沈阳市近50a10℃活动积温变化特征分析

通过对沈阳近半个世纪10℃活动积温不同尺度的年际间、年代际间、极值等数量变化、升幅变化、降幅变化、形态变化的特征分析,得出了若干具有农业生物学意义的、带有标识性意义的不同级别的气候特征值.首次详细地分析了沈阳不同等级的积温数量、积温振幅、积温极值等,从宏观趋势形态特征到微观数值解析,解释了具有不同农业潜力、不同热量潜势及不同类型、不同气候组合的、多极化的高热量年、低热量年及他们的变化特点.结果表明:在50 a的长时间序列中,1998年为典型的高热量年,当年的积温量值4 010.6℃·d为历史第一,积温正距平值502.6℃;积温垂直升幅635.9℃为历史第一;积温升幅极差598.7℃·d为历史第一;当年创12万hm2水稻平均产量7 935 kg/hm2的大丰收记录.1972年为典型的低温冷害年,其积温量值2 923.8℃·d为历史最低,积温负距平值584.2℃;积温垂直降幅684.9℃·d为历史最低;积温降幅极差647.3℃·d为历史第一.当年全市大面积水稻大歉收,平均只达2 954 425 kg/hm2.     

贵州大龙经济开发区极端气象参数研究

在全球气候变暖的背景下,我国极端天气增多,气象灾害频发,造成了人员伤亡和重大经济损失。该文以贵州大龙经济开发区为例,利用开发区周边玉屏、新晃国家气象观测站资料,对极端气温、极端强降水和极值风速进行分析。采用Pearson-Ⅲ和Gumbel分布函数等方法,拟合计算极值气温和不同时段强降水百年一遇设计值,不同设计频率、不同高度极值风速设计值。结果表明：大龙开发区区域内最高气温百年一遇设计值为42.7 ℃,最低气温百年一遇设计值为-10.9 ℃;1 d、3 d、5 d、10 d最大降水量百年一遇设计值分别为248.0 mm、261.8 mm、300.8 mm、327.7 mm;离地10 m高度百年一遇最大风速为26.7 m·s^-1,百年一遇极大风速为42.7 m·s^-1。模拟得到的百年一遇气象参数设计值,为开发区企业工程项目设计提供科学参考,以期规避或降低极端气候事件可能对安全生产造成的风险。     

贵州西部近6a温度变化对水稻大田生育期的影响

利用贵州西部牂牁镇等25个乡镇2016—2021年水稻大田生育期观测资料及同期温度资料,分析温度变化对贵州西部水稻各生育期的影响,结果表明：贵州西部水稻在大田从移栽到收获完毕需要145~178 d,积温超过3300 ℃·d即可满足全生育期需求;水稻在大田从移栽到开始收获平均需要125 d,比贵州东部偏长22 d,且积温超过2500 ℃·d即可满足生育期需求。水稻移栽返青期需要积温430 ℃·d以上,分蘖期需要积温450 ℃·d左右,拔节孕穗期需要积温490 ℃·d以上,抽穗开花期需要积温470 ℃·d以上,灌浆成熟期需要积温在330 ℃·d以上。在水稻分蘖期间,温度变幅较大、变化较快,容易造成水稻分蘖速度缓慢。在水稻抽穗开花期间,持续5 d日平均温度在23 ℃以下,将导致水稻抽穗开花期时间延长。在水稻灌浆成熟期间,如果持续4 d日平均温度在25 ℃以上,将造成水稻灌浆成熟期时间缩短。温度高、种植面积少,水稻在大田生育期所需要的时间就短;反之,所需要的时间就长。     

大气扰动分解技术在副高边缘大暴雨落区精细化分析中的应用

利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts， ECMWF）再分析资料，基于大气扰动分解技术，对2012年7月华北东部两次副高边缘大暴雨事件进行扰动分析。结果表明：边界层及对流层低层扰动辐合中心与副高边缘大暴雨中心有较好地对应关系；扰动锋区和扰动比湿大值区（4 g·kg^-1）叠加的区域与大暴雨落区相对应，与切变线类暴雨不同，副高边缘暴雨中心并不是出现在冷暖空气対峙扰动（0 ℃线）的位置，而是发生在扰动锋区内的暖区一侧（扰动温度0 ℃以南）；两次过程均存在自南向北的水汽通道，且水汽在输送过程中不断得到抬升，大暴雨落区对应的扰动水汽通量散度中心分别达到-6.8×10^-8g·cm^-2·hPa^-1·s^-1和-11.9×10^-8g·cm^-2·hPa^-1·s^-1，为大暴雨的形成提供了较好地水汽条件。     

