上海冷暖年热量资源气候特征

热量资源对国民经济各部门,特别是对农业生产关系甚为密切,气候是变冷还是变暖?冷暖变化到底如何?农业部门甚为关心。本文试从上海100多年温度资料的变化结合太阳黑子演变,探索冷暖变化规律,冷暖出现时间,冷暖气候特征以及热量资源的变化与农业生产关系。一、热量资源变化近几年来,由于世界气候产生了一些引人注目的“异常”现象,气候变迁问题引起注意。问题焦点是现代气候到底是变冷还是变暖?这种变冷变暖长短周期到底如何?冷暖变化波动振幅到底有多大?张家诚等在“气候变迁及其原因”一文中指出半个多世纪以来,我国不同地区的10年平均温度变化尚没有超出1℃的范围,而我国五千年来最暖时期与最冷时期的温度变幅达4℃以上,从历史上看,是一个不大的波动。     

我国温度变化与冬季采暖气候条件的探讨

本文根据国家规范中关于采暖气候条件（即日平均温度≤5℃）的规定，计算了我国≤5℃日数、负积温等要素，发现1月平均温度与同月负积温，冬季平均温度与冬季负积温之间存在良好的线性关系，相关系数达0.99。根据采暖气候指标与国家规范将我国划分为两个主要采暖带。并研究了不同温度变化对我国采暖气候条件的影响。     

近55年海东地区温度变化特征及影响分析

利用海东地区6个气象站点自1961—2015年的实测资料,应用统计学方法分析海东地区近55年来气温、积温、地温等热量资源的变化特征及对海东农业产生的影响。结果表明1961—2015年海东地区年平均气温呈显著的升高趋势,升温率达0.37℃/10年;年平均地表温度也呈上升趋势,其增温率达0.41℃/10a;年平均20cm地表温度为8.8℃,近55a来呈波动上升态势,増温率为0.38℃/10a,大于年平均气温的增温速率但小于地表温度的增温速率,且对年平均气温、地面0cm温度、20cm温度进行了突变分析,结果均未出现突变。积温变化就区域平均而言,2010年以来,≥0℃积温与多年平均相比偏多295.3℃,与60年代相比偏多485.7℃;≥5℃积温与多年平均相比偏多346.9℃;≥10℃积温与多年平均相比偏多505.3℃。气候明显变暖,气候变暖使春播作物播种期提早,越冬作物播种期推迟,初春提前返青,使海东大多数农作物的适宜种植面积有所扩大,气候变暖对海东的农业生产布局和种植结构产生了明显的影响。     

沈阳地区农作物生长季热量资源变化特征

利用1958-2009年沈阳地区7个气象站逐日平均气温资料,采用常规统计方法分析了农作物生长季界限温度的热量资源变化趋势。以此为当地在气候变暖的环境下,调整农业种植结构,探讨因升温所带来的利弊关系,促进农业经济稳步发展。结果表明：沈阳地区农作物生长季各界限温度普遍存在始日提前、终日椎后,持续时间延长,积温明显增多的变化趋势。〉10℃持续日数趋势延长11d,活动积温趋势增加340℃·d;≥5℃持续日数趋势延长13d,积温趋势增加359℃·d;≥10℃持续日数趋势延长12d,积温趋势增加305℃·d;≥20℃持续日数趋势延长8d,积温趋势增加326℃·d。初（终）日的地域分布特点为城市早（晚）于乡村、南部早（晚）于北部;不同界限温度下的积温变化特征为城市多于乡村、南部多于北部。     

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.     

