杭州市降水特征及极端降水趋势预估

利用国家气候观象台杭州站百年降水观测数据和CMIP5模式模拟预估数据,分析了杭州市降水长期变化特征,采用累积概率分布函数转换方式(CDF-T),降尺度预估了未来气候情景下杭州极端降水发生趋势。结果表明:杭州市年降水量在百年时序(1907—2015年)上无显著性增加或减小趋势,1980年后春季降水明显下降,下降速率约32.1mm·(10a)~(-1),冬季降水显著增加,增加速率约35.4mm·(10a)~(-1)。1988—2015年的3和6h及日降水的各重现期降水量均较1961—1987年有所增大,1961—1987年的100年一遇日最大降水已演变为1988—2015年的50年一遇甚至是20年一遇。CMIP5模式降水的降尺度分析表明,2020—2039年杭州市日极端降水强度将可能会进一步加强,2020—2039年日降水的R95值和R99p值均较现气候期(1981—2010年)有所提高,超R95p和超R99p的极端降水发生日数分别为11.08和2.24d·a~(-1),分别较现气候期平均值增加了3.52和0.69d·a~(-1)。     

气候变化对东北区粮食产量的影响及其适应性对策

采用作物生长发育和产量形成对气温、降水等资源环境条件的反应函数，建立了在气候变化条件下粮食产量变率理论推算模式，分析了在主要农作物生长季气温升、降１—２℃与降水增、减１０％—２０％的各种组合条件下，东北各地粮、豆作物产量的变化，提出了适应气候变化的农业对策。结果表明，气候变化对产量影响较大，地域差异明显。气温升、降１℃，粮、豆单产将升、降２％－４０％，东北部变幅大于西南部；降水量增、减１０％，西、西南部粮食产量将增加或减少１０％左右，东南部则相反。各地应根据其影响情况采取不同的农业生产对策，如调整作物品种布局和种植结构，加强灾害防御，以确保粮食生产长期持续稳定地发展。     

包头市气候变化与粮食作物产量的关系

章是包头市气候区划的部分内容，对产量预报业务有参考价值，其主要结论有：1．解放后粮食单产大体经历了5个阶段。2．气候变暖有利于粮食增产。3．气候变化对产量的贡献约占总产量的8％左右。4．夏季降水量每增加(减少)10mm，可以增产(减产)22．5kg／hm^2左右粮食。     

气候变化对闽东粮食产量影响分析

气候变化对粮食产量具有重要的影响作用,加强气候变化对粮食产量影响分析和风险评估,对应对气候变化、进行粮食生产结构合理调整和保障粮食安全具有重要的意义。为此,应用部分经验公式,推导出了一种计算粮食气候产量评价模式,用以估测气候因子(气温、降水)变化对粮食产量的影响。利用该模式,根据1981—2010年闽东地区逐年气温降水推算粮食产量,运用聚类分析、概率函数拟合等统计学方法对粮食产量时间序列进行分析。结果表明,闽东粮食产量与气温相关不显著,而与降水量显著相关。降水的增加有利于产量的增加。气温升高,在一定条件下,有利于产量增加,但达到一定程度后,气温升高,却可能造成产量的降低。聚类分析闽东粮食产量年型可分为歉收年、正常略少年、正常略多年和丰产年,闽东粮食产量主要年份为正常略少或略多,大多数年份粮食产量较为稳定,粮食产量评价结果与历史实况较为一致。本文推算的粮食产量评价模式能够反映出不同气候年景对产量的变化影响,是一种较为便捷和实用的气候变化对粮食产量的评估方式。     

黄河上游水源涵养区近60年关键气候要素的时空变化

黄河上游水源涵养区是黄河流域生态保护与社会经济高质量发展的重要区段,气候变化对其水资源时空分配的影响会加剧自然灾害的发生,进而影响到我国区域生态乃至人类的生存环境。本文基于1961-2016年CN05.1格点气温、降水、风速数据以及1981-2020年GLEAM V3.5a实际蒸发数据分析了黄河上游水源涵养区过去近60年的关键气候要素变化。结果表明：(1)研究区气温显著上升,气温变化趋势达0.34°C·(10a)^-1,冬季升温幅度最大,其中黑河区域玛曲县及周边地区的升温最为剧烈。(2)区域降水量整体呈现上升趋势,降水变化趋势为9.3 mm·(10a)^-1,春夏季增速相对较快,冬季最慢,增长趋势由西北向东南逐渐减小,西部少雨干旱地区增长显著,东南部多雨湿润地区则有较为明显的减小趋势。(3)风速在20世纪70年代初经历异常上升后便持续下降,风速变化趋势为-0.11 m·s-1·(10a)^-1,在空间上大部分地区都减少,尤其是北部大通河区域。(4)实际蒸发量显著上升,增长趋势达11.89 mm·(10a)^-1     

