三江平原土壤湿度记忆性及其与水热气候条件的关系

利用1982—2020年三江平原19个国家气象观测站土壤湿度及同期降水、气温数据, 基于相关系数和自相关系数统计方法, 分析了黑龙江省三江平原土壤湿度记忆性及与降水、气温之间的关系。结果表明: 春、夏季三江平原土壤湿度记忆时间均在10—40 d, 各层土壤湿度记忆性的空间分布以中间层(10—20 cm)土壤湿度平均记忆时间最长, 呈上下层递减的趋势; 春季三江平原10—20 cm土层土壤湿度的记忆时长平均20 d, 夏季平均17 d; 夏季土壤湿度记忆性强度大于春季, 空间分布以三江平原西部的记忆性较强, 随着土层的增加土壤湿度记忆性有增大的趋势。降水是三江平原土壤湿度主要来源, 受降水和气温协同作用的影响, 夏、秋季土壤湿度与同期降水量、温湿指数均存在显著的正相关关系; 春季土壤湿度与前期秋冬季降水亦呈显著正相关, 与前期温湿指数呈负相关, 前期秋冬季气温的升高会促进土壤的融冻, 从而使当年春季土壤水分增加。     

近48年抚州地区气候干湿状况分析

利用抚州市11个气象观测站的气温、降水量与蒸发量资料,计算分析气候干早指数时空变化特征,同时分析降水、降水距平、蒸降差等特征变化,以揭示1962-2009年抚州地区气候干湿变化状况.结果表明,抚州市各地的干湿变化基本一致,干早指数的变化是波动的且呈下降趋势.20世纪60年代、80年代中后期至90年代中期,是抚州市干早出...     

十堰市近40年气温和降水变化特征分析

利用1961～2000年十堰市7个气象观测站的年平均气温、年平均最高气温、平均最低气温、年降水量资料,对十堰市近40年,尤其是近10年来的气温和降水的变化特征作了较为详细的统计分析。结果表明：十堰市年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温自20世纪80年代中期以来均呈上升趋势,进入90年代以后,这种趋势有所加快,其主要原因是冬季气温增高较快;年平均降水量在70年代中期以后呈下降趋势,进入90年代以后,减少趋势加快,主要是由于春、秋季降水减少较多所致。     

黑龙江省土壤湿度对玉米产量的影响研究

本文利用黑龙江省1984-2007年的气象、土壤湿度和产量资料,采用EOF和SVD等统计方法初步分析了土壤湿度与玉米产量的关系,得出结论:黑龙江省西部地区、中部地区、东部地区玉米单产与土壤湿度年际变化趋势基本一致,黑龙江省大部分地区的玉米产量比较稳定.但各区域受关键时段降水量差异的影响,各区域土壤湿度对玉米产量影响存在差异.西部地区8月上旬-中旬土壤湿度和玉米单产相关最显著,中部地区6月中旬土壤湿度和玉米单产相关最显著,东部地区8月上旬土壤湿度和玉米单产相关最显著.     

近几十年来长江上游流域气候和植被覆盖的变化

利用中国740台站资料分析了长江上游流域近50a来降水和气温的变化。结果表明,年降水量在20世纪50年代和60年代总体偏多,90年代后在上游的中部和东北部偏少;年平均气温自80年代中期以来呈现增加的趋势,特别是在上游西北部升温更加明显。在各季节中,区域平均的降水量在秋季有明显减少的趋势,区域平均的气温在冬季的增温更加显著。长江上游降水强度也存在年代际变化,区域平均的弱降水天数和中等强度降水天数都呈现减少的趋势。1982—2001年的归一化植被指数(INDV)数据显示,在上游的东部区域,植被有明显的退化;在西部区域,植被活动性有所增加。INDV与同期气候变化的相关关系表明,植被覆盖与降水量基本不相关,6—8月平均的INDV与同期的气温有明显的正相关,即气温的升高有利于植被的生长。     

