1971-2014年黑龙江省水稻低温冷害的研究

为合理运用气候资源来指导黑龙江省水稻莳植,采用数理统计方法、Mann-Kendall(简称M-K)突变检验法以及水稻低温冷害概率计算法等方法 ,经过统计分析1971-2014年黑龙江省逐年平均气温的变化规律和相对应的M-K突变检验,同时结合水稻产生低温冷害的时空特点之研究,得出以下结论:1971-2014年间,黑龙江省低温冷害出现的概率由南向北增加。北部地区为延迟型冷害出现次数最多的区域;松嫩南部地区最不容易发生延迟型冷害;牡丹江山区比三江平原地区更易发生延迟型冷害。同时,黑龙江省水稻种植区障碍型冷害每10 a发生频率随着时间的推移逐渐降低,20世纪80年代是障碍型冷害出现最多的时段,20世纪90年代是障碍型冷害出现由多到少的转折期,本世纪初是障碍型冷害出现频率最低的时段。在地理分布上,障碍型冷害发生频率的趋势表现为由东西部向中部、由南向北增高,其中西部障碍型冷害出现概率最低,北部最高。     

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。     

辽宁省新旧气候平均值变化及影响分析

根据辽宁省61个气象站1961—2020年逐日气温和降水量数据，对比分析1991—2020年和1981—2010年新旧气候平均值变化及对辽宁省气候业务的影响。结果表明：1—11月平均气温、平均最高气温、平均最低气温均升高；10—12月降水量增幅最大。年及四季平均气温、平均最高和最低气温均升高，增幅自东部和西部山区向中部平原地区增大，中部区域增幅最为显著；平均气温和平均最高气温均以春季增幅最大，平均最低气温夏季增幅最大。年、夏季和秋季降水量减少，春季和冬季增加；7—8月降水量总体减少，东部山区和大连沿海地区降水量增加；7月下旬—8月上旬降水量增加，辽宁西部和南部地区增幅最大，为5%～6%，北部地区增幅最小。气候平均值改变后，四季平均气温及降水量评价等级均发生了变化。     

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。     

黑龙江省玉米低温冷害风险评估及预估

利用气候资料、地理信息数据及社会经济数据,根据自然灾害风险理论和低温冷害形成机制,采用GIS技术,分析了黑龙江省玉米低温冷害的危险性和易损性,实现了玉米低温冷害的风险评估与区划,并利用CMIP5中的MRI-CGCM3模式模拟结果对黑龙江省2015-2044年玉米低温冷害风险进行预估。结果表明：1961年以来共有24年是低温冷害年,其中12年是严重低温冷害年。松嫩平原大部、三江平原大部及黑河南部是玉米一般低温冷害的多发区,同时该区暴露性较高,如有重度灾害发生,则对全省粮食产量产生严重影响。未来30年,黑龙江省低温冷害发生的概率有所减少,松嫩平原东部和南部是一般低温冷害的高风险区,三江平原西部是严重低温冷害的高风险区。     

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。     

利用Z指数确定吉林省旱涝指标及干旱分布特征

根据1961—2009年吉林省46个站各月降水量资料,利用z指数方法进行了计算分析,结合吉林省实际情况提出了z指数界限值的修改和订正方法,从而确定吉林省46个站旱涝指标及等级,并将吉林省分为4个区：西部、中部、南部、东部,在此基础上,确定了反映吉林省旱涝时空分布和强度的区域旱涝指标及旱涝等级。并研究了吉林省及4个区4—9月干旱事件的分布特点、频率分布。研究表明：吉林省4—9月期间,9月发生干旱的频率最大,且东部和中部比西部和南部发生干旱的频率大;其次是7月,西部比中部、南部、东部发生干旱频率大,且重旱频率也是全省最大的;6月干旱频率最小。4—9月偏旱型多于偏涝型,尤其是2000年以来重旱频发。     

中国东部季风区春季气候的变暖特征

利用中国东部375个测站1961—2006年地面气温资料,采用线性趋势分析、EOF、REOF、Mann-Kendall、小波分析等方法,分析了季风区春季的气候变暖特征。结果表明:季风区春季增温显著,近46 a增温率为0.25℃/(10 a)。从1989年开始增温,1996年有一次显著突变。以38°N为界,气温变化的稳定性是南部高于北部。增温率从南向北增大,增温不显著的区域主要在长江以南;根据EOF分析,该区春季气温异常可分为全区一致型、江南江北相反型、中原型3种常见分布模态。根据REOF又进一步将该区春季气温异常细分为中部、南部、北部3个区。全区性的前10个偏暖年,全部出现在1990年代以后。气温异常变化存在准4年和22年的周期,气温的转折北部比中、南部早,但北部从1990年代末期开始转为下降;北部区和中部区分别在1981、1997年发生了突变,南部突变不明显;蒙古高压是影响春季气温的主要大气活动中心,高压强度从1980年代后期以来有明显减弱趋势,造成入侵东部的偏北冷空气减弱,是春季气候变暖的可能机理。     