沈阳地区农作物生长季热量资源变化特征

利用1958-2009年沈阳地区7个气象站逐日平均气温资料,采用常规统计方法分析了农作物生长季界限温度的热量资源变化趋势。以此为地方在气候变暖的环境下,调解农业种植结构,掌握因升温所带来的利弊关系,促进农业经济稳步发展。结果表明：沈阳地区农作物生长季各界限温度普遍存在始日提前、终日推后,持续时间延长,积温明显增多的变化趋势。≥0℃持续日数趋势延长11 d,活动积温趋势增加340 ℃?d;≥5℃持续日数趋势延长13 d,积温趋势增加359℃?d;≥10℃持续日数趋势延长12 d,积温趋势增加305 ℃?d;≥20 ℃持续日数趋势延长8 d,积温趋势增加326 ℃?d。初（终）日的地域分布特点为城市早（晚）于乡村、南部早（晚）于北部;不同界限温度下的积温变化特征为城市多于乡村、南部多于北部。     

气候变化背景下河北夏玉米生长季热量资源利用率时空变化

探究夏玉米生长季热量资源利用率的时空分布特征，可为夏玉米品种布局调整、保障高产稳产提供理论依据。基于河北省夏玉米主产区15个农业气象观测站1981—2019年逐日气象数据、玉米及后茬轮作小麦的发育期观测数据，利用回归分析及空间插值等方法，分析气候变化背景下夏玉米生长季热量资源利用率时空变化。结果表明，1981—2019年河北省夏玉米潜在生长日数无显著变化、潜在积温显著增加（P<0.05）；生长季热量资源利用率显著增加（P<0.05），生长日数利用率从1981年的80.4%提高到2019年的94.5%，积温利用率从1981年的84.5%提高至2019年的94.9%。河北地区夏玉米潜在生长季日数、潜在积温呈现南多北少的空间分布；生长日数利用率及积温利用率整体呈现南低北高的分布特征，其中廊坊地区生长日数利用率及积温利用率均较高（95%以上），邯郸生长日数利用率较低（85%以下）。1981—2019年夏玉米花前积温与花后积温气候倾向率分别为19.6、58.7℃·d·（10 a）-1，花后积温的上升速度明显高于花前积温，积温比呈现明显下降趋势，从1981年的1.6下降到2019年的1...     

沈阳市近50a 10℃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。     

西北地区热量资源对气候变化的响应特征

基于西北5省（区）150个测站1961～2003年历年日平均气温,引入气候趋势系数和气候倾向率,对〈0℃负积温、〉0℃和〉10℃积温对气候变化的响应特征进行分析。采用EOF分解后的时间系数,利用小波和M-K分析方法,对〈0℃负积温、〉0℃和〉10℃积温的时间演变特征进行分析。结果表明：西北地区〈0℃负积温表现为全区一致增加趋势,平均气候倾向率为52.9℃/10 a,增长最快;〉0℃积温的平均气候倾向率为50.7℃/10 a,西北地区〉10℃积温的平均气候倾向率为49.3℃/10 a,增长最慢。〈0℃负积温、〉0℃和〉10℃积温均从1986年开始增加,在1995年后增加趋势更加明显。1987年是负积温显著增温的突变年份,〉0℃积温在1996年前后发生突变,〉10℃积温在1995年前后发生突变。小波分析结果呈现出〈0℃负积温存在准6 a和准9 a的振荡周期;〉0℃和〉10℃积温存在准8 a变化周期。     

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。     

库尔勒1959-2008年冬季气温及负积温变化特征

利用库尔勒市近50a冬季逐日气温资料,分析了库尔勒冬季日平均气温、最低气温、负积温以及低温持续日数的变化趋势和特征,结果表明：库尔勒冬季平均气温自1985年开始发生增暖突变,最低气温、极端最低气温均在波动中逐渐上升,冬季增温主要体现在最低气温和2月平均气温的显著偏高,冬季气温最暖阶段在20世纪90年代;冬季负积温增暖变化早于冬季气温,冬季≤0℃低温持续日数明显减少,但近8a冬季≤-15℃的低温寒冷日数较20世纪80、90年代有明显增加,从而导致近8a负积温绝对值的增加。     