轮台县1961-2008年降水变化特征

利用轮台县气象局1961-2008年的年、季降水资料,采用气候倾向率和降水相对变率统计方法,研究了近48a轮台县年、季降水量、降水相对变率及降水日数的年际、年代际变化趋势特征。结果表明：年降水量平均以10．7mm／10a的速率增加;各季降水量平均以0．6-6．5mm／10a的速率增加;年降水相对变率以-6％／10a的速率减小;年降水日数以2．6d／10a的速率增加,各季降水日数以（0．1～1．2）d／10a的速率增加。     

近43年来黑龙江气候变化对农作物产量影响的模拟研究

从近43年来黑龙江省各地气候变化趋势的角度出发, 利用黑龙江省1961—2003年逐日气象资料, 采用世界粮食研究模型 (WOFOST) 和气候变化趋势的数学分析方法, 计算并分析了近43年来黑龙江省各地各主要作物模拟产量变化趋势的空间特征和各地气候要素变化趋势的空间特征, 讨论了气候变化趋势对主要粮食作物模拟产量变化趋势的影响。结果表明:气候变化趋势的空间差异对各主要作物模拟产量变化趋势的空间分布具有重要影响, 但不同作物影响不同。近43年来黑龙江省玉米模拟产量变化趋势增加, 平均增加幅度为4.81%/10a, 气温变化趋势的增高是其模拟产量变化趋势增加的主要气候因素。黑龙江省大豆模拟产量变化趋势总体上呈降低趋势, 平均降低幅度为1.52%/10a;气候变化趋势对北部和南部区域的大豆模拟产量变化趋势作用不同, 气温变化趋势的增高是北部大豆优势种植区域模拟产量变化趋势增加的主要气候因素, 气温和降水量的相应变化趋势是南部大豆种植区域模拟产量变化趋势降低的主要气候因素。     

博州地区气候生产力对区域气候变化的响应

根据博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)地区3个气象站近30 a气温和降水的连续数据,运用Tharnthwaite Memoriae模型,对博州地区气候生产力的时空序列进行了分析和预测。结果表明,博州地区年平均气温在波动中呈上升趋势,增长率为0.06℃·10 a-1;年平均降水量在近30 a来总体呈增多趋势,平均每10 a增加3.2 mm。气候生产力在近30 a来呈增长趋势,平均每年增长242.5 kg·hm-2。降水和温度是决定气候生产力的主要因素,降水对气候生产力高低的贡献率最高,是影响气候生产力的最主要影响因子。"暖湿型"气候对植被生长最为有利。未来若气温提升1～2℃,降水增加10%～20%,博州地区的气候生产力可能增加11.01%～20.18%。"冷湿型"气候和"暖干型"气候则会使气候生产力降低。     

近10年青藏高原及其周边湍流通量变化的数值模拟

应用改进地表粗糙度的中尺度模式WRF模拟青藏高原及其周边地区2004-2013年地表湍流通量的变化特征,结果发现,自2004-2013年以来,青藏高原中部和东南部地区感热通量增加,分别增加了9. 952 W·m~(-2)·(10a)~(-1)和14. 595 W·m~(-2)·(10a)~(-1);青藏高原其他区域感热减小,减少了-4. 473 W·m~(-2)·(10a)~(-1);青藏高原周边东南部横断山脉增加了9. 928 W·m~(-2)·(10a)~(-1),云贵高原地区增加了9. 868 W·m~(-2)·(10a)~(-1)和江南丘陵地区增加了15. 177 W·m~(-2)·(10a)~(-1);其他周边地区感热减小,减少的量级为-10. 26 W·m~(-2)·(10a)~(-1)。青藏高原东部地区潜热有较弱的增加[1. 175 W·m~(-2)·(10a)~(-1)],青藏高原其他区域都减小[-3. 762 W·m~(-2)·(10a)~(-1)];青藏高原东侧四川盆地、南侧孟加拉湾附近以及周边北部地区减弱,分别为-0. 27,-2. 416和-2. 287 W·m~(-2)·(10a)~(-1);周边其他地区潜热通量都有不同程度的增加,我国东南部江浙地区有较强的增加[11. 385 W·m~(-2)·(10a)~(-1)],印度半岛增加的幅度不大[2. 988 W·m~(-2)·(10a)~(-1)],云贵高原以东缅甸增加[9. 287 W·m~(-2)·(10a)~(-1)]和黄土高原增加[1. 160 W·m~(-2)·(10a)~(-1)],但云贵高原是减少的[-2. 705 W·m~(-2)·(10a)~(-1)]。     

