东北地区水稻延迟型冷害时空特征及其与气候变暖的关系

利用水稻延迟型冷害分级指标和1951-2010 年东北地区101 个气象台站的逐日气温资料,采用累计距平、相关系数、气候倾向率、趋势系数等方法分析东北地区水稻延迟型冷害时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：蒙东地区西部、吉林东部和黑龙江交界延迟型冷害出现的频率较大,辽宁中南部延迟型冷害出现的频率较小。东北地区严重冷害出现频率高于轻度冷害和中度冷害。轻度、中度、严重延迟型冷害都呈下降的趋势,特别在1994 年后延迟型冷害呈快速下降的趋势,东北地区水稻延迟型冷害与气候变暖有着较好的对应关系,5-9 月平均气温和延迟型冷害呈明显反相关,5-9 月平均气温升高1℃,水稻延迟型冷害减少约45次。     

黑龙江省冷害对水稻产量的影响

以黑龙江省为例, 比较了在大尺度范围内、利用传统的站点平均法以及基于格点水稻密度分布的泰森多边形面积权重法所得的两种省级水稻气象数据差异, 并分析了1960-2009 年内, 不同时间尺度上温度和降水的变化趋势特点。针对当地水稻低温冷害频发及其危害严重的实际情况, 对比研究了气象行业标准(QX/T 101-2009) 和国家标准中有关低温冷害的指标定义, 以及国际上较通用的有效负积温算法(GDD_n-) 这三种指标在反映黑龙江省水稻冷害事件上的能力, 结果表明:气象行业标准可以较好地反映延期型冷害对水稻的影响, 而GDD指标在反映障碍型冷害上均优于气象行业及国家标准。利用时间序列模型对包含延迟型和障碍型两种冷害影响的黑龙江省水稻产量进行拟合, 回归方程的解释能力可达92% (p < 0.05)。本研究定量得出了人为因素和气象因素对黑龙江省水稻生产的影响分别占87.2%和12.8%的结论, 并检测出近年来水稻抽穗开花期障碍型冷害的波动增加趋势, 为明确今后低温冷害的防御重点提供科学参考。     

东北地区水稻冷害气候风险度和经济脆弱度及其分区研究

应用历年气象、水稻产量资料和冷害指标,分析东北地区水稻低温冷害发生的温度条件、气候频率和风险概率,建立了水稻冷害气候风险度模式,将东北地区分成高、偏高、中等、较低和低风险5级水稻冷害气候风险度区.在气候风险性分析的基础上,考虑各地水稻冷害减产率、总产量和面积比例等经济损失因素,建立水稻生产对低温冷害反应的经济脆弱度模式...     

运用气候箱模拟石河子棉区棉花冷害的试验研究

为了确定引起棉花障碍型冷害的主导气象因子,达到及时预报、减轻损失的目的,2003-2005年在新疆石河子棉区乌兰乌苏农业气象试验站内,通过智能人工气候箱实施低温处理试验,模拟2001年石河子地区发生障碍型冷害时的温、湿度变化,并做不同光照强度处理的对比试验。结果表明,棉花在花铃期遭受异常低温冷害之后,其叶片、蕾和幼铃都会出现异常脱落现象,并且其蕾和幼铃先于叶片表现出受害现象,其减少率也大于叶片;而且受害程度不仅与冷害过程中的温、湿度及光照强度有关,而且与冷害发生前所处的环境条件密切相关。     

东北地区玉米低温冷害气候和经济损失风险分区

分析了东北地区玉米低温冷害发生的热量条件、发生频率、风险指数和风险概率,用冷害气候风险评价指标将东北地区划分成高、偏高、中等、较低和低风险5个玉米低温冷害气候风险区域。考虑到冷害气候风险和玉米产量和面积比例等农业生产结构因素,建立了玉米低温冷害的气候—灾损综合风险评估模式,并将东北地区划分成高风险、较高风险、中风险、较低风险和低风险5个玉米低温冷害灾损综合风险区域,并指出各区域减缓玉米冷害风险的技术和战略措施。结果表明,东北地区的北部、东部和中部低温冷害灾损风险较大,吉林省西南部和辽宁省大部风险较小。     

