

2010年陕西主要气象灾害及灾情年景评估

利用气象灾害灾情评估指标对2010年陕西气象灾害灾情年景进行定量评估,对主要气象灾害的特点进行分析。结果表明：2010年陕西气象灾害造成的人员死亡率、农作物受灾率、直接经济损失率分别为1984年以来的第6、第4和第3高值。气象灾害灾情综合指数为1984年以来第3高值,2010年属气象灾害灾情严重年。暴雨、高温闷热天气频次高,危害大,为近20多年少见。     

达州近50年气候变化特征分析

采用气候倾向率和趋势系数方法对达州6个气象站1960年以来气温、降水资料进行统计分析,结果表明:(1)1960年以来达州市年平均气温呈小幅上升的趋势,冬、春、秋三季增温,而夏季降温,气温年较差减小。20世纪80年代降温显著,90年代以后气温明显上升。(2)降水量趋势性变化不显著,总体呈略为增加的趋势。春、秋季降水减少,冬、夏季降水增多。近几年强降水频发,同时出现严重干旱。降水的相对集中和气温的升高,将导致干旱和洪涝发生的强度加重。     

气候变化对中国农业旱灾损失率的影响及其南北区域差异性

在全球变暖背景下,干旱灾害对中国农业生产的影响日益严重,然而由于旱灾损失的复杂性及其显著的区域差异,至今对中国农业旱灾损失规律及其影响机制的认识十分有限。文中利用1961年以来中国农业干旱灾害的灾情资料和常规气象资料,系统分析了近50年来中国农业干旱灾害不同受灾强度分布比率和综合损失率等指标的变化趋势及其在北方和南方的区域差异,研究了20世纪90年代的气温突变对农业旱灾损失率的影响特征,探讨了农业旱灾综合损失率对气温和降水等气候要素变化的依赖关系及其在气候空间的分布特征。结果发现,在气候变化背景下,近50年来中国农业旱灾综合损失率平均每10 a约增加0.5%,风险明显增大。而且,北方综合损失率每10 a约增加0.6%,高出南方1倍,风险增大的速度明显比南方快;北方农业旱灾几乎在很宽松的气温条件下就可以发生,而南方更多发生在气温较高的年份。并且,在气温突变后,变化趋势明显加剧,全中国综合损失率约增加了0.9%,风险明显增高;而且北方综合损失率的增值高达1.8%,是南方的4倍还多,气候突变对北方农业旱灾风险的影响明显比南方更凸出。综合损失率在北方对降水变化的响应要更敏感,而在南方对气温变化的响应更敏感。同时,关键影响期降水对综合损失率的影响比全年降水影响更显著;北方的关键影响期作用比南方更凸出。这些新的科学认识对中国农业旱灾防御具有重要意义。     

气象灾害指标在湖南春玉米种植区划中的应用

根据湖南省97个气象站1961—2004年气温、日照、降水等气象资料, 结合玉米生态习性和田间试验分析结果, 计算了玉米生长期内相关的灾害指标。得出玉米吐丝-成熟期干旱、高温热害及播种-出苗期的连阴雨3个气象灾害指标对其生长的影响最大, 在分析该3个灾害指标的地域分布特征基础上, 利用该3个指标出现概率, 引进“无级变速”原理, 进行春玉米种植区划。区划结果表明:湖南大部分地方适宜种植春玉米, 从区划结果与实际产量对比分析比较, 湖南玉米的高产区均在最适宜区和适宜区内; 低产区大多都在较适宜区和次适宜区, 只是湘东南山地低产区在最适宜区范围内, 与实际情况不吻合。原因可能是这一区域玉米生长期内光、温资源不足, 加之土壤肥力较差的缘故。     

1961—2019年长江中下游区域性干旱过程及其变化

客观识别区域性干旱过程，评估其强度是开展精准监测、评估干旱影响业务的基础。基于长江中下游地区502个国家级气象站1961—2019年逐日气温、降水资料以及1971—2019年干旱受灾面积，运用气象干旱综合指数（MCI）及区域性干旱过程识别方法，识别出长江中下游地区126次区域性干旱过程，干旱过程的次数随着持续天数增多呈明显减少趋势，决定系数达0.89。1961—2019年长江中下游地区共发生6次特强区域性干旱过程、19次强区域性干旱过程、38次较强区域性干旱过程，其余63次为一般区域性干旱过程，区域性干旱过程的持续天数、平均强度、平均影响面积以及综合强度指数的变化趋势形态各异。长江中下游地区年干旱日数总体呈现“北部多于南部、平原多于山区”的分布特征，且总体呈现“西北部增多、东南部减少”的变化趋势，干旱日数与干旱受灾面积变化趋势较为一致，相关系数达0.66。由典型区域性干旱过程监测评估可知，干旱综合强度指数与干旱站数存在明显的正相关，干旱综合强度指数越强，各等级干旱站数越多；各地干旱日数的多少与干旱受灾面积的大小也较为一致，干旱日数越多的地区，干旱受灾面积越大。总体来看，区域性干旱过程识别方法及评估结果与干旱灾情较为吻合，能较好地识别出区域性干旱过程，并可从持续天数、平均强度、平均影响面积以及干旱综合强度等多角度对干旱过程进行监测评估。      