合肥市53年气温变化特征分析

利用1953-2005年安徽省合肥市逐日平均气温、最高气温和最低气温资料,应用最小二乘法和Morlet小波分析法,对合肥市温度变化进行了分析。结果表明,合肥市53a来年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温变化,均具有明显冷期和暖期交替的阶段性特点,而且冷期持续时间比暖期持续时间长;春季、秋季和冬季年平均气温均呈上升趋势,但增幅不同,冬季最大,春季次之,秋季最小,而夏季气温呈微弱的下降趋势;年极端最高气温呈微弱的下降趋势,年极端最低气温则呈强烈的上升趋势;年热积温呈下降趋势,年冷积温则呈明显的上升趋势;年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温变化具有明显的周期性,均存在30a左右的大尺度周期振荡,而中小尺度周期振荡则不相同。     

1961—2020年辽宁省暖冬现象气候特征分析

利用1961—2020年辽宁省56个气象站冬季逐日气温数据,根据国家标准《暖冬等级》,以1990—2020年为气候值作为参考,综合采用气候倾向率、IDW、滑动t检验突变分析以及小波分析等方法,分析辽宁省近60 a冬季平均气温的时空变化趋势,单站暖冬及区域暖冬事件的气候变化特征。结果表明：近60 a来辽宁省冬季平均气温以0.3℃/10 a的速率升高,辽宁中部和东部地区变暖趋势最为显著;20世纪90年代前的30 a属于偏冷时段,但增温效应强于后30 a,冬季平均气温在1987年前后出现了明显的由冷转暖的突变,1971年出现了相对较弱的冷暖转变;1988年后逐年单站暖冬事件的发生整体比1961—1987年出现单站暖冬事件明显增多。发生频次较高的地区分布在辽宁中部和东南部地区,为16—20次;近60 a来共有16次区域暖冬事件,21世纪后的20 a内共出现9次区域暖冬事件,占总数的60%;区域暖冬事件以准22 a和2—3 a为振荡周期。     

1951--2006年南京气温变化特征

利用南京市1951年1月-2007年4月逐日温度观测资料,分析了南京市平均气温、极端气温、冷积温和热积温的变化趋势和特征。结果表明,在全球气候变暖的背景下,56a来南京平均气温明显上升,尤其是春、冬季升温显著,且春季升温大于冬季升温,而年极端最低气温和冷积温显著上升,年极端最高气温和热积温略有下降;冷冬皆分布在20世纪80年代以前,暖冬主要分布在90年代以后;春季提前并略有加长;夏季加长了约4候;秋季延迟并缩短了约2候;冬季缩短了约3候。     

近50年我国日平均气温的气候变化

应用近50年我国234个测站的日平均温度资料，研究了最高(低)日平均温度、各种界限温度日数、生长季节长度及有效积温的变化趋势。结果表明:近50年，夏季最高日平均温度以上升为主，新疆南部和黄淮的部分地区为下降趋势；最低日平均温度北方大部地区有较明显的升温趋势，新疆南部及长江流域则有下降趋势；在冬季，无论是最高日平均温度还是最低日平均温度的变化趋势均以上升为主，北方尤为明显；日平均温度高于30℃的炎热日数近50年来基本上没有什么变化，但日平均温度为20~30℃的温暖日数却有增加。低于5℃的冷日日数基本上也是减少的。日平均温度低于-10℃的严寒日数，在40o~45 o N的新疆、内蒙古西部、东北中南部地区减少得更为明显。除西南东部等少数地方外，我国大部分地区近50年来生长季节延长，有效积温增加。     

A Simulation Study on the Extreme Temperature Events of the 20th Century by Using the BCC_AGCM