东亚和北美地区温度和降水变化特征

温湿变化的年代际特征及区域差异是全球气候变化研究的重要内容之一。利用1901-2014年东英吉利大学气候研究中心(CRU)TS3.20月地表温度和降水资料分析了东亚和北美地区温度和降水变化的季节性和区域特征,并利用1979-2015年欧洲中心天气预报中心(ECMWF)ERA-Interim日最高/最低温和降水资料进一步分析了东亚和北美地区受极端天气影响的区域所占比例的年际变化。结果发现,近110多年来东亚地区[0.134℃·(10a)~(-1)]的增温趋势高于北美地区[0.102℃·(10a)~(-1)],东亚干旱半干旱区的增温趋势低于东亚地区,而北美干旱半干旱区的增温趋势高于北美地区。季节性特征表现为在冷季增温明显,东亚地区冷季增温约是暖季的2.9倍,北美地区为1.3倍。季节性增温存在明显的纬度差异,在东亚和北美高纬度地区(45°N以北)冷季温度的增长速率通常比暖季大。东亚和北美的降水增加趋势均高于北半球,暖季降水增加明显并且主要发生在东亚和北美高纬度地区(45°N以北)。东亚和北美的干旱半干旱区的降水没有明显增加趋势,分别为0.04 mm·(10a)~(-1)和0.07 mm·(10a)~(-1)。东亚和北美地区及东亚和北美的干旱半干旱区受极端高温影响的面积有增加趋势,受极端低温影响的面积没有明显变化,受极端降水影响的面积有减少趋势。北美和东亚地区以及北美和东亚干旱半干旱区的月平均温度对PDO(Pacific Decadal Oscillation)的响应比ENSO(El Nino Southern Oscillation)明显,月平均降水对ENSO的响应比PDO明显。     

Characterizing spatial and temporal variability of crop yield caused by climate and irrigation in the North China Plain

Grain yields of wheat and maize were obtained from national statistics and simulated with an agricultural system model to investigate the effects of historical climate variability and irrigation on crop yield in the North China Plain (NCP). Both observed and simulated yields showed large temporal and spatial variability due to variations in climate and irrigation supply. Wheat yield under full irrigation (FI) was 8?t?ha^?1 or higher in 80% of seasons in the north, it ranged from 7 to 10?t?ha^?1 in 90% of seasons in central NCP, and less than 9?t?ha^?1 in 85% of seasons in the south. Reduced irrigation resulted in increased crop yield variability. Wheat yield under supplemental irrigation, i.e., to meet only 50% of irrigation water requirement [supplemental irrigation (SI)] ranged from 2.7 to 8.8?t?ha^?1 with the maximum frequency of seasons having the range of 4?C6?t?ha^?1 in the north, 4?C7?t?ha^?1 in central NCP, and 5?C8?t?ha^?1 in the south. Wheat yield under no irrigation (NI) was lower than 1?t?ha^?1 in about 50% of seasons. Considering the NCP as a whole, simulated maize yield under FI ranged from 3.9 to 11.8?t?ha^?1 with similar frequency distribution in the range of 6?C11.8?t?ha^?1 with the interval of 2?t?ha^?1. It ranged from 0 to 11.8?t?ha^?1, uniformly distributed into the range of 4?C10?t?ha^?1 under SI, and NI. The results give an insight into the levels of regional crop production affected by climate and water management strategies.     