利用改进的CASA模型分析三江源区净植被生产力

利用改进CASA模型计算了三江源地区植被净初级生产力(NPP).NPP值在区域上呈现由东南向西北递减的趋势,黄河源区东南部地区的植被NPP值较高,而长江源西北部的植被生长稀疏;2004—2008年三江源区NPP值呈略下降趋势,2006年该区植被的NPP年总量最大为62.93 Tg·a^-1,2005年NPP总量最小为60.9 Tg·a^-1;从季节分布来看,NPP值从5月开始增加,到7月达到最大,随后又逐渐降低.三江源地区草甸植被NPP值最大为188.95 g·m^-2·a^-1;高寒草原为129.41 g·m^-2·a^-1.其中,草原植被受气候年际变化影响相对较大,高寒草原年际变化表现为2004—2006持续上升.NPP的波动主要是由于该地区的温度、年降水量以及年太阳总辐射量等因素的变化造成的.在海拔较高的地区,温度与NPP的呈极显著相关,相关系数为0.8,而降水量与NPP的相关系数为0.7.     

内蒙古一次极端暴雪事件中冻雨成因分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、NCEP 1°× 1°再分析资料及雷达资料等多源资料对 2020 年 11 月 18~19日发生在内蒙古东南部罕见历史极值特大暴雪事件的背景下通辽市冻雨灾害天气成因进行了分析。结果表明：冻雨发生时段,各站地面气温稳定波动较小,基本维持在-1℃~-2℃,降水量和降水强度较小,占总量的25%,强度在2mm/h以下。550 hPa至450 hPa之间存在干冷空气侵入,湿层深厚达550hPa,存在双逆温层结,近地层930 hPa(-4℃)至860hPa(3℃)存在强逆温层,其暖层最高气温为2℃至4℃,冷层最低气温为-2℃至-4℃,气温零上和零下两个层结在探空T-lnP图中面积相当,存在典型的“冷-暖-冷”层结特征。近地层冷垫是强冷高压南侵,受到江淮气旋和地形阻挡,在平原地区堆积形成,有持续的近地层冷平流补充条件重要,冷平流强度在-10×10^-5℃.s ^-1至-20×10^-5℃.s ^-1。中层暖区融化层是700、850hPa低涡前部,西南暖湿低空急流顶端到达冷垫上空并沿冷垫爬升叠置形成,持续的暖平流特征明显,暖平流强度在10×10^-5℃.s ^-1至20×10^-5℃.s ^-1。两层之间具有明显的锋区特征,雷达观测在冻雨区具有明显的回波强度增大的特征。最后讨论了冻雨复杂的成因和多种气象条件影响及预报着眼点。     

基于CMIP6多模式集合的未来中国风功率预估

实现我国2060年“碳中和”目标,需要大力发展包括风能在内的清洁能源,然而气候变化给未来风资源利用带来较大的不确定性。本文利用人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)算法对16个CMIP6气候模式风速数据进行逐一订正,在此基础上预估21世纪30、60年代以及21世纪末这3个不同年代在低(SSP1-2.6)和高(SSP5-8.5)排放情景下中国风功率较当代的变化。结果表明,ANN算法使CMIP6气候模式均方根误差平均降低(39.93％±9.57％),并使多模式集合平均与观测的相关系数从0.56增加到0.83,更好地再现了中国当代风速的空间分布和季节变化。在此基础上,预估的21世纪60年代(2050—2064年)风功率密度在两种情景下分别减少了(1.01±0.94) W·m^-2(2.62％±2.27％)和(1.11±1.45) W·m^-2(1.90％±2.51％)。时间上,春季作为风能密度最大的季节,两种排放情景下风功率分别减少了(1.16±1.14) W·m^-2和(1.43±1.58) W·m^-2。空间上,中国东南部风功率密度在SSP1-2.6情景下降(0.56±0.53) W·m^-2,而SSP5-8.5情景下上升(0.40±0.29) W·m^-2。近期(2025—2039年)全国平均风功率密度在两种情景下分别减少了(0.52±0.83) W·m^-2和(0.54±1.02) W·m^-2,而长期(2085—2099年)风功率密度分别减小了(0.98±1.17) W·m^-2和(1.83±1.17) W·m^-2。利用极度梯度提升(XGB)算法订正CMIP6数据的预估变化量级偏小但趋势一致,表明随着全球变暖幅度的增加,我国风功率降低的趋势将更加显著。     