黑龙江省40年降水变化

利用1958－2000年地面气象资料分析了黑龙江省年和各季的降水变化。长期趋势分析结果表明，年及夏季降水量呈现东部减少、西部增加的趋势；冬季降水量以正趋势为主，呈现明显增加趋势；春季降水量负趋势占主导地位；秋季降水量除东南部、大兴安岭北部为正趋势外，其他大部分地区为负趋势。降水阶段变化趋势分析与降水强度变化分析表明，黑龙江省夏季降水量伴随60年代中期、70年代末的两次明显转折，夏季降水变化分为3个时段：50年代末至60年代中期（多水期）、60年代中期至70年代末（少水期）、80年代至90年代末（多水期）；80年代以来降水强度出现异常等级频率升高。     

近40年我国东部降水持续时间和雨带移动的年代际变化

利用我国地面观测站降水资料以及欧洲中期数值预报中心 (ECMWF) 的月平均再分析资料, 研究了在全球平均表面气温偏冷和偏暖阶段, 我国东部降水开始和结束时间以及雨带南北移动的变化, 并分析了与东部降水变化相关联的大气环流特征。结果表明:近40年, 20世纪60—70年代全球平均表面气温处于一个相对偏冷时期, 而80—90年代处于偏暖时期; 在这样的变暖背景下, 我国东部地区年总降水量呈现出“南涝北旱”异常特征, 与冷位相比较, 在暖位相阶段长江流域年总降水量明显增加, 而华北地区降水量减少, 其中长江流域降水的增加主要是由夏季降水增加引起的, 3月长江中下游降水增加也很重要, 北方的降水减少主要是由从盛夏到初秋的降水减少引起的。平均而言, 暖位相阶段我国南方强降水开始时间较早、结束较晚, 持续时间较长, 而北方强降水开始较晚, 持续时间较短。从春末到夏季, 冷位相时我国东部强降水带表现出从华南、经过长江流域向华北移动的特征, 而在暖位相时强降水主要集中在长江流域, 从华南向华北移动的特征不明显。雨带的这种异常变化与东亚大气环流有关, 在暖位相时夏季东亚大陆低压比冷位相时弱, 而鄂霍次克海高压偏强, 西太平洋副热带高压位置偏南, 使夏季东亚副热带地区的西南风减弱, 梅雨锋加强, 导致雨带滞留在长江流域, 使长江流域降水增加、北方降水减少。     

中国夏季气温对东亚土壤湿度异常响应的统计评估

基于欧亚夏季土壤湿度变化特征及其与中国夏季气温的相关分析,选取东亚地区作为土壤湿度异常影响中国夏季气温的陆面关键区,采用广义平衡反馈分析方法(GEFA)探讨了我国夏季气温对东亚地区土壤湿度异常的可能响应,并初步讨论了相关的物理过程。结果表明:中国夏季气温与东亚地区初夏和同期的土壤湿度异常具有密切的联系;进一步分析表明,夏季气温距平场对土壤湿度第一模态的响应最显著:当东亚中纬度及我国东部地区土壤湿度异常偏干时,夏季气温表现为一致增暖;而土壤湿度第二模态对长江流域至我国西部地区的气温有较弱的强迫作用;气温对第三模态的响应主要表现为华南地区的显著降温。并以对气温影响最为显著的土壤湿度异常第一模态为例,初步探讨了气温对土壤湿度异常响应的可能物理过程。当贝加尔湖以南以及我国东部的土壤偏干时,地表异常加热容易引起我国北方高层大气出现明显正异常和低层的反气旋性异常环流,上述环流异常容易导致温度偏高,同时不利于该区域降水的发生,进而导致土壤湿度偏低,上述正反馈机制可能是该区域土壤湿度与大气之间联系的一种可能途径。     

黑龙江省近43a积温和降水的变化对农业的影响

利用黑龙江省81个气象观测站点43a的气象资料,以积温和降水作为主要因子,采用聚类分析的方法,重点分析了黑龙江省积温、降水量的时空分布和年代际变化。黑龙江省呈变暖趋势,43a来全省平均升温0.88℃,不同年代的平均气温异常各有其特点,20世纪90年代前气温异常年主要以异常偏冷年为主,20世纪90年代后气温异常年主要以异常偏暖年为主。聚类分析的结果将全省划分成5个种植带。     