未来气候变化对东北玉米品种布局的影响

为探求未来气候变化对我国东北玉米品种布局的影响,基于玉米生产潜力和气候资源利用率,结合区域气候模式输出的2011—2099年RCP_4.5,RCP_8.5两种气候背景气象资料和1961—2010年我国东北地区91个气象站的观测数据,分析了未来气候变化情况下,东北玉米品种布局、生产潜力、气候资源利用率的时空变化。结果表明:未来东北地区玉米可种植边界北移东扩,南部为晚熟品种,新扩展区域以早熟品种为主,不能种植区域减少。未来玉米生产潜力为南高北低,增加速率均高于历史情景,水分适宜度最低,而历史情景下温度是胁迫玉米生产的关键因子。未来东北玉米对气候资源利用率整体下降,其中RCP8.5情景利用率最低。     

江苏沿海平均风速空间衰减规律拟合研究

沿海地区的风速在海陆交界处变化极为复杂,其风速规律研究对近海风电场的发展有着极为重要的作用。本文采用江苏沿海40 km范围内38个观测站的2009年7月1日—2011年6月30日近2 a的平均风速实测资料,利用旋转经验正交函数(REOF)对沿海平均风速开展主分量特征分析,进而将江苏沿海地区划分为南北两个区域,开展江苏沿海风速衰减规律分析,风速随沿海向内陆呈现e指数衰减特征。在此基础上,构建了江苏沿海南北两个区域的平均风速在空间上的分布方程,并开展了拟合精度检验和可靠性分析。研究结果表明海陆地形影响的范围大小与海岸线上的风速并非完全成正相关的关系而存在临界值,南区、北区风速临界值分别为18. 2 m·s~(-1)和14. 6 m·s~(-1)。     

近54 a江苏梅雨演变特征及2014年梅雨监测分析

通过对1961-2014年江苏省56个常规气象观测站降水及历年5-8月太平洋副热带高压资料进行了整理、订正及分析,揭示了江苏省梅雨入出梅日期、梅雨量、梅雨强度等特征量的变化趋势及年代际变化差异,并对2014年江苏省梅雨异常进行了分析。研究表明：长江以北和长江以南站点均表现出梅雨强度增强,梅雨期内降水频次和强降水事件频次增多的趋势,其中长江以南的梅雨强度、降水频次和强降水事件频次的变化趋势分别为0.18/（10a）、0.75 d/（站·10a）和0.25 d/（站·10a）较长江以北的变化趋势0.07/（10a）、0.01 d/（站·10a）和0.08 d/（站·10 a）更为明显,年代际变化特征也不尽相同。从2014年梅雨监测来看,长江以北处于空梅年份,长江以南则出现了长度为11 d的梅雨。     

江苏省近50a气候干湿特征研究

根据江苏省1960—2009年54个气象台站常规气象观测资料,利用Penman-Monteith公式计算了全省各地区50 a的逐日潜在蒸散量,结合逐日降水量,推算出了相对湿润度指数值,并采用国家标准《气象干旱等级》(GB/T20481-2006)中的相对湿润度分级指标对全省干湿状况进行了评估,分析其时空变化特征。研究表明:1)就全年而言,江苏省半干旱区与湿润区各占50%左右的面积,其中淮北、江淮北部、苏北沿海的北部为半干旱区,江淮南部、苏北沿海的南部、沿江、苏南地区为湿润区;2)降水量和潜在蒸散量是影响相对湿润度指数的两个关键因子,降水量的变化对相对湿润度的时空分布起着主导作用,潜在蒸散量起着辅助作用。3)江苏省1 a中冬季的南北气候干湿反差最大、夏季最小,湿润区范围夏季最大、秋季最小,半干旱区范围秋季最大、夏季没有,干旱区范围春季最大、夏季和秋季没有。夏季气候最湿润、春季气候最干燥。4)淮北和苏北沿海地区的相对湿润度指数年变化呈"单峰型",江淮、沿江和苏南地区的年变化呈"双峰型",苏北沿海地区相对湿润度年内变化最大,沿江地区最小。     

Assessment of climate variability and trend on wheat productivity in West Bengal,India: crop growth simulation approach

Wheat is the second important cereal crop after rice in West Bengal. During last three decades, due to climate fluctuations and variability, the productivity of this crop remains almost constant, bringing the threat of food security of this State. The objectives of the present study were to assess the trend of climatic variables (rainfall, rainy days, and temperature) over six locations covering five major agro-climatic sub-zones of West Bengal and to estimate the variability of potential, simulated yield using crop simulation model (DSAATv4.5) and the yield gap with actual yield. There were no significant change of rainfall and rainy days in annual, seasonal and monthly scale at all the study sites. In general, the maximum temperature is decreasing throughout West Bengal. Except for Birbhum, the minimum temperature increased significantly in different study sites. District average yield of wheat varied from 1757 kg ha^?1 at Jalpaiguri to 2421 kg ha^?1at Birbhum. The actual yield trend ranged from ??4.7 kg ha^?1 year^?1 at Nadia to 32.8 kg ha^?1 year^?1 at Birbhum. Decreasing trend of potential yield was observed in Terai (Jalpaiguri), New Alluvial Zone (Nadia) and Coastal saline zone (South 24 Parganas), which is alarming for food security in West Bengal.     