沈阳地区对流层顶气候特征分析

对1977～1992年1,4,7,10月沈阳第一和第二对流层顶月平均高度和温度数据进行分析。结果表明:沈阳是以第一对流层顶为主的地区,第二对流层顶只有夏季发生频率较高;第一对流层顶的高度、温度以及出现频率都表现出明显的季节变化特征,其中高度在1月最低,7月最高;温度在3月最低,8月最高。第二对流层顶高度的季节变化表现为冬春季高、夏秋季低。温度表现为冬季高,夏季低。第一对流层顶在各个月份温度都随高度增高而降低,降幅1月最小,7月最大,4月和10月居中。第二对流层顶温度随高度变化只在7月显著递减;第一对流层顶高度在10月显著降低,降幅为453m/10a,其他月份变化趋势不明显。第一对流层顶在7月显著降温,降幅为1·8℃/10a,10月增温显著,升幅为2·0℃/10a。第二对流层顶高度在不同月份都表现出弱升高趋势,但不显著。1月和10月的降温和升温显著,降幅和升幅分别为1·7℃/10a和1·2℃/10a。     

近50a石河子棉区≥10℃积温时空变化特征

利用石河子棉区4个气象站1971-2020年的逐日气象资料,采用气候倾向率、累计距平、均方差、Mann-Kendall突变检验等方法,分析了石河子棉区10℃积温的时空变化特征。结果表明;石河子棉区各地及全区≥10℃初日呈显著提前趋势,≥10℃终日略微推迟,≥10℃持续日数显著延长,≥10℃积温明显增多。≥10℃积温及持续日数均在1964年发生了由少到多的突变,≥10℃积温主要在5-9月,7月为高峰值。≥10℃积温正常年份最多,概率超过64%,依次向两端递减。≥10℃积温偏低地区主要在莫索湾,≥10℃积温偏高地区主要在乌兰乌苏。阶段Ⅱ（1995-2020年）与阶段Ⅰ（1961-1994年）相比,≥10℃积温3500-3800℃·d明显减少,3800-4100℃·d明显增多。气候变化背景下,石河子棉区热量条件有较好的改善,棉花低温冷害会有所减轻,石河子棉区品中布局仍应以早熟或特早熟为主。     

1951-2013年浙江热量资源变化研究

基于1951—2013年浙江71个常规气象站逐日气温资料和1971—2013年土温资料,采用M-K检验、气候倾向率等气候统计诊断方法,分析浙江地区气温、地温、农业界限温度等热量资源要素的变化规律及气候变化下浙江热量资源区划的年代际变化特征,以期为充分利用气候资源、优化农业结构和作物引种提供科学依据。研究结果表明：1）1951—2013年浙江四季和年平均气温变化幅度分别为0.24 ℃·10a-1(P0.01)、0.10 ℃·10a-1(P0.05)、0.14 ℃·10a-1(P0.01)、0.14 ℃·10a-1(P0.05)和0.18 ℃·10a-1(P0.05),突变起始年分别为1997、2005、2002、1993和1999年;2）1951—2013年浙江平均极端最高、最低气温的气候倾向率分别为0.10 ℃·10a-1(P0.01)和0.30 ℃·10a-1(P0.10);3）土温与农业密切相关,0—20 cm土温与日平均温度通过0.01显著性相关;4）气候变暖导致浙江农业界限温度(0 ℃、5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃)初日提前、终日延后、持续天数和积温增加,农业界限温度初日、终日、持续天数和积温的气候倾向率平均值分别为-3.2～-1.5 d·10a-1、0.3～1.6 d·10a-1、2.8～4.1 d·10a-1、95.7～107.3 ℃·d·10a-1;5）1951—2013年浙江初霜延迟、终霜提前、无霜期增加,初霜、终霜和无霜期气候倾向率平均为-3.62 d·10a-1、1.32 d·10a-1和4.97 d·10a-1;6）气候变暖导致浙江热量资源区划变化显著,2001—2010年淳安建德浦江义乌诸暨嵊州天台三门线以南地区≥10 ℃积温超过5600 ℃·d。     