4种干旱判别指数在东北地区适用性分析

利用东北地区207个国家基本气象站1961—2014年气象数据，计算改进后的综合气象干旱指数（MCI）、相对湿润度指数（MI）、标准化降水指数（SPI）以及标准化权重降水指数（SPIW）这4种常见的干旱指数，对比分析其在该区域的适用性，结果表明：在东北地区，4种气象干旱指数判断历年干旱持续天数及干旱过程强度的演变趋势基本一致；在干旱影响范围方面，SPI和SPIW指数对较长时间的干旱过程判别效果不佳，MCI指数能够较好的反应各时间尺度干旱过程的影响范围。在空间分布方面，SPI和SPIW指数无明显经向分布特征，MCI和MI指数的空间分布特征基本一致，呈现经向分布特征，干旱过程强度及干旱过程持续天数自西向东递减。从不同时间尺度的干旱影响范围、干旱累计强度和干旱持续天数的空间分布以及指数计算方法角度考虑，MCI指数较为接近实际灾情。     

广西晚稻低温冷害空间分析模型构建及其区划

根据晚稻生长状况、受害程度与低温冷害强度关系,确定晚稻冷害等级指标;利用广西90个气象台站46年的气候资料和站点地理信息,采用GIS技术和数理统计回归分析以及气候资源的细网格推算方法,建立晚稻冷害的空间分析模型,推算出1km×1km分辨率的冷害指标因子空间分布;并根据晚稻冷害分级指标,通过GIS的空间分析能力,分析广西晚稻低温冷害的空间分布特征,得出广西无冷害和轻度、中度、严重冷害等四个区域的区划结果,制作广西晚稻低温冷害区划专题图,对分区结果进行评述并指出了冷害的战略防御和应急防御措施,为广西水稻生产的趋利避害和优化布局提供决策依据。     

近50 a来祁连山及河西走廊极端气候的时空变化研究

 在全球变暖背景下,极端气候发生的频率增大,气象灾害造成的损失也随之增加。利用20个气象站1960-2009年的日平均气温和日降水量资料,运用线性趋势法、Spline空间插值法、Morlet小波分析法,对祁连山及河西走廊极端气候的时空变化特征进行了研究。结果表明：极端高温天数呈显著增加趋势,年际变化率为0.79d/a,20世纪90年代中后期之后极端高温天气发生的频率较高;极端低温天数呈显著减少趋势,年际变化率为-0.54d/a, 80年代中后期以来极端低温天气发生的频率较低;极端降水天数也呈显著增加趋势,年际变化率为0.02d/a,70年代中后期之后极端降水天气发生的频率较高。极端气温和降水的年际变化幅度存在区域差异,南部山区比走廊平原对全球气候变暖的响应敏感。极端高温天数和极端低温天数在8a、22a左右周期变化明显,其中22a是第一主周期;极端降水天数在6a、10a、22a左右周期变化明显,其中22a是第一主周期;从22a的周期变化推测,2010年以后11a左右极端高温天数偏少,极端低温天数偏多,极端降水天数偏少。     

基于SPEI的中国东北地区1961-2014年干旱时空演变

利用中国东北地区84个气象站1961-2014年逐月气温、降水资料,采用标准化降水蒸散指数（SPEI）、气候倾向率及M-K统计检验方法,从不同时间尺度（年、季、月）探讨了东北地区干旱频率、干旱站次比和干旱强度的演变特征,研究了干旱指数与不同环流指数 （亚洲极涡面积指数I_APV、亚洲纬向环流指数I_AZC、东亚槽位置指数I_EAT、极地-欧亚遥相关型指数I_POL）的相关关系。结果表明：东北地区多年平均的干旱发生频率为26%～36%,不同等级干旱发生频次以重旱和特旱的增速最快。春、夏、秋三季干旱站次比和干旱强度都有所增强,其中秋旱变化最为显著,通过了0.95水平的显著性检验。从SPEI与各环流指数的相关来看,亚洲极涡面积指数与SPEI表现为全区一致的正相关关系,而其他3个指数与SPEI则表现出明显的反向变化。4个指数与SPEI的对应关系还存在明显的季节变化,其中亚洲极涡面积指数、亚洲纬向环流指数与SPEI在春、夏季的相关性更好,东亚槽位置指数、极地-欧亚遥相关型指数则是在秋、冬季与SPEI的相关性更显著。     

