低温冷害气象型的初步研究

近几年来,低温冷害的研究多以积温为指标,用数理统计方法分析热量条件和作物生长发育及产量间的定性或定量的关系。本文在调查研究的基础上,从作物受低温危害的关键时段出发,用图示法表示哈尔滨地区(代表黑龙江省南部地区)不同冷害年的气象型。 一、确定低温危害作物的关键时段 黑龙江省受低温危害的作物主要是玉米、高粱和水稻。据研究,玉米,高梁属延迟型冷害;水稻延迟型冷害和障碍型冷害都有。造成玉米延迟生长发育的温度敏感时期,从外部形态上看,是在出苗至八叶期、灌浆至成熟期;高粱是在三叶至七叶期、开花至灌浆期;水稻是在苗期至分蘖期(抽穗前10天前后的低温     

吉林省水稻延迟型低温冷害气候风险评价与区划

吉林省是全国主要的水稻产区之一,研究水稻延迟型冷害发生规律及风险性,对于防御冷害和保证水稻安全生产意义重大。基于1961-2008年吉林省46站平均气温资料,建立包括生长季热量变异系数、冷害发生频率、冷害风险指数和冷害发生气候概率4个指标在内的指标体系,对水稻延迟型低温冷害风险进行评估。将4个评价指标进行极差标准化,采用等权重求平均,得到水稻低温冷害气候风险综合指标;将吉林省划分成高、次高、中等、次低和低5个水稻延迟型低温冷害气候风险区域。结果表明：吉林省的东部延边、白山多数地区低温冷害的风险性较大;西部地区大部、四平大部和通化南部低温冷害的风险性较小。     

基于水稻灌浆程度的东北地区水稻延迟型冷害气候变化特征

采用水稻生长发育和产量形成气象影响模式计算出的各站水稻灌浆程度,以年灌浆程度≤85%作为判定延迟型冷害的标准,分析了近48a东北三省水稻延迟型冷害空间分布特征及时间变化规律。研究得出:东北三省延迟型冷害主要发生在黑龙江省东北部、东南部地区和吉林省东北部地区。东北三省延迟型低温冷害总体呈现减少的趋势;冷害集中出现在1996年以前,1997年后冷害明显减少。     

近46a黑龙江水稻障碍型冷害及其与气候生产力的关系

利用黑龙江省稻作区46 a（1961—2006年）每年7—8月逐日平均气温、5—9月逐旬平均气温、降水量资料,采用气候统计方法分析了自然低温下障碍型冷害发生的规律和时空变化特征,基于logistic曲线方程模拟粳稻气候生产力,建立起5个区域粳稻气候生产力与障碍型冷害期间平均温度和冷害持续时间的关系模型。结果表明,近46 a间,20世纪70年代是障碍型冷害高发期,20世纪80年代是障碍型冷害发生频率由多至少的转折期,21世纪初为低发期。黑龙江省北部稻作区、东部稻作区和中部稻作区为障碍型冷害重发区,南部稻作区为中等发生区,西部稻作区为轻发区。5个区域障碍型冷害发生期间的平均温度与粳稻气候生产力相关性均不显著,而冷害持续时间对粳稻气候生产力影响显著,并具有明显的地域差异,北部、东部和南部极显著（通过0.01信度的显著性检验）,冷害持续时间每延长1 d,北部、东部和南部粳稻气候生产力分别下降119.89 kg/hm^2、213.60 kg/hm^2、133.84 kg/hm^2,西部和中部影响不显著。     

江苏水稻障碍型冷害时空变化特征及敏感性分析

利用江苏35站1961—2014年的气象观测数据和水稻产量数据,基于ArcGis软件统计分析了水稻关键生育期内低温冷害的时空变化特征和敏感性。结果表明：（1）低温冷害总次数呈现“北多南少”的总体特征,20世纪70年代发生的冷害次数最多,21世纪00年代为第二高值期;（2）全省低温冷害持续天数主要是3～6 d,其中持续3 d的比重最大,平均占50%左右,淮北存在6 d以上的低温冷害过程,但比重基本不足10%,淮北遭遇低温冷害的时间要早于淮南,淮南基本上都是在9月上旬才会发生;（3）低温冷害总体发生几率存在“北大南小”的特征,年代际波动明显,20世纪70年代的发生几率最大,21世纪00年代次之,20世纪80—90年代最小;（4）江苏西北部低温冷害强度最强,21世纪00年代低温冷害强度最强,20世纪70年代次之,20世纪80—90年代最弱;（5）江苏中部是水稻对低温冷害的高敏感地区。     