天台45年气候变化规律初探

通过对天台县1961-2005年共45年单站历史资料的统计分析,归纳天台历年平均气温、春、夏、秋、冬4季气温变化特征,以及天台年代降水特征、年降水量与汛期降水量关系、历年旱涝变化特点,指出:1981年开始气温呈上升趋势,90年代以来增温明显,气候变暖,是由于暖冬突出,90年代中期以后春季气温也明显增高所致;年降水量与汛期降水量变化高度一致,大涝之后有大旱。     

1981—2010年黑龙江省夏季土壤湿度演变特征

利用1981—2010年黑龙江省土壤湿度数据,以富锦县、龙江县、双城县、黑河市、海伦县和宁安县为代表站点,分析黑龙江省东、西、南、北部和中部及牡丹江半山区各区域夏季（7—8月）0—50 cm土层土壤湿度的趋势变化和干湿变化,并采用Mann-Kendall法对土壤湿度变化趋势进行显著性和突变点检验。结果表明：夏季0—50 cm土层,黑河市、海伦县和龙江县土壤湿度在30 a间均有不同程度下降,尤其是西部的龙江县土壤湿度下降剧烈;而东部富锦县、南部的双城县和牡丹江半山区的宁安县土壤湿度无明显下降趋势。Mann-Kendall检验结果：近30 a中,黑龙江省夏季0—50 cm土层北部、西部和中部的黑河市、龙江县及海伦县土壤湿度下降趋势显著,并出现了突变区域,表明黑河地区、松嫩平原的西部和北部夏季土壤湿度的干旱化趋势和程度均越来越明显。黑龙江省中西部夏季土壤湿度年际间的下降可能与气候条件及土壤理化性质的改变等因素密切相关。     

1961-2010年黑龙江省太阳能资源特征分析与评估

利用1961-2010年黑龙江省5个辐射站和32个地面基准站资料,分析黑龙江省太阳能资源的时空分布特征,并从太阳能资源丰富度及资源稳定性等方面进行资源评估。结果表明：黑龙江省年均太阳总辐射显著减少,1月和12月减少最明显,20世纪70年代太阳辐射最强,80年代最弱;总辐射和日照时数的空间分布呈西丰(多)东贫(少)的趋势。全省太阳能资源的稳定性较高,其中松嫩平原西部的太阳能资源最丰富、稳定性最高,适合集中建设大型太阳能电站。     

基于自然灾害风险理论的黑龙江省玉米干旱风险评价

为了明确黑龙江省玉米干旱风险区划,为农业防灾减灾和保障玉米安全生产提供参考,选取黑龙江省玉米主要种植区44个农业气象站1971-2017年气象资料及农业资料,划分玉米全生育期为玉米生长前期（出苗-抽雄）,玉米生长后期（抽雄-成熟）,基于自然灾害风险评价方法,以水分亏缺指数确定不同生育期干旱指标,考虑危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4项要素,引入权重系数,采用灰色关联度方法,确定四个因子对灾害发生的不同影响程度,构建危险性评估模型,评估黑龙江省玉米干旱风险,并进行了干旱风险区划。结果表明：在玉米不同发育期,干旱风险指数高值区均主要位于松嫩平原地区,其中,黑龙江西部地区为玉米干旱高风险区,中高值区分布在哈尔滨双城区以及绥化市肇东县。黑龙江省西南部地区肇州、肇源、安达等地区为中等风险区。而低值区主要分布在黑龙江东部三江平原地区以及黑河、伊春、牡丹江等地。研究结果可为黑龙江省玉米干旱防灾减灾工作提供理论依据。     

降水统计预报模型的模拟性能分析北大核心CSCD

降水预报模型的性能与诸多因素有关,除了与研究区域特征和研究数据有关,还受到模型自身算法、统计模拟方法、性能度量指标等的影响。本文基于2015~2019年我国黑龙江省28个站点逐日降水、平均气温和平均相对湿度等地面常规气象资料,运用留出法、自助法等蒙特卡洛统计模拟和机器学习方法,首次系统研究了黑龙江省夏季逐日降水预报模型的性能和模型性能的空间分布特征。结果表明,对研究区域整体来说,BP(Back Propagation)神经网络和支持向量机的总体预报性能没有显著差异,ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线面积值均高于76%,显著优于决策树。自助法估计的模型预报性能始终优于留出法,并且有助于提高评估结果的保真性。对研究区域单个站点来说,除个别站点以外,支持向量机的准确率和ROC曲线面积值均高于80%,并且呈现东南大西北小的空间分布趋势,该趋势与降水频率的分布基本一致。支持向量机在小兴安岭和张广才岭的总体预报效果较好,三江平原次之,松嫩平原较差;而敏感度在山区大,平原区小,中部和南部大,东部次之,西部和北部小;特异度空间分布则恰好与敏感度相反。     