贝叶斯框架的Copula季节水文干旱预报模型构建及应用

根据季节径流量相关特性,利用标准径流指数(SRI),通过优选Copula函数和径流量分布函数,构建贝叶斯框架的Copula季节水文干旱预报模型,并对阿克苏河西大桥水文站进行实证分析。结果表明：① Gamma、Lognormal、Normal、Gumbel、Exponential 5种分布函数中,Gamma、Gumbel能较好拟合夏、秋季径流量;② Gumbel-Hougaard、Clayton、Frank 3种Copula函数中,Clayton能较好联结夏、秋季径流量分布函数;③ 构建模型预报表明,2001~2009年秋季发生干旱概率较低(24%~38%),以轻微、中度干旱为主,而2010年发生干旱的概率极高(95%),发生异常干旱的概率偏高(81%),与实际发生的干旱情况基本一致;④ 贝叶斯框架下构建的Copula模型能准确预报季节水文干旱发生,减少预报的不确定性,为特定区域干旱预报提供了一条新的途径。     

黑龙江省冷害与全球变暖对水稻产量的影响(英文)

This study is focused on indexes for the rice chilling injury in Heilongjiang Province during 1960-2009. Firstly, we compared a new derived climate data weighted by rice planting density with the traditional method, and found that the new one is more reasonable to assess the impact of climate change on crop yields. Considering the frequency and intensity of rice chilling in the province, secondly, chilling indexes defined by meteorological, national and international levels were assessed. The result showed that the meteorological standards were suitable for the delayed-type injury, while the international one, so-called sum of Grow-ing Degree Day below threshold (GDDn-), characterized best the sterile-type chilling injury for rice. The explanation ability of the rice yield time series model including both injury types as two independent variables reached approximately 92% (p < 0.05). Finally, we concluded that the contribution rates of human and weather factors to rice yields are about 87.2% and 12.8% respectively, and as light increasing trend for sterile-type chilling injury was found during heading to flowing period in recent years, indicating a high chilling risk for rice planting in Heilongjiang Province in the future global warming.     

黑龙江省气象灾害风险评估与区划

利用黑龙江省74个气象站1971-2005年夏季气温和2004-2007年的农作物受灾面积资料,采用信息扩散理论对黑龙江省低温冷害、干旱和洪涝等主要气象灾害进行了风险评估与区划研究,对干旱和洪涝采用受灾指数评估方法。研究结果表明:黑龙江省低温冷害风险概率主要表现为北部大于南部,一般冷害风险概率表现为西南地区大于全省其它地区,严重冷害风险概率则表现为北部地区最高,中部及东南部地区次之;黑龙江省干旱灾害风险概率西部和北部地区明显高于南部和东部地区;黑龙江省洪涝灾害风险概率则表现为中部地区大于全省其它地区,中部伊春地区为全省洪涝灾害高风险区。     

吉林省极端严寒事件时空分布特征及评估方法研究

利用1951~2013年最低气温资料和灰色关联度、气候倾向率、Gumbel极值分布等方法分析了吉林省严寒的时空分布特征和气候变化规律,给出了严寒过程的等级评估指标和异常气候重现期指标,对2011~2013年的严寒过程进行了评估。结果表明：吉林省严寒主要在冬季出现,在1月中旬前后达到峰值;中南部地区为严寒多发区,其它地区出现较少;吉林省年平均严寒发生次数呈下降的趋势,其中中西部地区呈上升的趋势,东南部地区呈下降的趋势;吉林省严寒次数的阶段性变化明显,1951~1980年呈偏多的阶段,1981~2013年处于偏少阶段;吉林省严寒过程主要出现在1月;利用序位以及等级评估、异常气候重现期评估指标对严寒过程进行评估,可满足快速、及时评估的气象服务的需求。     