气候变化背景下黑龙江省主要农区土壤湿度时空分布规律及特征研究

本研究利用黑龙江省26个县市1981-2015年土壤重量含水率数据,分析土壤湿度的空间变化规律,有针对性的选择东部代表站点绥滨县、西部代表站点泰来县、南部代表站点五常县、北部代表站点孙吴县、中部代表站点绥棱县和东南半山区代表站点穆棱县分析土壤湿度时间变化规律。结果表明:黑龙江土壤湿度空间分布与当地年降水量呈正相关,与年度平均气温呈反向相关,且黑龙江各地区土壤湿度分布差异显著。北部、中部、西部土壤干旱的趋势不断增强,东部以及牡丹江半山区土壤湿度近35 a变化趋势不明显。研究认为气候变化、农事活动对黑龙江省主要粮食产区土壤湿度分布以及变化趋势都有重要的影响。     

黔西南州气候生产力时空分布特征及对气候变化响应研究

利用贵州省黔西南州8个台站1982—2011年的逐月降水资料,采用Thornthwaite Memorial模型即植被第一净生产力的关系模型,计算分析黔西南州植被气候生产力的分布及年际变化特征,结果表明:30 a来黔西南州中部以北地区平均温度低于多年平均值,西部和东南部地区平均气温高于多年平均值;黔西南州30 a降水量正距平区域主要在北部、西南部和中部等地区,中部以南以东等地的降水量均为负距平,30 a降水距平分布基本呈"西北多东南少"的特征;黔西南州气候生产力的空间变化较大,各地气候生产力多年平均值在671.1~853.4 kg·hm-2·a-1之间,全州气候生产力多年平均值为754.6 kg·hm-2·a-1;EOF分析结果表明,气候生产力的第一特征向量表现为全场一致的正位相分布,其方差贡献率为91.8%,通过North检验,第1时间系数表现为1~2 a的周期振荡。通过对未来气候变化模拟显示,黔西南州出现"暖湿型"气候时对植被生长最有利,出现"冷干型"气候时对植被生长最不利,在当前气候背景下,未来气候变化将不利于黔西南州的农业生产。     

基于气象大数据的陕西苹果北扩区冻害风险分析

采用陕西苹果北扩区国家基本（基准）气象站数据和该区191个自动气象站数据，基于农业气象灾害气候风险形成原理，计算该区苹果花期冻害、越冬冻害的气候风险指数以及环境脆弱性风险指数，并基于地理信息系统平台绘制各项风险的分布图。结果显示：低风险区主要分布在清涧、绥德、吴堡的全境，子洲南部大部，米脂、佳县东南部大部；中风险区主要分布在横山、靖边东部、榆阳南部、神木中部；高风险区主要分布在定边和吴起全境、志丹北部大部、靖边西部，榆阳、神木、府谷的北部。     

江西暴雨气候特征及降水极值重现期分析

利用1961—2020年江西省83个国家气象观测站日雨量资料,采用线性倾向估计法、年最大值法以及耿贝尔Ι型极值分布理论,对江西年平均暴雨日数、暴雨降水量、暴雨贡献率、暴雨强度等的变化特征以及不同重现期的降水极值进行了分析.结果表明:1)江西各地年均暴雨日数呈西南向东北递增分布;大部分地区年暴雨日数呈增加趋势,并呈现西部和南部增加略慢,东部和东北部快速增加态势;尤其是江西东北地区既是暴雨高发中心,同时也是暴雨日数增长中心.2)江西各地年平均暴雨降水量和暴雨贡献率均呈东北多、西南少分布;景德镇和上饶为暴雨降水量和暴雨贡献率高值区也是增长中心;赣州北部和吉安南部为暴雨降水量和暴雨贡献率低值区,但呈现明显增长趋势.3)江西各地平均暴雨强度呈现较明显的北部大、南部小的分布特征;暴雨强度呈现西部增强、东部减弱的趋势.4)江西不同重现期的日雨量极值呈现东北大、西南小的分布,高值区主要分布在上饶、景德镇和抚州一带,低值区主要在吉安南部和赣州.     

20世纪80年代中国地区大气气溶胶光学厚度的平均状况分析

利用中国北京等 41个甲种日射站 1 979～ 1 990年太阳直接辐射日总量和日照时数等资料 ,配合同期 TOMS version - 7臭氧观测资料 ,反演了 41个站逐年、逐月 0 .75μm大气气溶胶的平均光学厚度值 (Aerosol Optical Depth,AOD) ,据此分析了 1 2 a来中国大气气溶胶的变化和时空平均分布特征。结果表明 :中国大气气溶胶光学厚度 AOD的多年平均分布是以四川盆地为中心向四周减少 ,南疆盆地和长江中游武汉附近为另两个大值中心 ;长江中下游大部分地区、山东半岛以及广东沿海等 ,AOD值亦较大 ;而东北大部、西北大部、云南和福建沿海等地 AOD较小。AOD各月平均分布有所不同。中国绝大部分地区春季 AOD值最大 ,最小值则各地不同。 1 979～ 1 990年 ,青藏高原、四川盆地西部、贵州北部、长江中下游大部分地区、山东半岛和南疆盆地西部等 ,AOD呈增长趋势。而东北地区、西北地区大部、云贵高原和广西西部以及华东沿海等地 AOD呈减小势态。中国地区 AOD的季节变化曲线大体可分为单峰、一峰一谷、两峰一谷和多峰等 4种类型     

