影响海河流域参考作物蒸散量的气象因子定量分析

基于海河流域159个气象站1961—2014年逐日气象资料,采用P-M模型计算该地区的参考作物蒸散量(ET0),分析海河流域ET0对平均最高、最低气温及相对湿度、平均风速和日照时数的敏感性,并结合各气象要素的多年相对变化率定量探讨ET0变化的主导因子。结果表明:海河流域年ET0以-22.7 mm·(10 a)-1的速率显著减少,在空间分布上,除流域西北部分地区呈增加趋势外,大部分地区ET0呈显著减少趋势。ET0对各要素的敏感系数除相对湿度外,其他均为正值。综合考虑ET0对各要素的敏感性及各要素的多年相对变化率发现,相对湿度及最高、最低气温是导致ET0增加的因子,平均风速和日照时数则是导致ET0减少的因子。虽然平均风速和日照时数的敏感系数不是最高,但其减小趋势显著,多年相对变化率较大,导致对ET0的贡献较大,成为海河流域ET0变化的主导因子,二者的显著减少造成了整个流域ET0显著减少的事实。     

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

1960-2013年中国地表潜在蒸散发时空变化及其对气象因子的敏感性

基于中国107个气象站点的常规观测资料,采用Penman-Monteith公式计算了1960-2013年的逐日潜在蒸散发（ET0）,分析了中国5大区域的ET0对最高温度、最低温度、2m风速、日照时长、平均气压、相对湿度和地表温度的敏感性及其分区特征。结果表明：（1）模拟的从1960-2013年平均ET0和与蒸发皿蒸散发量之间的比值为0.55,各逐站点的ET0与蒸发皿蒸散发的相关系数为0.84-0.98（剔除观测值为0的情况的样本）之间和0.42-0.81（未剔除观测值为0的情况的样本）。（2）本研究中模拟的ET0以6.75mm/10a的速度呈现出下降的趋势。敏感性分析表明,在1960-2013年间的全国范围内,最高气温和最低气温分别增加0.68℃和1.54℃,相应地导致ET0增加12.81mm和14.13mm;风速减少0.51m/s,日照时长减少0.61h,相对湿度减少2.84%,将分别导致蒸散量减少48.08mm,21.5mm,204.49mm,这能很好的解释“蒸发悖论”问题。（3）对中国不同地理分区的ET0,在东北区域、华北区域、和西北区域,蒸散量最敏感的气象因子是相对湿度,其次是风速;在西南区域和华中和华东区域,蒸散量最敏感的气象因子是相对湿度,其次是日照时长。     

北疆地区参考作物蒸散量时空变化特征

为明确北疆地区在全球气候变暖背景下合理的灌溉制度,利用北疆地区22个气象站49 a(1962~2010年)的逐日气象资料,运用Penman-Monteith公式计算北疆地区1962~2010年的参考作物蒸散量ET0(reference crop evapotranspiration),并用Mann-Kendall方法对其进行突变检验,基于Arc GIS9.3空间分析功能模块对北疆参考作物蒸散量进行了空间变化分析。结果表明:研究区域的ET0在1983年发生向下突变,ET0在时间分布上整体呈下降趋势,主要受该地区相对湿度和风速的影响;ET0从北疆的东北部和西南部向中间逐渐升高,东南部和西部表现略高,具有明显的区域差异;4~10月ET0对全年ET0的分布具有显著影响。     

华北平原参考作物蒸散量对气候因子的季节响应分析

为探讨华北平原作物需水量在不同季节随气候变化的变化规律,对华北平原参考作物蒸散量(Evapotranspiration,简称ET_o)在不同季节对气候因子的响应情况进行了分析研究。首先利用FAO-56Penman-Monteith公式计算了华北平原48个气象站点1960~2012年的ET_o,其次分析了ET_o及温度(T)、日照时数(n)、风速(u)和相对湿度(RH)这4个主要气候因子在各个季节的年际变化规律,然后使用敏感性分析法分析了ET_o对气候因子变化的敏感程度,最后结合ET_o对气候因子的敏感性及气候因子的多年相对变化率分析得出气候因子的变化对ET_o变化的贡献。结果表明:1960~2012年,华北平原ET_o在四季的年际变化均呈下降趋势。气候因子除T呈上升趋势外,n、u和RH均呈下降趋势。ET_o对T、n和u的变化正敏感,对RH的变化负敏感。ET_o对T和n最敏感的季节为夏季,对u和RH最敏感的季节为冬季。ET_o在春季、秋季和冬季的下降主要受u下降的影响,ET_o在夏季的下降则主要归因于n的下降。     