低温弱光对设施番茄苗期营养物质和干物质分配的影响

本试验以PAR （光合有效辐射）800 μmol·m^-2·s^-1，温度25℃为对照（CK），设置6个处理[L1T1（PAR 200 μmol·m^-2·s^-1，4℃）、L1T2（PAR 200 μmol·m^-2·s^-1，6℃）、L1T3（PAR 200 μmol·m^-2·s^-1，8℃）、L2T1（PAR 400 μmol·m^-2·s^-1，4℃）、L2T2（PAR 400 μmol·m^-2·s^-1，6℃）和L2T3（PAR 400 μmol·m^-2·s^-1，8℃）]，分别处理6、12、24、48和72 h，以研究低温弱光双重胁迫对番茄苗期干物质分配以及不同器官的可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量的影响.结果表明：低温弱光双重胁迫使地下部分干物质分配比例减小，而对地上部分干物质分配比例无显著影响，地下部分的干物质分配比例随时间的变化与地上部分相反；低温弱光胁迫显著降低了番茄茎和叶片的可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量；根的可溶性糖含量随胁迫时间的变化趋势与地上部分不一致，但根、茎、叶片的可溶性糖含量均以L2T3处理72 h含量最高，分别为94.88、77.09和41.62 mg·g^-1；根的可溶性蛋白含量随胁迫时间的变化趋势与地上部分不一致，茎和叶片的可溶性蛋白含量均以L2T3处理12 h最高，以L1T1处理72 h最低；不同器官的游离氨基酸含量随胁迫时间的变化趋势与可溶性蛋白相反；弱光对番茄干物质和营养物质含量的影响小于低温.研究证实苗期番茄在低温弱光胁迫前期，干物质和营养物质先向地上部分分配，胁迫24 h后则更多地向根系积累.     

2005—2015年庐山云海时间变化特征及气象条件分析

采用经验频率分布、趋势分析等统计分析方法,分析了庐山气象站2005-2015年云海时间变化特征及其与气温、相对湿度和风向风速等气象要素的关系。结果表明：（1）庐山云海平均年日数为133.73 d,最多年份为172 d（2005年）,最少年份为106 d（2012年）,云海日数呈递减趋势。（2）庐山云海适宜的气象条件为：平均气温8.7~21.0℃,最高气温12.7~24.7℃,最低气温5.7~18.6℃,相对湿度 ≥ 82%,风速1.9~4.8 m·s^-1,风向为SSE和S。和无云海时相比,有云海时气温要素整体偏高,相对湿度条件更好,风速频率分布接近。（3）在2005-2015年的云海日中,有效探空数据共1 840时次,其中500时次出现逆温,占27.2%;平均逆温层底高度为793.1 m,平均逆温层厚度为1 054.4 m,平均逆温强度为0.25℃·（100 m）^-1,均大于无云海时的逆温参数。有云海时,逆温层底高度300~2 000 m和逆温强度大于等于0.4℃·（100 m）^-1所占百分比较无云海时更大,表明有云海时逆温层底更高,逆温层更厚,逆温强度更强。     

基于卫星遥感的南海真光层底颗粒有机碳输出通量时空特征研究

在加强海洋强国建设、实现我国碳达峰和碳中和愿景目标背景下准确掌握南海碳通量时空变化格局具有重要的现实意义。根据2009—2018年10 a有机碳通量月度数据集,分析了南海真光层底颗粒有机碳通量变化特征。结果表明:(1)南海区域多年真光层底有机碳输出通量年平均值为55.40 mgC·m^-2·d^-1;其值大小在空间上的分布存在近岸＞陆架＞海盆的趋势。(2)从季节上看,南海真光层底颗粒有机碳输出通量冬季最高,春、秋季次之,夏季最小;真光层底颗粒有机碳输出通量1、4、7、10月平均值分别为82.43、47.37、46.34、54.75 mgC·m^-2·d^-1。研究结果可为全面掌握南海碳循环过程和机制提供技术支撑。     

