两种气候变化情景下中国未来的粮食供给

全球温室气体排放导致的全球温度的上升一直是国际社会关注的重点问题之一。利用IPCC（政府间气候变化专门委员会）SRES（排放情景特别报告）的A2（中-高）和B2（中-低）温室气体排放情景，结合区域气候模式PRECIS和CERES作物模型模拟和分析了未来不同的温室气体排放情景下，中国未来2020年、2050年和2080年各个时段粮食的供需情景，并结合未来社会经济的发展分析了气候变化对未来粮食供求的影响，探讨了不同的气候变化程度对未来中国粮食供应的影响。结果表明：如果不考虑CO2的肥效作用，未来我国三种主要粮食作物（小麦、水稻和玉米）均以减产为主，灌溉可以部分地减少减产幅度，如果单考虑CO2的肥效作用，三种作物的产量变化以增产为主。若保持959／6的粮食自给率，人口按照SRESA2和B2情景增长，到2030年的技术进步可使粮食年单产递增0．79／6以上，维持目前的种植比例和种植面积，B2情景下，气候变化对我国的粮食安全问题将不会构成威胁，而A2情景下，气候变化将会对我国可持续发展的粮食安全造成威胁。     

生态系统对气候变化适应的辨识

针对气候变化对生态系统的影响,研究了确定生态系统影响阈值的有关科学问题,包括：气候变化对生态系统影响的阈值的定义;生态系统对气候变化的响应过程;生态系统对气候变化的适应性指标;生态系统对气候变化的适应性评价等。通过CEVSA模型和基于人工神经网络模型对中国生态系统的模拟和评价,初步结果显示,自然生态系统基本上处于基准态、轻度和中度不适应状态,目前模拟、评价的结果尚未发现生态系统不适应的情况。由SRES描述的B2和A2情景模拟结果初步对比显示,B2情景（大约升温3.2℃）对东北地区自然生态系统的影响更为明显,且大多数为正影响;A2情景（大约升温3.9℃）对华东地区自然生态系统有不利影响。     

气候变化对农业生产与粮食安全影响的新认知

IPCC第二工作组在第五次评估报告中客观而审慎地评估了气候变化已经发生和潜在的影响、各个领域与区域的敏感性和脆弱性。针对农业生产与粮食安全,报告表明,气候变化对全球大部分地区作物、畜牧、渔业产生了影响,且负面影响更普遍;不仅影响到生产过程,也影响到非生产系统因素,但这些影响存在区域差异。极端事件（如极端高温）对作物产量、品质及市场价格的负面影响明显。大气中CO2浓度增高有利于作物产量提高,但是与温度、臭氧以及水分利用、病虫草害等协同效应仍然不明确。增强适应可以克服增温对农业的负面影响,并减少粮食损失。关于气候变化对粮食安全非生产系统因素的影响及如何开展适应,还需要搜集更多的证据。     

气候变化对中国农业生产影响研究展望

综述了气候变化背景下中国农业气候资源、农业气象灾害(干旱、洪涝、高温热浪、低温灾害)和农业病虫害的变化趋势与规律,从农业生产潜力变化、作物种植制度变化和作物品质变化等方面阐明了气候变化对中国农业生产的影响事实,分析了气候变化对中国农业生产的可能影响和中国农业生产适应气候变化的对策措施。在此基础上,针对气候变化背景下中国气候资源的时空分布特点及农业生产出现的新情况、新问题,指出了当前中国关于气候变化对农业影响研究存在的不足,提出了未来气候变化对中国农业生产影响研究需要重视的方面,为确保气候变化背景下中国的农业生产安全及粮食安全提供决策支持。     

气象条件对作物品质和产量影响的试验研究

利用人工气候室试验研究了高温、高CO2浓度和水分胁迫等气象条件变化对农作物籽粒品质以及粮食安全供给的影响.结果表明:土壤水分胁迫有利于提高农作物籽粒的品质,而大气中CO2浓度升高并伴随高温出现不仅不利于农作物籽粒品质的提高,而且对作物在干旱条件下提高作物籽粒品质的能力有抑制作用,并将在大多数气候变化情景下对中国的粮食安全供给产生不利影响.     

气候变化对中国南方稻区水稻产量影响的模拟和分析

采用了DSSAT作物模式和区域气候模式相连接,模拟分析了A2和B2气候变化情景对中国主要地区灌溉水稻产量的影响。气候变化情景采用了IPCC发布的SRES(Special Report on Emissions Scenarios)系列的最新温室气体排放情景,气候情景值采用区域气候模式PRECIS(Provide Regional Climates for Impact Studies)的模拟值。通过研究站点水稻对A2和B2增温梯度敏感性的分析表明:温度增加,水稻产量呈下降趋势,随着温度增加,产量下降幅度增大。且在同一增温水平下,在南方热带地区的昆明和海口,产量下降幅度大于其他站点。A2和B2的产量相对于基准年(1961~1990年)的变化分别为:气候变化对不同站点的年代际水稻平均产量表现了正面或负面的影响(A2情景下为2.3%~-10.2%,B2情景下为4.0%~-13.6%),在某一些站点,水稻高产年和低产年的概率明显增加,产量分布趋于两极化。     