1961-2010年黑龙江省水稻延迟型冷害时空变化特征

利用1961-2010年黑龙江省62个气象站资料,基于5-9月平均气温和水稻冷害等级行业标准,利用累积距平和小波分析等方法分析水稻延迟型轻度、中度和严重冷害的空间分布特征及时间变化规律,以期为水稻延迟型冷害的研究提供基础。结果表明：1961-2010年黑龙江省水稻延迟型冷害主要集中发生在黑河、齐齐哈尔、哈尔滨东部、牡丹江西部和三江平原东部地区。1961-2010年黑龙江省水稻延迟型冷害存在明显的阶段性变化,1994年后转入新的较少发生阶段,2000年后黑龙江省水稻延迟型冷害发生明显减少。黑龙江省水稻延迟型轻度冷害和中度冷害存在21 a和9 a左右的变化周期,水稻延迟型严重冷害存在21 a左右的周期变化。     

黑龙江省延迟型低温冷害气候指标研究

针对影响黑龙江省农业生产的延迟型低温冷害,探讨前人提出的东北地区低温冷害气候指标在黑龙江省的适用性,借鉴前人经验,考虑玉米和水稻种植面积不断北扩等因素,确定黑龙江省延迟型性低温冷害气候指标的技术路线、判识临界值和计算方案。利用1961-2012年黑龙江省27个气象台站5-9月平均气温,以热量指数距平冷害判识指标为参照,考虑低温冷害指标与纬度、经度和海拔高度的密切关系,采用逐步回归法建立黑龙江省延迟型低温冷害气候指标;经过验证,表明该指标判识的低温冷害年与黑龙江省低温冷害的实际和发生规律相符,可作为监测指标;该指标所需数据量小,计算简便,具有实用性和推广价值;可采用该指标对黑龙江省低温冷害的历史发生规律进行分析。     

日本水稻的障碍型冷害研究

冷害,意味着因生长期低温而造成减产,本文中的“低温”是指温度范围为10～20℃,在日本最北部的北海道,过去90年中有22年曾因夏季异常低温而造成减产。据分析,水稻产量与夏季温度之间有很好的相关关系,当7、8月平均温度低于20℃时,产量即下降。由于农业技术的进展,虽不会出现大幅度的减产,但正常年和冷害之间的产量差异仍然可达1.5吨/公顷,因此,采取相应措施来防御低温造成的减产,仍是北海道水稻栽培中的一个重要问题。一、障碍型冷害的特征 1.低温冷害的两种类型日本的低温冷害有两种类型:延迟型和障碍型。在延迟型冷害中,水稻减产是由于成熟期间的     

1961—2020年新疆棉花苗期低温冷害时空变化特征研究

新疆是我国重要的棉花产区,明确新疆棉花气象灾害的时空分布和变化趋势,对该地区调整种植结构趋利避害、保障棉花生产安全具有重要意义。本研究基于新疆棉花种植区101个气象站点1961—2020年逐日地面气象观测资料、历史灾情资料、作物生产资料,筛选和验证了新疆地区棉花苗期低温冷害指标,采用线性趋势分析、空间插值分析和M-K趋势分析等方法,从年代尺度、年际尺度和候尺度系统分析了新疆棉花苗期低温冷害发生频率和强度的时空分布和变化特征,主要研究结果如下:新疆棉花苗期冷害以轻度为主,中度次之,各等级冷害发生频率呈北高南低的空间分布特征。南北疆冷害站次比和发生频率随候序推移呈逐渐减小的趋势,北疆和南疆分别在4月6候和4月4候冷害发生频率较大。近60年新疆棉花苗期低温冷害发生天数、强度和站次比均呈减小趋势,20世纪80年代冷害最为严重,与时段Ⅰ（1961—1990a）相比,时段Ⅱ（1991—2020a）逐候的冷害站次比均减少。     

日本等国水稻低温冷害研究概况

目前,水稻低温冷害不仅在温带的日本、南朝鲜、美国等国发生,而且在热带地区如斯里兰卡、印度、印度尼西亚等国亦有发生。因此,各国特别是日本的农业气象人员对这个问题进行了多方面的研究,取得了一些成果,现简介如下。 一、低温冷害的类型及其特征 日本根据低温对作物产生的影响及其出现的时间,将冷害主要分为延迟型和障碍型两类。 作物营养生长朔遭遇低温,使生育延迟,成熟不良造成减产,称为延迟型冷害。主要特征是:发芽率     

