寒地水稻障碍型冷害指数构建及应用——以辽宁省为例

东北地区水稻障碍型冷害常规评估多采用温度和低温持续天数2个指标,为实现定量化评估和预报,需构建一种基于多因素的综合性障碍型冷害指数。本文基于水稻温度适宜度模型,以温度和低温持续天数为基础,综合考虑三基点温度对水稻生长发育过程的影响,利用辽宁省近50年的日平均温度和水稻发育期数据,构建水稻障碍型冷害指数(RSCDI),并利用该指数对辽宁省水稻障碍型冷害变化规律进行分析和试预报。结果表明：①1961-2010年的50年间,有20年发生了局部轻度冷害,14年发生了局部中度冷害,10年发生了局部重度冷害,未发生区域性及大范围冷害。②冷害发生频率最高的年代为1971-1980年,1981-2000年发生频率呈下降趋势,发生频率最低的年代为1991-2000年,2001年以后发生频率上升、且范围呈现扩大趋势;冷害发生范围主要分布在辽宁西部和东北部地区。随着气候变暖,冷害发生频率和范围虽有一定程度的下降,但辽宁省水稻障碍型冷害发生的不确定性仍存在。③利用RSCDI对2011-2014年辽宁省水稻障碍型冷害进行试预报,结果仅建平县2012年和2014年在开花期发生中度冷害,其他地区无冷害发生。     

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...     

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。     

海岸沙地防护林的小气候效应

对广东省湛江市东海岛海岸沙地防护林林内与林外的光照、温度、湿度及风速等气象因子进行对比观测,结果表明,防护林林内光照强度减弱、温度变化缓和、湿度增加、风速减小,小气候效应显著,改善了海岸沙地的生态环境。     

丽江金沙江区域烤烟生产农业气象条件分析

通过对云南优质烤烟生产气象条件的叙述,结合丽江市气候资源特点,利用永胜县2006～2008年气象观测资料,统计分析了丽江金沙江区域烤烟生产农业气象条件。结果表明:丽江金沙江烟区(1)大田期光照强度强,日照时数613.5 h,最适宜烤烟生长;(2)大田期日均雨量5.5 h,年均雨日117 d,自然降水条件好,降水有效性高;(3)无高温危害。不利因素:(1)全生育期≥10℃有效积温1 398.7℃,略显不足,生长后期对烟叶品质有影响;(2)干旱、冰雹、低温冷害、连阴雨等气象灾害交替频繁发生;但可以通过合理规划烟区、加强基础设施建设等克服。     

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。     

我国自然灾害时空分布中的一些“反常”现象解析

正我国是世界上自然灾害最严重的国家之一。我国的自然灾害具有发生范围广泛、灾种多样、灾次频发、地域差异大、灾情严重等特点。自然灾害实质上就是人类所依赖的自然界中所发生的反常现象,我国的自然灾害由于受我国特有的自然地理环境的影响,在时空组合及分布上却有些反常。一、一些自然灾害在时间分配上的反常现象1.低温冷害并不是都发生在低温季节低温冷害是指农作物在生育期间遭受低于其生长发育所需环境温度侵害导致农作物减产的自然灾害,简称冷害。低温冷害不像冻害(最低温0℃以下),虽然其温度仍在0℃以上,但由于达不到活动积温所要求的     

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。     

基于Google Earth Engine和作物模型快速评估低温冷害对大豆生产的影响

作为中国商品粮的主要生产基地,东北地区频发的低温冷害给中国粮食安全带来了严重的影响,及时、准确和大范围评估低温冷害灾损是降低损失、快速恢复生产的重要前提。本文以鄂伦春为例,提出了一种快速评估低温冷害对大豆生产影响的新方法。首先诊断出该地区典型冷害事件发生的年份为1989年、1995年、2003年、2009年和2018年;然后基于本地化后CROPGRO-Soybean模型设置512组低温冷害和田间管理组合模拟情景;其次构建了1600组包括3个变量（有效积温距平值（CDD）、模拟的叶面积植被指数（LAI）和产量）的冷害脆弱性模型;最后依托Google Earth Engine（GEE）平台逐像元提取大豆关键生育期早晚窗口内最大的宽动态植被指数（WDRVI）及对应的日期（DOY）,将WDRVI转化为大豆种植格点的实际LAI,结合构建的冷害脆弱性模型逐像元计算出产量和减产率。主要发现如下：① 校准后的CROPGRO-Soybean模型能较为准确地模拟不同冷害情景下的大豆生长发育过程;② 大豆遭受全生育期的降温情景（1~3 ℃）的减产幅度比局部降温情景（4个生育期随机生成连续5日温度为0 ℃）的减产幅度大;③ 历史冷害年1989年、1995年、2003年、2009年平均减产率约为9.6%、29.8%、50.5%和15.7%,与实际6.4%、39.2%、47.7%和13.2%的减产率相比,冷害灾损评估结果具有较好的精度且误差均在一倍方差以内;④ 运用该方法评估2018年冷害田间尺度的产量损失,并利用Sentinel-2A影像进行10 m高精度制图。结果显示,该方法能够快速、准确地评估不同尺度的低温冷害灾损情况,为作物估产以及农作物灾害损失评估的业务化运行提供了新的思路。     