1960—2010年中国西南地区区域性气象干旱事件的特征分析

利用区域性极端事件客观识别法（Objective Identification Technique for Regional Extreme Events,OITREE）和1960—2010年中国西南地区（四川、云南、贵州省和重庆市）101个站综合气象干旱指数（CI）进行区域性气象干旱事件识别研究,确定了相应的OITREE方法参数组,并识别得出87次中国西南地区区域性气象干旱事件,其中9次达到极端强度,而2009年9月—2010年4月发生的特大干旱是中国西南地区近50年最严重的区域性气象干旱事件。进一步分析表明,中国西南地区区域性气象干旱事件的持续时间一般为10—80 d,最长可达231 d;11—4月是西南地区的旱季。云南和四川南部是西南干旱的频发和强度中心地区;强的（极端及重度）干旱事件可分为5种分布类型,其中南部型出现机会最多。过去50年西南地区区域性气象干旱事件频次显著增多,强度有所增强,其主要原因可能是该地区降水量显著减少所致,而气温升高也起到了推波助澜的作用。     

安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估

选取安徽省淮北平原37个气象站1960-2016年逐日气象资料,构建气温、降水、日照及气候适宜度模型,分析气候变暖背景下冬小麦气候适宜度时空演变特征,揭示冬小麦生育期气候风险,评判农业气候年景。结果表明：淮北平原冬小麦不同生育期对气候因子适宜程度不同,单要素各生育期适宜度均为灌浆-乳熟期较高,返青-拔节期较低,其中降水适宜度分蘖期最低;全生育期温度适宜度最高、日照适宜度次之、降水适宜度最低,水分是冬小麦生长的限制因子。气候综合适宜度灌浆-乳熟期最高,分蘖期降水适宜度最低,并且其序列变异系数大,常遭遇秋冬连旱,引起产量波动;全生育期气候适宜度呈东高西低分布,淮北中东部较高,而淮北西部及沿淮地区较低,冬小麦生产风险相对较高。1961-2016年全生育期温度适宜度线性增大趋势显著,降水适宜度线性趋势不明显,而日照适宜度呈显著的线性减小趋势;综合来看,全生育期气候适宜度无明显线性增减趋势,空间上淮北东部略有增大,而西部及沿淮地区略有减小,气候风险增加。淮北平原多数年份气候适宜度适中,适宜性偏差年发生概率高于偏好年。基于气候适宜度评判冬小麦气候年景等级,评估结果与实际产量增减情况基本相符,表明农业气候年景模型评估精度能满足业务服务需求,具有推广应用价值。     

气候变暖背景下修水县春茶气候品质等级变化趋势分析

基于1961—2019年修水县气象观测资料,运用气候倾向率方法分析了近59 a春茶采摘期间（3月1日—5月10日）主要气象要素、春霜冻灾害和基于气候品质指数的春茶气候品质等级的变化趋势。结果表明：在气候变暖背景下,1961—2019年修水县春茶采摘期间平均气温呈明显上升趋势,平均相对湿度呈减小趋势,日照时数呈显著增加趋势;春霜日数呈明显减少趋势,春霜冻发生概率在下降;近59 a来修水县春茶气候品质等级为特优、优和良的总日数呈增加趋势;春茶采摘期间,气候品质特优等级的概率随时间呈先增加后减小的趋势,等级为优和良的概率呈增加趋势。综合考虑平均气温、平均相对湿度、日照时数等气象条件,以及春霜冻和春茶气候品质等级变化特征,认为气候变暖有利于修水县春茶品质趋好。     

1951-2006年黄河和长江流域雨涝变化分析

 根据1951-2006年黄河和长江流域雨涝灾害灾情统计资料,分析了两个流域雨涝灾害发生频率的时空分布特征,结果表明：近50 a以来,特别是20世纪80年代以来,受气候变化影响,黄河和长江流域雨涝灾害不断增加,农作物受灾、成灾面积呈增加趋势,损失日趋严重,且长江流域受雨涝灾害影响范围较大,灾害发生频率大于黄河流域。受暴雨影响,夏季两个流域雨涝发生频率最高、范围最广。20世纪80年代末以来,黄河流域雨涝灾害增加趋势较为明显,而长江流域80年代初雨涝受灾面积和成灾面积显著增加。两个流域雨涝灾害的受灾率均自上游至下游逐渐增加,其中长江流域中下游地区受雨涝灾害影响较大。