东北地区水稻霜冻灾害风险评估与区划

依据灾害系统理论,在综合考虑致灾因子自然属性和承灾体社会属性的基础上,建立风险评估模型,将传统的灾害研究方法与地理信息系统等现代技术手段相结合,利用1961—2010年东北地区182个气象站点逐日最低气温资料和1991—2006年172个水稻产区县（市）国土面积及社会经济资料,包括1981—2006年30个农业气象观测站水稻发育期资料,对东北地区水稻霜冻灾害风险进行评估。结果表明：东北地区可划分为高风险、次高风险、中等风险、次低风险和低风险5个水稻霜冻灾害风险区域。东北地区水稻霜冻灾害高风险区位于黑龙江省的黑河地区大部、伊春西部和吉林省的延边州西部、白山北部等地,而辽宁省的中南部等地风险较低。     

1971—2018年黑龙江省玉米需水量与有效降水量耦合度演变特征

基于1971—2018年黑龙江省69个气象台站逐日气象资料, 利用联合国粮农组织(FAO)推荐方法计算玉米需水量, 应用美国农业部土壤保持局推荐方法计算有效降水量, 采用Mann-Kendall检验、GIS反距离加权插值等方法分析黑龙江省玉米需水量与有效降水量耦合度及其演变特征。结果表明: 黑龙江省玉米拔节以前生育时段大部地区有效降水增加, 拔节以后各生育阶段大部地区有效降水呈减少趋势, 不同区域变化趋势略有不同。受风速变小和日照时间减少等气象因子影响, 黑龙江省大部地区玉米需水量减少, 东部减速最快, 北部最慢。黑龙江省中部和东北部玉米需水量与有效降水量耦合度较高, 西部较低; 拔节以前耦合度较低, 拔节以后较高。各区域耦合度均呈“两落两起”变化趋势, 2011—2012年为耦合度由低到高明显突变点。     

基于CI指数的黑龙江省作物生长关键期干旱变化

利用1961—2008年黑龙江省逐日气象观测资料,计算综合气象干旱指数（CI）,分析黑龙江省作物生长关键期（5—8月）气象干旱频率和气象干旱强度变化。结果表明：黑龙江省作物生长关键期干旱频率1960年最大为79%,1980年最小为58%,干旱频发中心位置变化不大,主要出现在松嫩平原西南部,但集中区向北转移。黑龙江省作物生长关键期干旱强度1960年为最强,其次为2000年,干旱强度最大区域基本稳定在松嫩平原西南部和三江平原中东部。2000年以来,作物生长关键期干旱频发且强度加大,北部渐频、渐强,原来较少发生干旱的三江平原干旱也时有发生且强度较大。     

1965—2014年黑龙江省洪涝灾害时空演变特征

基于1965—2014年黑龙江省63个气象站逐月降水资料,利用Z指数、区域洪涝指数、数理统计和反距离权重插值等方法,得出洪涝等级（轻涝、中涝、重涝）,分析近50年黑龙江省不同等级洪涝灾害时空分布特征及其变化趋势。结果表明,近50年黑龙江省发生区域性轻度、中度和重度洪涝灾害分别为7次、7次和6次,降水倾向率为0.864 mm/a;洪涝灾害发生频率分布不均,发生轻涝104次、中涝74次以及重涝29次,洪涝灾害发生频率较高地区逐年扩大;同时,发生洪涝灾害的站数比差异明显,且随时间呈缓慢上升趋势,其中,轻涝、中涝和重涝站数比的增幅分别为1.3/10a、1.6/10a和0.85/10a;洪涝灾害高发期主要在20世纪80年代、90年代和2010年之后,主洪涝区为鹤岗、伊春、黑河和牡丹江地区,次洪涝区为大兴安岭和大庆地区。     

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。