中国西北地区参考作物蒸散量的估算与变化特征

基于中国西北地区42个气象站1956~2011年逐日气象观测资料,采用Penman-Monteith公式,估算该地区的参考作物蒸散量(ET0),分析西北地区ET0的时空变化特征,并利用Mann-Kendall检验、小波分析和多元线性回归分析等方法分别对ET0进行突变检验、周期变化和主要影响因子分析研究。结果表明:(1)西北地区ET0存在明显的月和季节变化,ET0自夏季、春季、秋季和冬季依次减少;(2)近56 a来,西北地区年均ET0呈明显减少趋势,且存在一定的季节性差异,春、夏、秋季ET0均呈显著减小趋势,且夏季减少率最大,而冬季则呈平缓的增加趋势;(3)ET0减小幅度最大的地区位于哈密—和田的东北—西南向一带;(4)1956~2011年,春、夏、秋、冬季及全年平均ET0分别在1984、1986、1981、1995与1980年前后发生了一次减小的突变,且年均ET0存在2~3 a显著震荡周期和准6a的震荡周期;(5)ET0与2 m风速、日照时数呈显著正相关,而与相对湿度和平均气温呈负相关,其中与平均气温的相关性较弱,可见平均气温、相对湿度的升高与日照时数、2 m风速的下降导致西北地区ET0的减小,同时考虑日照时数、平均气温、风速和相对湿度4个气象因子的多元线性回归方程的均方根误差最小,表明西北地区ET0的变化是上述多种气象因子综合作用的结果。     

2000—2020年呼伦贝尔地区归一化植被指数时空变化及其对气候的响应

利用2000—2020年MOD13Q1和气象观测数据, 结合Sen趋势分析、M-K显著性检验、变异系数、Hurst指数、相关系数等对呼伦贝尔地区归一化植被指数(NDVI)时空变化及气候响应进行分析。结果表明: 呼伦贝尔地区多年生长季平均NDVI为0.63, 平均年变化倾向率为0.028/10 a, 大部分地区呈增加趋势, 其中大兴安岭森林大部及岭西耕地增加显著。呼伦贝尔地区生长季NDVI的平均变异系数为0.08, 其中呼伦贝尔草原西部的波动较大。Hurst指数表明, 呼伦贝尔地区生长季NDVI整体变化呈反持续性趋势, 结合现有NDVI变化趋势, 未来将呈下降趋势, 对生态环境的保护工作较为不利。大兴安岭森林生长季NDVI与气温呈正相关, 耕地与草原区呈负相关, 而呼伦贝尔大部分地区的生长季NDVI与降水普遍呈正相关, 其中呼伦贝尔草原和大兴安岭两麓耕地的生长季NDVI与降水相关显著, 说明气温是制约北部大兴安岭森林生长的主要因素, 而降水是制约呼伦贝尔草原生态平衡和农牧业发展的主要因素。     

1961-2019年延边州农业气候资源时间变化特征分析

利用1961-2019年延边州8个气象站的观测数据,采用线性倾向估计、突变分析等方法,研究了延边州农业气候资源的时间变化特征.结果表明:1961-2019年延边州作物生长季(5-9月)平均气温呈显著上升趋势(P<0.01),气候倾向率为0.21℃/10a;平均气温在1997年发生了突变,突变后平均气温较突变前上升了0.8℃;活动积温呈显著上升趋势(P<0.01),气候倾向率为32.5(℃·d)/10a;平均气温和活动积温均在20世纪70年代最低;日照时数呈逐年下降趋势,气候倾向率为-6.7h/10a,在20世纪60年代最高,80年代最低;降水量呈上升趋势变化,气候倾向率为0.68 mm/10a;ET0呈下降趋势变化,气候倾向率为-1.51mm/10a;20世纪90年代降水量最高,ET0最低.     