气候变率和气候变化对保加利亚作物产量的影响

近10年来,由人为因素与自然过程引起的气候波动与变化,已成为当今科技界最前沿的问题.本项目是研究保加利亚20世纪以来的气候变化,确认其对农业的全面影响.20世纪保加利亚年平均气温没有显著变化.但自20世纪70年代起,保加利亚夏半年的降水量有所下降.已建成保加利亚作物产量与降水、温度的多元统计回归模型.利用全球大气环流模型(GCM)的输出产品,创建了不同的渐变气候变化情景.利用农业技术决策支撑系统(DSSAT)3.5版估算气候变化对保加利亚玉米与小麦产量的影响.在目前CO2浓度(330PPM)不变的条件下,由于气温升高与降水减少的影响,作物生长季将缩短,GCM情景计算表明冬小麦及玉米产量下降,尤其是玉米产量下降.若考虑CO2浓度增加的直接效应,所有的GCM情景都反映出冬小麦将增产.为了减轻保加利亚未来气候变化对玉米产量的潜在影响,适应气候未来变化的对策可包括调整播期与选择适宜的杂交品种.     

气候变化对中国农业生产的影响研究进展

气候变化已成为当今科学界、各国政府和社会公众普遍关注的环境问题之一,气候变化可能对生态系统和社会经济产生灾难性影响,农业是受气候变化影响最直接的脆弱行业。因此,气候变化对农业生产的影响研究一直是气候变化研究领域中的热点问题之一。该文系统介绍了有关全球气候变化对中国农业生产影响研究的现状与进展,包括气候变化对农业影响的研究方法、大气中温室气体浓度增加对农作物的影响试验、气候变化对农业气候资源的影响、气候变化对农作物生长发育和产量的影响、气候变化对农业种植制度和品种布局的影响、气候变化对农作物气候生产潜力和气候资源利用率的影响等,指出当前在研究气候变化对农业影响评估中存在的问题,提出了今后应加强对气候变化情景和预测模式不确定性的研究、气候变化对农业影响的方法研究。此外,气候变化背景下极端天气气候事件对农业生产的影响以及气候变化对农业病虫害的影响研究等仍较薄弱,有待进一步加强和深入。     

SRES B2气候情景下东北玉米产量变化数值模拟

采用区域气候模式PRECIS与东北玉米模拟模型相耦合的方法, 模拟了基准气候 (BS, 1961—1990年)、B2气候情景下考虑和不考虑CO₂直接影响 (肥效作用) 未来40年 (2011—2050年) 我国东北玉米生育期和产量的变化状况。结果表明:不考虑CO₂直接影响时,未来40年的平均变化情况以减产为主,幅度和熟性密切相关。在松嫩平原部分地区减产幅度最大,超过20%,但21世纪20年代的10年间东北玉米减产面积小,大部分地区表现为20%以内的增产。不考虑CO₂直接影响,玉米产量变化是由气象条件变化引起的,温度过高和降水减少是玉米减产的主要原因; CO₂直接影响对玉米产量的补偿效应不可忽视。与不考虑CO₂直接影响的情况相比,未来40年平均的产量变化地理分布形势相似,但产量变化的幅度减小,减产幅度达到10%以上的范围缩小。研究气候变化对东北玉米产量的影响时,必须同时考虑CO₂肥效作用和气象条件的变化, 在B2情景下未来40年内,各年代东北玉米生育期变化的地理分布相对比较稳定,和玉米熟性关系紧密。     

对IPCC AR6报告中有关农业系统结论的解读

与IPCC第五次评估报告相比,第六次评估报告（AR6）有关农业的评估对象由作物生产系统延伸到粮食供应链系统,气候变化对作物生产不利影响的证据在加强。气候变化改变了作物适宜种植区,使中高纬度及温带地区作物种植界限向高纬度、高海拔地区推移。人为引起的气候变暖阻碍了作物产量的增长,地表O₃浓度增加使作物产量降低,CH₄排放加剧了这种不利影响。气候变化加剧作物病虫草害,极端气候事件高发加剧了粮食不安全,推升了国际粮食价格。适应措施有助于减缓气候变化不利影响,基于自然的适应方案在增强作物生产系统气候恢复力和保障粮食安全方面具有较高潜力。从保障国家粮食安全和重大战略需求出发,AR6报告对我国农业应对气候变化相关工作的启示如下：需要高度重视气候变化背景下作物种植适宜区转变与种植带北移的重要战略价值,合理规划农业生产布局;加强农业气象灾害和病虫害防治体系和能力建设,保障粮食生产稳定性;关注气候变化对国际作物生产和谷物贸易的影响,统筹国内、国际市场粮食资源,保障粮食安全;推进农业温室气体减排与作物生产高效协同,为实现国家减排目标做出贡献。     