基于SPEI的辽西地区气象干旱时空分布特征

干旱是辽西地区最为频繁的自然灾害之一,已严重制约人们的生活和经济发展。以辽宁省西部作为研究区域,借助该区8个气象站点1960-2015年逐月气温、降水数据,计算年、季、月时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）,并进行Mann-Kendall 趋势变化和ArcGIS空间可视化分析,揭示了辽西地区近56a气象干旱的时间变化趋势,以及干旱频率和干旱强度的空间分布特征。结果表明：近56a辽西地区干旱发生频率呈现上升趋势,尤其是21世纪以来;季节干旱变化趋势不甚明显,各季节均有干旱发生,其中秋季干旱最严重;辽西各地区均有干旱发生,在年尺度、季尺度和月尺度下发生频率分布不均,总体呈西部频率高东部频率低的趋势;21世纪以来发生连续干旱次数较多,干旱发生强度呈现西南强,东北弱的分布特征,高值中心在建平。     

近55 a辽宁省风速时空变化特征分析

风速时空演变特征分析是气候变化研究的主要方面之一,对气候异常评估与防风预测预报工作有重要意义。以辽宁省为研究区,利用1960-2014年省内23个气象站点逐日气象数据,采用线性回归、Mann-Kendall法分析风速多时间格局演变情况。借助ArcGIS软件中反距离权重插值与表面分析模块对研究区进行空间分析,并通过Pearson相关性检验探讨风速与气温、气压的相关关系。结果表明：（1） 从时间格局上看,1960年以来辽宁省平均风速总体呈显著下降趋势,年内下降趋势为“双峰型”,递减率0.559 m·s^-1·（10 a）^-1;年际递减率为0.22 m·s^-1·（10 a）^-1;四季风速递减率春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季。（2） 就空间格局而言,空间分布特征由中部向东西两侧递减,季节差异性较小。（3） 辽宁省风速降低与气温、气压变化有关,且风速与气温呈负相关,与气压呈正相关。     

关中平原明代霜雪灾害特征及小波分析研究

通过对关中平原明代历史文献资料的搜集和统计分析,研究了该区明代霜雪灾害等级、阶段与灾害发生周期等。结果表明,关中平原明代霜雪灾害可划分为轻度、中度、重度三级,各占总灾害频次的23%,54%,23%。该区明代霜雪灾害可划分为4个阶段,第1阶段(1368～1448年)和第3阶段(1508～1568年)为灾害少发期,第2阶段(1449～1507年)和第4阶段(1569～1644年)为灾害多发生期。小波分析显示,关中平原明代轻度、中度和重度霜雪灾害分别存在11 a、8 a、44 a的周期变化。初步确定关中平原明代1618～1631年发生了1次寒冷气候事件。     

基于修正Z指数的辽西北春旱演变分析

利用辽西北地区39个雨量站1971-2013年逐日降水资料,选取Z指数为指标,根据国家干旱等级标准和辽西北实际情况对不同等级干旱所对应的界限值进行修正,基于修正后的Z指数,采用小波分析方法和Kriging空间插值法对辽西北地区春旱时空演变规律进行分析。结果表明：在辽西北地区春旱总频次各年代际变化中,大旱、重旱上升趋势明显,从20世纪70年代以来,春旱发生频次由8.1%上升到12.5%,重旱发生频次由3.6%上升到4.8%。周期变化中,辽西北春旱存在10 a左右的主周期。空间上,辽西北地区春旱具有明显的区域性,由南向北递增,春季各等级干旱高发区主要集中于朝阳市各县。     

近50 年云南区域气候变化特征分析

利用云南气温和降水资料, 分析了云南气候变化特征及强降水极端天气和高温干旱事件对全球气候变暖的响应。以云南香格里拉、西双版纳、昆明地区为代表, 分析了区域气象要素变化趋势。结果表明: 云南近50 年气温变化与全球、北半球、中国变化趋势基本一致, 气温变化幅度略大于全球, 弱于北半球和全国变化。云南20 世纪80 年代中后期以后出现增暖现象, 以90 年代后期增温最明显, 1986 年以来出现13 年暖冬, 大部分地区冬春季降霜日数减少。随气候变暖, 香格里拉地区降雪日数呈下降趋势, 西双版纳地区雾日明显减少, 全省降雨日数逐渐减少, 大雨频率变化不大, 暴雨、大暴雨频率上升, 高温干旱事件频率增加。进入21 世纪以后, 云南降水减少, 高温干旱事件有增强增多趋势, 由2～3 年一遇变为1～2 年一遇。2005 年春夏连旱和2006 年春旱是云南近50 年和20 年来最严重的旱灾。