2004年度新疆小麦农业气象条件评述

1冬小麦2003年秋季,全疆大部地区冬小麦播种偏晚5～18d。出苗至越冬始期,北疆冬麦区气温波动较大,冬前≥0℃积温为236～405℃·d,积温略显不足,大部冬麦未形成分蘖提前进入越冬始期;南疆大部冬麦区冬前光热条件较好,冬麦越冬期偏晚,冬前≥0℃积温为211～650℃·d,绝大部分冬麦带蘖越冬。当北疆冬麦区最低气温降到-24℃以下时,均已形成5cm以上的稳定积雪,有利于冬麦的安全越冬。2004年伊始,全疆冬麦区气温持续偏高,至3月底,全疆冬麦全部进入返青期,大部冬麦返青期较常年提早1～8d。越冬死亡率除伊宁、塔城为20%左右外,其余麦区均在10%以下,返…     

空气污染-气候相互作用:IPCC AR6的结论解读

本文解读最近发布的政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）第六次气候变化评估报告（Sixth Assessment Report,AR6）关于空气污染-气候相互作用的主要新结论。在大气污染物的气候效应方面,AR6估算了大气污染物或其前体物排放变化导致的有效辐射强迫值（Effective Radiative Forcing,ERF）,对评估大气污染治理可能产生的气候效应具有启示性意义。AR6也估算出1750—2019年间人为强迫导致的全球平均地表温度（Global mean Surface Air Temperature,GSAT）变化为1.29（0.99～1.65）℃,其中,均匀混合温室气体、臭氧、气溶胶导致的温度变化分别为1.58（1.17～2.17）℃、0.23（0.11～0.39）℃、-0.50（-0.22～-0.96）℃。气溶胶历史变化的气候效应中,起决定性作用的是由SO₂排放变化通过气溶胶-云相互作用所产生的ERF （高信度）,从而部分抵消了人为排放温室气体所引起的变暖（高信度）。在气候变化影响大气污染物方面,AR6首次评估获得了地表臭氧浓度对温度的敏感性,在偏远地区为-0.2 ～-2 nL·L^-1·℃^-1、在污染区为0.2 ～2 nL·L^-1·℃^-1。在大多数陆地区域,关于气候变化是增加还是减少PM_2.5,目前模式结果结论的一致性较低。     

锡林浩特草原CO2通量特征及其影响因素分析

利用锡林浩特国家气候观象台开路涡度相关系统、辐射土壤观测系统,测得的长期连续通量观测数据,对锡林浩特草原2009—2011年期间的CO₂通量观测特征进行了分析。结果表明:CO₂通量存在明显的年际、季节和日变化特征。3 a中NEE年际变率达到200 g·m^-2,季节变率最大达到460 g·m^-2,日变化幅度生长季最大达到0.25 mg·m^-2·s^-1。通过不同时间尺度碳通量与温度、水分、辐射等环境因子的分析,认为CO₂通量日变化主要受温度和光合有效辐射影响,而季节变化和年变化主要受降水和土壤含水量的影响。降水强度及时间分布是制约牧草CO₂吸收的关键因素,大于15%的土壤含水量有利于促进牧草生长。     

大兴安岭东部土壤水分对大豆产量的影响

应用积分回归原理，对大兴安岭东部地区大豆产量与该地区大豆生长期内的土壌相对湿度之间的关系逐旬进行定量分析，结果表明：大豆全生育期0?50cm 土层中以20?40cm土层的土壤相对湿庋与大豆气象产量的多元回归方程的回归效果较显著，且不同时段土壤相对湿度对产量的影响效应是不同的，5月上句至5月下旬、9月上旬至9月下旬土壤相对湿度对产量的影响均为正效应，相对湿度每增加1%,产量分别增加2.69～19.74kg?hm^－2和1.01?12.26kg?hm^－2,6月上旬?8月下旬土壤相对湿度对产量的影响为负效应，相对湿度每增加1%，产量减少0.57?8.08kg ? hm^－2.     