近 58 a 中国北方地区极端气温时空变化及影响因素分析

基于北方地区 404 个气象站 1960—2017 年逐日最高气温、最低气温资料，应用线性倾向估 计法、Mann-Kendall 法、滑动 t 检验法、累积距平法和相关分析法，分析了极端气温的时空变化特 征，并探讨了气温指数的影响因素。研究表明：极端气温暖指数和极值指数呈上升趋势，冷指数和 气温日较差呈下降趋势；变化幅度中冷指数大于暖指数，夜指数大于昼指数，西北地区极端气温指 数变化幅度最大，东北地区最小。突变时间上，极端气温指数突变主要发生在 20 世纪 80 年代和 90 年代，暖指数和极高值指数晚于冷指数和极低值指数，东北地区极端气温指数突变时间最早，西北 地区最晚，突变后极端暖事件和气温极值事件进入多发阶段，极端冷事件进入少发阶段。1988— 2012 年极端气温指数的变化响应了全球变暖停滞现象。多数极端气温指数与经纬度、海拔高度显 著相关。北极涛动（AO）指数对极端气温的影响最强，对冷指数影响最明显。气溶胶光学厚度与多 数冷指数呈负相关，而与多数暖指数呈正相关。     

The integrated risk assessment and zoning of meteorological disaster in Heilongjiang Province of China

This paper describes studies on the integrated risk assessment and zoning of meteorological disaster in Heilongjiang Province,in northeastern China,by using information-diffusion theory and cluster method with 35 years of summer temperature and precipitation data from 74 meteorological stations from 1971 through 2005.The information-diffusion theory has been used extensively in risk assessment,yet almost no one has done research about risk assessment by information-diffusion theory based on meteorological disaster standards.Some research results are as follows:the risk probability of low temperature and cold damage in the northern region is higher than that in the southern region;the risk probability of general low temperature and cold damage in the southwestern region is the highest;the risk probability of serious low temperature and cold damage in the northern region is the highest,followed by the central and southeast region;the high-risk region of arid disaster in Heilongjiang Province was primarily located in the southwestern,central,and southern parts of the province;the high-intensity arid disaster was located in the south-eastern region;the high-risk region of flood in Heilongjiang Province was primarily located from the southwest and then across the central part to the western part of Heilongjiang Province;the high-intensity flood disasters were located in almost every part of Heilongjiang Province.We can conclude from the integrated meteorological disaster risk zoning that the high-risk region of mete-orological disaster is primarily located in the southern and northern part of the province,the moderate-risk region is distributed in the central southern region and western region,the low-risk region is located in the eastern part,and the light-risk region is located in the central western part of Heilongjiang Province.     

贵阳木本植物物候对气候变化的响应

根据1978~2007年贵阳站的物候和气象资料,分析了贵阳站71种木本植物春秋季芽膨大期、展叶始期、始花期、叶完全变色期和落叶末期等5个关键物候期的变化趋势及其对气候变化的响应。结果表明:自1978年以来,贵阳年平均气温在振荡中明显下降,其中夏季气温降低最为明显,2月平均气温略有上升;春季芽膨大期、展叶始期和始花期等三种物候期均呈现出提前趋势,而秋季叶完全变色期和落叶末期呈现推迟趋势;春季物候期与物候期发生前若干月月平均气温的相关性较好,特别与当月和上月平均气温的相关关系最为显著。其中,2月月平均气温是影响春季三种物候期的关键指标,除此之外,贵阳站2、3月的日照时数也对春季物候期的提前起到促进作用;秋冬季物候期变化和气温、降水、日照时数的相关关系均不明显,这同秋季物候变化的复杂性和秋季物候期所受的影响因素较多有关。     