近50年中国霾年代际特征及气象成因

根据1961-2013年全国745个国家基准站的长期观测资料,分析中国霾日数年代际变化特征及可能的气象成因。结果表明:近50年来,中国霾天气主要集中在东部从华南到华北的大部分地区,霾日数呈增加趋势。秋冬两季是霾天气发生最频繁、变化最明显的两个季节。中国东部淮河以南地区秋冬两季霾日数在2000年前呈增加趋势,其后增加趋势变得较为平缓,20世纪90年代前霾日数与近地面风速呈显著负相关关系,90年代后则与大气相对湿度呈显著负相关关系,随着90年代前近地面风速减小和90年代后大气相对湿度降低,该区域霾日数表现出明显的增加趋势。中国东部从淮河到华北大部分地区秋冬两季霾日数1980年后增加趋势变得不明显,这可能与该区域近地面风速和大气相对湿度的变化趋势较为平缓有关。     

辽宁西部农作物生长季干旱风险及降水满足度研究*

[目的]掌握干旱灾害变化特征,为农业生产决策支撑,利用辽宁西部11个气象监测站1951—2017年气象观测数据,[方法]选用干湿指数作为干旱指标及其积分湿润指数方法,采用气候诊断分析方法,研究农作物生长季干旱变化特征,干旱风险程度,降水量对农作物的满意程度,并分析气象要素与干湿指数的相关性。[结果]结果表明：辽宁西部地区1951—2017年农作物生长季及各月时间尺度干湿指数呈减小趋势,干旱趋势明显,农作物生长季(5—9月)和9月成熟期干旱程度表现最为突出,从轻旱上升到中旱等级。农作物生长季降水的农作物满足度明显在下降,使干旱风险度明显升高。农作物生长季干湿指数年际变化在1995/1996年发生由高到低突变,突变后干旱程度升高0.8个等级；干旱风险度年际变化在1995/1996年发生由低到高突变,突变后干旱风险度升高14.0%；降水满足度年际变化在1998/1999年发生由高到低突变,突变后降水满足度下降17.7%。干湿指数与气温、日照时数、蒸发量、辐射呈负相关,与降水、风速、空气相对湿度呈正相关,其中干湿指数与气温、降水量、空气相对湿度有较强的相关性。[结论]辽宁西部地区干旱化日趋严重,调整农业结构势在必行。     

朔州市近50a蒸发量变化特征及影响因子分析

利用朔州市气象观测站1956～2005年小型蒸发皿蒸发量及温度、日照、风速、湿度等资料,初步分析了朔州市蒸发量的年、月、季的变化特征,趋势及引起蒸发量变化的因子.结果表明:朔州市年、季和月蒸发量均存在明显的下降趋势,偏少趋势主要表现在春、夏2季,其中5月偏少趋势最明显;影响蒸发量变化的因子主要是温度日较差、日照、风速、湿度等,蒸发量与日照时数、平均风速、气温日较差呈显著正相关,与相对湿度、水汽压呈显著负相关,说明它们是造成蒸发量减少的重要因子.     

河北邢台地区蒸发皿蒸发量的变化特征及影响因素

采用线性倾向估计、累积距平曲线、滑动T检验和完全相关系数法,分析了1972～2011年邢台地区蒸发皿蒸发量的变化特征及其影响因素。结果表明:邢台地区年及4季蒸发量呈现显著下降趋势,其中春季蒸发量的下降趋势最为明显,其次为夏季,年蒸发量的下降主要源于春季、夏季的贡献,年蒸发量在1983年发生突变,之后明显下降。邢台地区年蒸发量与日照时数、平均风速、气温日较差呈正相关,与降水量、相对湿度呈负相关。平均风速、气温日较差和日照时数下降是邢台地区蒸发量减少的主要原因。     