云南省近50年水稻抽扬期低温冷害演变特征分析

采用云南省1960—2009年逐日平均气温数据,按照《云南省水稻抽扬期低温冷害业务标准》提取出这50 a中云南省水稻抽扬期发生低温冷害的天气过程,并进行冷害分级,基于ArcGIS绘制出各年代冷害发生的频率分布,再分地域研究其强度特征.采用线性趋势法、累积距平曲线等分析近50年云南省水稻抽扬期低温冷害的时间变化特征,以期揭示水稻抽扬期冷害的演变规律.结果表明：1960—2009年,云南省水稻抽扬期低温冷害的主要发生区域集中在昭通市和曲靖市,昭通市发生冷害程度最重,保山市的龙陵县也为多发地区;从时间变化趋势上看,水稻抽扬期不同程度的低温冷害发生日数均趋于减少;从站数比和其累积距平曲线变化上看,20世纪70年代冷害的发生范围最大,频率最高,90年代则为少发阶段,从2000年之后,冷害集中暴发,暴发速度快、强度大,到2008年才有所缓和.     

低温冷害对河南省设施农业的影响分析

根据河南省119个气象观测站1971-2012年的逐日气象资料,采用ArcGIS空间分析模块,运用克里金插值法,分析了低温冷害对设施农业的影响。结果表明:河南省设施农业作物黄瓜遭受轻度、中度和重度低温冷害的多年平均值依次为22、77和52次·a-1;从空间分布看,轻度、中度和重度低温冷害累计发生次数最多的地区分别为南阳的西峡、信阳的罗山和安阳的林州,累计发生最少的站点为平顶山站。西红柿遭受轻度、中度和重度低温冷害的多年平均值依次为20、97和40次·a-1;轻度、中度和重度低温冷害累计发生次数最多的地区分别为南阳的西峡、信阳的淮滨和安阳的林州。从低温冷害发生月份看,两种作物轻度、中度和重度低温冷害分别主要发生在4月、3月和1月。两种作物遭受轻度低温冷害的风险较低,而大多处于中度低温冷害的高风险及较高风险区,重度低温冷害风险大致呈纬向型分布,低风险区都在河南南部,黄瓜的高风险区在河南的中部和北部,西红柿在西部和北部。     

1980-2009年黑龙江省玉米种植期低温冷害环流形势

利用1980-2009年5-9月黑龙江省24个气象站逐月平均气温资料、玉米品种及发育期资料和NCAR/NCEP再分析逐月500 hPa高度格点资料,分析玉米种植期间低温冷害的历史特征和低温冷害期间各类型500 hPa环流月平均距平合成场特征。结果表明：玉米种植期间,8-9月份最容易出现冷害,其余的排序是6、7月和5月。玉米种植期间,北部出现低温冷害的次数最多,东部、中部、西部次之,南部最少;南部出现低温冷害时,北部、中部和西部均出现了低温冷害,东部大部分出现了低温冷害。发生玉米低温冷害的月份,低温冷害发生区域月平均500 hPa高度距平场大多为负距平;玉米低温冷害发生区域对应的500 hPa高度距平值明显具有严重区域小于一般区域小于轻微区域的特征。     

黑龙江省2009年水稻障碍型冷害评估

利用2009年6-8月逐日、逐时平均气温,根据日冷积温与水稻空壳率的关系以及敏感期内水稻敏感群体数量分布概率,评估水稻发生障碍型冷害而导致的空壳率及减产率.结果表明:2009年黑龙江省水稻种植区均发生了不同程度的障碍型冷害,总空壳率在10%以上,三江平原水稻减产程度重于松嫩平原,这与实际情况基本吻合.该方法足在明确水稻...     

基于ArcGIS Engine的北方作物低温冷害监测评估系统

针对易受气候变化引发的低温冷害灾害,总结常用低温冷害监测、评估方法和指标,结合统计模型,利用地面气象观测数据、气象预报数据和卫星遥感数据,以Microsoft SQL Server 2005数据库作为支持,应用ArcGISEngine开发工具包,在Visual Studio 2005开发环境下,完成了以玉米、水稻为主要粮食作物的北方地区低温冷害监测评估系统的设计与开发,实现了玉米延迟型低温冷害、水稻障碍型低温冷害、年度低温冷害和遥感低温冷害监测,以及玉米、水稻低温冷害影响评估及预测.     

