黔东南州近40a水稻安全生长期的变化

利用黔东南16个观测站点1961～2000年的逐日平均气温记录，分析研究了黔东南1961～2000年水稻安全生长期的变化趋势。结果表明，在近40a中，黔东南水稻安全生长期缩短了7．0d，400m以下高度层缩短了10．6d，400～600m高度层缩短了6．4d，600～800m高度层增加了1．4d，800m以上高度层缩短了4．8d。20世纪80年代是黔东南水稻安全生长期缩短最明显的时期，1980年是黔东南1961～2000年中水稻安全生长期最短的年份。从水稻安全生长期变化趋势的不同高度层差异看，黔东南600～800m高度层上有不明显的增加趋势，600m以下和800m以上高度层上有明显的缩短趋势。     

近40年中国气候生长期的变化

利用中国642个站点1961~2000年的逐日平均气温记录, 分析研究了中国1961~2000年气候生长期的变化趋势。结果表明, 在近40年中, 气候生长期在全国范围平均增加了6.6天, 北方地区平均增加10.2天, 南方地区平均增加4.2天, 青藏高原增加最多, 达到18.2天。20世纪90年代是气候生长期增加最大, 增长最明显的时期, 1998年是近40年气候生长期最长的年份。对气候生长期变化趋势空间分布特点的进一步分析表明, 华北和青藏高原北部是气候生长期增加最大, 增长最明显的地区, 尤其以河北省和青海西北部最为显著。南方各省份除了四川西北、云贵高原、安徽、江苏外, 其它地区的气候生长期变化趋势不明显。     

气候变化对四川省主要农作物典型生育期的影响

采用气候倾向率和线性趋势法分析了四川省农业气候资源特征以及主要农作物典型生育期变化趋势。结果表明,1961—2014年全省大部地区≥10℃初日呈现提前趋势、终日呈推迟趋势,≥10℃积温呈升高趋势。在此背景下,玉米和水稻出苗期呈提前趋势,速率分别为6.6d/10a和3.5d/10a;玉米成熟期无明显变化趋势,水稻成熟期呈现明显推迟趋势,变化速率为2.4d/10a;玉米和水稻生育期天数均呈现了不同程度的延长。冬小麦出苗期无明显变化,而成熟期呈现提前趋势,速率达2.7d/10a,生育期天数呈现显著缩短趋势,速率达4.9d/10a。总体而言,积温的增加、温度生长期天数的延长为生育期长的作物品种种植提供了必要条件,通过品种的选择和播期调整,可以充分发挥资源优势,趋利避害,从而提高农作物产量。     

河北地区边界层内不同高度风速变化特征

为了研究城市化进程对风速变化的影响,利用1971-2006年河北省境内邢台、张家口和乐亭3个探空站高空风观测资料和对应地面站风观测资料,统计分析了边界层内距地面10m、300m、600m、900m 4个高度的长期风速变化特征,比较了不同高度风速变化趋势的异同.分析结果表明:3站年和季节平均风速随着距地面高度的增加而变大,但最大的风速垂直递增率出现在从10m到300m之间;各站各高度层月平均风速具有明显的季节变化特征,春季风速最大,夏季较小;在近36年里,3站平均的地面(10m高)年和季节平均风速变化存在显著的减少趋势,300m以上各高度层平均风速一般也降低,但远没有地面明显;不同高度平均风速变化趋势的差异可能主要是由城市化以及台站附近观测环境的改变引起的,这使得地面风速明显减弱;但地面以上各层平均风速同样存在一定减弱现象,说明背景大气环流的变化也是地面风速下降的原因之一.     

不同地形下的江门市年最大风速估算

利用ECWMF提供的1979—2013年每天4个时次的10、30、60和100 m四个高度层上风速的高分辨率再分析数据资料集(分辨率为0.125°×0.125°),分析了江门市年最大风速的分布及其变化趋势。结果表明:在4个高度层上,江门市最大风速的空间分布都表现为由沿海向内陆地区递减。江门市区域平均年最大风速都呈弱上升趋势,并在2003年出现了极大值。进一步利用在4个高度层上,每个格点35年的年最大风速序列,通过极值I型分布估算江门市在不同再现期(15、30和50年)的年最大风速极值。在4个高度层上,江门市15年内可能出现年最大风速值介于12~28 m/s;30年内可能出现年最大风速值介于12~30 m/s;50年内可能出现年最大风速值介于14~32 m/s,可见,越靠近海的地方再现期极值就越大。     