关中作物生长季冰雹灾害变化特征及影响

采用1961—2008年陕西关中40个气象站的气象资料,运用线性趋势分析法,基于GIS技术分析了陕西关中冰雹气候变化特征及趋势,结果表明:关中北部多冰雹,南部最少;主要梯度方向呈明显的北—南走向。铜川市和渭南、咸阳北部要积极防御夏秋季的冰雹危害。夏粮、秋粮生长季冰雹灾害年出现频次总体呈下降趋势,对粮食安全的影响逐渐降低。关中中北部和西部冰雹灾害呈减少趋势,铜川等冰雹多发地区的冰雹灾害气候变化呈减少趋势,对当地秋粮作物的灾害程度相对减轻。夏粮生长季冰雹灾害的范围和强度大于秋粮生长季,要重视5月冰雹灾害的防御。     

东江流域蒸散发量变化趋势及其原因分析

将广东境内东江流域3个国家基准站的水皿蒸发量Epan观测资料与Penman公式估算蒸发能力E0的结果进行对比,得到两者平均相对误差为16.2%。分析了东江流域1956～2006年4个基准站Epan、E0、由FAO-56 Penman-Monteith公式估算蒸散量ET0及气象观测资料的50年变化趋势,其中温度t呈上升趋势,相对湿度μ、日照时数n、风速v呈下降趋势,降水无显著趋势。分析结果表明寻乌站(无Epan资料)存在较明显的"蒸发悖论"现象;惠阳站表现出一定"悖论"特点,连平、河源不存在"悖论"现象。进一步分析E0、ET0与各气象因子的关系知n和μ对E0、ET0的影响大于t和v,在出现"悖论"现象的2个站,n和μ的作用比没有"悖论"的两个站更明显,可见在东江地区n和μ的共同作用是"悖论"形成的关键。     

新疆哈密市近50a蒸发量变化特征及影响因子

利用1961～2010年哈密国家基准气侯站20 cm口径蒸发皿和E-601B型蒸发器以及其它气象要素的观测资料,分析了哈密市蒸发量的气候变化特征,并重点探讨哈密市蒸发量与风速、气温、日照、降水量、湿度等气象要素之间的相互关系。结果表明,近50 a哈密市年、季、月蒸发量均呈明显下降趋势,1990年以前年蒸发量高于平均值,1991年开始减小到平均值以下;4季中以夏季下降最快,春季次之,冬季最小,8月降幅最大。影响蒸发量变化的因子中,平均风速与蒸发量呈显著正相关关系,是影响蒸发量变化的最直接因子,水汽压和相对湿度与蒸发量呈显著负相关关系,也是造成蒸发量减少的重要因子,日照时数与蒸发量也呈正相关,但影响程度较小,而气温对蒸发量的影响则不十分明显。     

渭北旱腰带近60年气候变化及其对农作物的影响

利用渭北旱腰带地区24个国家气象站1961—2020年逐月气温、地表温度、降水、相对湿度等气象观测资料,采用气候倾向率和相关分析等方法研究近60 a以来渭北旱腰带地区的气候变化特征,并探讨区域气候变化对渭北地区主要农作物（小麦、玉米和苹果）的影响。结果表明：（1）近60 a平均地表温度和气温分别为134 ℃和111 ℃,且呈显著上升趋势（通过了001的显著性检验）;四季的地表温度和气温均缓慢上升,且冬季、春季、秋季的地表温度和气温上升显著（通过了001的显著性检验）。（2）年降水量呈缓慢增多趋势,年平均相对湿度缓慢减小;冬季和夏季降水量缓慢增多而春季和秋季明显减少,以春季最显著;春季、冬季和秋季平均相对湿度呈减小趋势,以春季最显著（通过了001的显著性检验）,夏季缓慢增大。（3）渭北旱腰带地区可以利用气候变暖带来的热量资源提高复种指数,在农业选种育种方面应培育晚播早熟小麦品种与晚熟玉米品种,苹果主产区可以向黄土高原迁移。     