基于SPEI干旱指数的凉山州干旱特征分析

本文采用凉山州17个国家气象站1971~2017年的气象资料,利用基于Penman-Monteith模型的标准化降水蒸散指数SPEI,分析月、季、年不同时间尺度下凉山州SPEI干旱指数的时空分布状况,并以西昌气象站为代表进行了SPEI干旱指数的突变性M-K检验。结果表明:(1)标准化降水蒸散指数能较好地反映凉山州干旱发生程度;(2)凉山州干旱的年代际变化明显,20世纪70年代、80年代和21世纪10年代总体偏旱,20世纪90年代和21世纪00年代则相对较为湿润;(3)凉山州干旱发生频率空间分布不均,中部干旱发生频率高于北部和南部地区;(4)西昌市近30年来干旱总体偏轻,最近一次干湿突变发生于1987年;⑤各季节最近一次由干转湿的突变点,冬季在1999年、春季在1996年、夏季在1994年、秋季在1991年,呈逐季提前的趋势。      

东北地区大豆冷害指标构建及变化特征

冷害是东北地区大豆减产的主要原因之一,冷害指标是冷害监测预警的重要依据。以东北地区大豆为研究对象,基于1971—2020年气象站点逐日平均气温数据、1992—2020年农业气象站大豆发育期数据和历史灾情数据,以热量指数为冷害指标,构建大豆灾害样本序列,利用Kolmogorov-Smirnov（K-S）分布拟合检验获得冷害指标的概率分布,通过t分布区间估计方法确定指标等级阈值,并进行验证。在此基础上,讨论冷害时空变化特征。结果表明:冷害等级与冷害指标完全匹配率达84.4%,该指标等级阈值可以较好反映东北地区大豆冷害发生情况;在相同冷害等级下,大豆三真叶-开花-结荚阶段冷害等级阈值较高,播种-出苗-三真叶阶段相对较低;20世纪70年代的冷害频次最高,1993年前后发生突变,之后呈下降趋势;黑龙江省最北部及吉林省东南部为冷害高发地区,以此为中心冷害频次向四周递减;随年代际变化,冷害频次高值区逐渐缩小,低值区逐渐北伸扩大。     

东北夏季低温冷害气候特征分析

本文利用１９５１年—１９９５年５月—９月平均气温资料分析东北地区６５个测站的夏季低温冷害和严重低温冷害频率,结果表明,低温冷害频率随纬度的增高而增大,严重低温冷害的频率却随纬度的增高而减少。山区的频率要比同纬度的平原地区大。整个东北地区夏季低温冷害的年份从５０年代到９０年代在逐渐减少,各省夏季低温冷害出现的次数大体相当,大约为３年—４年一遇,但出现的年份并不完全相同,东北地区夏季低温与“厄尔尼诺”的关系复杂     

东北地区水稻障碍型低温冷害变化对区域气候增暖的响应

利用东北地区153个气象站1961—2010年逐日气温资料,采用统计学方法分析了水稻障碍型低温冷害的气候变化特征及其对区域气候变暖的响应情况。结果表明,东北大部地区水稻障碍型低温冷害事件呈减少趋势,但区域性较为明显;障碍型低温冷害对关键发育期气温变化响应较为敏感,二者呈显著的负相关关系,表现为气温每升高1 ℃,东北地区冷害减少35个站次。东北地区关键发育期气温均呈上升趋势,但吉林西部地区障碍型冷害却随之增加,分析了关键发育期气温变率和气候变率,将其解释为局地障碍型冷害增加主要受气候变率增大的影响,逐日气温变率对其影响不大。     

北方水稻低温冷害指标持续适用性检验与比较

农业气象指标的可持续适用性检验与比较,对提升农业气象业务能力意义重大。应用北方地区代表县(市)1960—2010年逐日气温资料和历年水稻产量资料,计算冷害温度指标界定水稻冷害发生的正确率,对中国北方水稻延迟型冷害和障碍型冷害常用的指标进行应用效果检验,并比较适用性差异。结果表明,界定水稻延迟型冷害的5—9月气温指标稳定适用,正确率达到78%左右,可持续性好;积温差额指标也比较稳定,可以继续应用;但是积温距平指标判定冷害的正确率较低,多数地方不宜继续使用。界定水稻障碍型冷害的日平均气温、日最低气温及其持续时间指标比较稳定可靠,多数县(市)可以继续应用,但少数县市应暂停使用;日最低气温指标界定冷害的正确率略高于日平均气温指标。多年来,这些指标尽管要素和原理不变,但在适用性及可持续性方面存在一定的年代和区域差异,应选择使用并及时修订过时的指标,以适应气候变化和水稻栽培。