结合被动微波和光学遥感的“超级寒潮”广东 地表温度特征及其对马铃薯生长的影响

利用被动微波可穿透云层的优势,基于GCOM-W1/AMSR2（Global Change Observation Mission-Water/ Advanced Microwave Scanning Radiometer 2）星载被动微波传感器的多通道亮度温度数据,反演了2016年1月下旬“超级寒潮”过程的广东省每日地表温度,分析了寒潮过程中广东省地表温度的时空变化特征。结果表明：在寒潮前后,广东省地表温度呈现出明显的先下降而后上升的趋势,寒潮过程带来的地表最低温度在广东北部大部分地区达到了277 K（4℃）,西南大部分地区为280~282 K（7~9℃）,其余大部分地区278~279 K（5~6℃）;降温幅度在广东南部地区达到了8~12 K（8~12℃）,北部大部分地区为5~7 K（5~7℃）。此外,利用归一化植被指数（NDVI）对植被生长的指示作用,基于HJ-1 A/B卫星的CCD传感器的多通道反射率数据,计算了近3年冬季广东省典型马铃薯种植区域马铃薯叶片的NDVI值,结果表明：马铃薯叶片的NDVI值在此次寒潮过程后出现了明显的下降,大部分地区（55.4%）马铃薯NDVI降低了0.1~0.2,部分地区（17.2%）马铃薯NDVI下降了0.2~0.3;进一步对比此次“超级寒潮”后同时段的前2年数据,发现寒潮后马铃薯叶片NDVI相对于正常年份也低了0.2,表明马铃薯叶片NDVI下降的主要原因是寒潮带来的低温,而不只是马铃薯的正常老化现象。NDVI的降低表明大部分地区马铃薯生长受到了抑制,马铃薯生长状况的这一变化也通过现场调查得到了证实。     

基于GIS的低温冷冻灾害风险区划研究——以安徽省为例

以安徽省为例,基于自然灾害风险形成原理,利用气象、基础地理信息、农业和社会经济等方面数据,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性以及抗灾能力等4个方面来综合评估安徽省低温冷冻灾害风险程度的地区差异,最终建立综合的灾害风险指数,并将该指数应用于安徽省低温冷冻灾害进行风险区划及结果验证。结果表明,安徽省低温灾害风险评估模型比较客观,较全面地反映出安徽省的低温冷冻灾害风险水平。     

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。     

Global and regional changes of climate: Causes,consequences and adaptation of the economic activities

This paper is concerned with some debatable issues related to assessments of the role played by greenhouse gases and aerosols in the formation of seasonal patterns of temperature change in the northern and southern hemispheres as well as of air temperature across the territory of Belarus. It is shown that the periods of low aerosol pollution of the atmosphere coincide with high summer temperatures in the region. A warming period of the 1930s–early 1940s in the northern hemisphere (in the Arctic) was also observed during a warm season. In recent years when aerosol pollution has decreased, the growth rate of summer temperatures has increased; the temperature rise during a cold period became comparable to that observed during a warm period. In terms of the theory of greenhouse warming of the climate system, however, the temperature rise must be more pronounced in a cold season. Over the last 15–16 years, global temperature, remaining the highest for the period of instrumental observations, has not been increasing, whereas carbon dioxide content in the atmosphere has increased by more than 30%. A detailed study is made of the consequences of the forecasted climate warming in climate-dependent sectors of the economy. It is concluded that there is a need to work out multivariant adaptation measures in view of the uncertainty of existing knowledge regarding the causes for climate change, and because of the large spread in scenario-based assessments of future climate changes.     

冷锋型和蒙古气旋型沙尘天气过程典型个例对比分析

利用观测资料和NCEP再分析资料,对冷锋型和蒙古气旋型两类沙尘天气过程的典型个例进行对比分析。结果表明:斜压强迫在两类过程中均较为显著,冷锋型沙尘天气过程中,随高度降低高空槽明显加深;蒙古气旋型则在对流层低层（850 hPa）、中层（500 hPa）形成切断低压。冷锋型沙尘天气过程高空锋区位置较蒙古气旋型偏南,且南压更为明显;冷锋型沙尘天气过程沙尘天气区位置也较蒙古气旋型偏南,且主要向东南方向扩展。冷锋型地面高、低压强度对比明显大于蒙古气旋型,且地面风速与能见度的反相关性高于蒙古气旋型,锋后降温也较蒙古气旋型显著。冷锋型锋前上升运动中心位于700 hPa,锋后下沉运动中心位于600 hPa。蒙古气旋型气旋中心及其附近300 hPa以下均有强的上升运动。冷锋型锋面附近正涡度随高度增高而增大,蒙古气旋型气旋中心及其附近为正涡度。最后给出了冷锋型和蒙古气旋型沙尘天气过程的天气学概念模型。     

基于信息扩散理论的气象灾害风险评估方法

基于信息扩散理论提出直接估计低温冷害、干旱和洪涝的风险评估方法,以低温冷害为例,将计算结果与风险指数法和主观频率法做比较.直接估计灾害风险具有:(1)计算过程简单,所需资料少;(2)可对灾害不同级别进行风险评估,利于进行灾害风险评价和区划;(3)此方法可触类旁通,应用到其它自然灾害风险评估;(4)此方法需要的资料年限短等优点,对开展乡(镇)级小区域自然灾害风险评估有借鉴作用.