北极地区极昼气候突变现象及转型成因研究

基于1979—2018年的NCEP-DOE Reanalysis II逐日再分析数据,采用模糊C均值聚类算法(Fuzzy C-Means Algorithm, FCMA)将北极地区极昼期间的气候分为寒干型、半寒干型、半暖湿型及暖湿型4种。在夏季北极海冰快速减少的气候背景下,这4种气候型控制的区域也相应发生了明显变化。其中,寒干型气候面积以-7.241×10~4 km~2·a~(-1)的速率快速减少;半寒干型气候面积以6.489×10~4 km~2·a~(-1)的速率快速增加,且洋面上的气候型变化比陆地更为显著。1999年前后,北极地区主控气候发生突变现象:由寒干型气候为主转化为半寒干型气候为主,尤其在楚科奇海和东西伯利亚海表现突出。成因分析表明海冰面积—净短波辐射—大气增暖增湿—向下长波辐射—气候型转变之间存在密切联系,极昼期海冰面积异常减少对其气候转型突变起到了重要作用。     

我国南北方气温和降水气候态变化特征及其对气候检测结果的影响

利用1961-2012年中国区域1353个站的年平均气温和年降水资料,分析南方和北方4种气候态的变化特征,并探索气候态的改变对南方和北方气候检测的影响。结果表明：气候变暖对气候态的影响较为明显,气候态的改变会使得南北方气候分析结果发生改变。北方近52年来年平均气温的升温趋势较明显,南方升温趋势较弱,南北方在I态、II态和III态下的年平均气温均呈现一致的增加趋势,但北方比南方升温更快。南北方年降水量的历年变化差异较大,北方年降水量呈现弱的“降-升-降-升”变化趋势,南方年降水量的历年变化较大,多项式趋势线呈“2峰3谷”。气候态的改变使得北方和南方的气温和降水等级均向着高等级移动,北方气温等级的变化受气候态的影响比南方更明显。     

基于NorESM1-M模式的中国东北地区2050s玉米气候生产潜力预估

利用NorESM1-M模式资料驱动AEZ模型模拟了21世纪中叶东北地区春玉米在雨养条件下的气候生产潜力。结果表明：在RCP2.6情景下,东北区域热量资源较1981-2010年有所改善,年平均气温增加1.72℃,≥ 10℃积温增加359.6℃;降水整体呈现略增加趋势且南部多于北部,全区平均增多56.9 mm,蒸散量增加10.0 mm;具有最大气候生产潜力的区域在辽宁省东部;与基准年相比,辽宁单产平均每公顷增加1100 kg。在RCP8.5情景下,东北区域热量资源进一步改善,黑龙江、辽宁和吉林三省≥ 10℃积温分别增加652.7℃、636.3℃和683.9℃,降水总量较RCP2.6情景增加但空间分布差异较大,全区维持增产趋势,辽宁、吉林和黑龙江增产百分比分别为3.3%、8.1%和20.0%。     

江苏省雾霾天气特征分析

根据2007年1月—2013年12月江苏省国家基准气候站的逐日地面观测资料,分析了江苏省雾、霾日数的气候变化特征以及霾天气发生时的主要气象要素场特征。结果表明:(1)雾日数分布从江苏省东部向西部逐渐减少,霾分布由南向北逐渐递减。(2)年际变化上,雾日数呈现一定的波动,霾日数逐年增长。秋、冬两季雾日数较多;霾日数在夏季最少。雾、霾天气分别在08时和14时发生次数最多。(3)淮安中度霾居多,微风、高湿情况下霾发生概率最高,不同季节风向分布不同。(4)风速与能见度成正相关关系,春、夏季的相关性较差,秋、冬季相关性相对较好。能见度与相对湿度春、冬两季两者之间呈明显的线性负相关,而夏、秋季拟合曲线呈非线性负相关。