利用LAP-3000型风廓线雷达资料对深圳地区湍流耗散率特征的研究

利用2010年1-2月深圳LAP3000型风廓线雷达资料, 对湍流耗散率进行了估算, 针对典型晴天条件下的湍流耗散率ε、折射率结构常数C₂ⁿ、水平风速和风切变, 分析了其时空变化特征。得出如下结论: (1) 深圳地区低空大气ε的量级在10^-7~10^-1 m^-2·s^-3之间, 与理论模拟值基本一致; (2) 时间分布特征为, 2 km以下ε有很明显的日变化特征, 夜晚和上午ε较大, 下午及傍晚减少;(3) 空间分布特征表现为, ε随高度大致呈递减分布;ε量级达10^-2.5 m²·s^-3所在高度可作为深圳地区2010年1月14-15日边界层顶高度的判断依据。     

2021年2月黄河中下游两次暴雪的相态转换特征及成因

利用常规高空资料、地面加密自动站、双偏振多普勒天气雷达、微波辐射计与ERA5再分析数据等多源资料,分析了2021年2月下旬黄河中下游两次暴雪过程的相态演变及形成机理。结果表明:两次过程的大尺度影响系统基本一致,只是影响系统的强度和位置不同导致两次过程存在些许差异。两次过程均存在相态转换,过程Ⅰ中存在相态逆转(由雨转雪再转雨),而过程Ⅱ中只存在雨转雪的转换。在太行山以西的山区,当地面2 m气温低于0.5 ℃时,降水相态以雪为主,在0.5~1 ℃之间时,多为雪或雨夹雪并存;在平原地区,当2 m气温为1~2 ℃时,降水相态为雨或雨夹雪,在0~1 ℃之间时,则为雪与雨夹雪并存,低于0 ℃时,降水相态为雪。在降雨阶段,双偏振雷达产品相关系数(CC)值约在0.98以下,差分反射率(Z_DR)在0.6 dB以上,差分传播相移率(K_DP)值约在0.2 (°)·km^-1以上;在降雪阶段,CC值在0.98~0.99之间,Z_DR值在0.2~0.8 dB之间,K_DP 值约在0.2 (°)·km^-1以下;但在降水相态由雨转雨夹雪时,Z_DR、CC与K_DP 值没有明显变化。     

2022年秋末初冬贵州一次超强寒潮天气过程分析

【目的】2022年 11月 29日—12月 1日贵州出现一次超强寒潮天气过程,为分析此次超强寒潮及其伴随的剧烈降温、大风和雪凝天气的成因。【方法】利用常规观测资料和 NECP1°×1°逐 6h再分析资料,运用天气学原理和天气动力学诊断分析方法。【结果】（1）此次超强寒潮天气过程是在中高纬地区配合有 -48℃冷中心的冷涡低槽发展东移南压,引导强冷空气大举南下以及副高加强西伸北抬、高原上多小槽东移的背景下产生的。（2）前期热低压发展加深,贵州大部地区最高气温异常回升至 27℃以上,850hPa冷平流强盛且维持时间长,是造成降温幅度大、气温低、降温持续时间长的主要原因。冷平流强度低于 -32×10^-5℃ ·s^-1 的区域与过程最低气温降幅超过 16℃的区域基本一致。【结论】（1）强气压梯度和变压梯度是此次超强寒潮强风形成的主要原因,大风区 ΔP₃普遍超过 3hPa,ΔP₂₄普遍超过 10hPa。ΔP₃ ＞3hPa、ΔP₂₄ ＞10hPa可作为寒潮大风预报指标。（2）西南低空急流维持加强,持续输送水汽并使贵州大气层结呈中间暖、上下冷的“三层”结构模式, 850hPa到地面温度 T＜0℃,为雪凝天气的发生发展提供了水汽和温度条件。当 850hPa温度 T≤ -2℃、地面温度 T≤0℃ 时,降水相态由雨转冻雨或雨夹雪或雪。