Extreme temperature events are simulated by using the Beijing Climate Center Atmospheric General Circulation Model (BCC AGCM) in this paper. The model has been run for 136 yr with the observed external forcing data including solar insolation, greenhouse gases, and monthly sea surface temperature (SST). The daily maximum and minimum temperatures are simulated by the model, and 16 indices representing various extreme temperature events are calculated based on these two variables. The results show that the maximum of daily maximum temperature (TXX), maximum of daily minimum (TNX), minimum of daily maximum (TXN), minimum of daily minimum (TNN), warm days (TX90p), warm nights (TN90p), summer days (SU25), tropical nights (TR20), and warm spell duration index (WSDI) have increasing trends during the 20th century in most regions of the world, while the cold days (TX10p), cold nights (TN10p), and cold spell duration index (CSDI) have decreasing trends. The probability density function (PDF) of warm/cold days/nights for three periods of 1881-1950, 1951- 1978, and 1979-2003 is examined. It is found that before 1950, the cold day/night has the largest probability, while for the period of 1979-2003, it has the smallest probability. In contrast to the decreasing trend of cold days/nights, the PDF of warm days/nights exhibits an opposite trend. In addition, the frost days (FD) and ice days (ID) have decreasing trends, the growing season has lengthened, and the diurnal temperature range is getting smaller during the 20th century. A comparison of the above extreme temperature indices between the model output and NCEP data (taken as observation) for 1948-2000 indicates that the mean values and the trends of the simulated indices are close to the observations, and overall there is a high correlation between the simulated indices and the observations. But the simulated trends of FD, ID, growing season length, and diurnal temperature range are not consistent with the observations and their correlations are low or even negative. This indicates that the model is incapable to simulate these four indices although it has captured most indices of the extreme temperature events.     

东北地区夏季气温变化特征分析

采用1951～2003年26个气象台站的夏季气温资料对我国东北地区夏季气温变化特征进行了分析。结果表明:近50多年来我国东北地区夏季气温主要经历了冷期、相对正常期和暖期3个阶段,夏季升温趋势达到0·15℃/10a,远超过全球、北半球、东北亚夏季的增暖程度。其对全球气候变暖的响应,一方面表现在夏季变暖、平均气温升高;另一方面表现在夏季气温变率加大;第三,气候变暖使东北夏季低温冷害明显减少、异常高温气候明显增多,但在变暖形势下局部发生低温冷害的现象仍然存在。     

上党盆地极端气温时空变化特征分析

利用1961年-2009年山西东南部的上党盆地年平均气温、极端最低气温和极端最高气温资料,采用相关系数法和对比分析法,分析其气候特征及其气候变化。结果表明：上党盆地年平均气温、极端最低气温和极端最高气温均呈明显上升趋势。从空间分布上来看,全市年平均气温和极端低温最低值都出现在盆地西北部的海拔最高处沁源,极低值为一30．2℃。全市年平均气温和极端高温最高值都出现在盆地东部的海拔最低处黎城,极高值为40．1℃。极端最低气温与冷空气的活动强度、地理位置及地形有关而与海拔高度无关。极端最高气温与暖气团控制、地形及海拔高度关系密切。年极端最低气温1月出现的最多,占52％;年极端最高气温主要出现在6月、7月,6月占46％,7月占26％;日极端最低气温多出现在4时-7时;日极端最高气温多出现在14时-16时。     

1951-2006年南京气温变化特征

利用南京市1951年1月-2007年4月逐日温度观测资料,分析了南京市平均气温、极端气温、冷积温和热积温的变化趋势和特征。结果表明,在全球气候变暖的背景下,56a来南京平均气温明显上升,尤其是春、冬季升温显著,且春季升温大于冬季升温,而年极端最低气温和冷积温显著上升,年极端最高气温和热积温略有下降;冷冬皆分布在20世纪80年代以前,暖冬主要分布在90年代以后;春季提前并略有加长;夏季加长了约4候;秋季延迟并缩短了约2候;冬季缩短了约3候。     

秋冬气候变化对乌鲁木齐冬小麦播期的影响

通过对1976-2006年秋冬气候条件分析。得出鸟鲁木齐冬小麦冬前生长期间和越冬期间的气候条件发生了较明显的变化,表现为气温升高、降水减少、冬前〉0℃积温增加,越冬期初日后推,冬前生长期延长,越冬期间负积温减少。结果表明随着气候的变暖适当晚播更有利于冬小麦生长,冬小麦的适宜播种期应在传统播种期的基础上向后推迟一候左右。