鲁西南木本植物生长季及物候期持续日数对气候变暖的响应

以1981-2010年中国鲁西南地区的植物为研究对象,采用统计分析法研究7种木本植物生长季与物候期持续日数对气候变暖的响应规律。结果表明：1981-2010年中国鲁西南地区气温呈极显著上升趋势（p<0.01）,随着气候变暖,木本植物春季物候期间隔缩短,秋季物候期间隔延长,全生长季延长,且全生长季变化趋势比各物候持续期变化趋势明显;展叶持续期主要与上月、当月和持续月平均气温呈负相关,其中梧桐展叶持续期与当月平均气温呈极显著负相关（p<0.01）;旱柳和刺槐开花持续期与持续月平均气温呈显著正相关（p<0.05）;叶变色持续期和落叶持续期与上月、当月、结束月和持续月平均气温呈正相关,其中旱柳与平均气温达到显著正相关（p<0.05）。木本植物全生长季与气温呈正相关,其中旱柳生长季变化对气候变暖的响应最敏感,其次是榆树、梧桐和楝树生长季变化对气候变暖的响应较敏感;随着年平均气温每升高1 ℃,植物生长季延长3.0-20.0 d;年平均最高气温每升高1℃,生长季延长5.0-14.0 d;年平均最低气温每升高1 ℃,生长季延长2.0-18.0 d。     

新疆近50,a气候的变化特征

利用新疆地区具有较好代表性的23个气象台站1960-2009年的历史气候资料,运用线性倾向估计对新疆地区近50 a来气候变化的主要特征进行了分析.结果表明：近50 a来,新疆地区能量供给因子中的最高、最低和平均温度都呈明显的上升趋势,而日照时数、温度年较差呈明显的下降趋势,云量的变化趋势不明显并略有下降;空气动力因子风速的下降趋势显著;湿度因子中空气相对湿度和降水量略有上升趋势,而水汽压有明显上升趋势.受此影响,近50 a新疆地区气候总体趋于干向湿发展的趋势,气候朝暖湿方向变化.     

1966—2015年天山南北坡空气湿度差异及其影响因素

利用天山地区近50年(1966—2015年)逐日气象资料,采用Mann-Kendall趋势检验法研究了天山南北坡相对湿度(RH)的时空变化特征,分析了天山南北坡RH对平均气温、降水量、平均风速、参考蒸散量、日照时数的敏感性,并探讨了引起RH变化的主导因素。结果表明：(1)整个天山地区RH变化有略微上升的趋势但不显著,北坡RH总体呈下降趋势,南坡RH总体呈上升趋势。(2) RH空间分布呈自北向南递减趋势,南北坡全年及春季以下降趋势为主,而夏、秋、冬三季均以上升趋势为主,且南坡变化趋势的显著性高于北坡。(3) RH对风速、气温、日照时数及参考蒸散量均为负敏感,对降水量为正敏感。北坡RH对各气象因子的敏感程度依次为日照时数>参考蒸散量>风速>气温>降水量,南坡敏感程度依次为日照时数>风速>参考蒸散量>气温>降水量。空间分布上,仅降水量敏感系数高值区位于北坡伊犁河谷,其余要素敏感系数高值区均位于南坡。(4)参考蒸散量是影响天山地区RH变化的主导因子,整个天山地区参考蒸散发贡献率较高,日照时数贡献率高值区集中于北坡伊犁河谷,风速、降水量、气温贡献率高值区均集中于南坡克孜勒苏地区。     

浑善达克沙地气候特征及其气候变化分析

利用浑善达克沙地及其周边气象台站1965～2001年气候资料,运用统计方法,分析浑善达克沙地主要气候因子的时空变化,结果表明：浑善达克沙地气候要素存在着明显的经向分异和一定程度的纬向分异;1965～2001年间,浑善达克沙地绝大部分地区的年平均气温呈明显上升趋势,季平均气温也有较明显的上升趋势,年平均风速变化有较明显的减小趋势,春季风速减小趋势最为明显;沙地大部年、季降水量变化趋势不甚明朗,年蒸发量呈较平缓下降趋势,年干湿度呈缓慢升高趋势。