祁连山近45 a年降水异常的气候特征

利用祁连山地区17个测站1960~2004逐日降水资料,统计逐年不同量级的雨日数及年降水量,对年总降水量标准化后进行经验正交展开(EOF)和旋转经验正交展开(REOF),研究其异常的空间结构及时间演变规律。结果表明,祁连山地区年降水与不同量级雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性。无论年降水还是不同量级的雨日数,同纬度地区西侧明显多于东侧,祁连山东段多于西段,等值线呈西北—东南走向。年降水异常在空间上主要表现为整体一致的变化特点,其次表现为东西相反的变化趋势。旋转载荷向量场(RLV)反映出4个异常型,即祁连山西段北坡区、祁连山东段区、祁连山中西段南坡区,祁连山中段北坡区。近45 a,祁连山西段北坡区年代际变化幅度明显,其他各区年代际变化幅度相对较小。小波分析发现,各区年降水周期变化并不一致,体现出祁连山地区年总降水的复杂性。     

基于马尔科夫链转移概率极限分布的降水过程持续性研究

各地不同气候条件所具有的天气状态转移概率的极限分布实际上代表了各地天气气候的持续性和转折性特征,同时也表明了它的可预报期限。从马尔科夫链理论出发,初步研究了中国160个代表测站逐日天气状态演变过程的极限分布。结果表明,转移概率的极限分布不但其空间分布有明显差异,而且不同季节的极限分布也有明显差异。例如,有的地区仅有2 d持续期,有的可达4—6 d或更长,充分反映出不同地区因其影响的天气系统差异所造成的逐日天气气候的持续性和转折性特征的差异。其研究意义在于,由此可作为天气气候分型区划的一种理论依据。统计分析结果表明,就全中国平均而言,夏季持续期最短,持续期由北向南、由西向东呈增加趋势,且春季平均降水持续期为5.1 d,夏季平均为5.0 d,秋季平均为6.5d,冬季平均为6.2 d。可见夏半年比冬半年的降水持续期短,这可能是因为春夏季的天气系统比较复杂且中小尺度天气系统较多的缘故。这从另一侧面再次证明,各地逐日降水天气状态演变过程具有一定的天气气候状态自然转折的持续性即自然天气周期的气候状况,从而为短期天气预报提供了气候背景。     

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...     

新、旧气候态差异及对中国地区气候和极端事件评估业务的影响

利用1961—2020年中国区域2089个地面观测站资料,分析了1991—2020年和1981—2010年新、旧气候态下,平均气温、最高气温、最低气温和降水量等变量的空间变化特征,探讨对气候距平值、极端事件等评估结果的影响。结果表明：新气候态下,全国三类气温年和季节平均均一致升高,年降水增加,空间上气温偏高（低）、降水偏多（少）的特征将弱（强）化;华北东部、华东中部和北部以及青海西南部的年平均风速和日照时数距平增加;极端高温年减少,低温年增多,其中平均气温和最低气温受到的影响较最高气温更大;夏季南北方两条雨带极端强降水年的发生概率降低,冬季东北中部和南部、华北、华东北部、西北东部极端弱降水年概率显著增加;全国超过一半的站点极端日高温、低温和强降水事件的历史频次发生改变;新气候态还减弱了极端日高温事件的增速,加快了极端日低温事件的降速。     

山西省雷暴日时空分布特征分析

利用山西省108个气象站1971年～2000年30a地面气候资料,对山西省平均雷暴日的时空特征进行了统计分析,结果表明:山西省平均雷暴日数总体上为北部多,南部少,东部山区多,中西部盆地和山区少。大同北部,朔州、忻州西部,五台山,晋中的榆社,阳泉的盂县为雷暴多发区,而运城为雷暴发生最少的区域;但各月分布存在明显的差异。夏季为雷暴高发季节,7月最易发生雷暴。     

中国低温雨雪冰冻灾害危险性评估与区划

利用1960-2009年全国542个站点的常规气象观测资料,从灾害成因角度筛选评估指标,建立灾害危险性评估的气象指标体系,基于不同强度频率的评估思路构建综合危险性指数,对中国低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划.结果表明:(1)中国大部地区属于低危险区,高危险区主要集中于黑龙江—吉林—辽宁东部—内蒙古东部、新疆北部、青海南部—西藏东北部—甘肃南部.南方绝大部分地区均处于极低危险区.(2)南方地区内部相对高危险区主要集中在四川中南部—云南东北部—贵州西部、湖南东部、安徽南部—江西北部、河南北部.(3)高危险区的分布与地形、纬度均有着密切的关系.