陕西冬季一次大雾天气生消机制的数值模拟

利用非静力平衡中尺度模式WRF、NCEP 1°×1°再分析资料及常规观测资料,对2005年12月30～31日发生在陕西的大雾天气过程进行了数值模拟,分析了大雾天气过程形成的主要原因及雾的生消机制。结果表明,WRF模式能较好地模拟出雾的水平分布特征、强度和生消过程,反映出实际雾的生消变化规律。适当提高模式水平分辨率能较明显地改进模拟效果。这次大雾为平流辐射雾,长波辐射冷却是大雾形成和发展的主要原因。逆温层的发展、维持和近地面层较高的相对湿度对雾的产生和发展起着重要作用。近地面层有弱的水汽辐合是大雾发展和维持的主要原因之一。大雾形成和发展阶段,900 hPa以下的辐合上升运动和900 hPa以上的辐散下沉运动有利于在上升和下沉运动区的界面层中形成逆温层,逆温层的形成有利于低层水汽的积累。随着高空转为辐合上升运动,900 hPa以下为辐散下沉运动,接着日出后,太阳短波辐射增温等的共同作用,使逆温减弱直至被破坏。中高云的存在影响了近地面层逆温的形成和加强,推迟了雾的形成和消散。暖平流的输入有利于逆温层的形成发展。     

Estimation of the error of lidar determination of the transparency of low-turbidity atmosphere

Considered is the method of determination of atmospheric turbidity using weak lidar signals when the problem is mathematically incorrect due to the presence of the background noise. An accuracy of the method can be increased by means of using the procedure of effective averaging and linear approximation of the transmission in the case of the low attenuation coefficient.     

Elements of theory of avalanche-like motion of a mudflow with hyperconcentration of debris

A criterion ratio is proposed which allows to estimate the possibility of origination of avalanche-like motion of a mudflow with hyperconcentration of debris in a certain mudflow-bearing watercourse.     

Dynamic model of accumulation of total biomass of agricultural crops

Issues concerning the growth and biological time of agricultural crops are under consideration. A closed system of equations is derived for calculating total dry biomass and biological time of plants. The model parameters are given, and the model is verified based on the experimental data of observations of the sunflower in the southern conditions of the Ukraine.     

T106数值预报产品在赣南温度预报中的释用

利用1995年7～9月、1996年7～8月24～144h、1000～500hPa的T106格点资料与赣南17个县（市）的最高、最低、平均温度作相关分析;用逐步回归方法建立了分县逐日滚动预报方程。并用1996年9月份T106格点资料对方法进行检验,同时对预报方法及T106产品在温度预报中的释用能力作了初步分析。     

2005年夏季中国东部气候异常分析--中国科学院大气物理研究所短期气候预测检验

简要比较了中国科学院大气物理研究所对2005年夏季中国降水跨季度预测与实况的异同,并对2005年夏季我国主要雨带及降水偏少区的形成与东亚热带、副热带以及中高纬度大气环流系统的配置进行了分析。对2005年夏季西太平洋副高的异常活动预测不好,这是造成跨季度降水预测有失误之处的主要原因之一。2005年夏季在亚洲对流层中高层,沿着副热带急流轴准静止Rossby波有几次能量传播过程,西太平洋副高的北抬与西伸与副热带急流中Rossby波的活动强度有一定的对应关系,因而产生了亚洲不同地区高影响性的灾害性天气。     

测量NO气体吸收截面的方法

差分吸收光谱技术(DOAS)已经被广泛用于各种污染气体浓度的测量,其中影响其测量精度的主要因素就是气体吸收截面的测量.利用Lambert Beer 吸收定律以及自主设计的测量装置对大气的主要污染气体NO的吸收截面进行了测量,并采用多项式拟合的方法提高了测量的精度,根据所测得的吸收截面反演了NO气体的浓度值,取得了良好的效果.     

An analysis of the causes of meandering tracks of typhoons

Criteria of the free meandering tracks of typhoons are derived from the general solutions of typhoon motion equations. It is suggested that the meandering motion of a typhoon is caused by the combination of the internal force, the initial speed of the typhoon and the average pressure gradient force of the typhoon volume affected by the environmental pressure field. It is also revealed that under specified circumstances, the meandering may be caused only by the typhoon’s internal force. Finally two examples of fitting calculation are given for illustration.     

小麦腥黑穗病气象条件分析及防治措施

本文主要通过对晋城市2005年、2006年及历年平均气象要素与农业气象观测资料对比,分析气象条件对小麦腥黑穗病农业病害的影响程度,从而提出治理对策。     

RG13型雨量传感器测量结果的不确定度评定

国内民航机场主要使用的雨量观测设备为芬兰维萨拉公司生产的RG13型雨量传感器,为保证雨量测量数据的真实可靠,对其测量结果的不确定度分析很有必要。根据自动气象站现场校准方法,分别进行大雨强和小雨强的重复测试,并依据JJF1059.1-2012测量不确定度的评定与表示要求,进行A类不确定度评定。分析测量过程中的B类不确定度来源,进行B类评定,最终给出扩展不确定度。结果表明：在小雨强下,测量不确定度为U95=0.17mm,包含因子k=2。在大雨强下,测量不确定度为U95=0.16mm,包含因子k=2。该研究完善了雨量传感器的现场校准工作流程,对雨量传感器测量结果的可信度评定具有参考价值。