松花江流域气候变化及ECHAM5模式预估

 根据松花江流域1961-2000年观测气温、降水量资料和ECHAM5/MPI-OM模式对该流域21世纪前50 a气候变化的预估结果,分析了松花江流域1961-2000年年平均气温和年降水量变化,并对21世纪前50 a气温和降水量变化趋势进行了预估。结果表明,在全球变暖的背景下,作为中国气候变暖区域响应的先锋,松花江流域年平均气温自1980年代初持续升高,升温幅度比较显著;年降水量在1961-2000年无明显增加或减少趋势,年代际差异也不大。相对于1961-1990年的气候场,21世纪前半叶,年平均气温仍将呈明显增加趋势,到2040年代升温幅度达1℃以上,年降水量变化趋势不显著,可能微弱增加,但冬季平均气温和冬季降水量都呈增加趋势,春季降水量也为增加趋势。     

青藏高原东南缘低层风场垂直结构与变化特征北大核心CSCD

为进一步认识青藏高原山地低层风场特征、长期变化规律,利用2008-2012年青藏高原东南缘云南大理站边界层铁塔和风廓线雷达的长期观测资料,初步分析了该地区低层风场垂直结构及其变化特征。结果表明：（1）从地面到高空,风速、风向频率分布随高度的增加而变化,2~400m高度风速基本为2级,盛行风向为偏东风,这说明边界层铁塔和风廓线雷达的风速、风向具有连续性。（2）从垂直高度上看,风速存在明显季节变化特征,冬季风速较大,夏季风速较小;日变化结构随高度的升高表现形式明显不同,20m以下为单峰型,100~1500m为双峰型,2000m以上日变化不明显;平均风速逐月变化,20m以下为单峰型,100~1000m为双峰型,1500m以上为单峰型。（3）纬向风600m以下出现东西风交替的日变化,经向风在2~20m高度全天为南风,100m高度以上午后至日落为南风、其余时段为北风,南风由高空向低层传递。     

青藏高原东南缘低层风场垂直结构与变化特征

为进一步认识青藏高原山地低层风场特征、长期变化规律,利用2008-2012年青藏高原东南缘云南大理站边界层铁塔和风廓线雷达的长期观测资料,初步分析了该地区低层风场垂直结构及其变化特征。结果表明:(1)从地面到高空,风速、风向频率分布随高度的增加而变化,2~400m高度风速基本为2级,盛行风向为偏东风,这说明边界层铁塔和风廓线雷达的风速、风向具有连续性。(2)从垂直高度上看,风速存在明显季节变化特征,冬季风速较大,夏季风速较小;日变化结构随高度的升高表现形式明显不同,20m以下为单峰型,100~1500m为双峰型,2000m以上日变化不明显;平均风速逐月变化,20m以下为单峰型,100~1000m为双峰型,1500m以上为单峰型。(3)纬向风600m以下出现东西风交替的日变化,经向风在2~20m高度全天为南风,100m高度以上午后至日落为南风、其余时段为北风,南风由高空向低层传递。     

近50年青海海南地区雷暴气候特征及其变化分析

利用青海省海南地区5个气象台站1961—2010年雷暴资料,采用倾向率、绝对变率和MK检验等统计方法分析了雷暴变化趋势和突变时间。结果表明:近50年来青海海南地区雷暴总体呈极显著的减少趋势,每10年减少2.7天,但各地变化特征不一致。年雷暴日数少的地区雷暴日数的减少趋势明显,而雷暴日数多的地区减少趋势不显著。雷暴的初日有推后的趋势,雷暴终日呈显著的提前趋势;雷暴期呈显著的缩短趋势,年雷暴日数在2000年发生了由多到少的突变。     

1961～2010年河北省地面风变化特征及成因探讨

利用1961~2010年河北省73个地面气象站风观测资料,结合NCEP/NCAR(2.5°×2.5°)月平均再分析资料和国家气候中心下发的环流指数,采用线性趋势拟合方法,分析地面风速的空间分布以及风速和最大主风向风频的时间变化特征,并对风速减小的成因进行探讨。结果表明:空间上风速呈东北西南向带状分布,依次有大、小、大3个风速带。年平均风速呈减小趋势,减小速率为0.207 m·s-1/10 a;3.0 m/s以下的风速日数呈明显增加趋势,8.0 m/s以上的日数呈显著减小趋势,3.0~8.0 m/s风速的日数没有明显变化趋势。代表站最大主风向为偏南风,最大主风向风频平均每年增加0.54 d。风速的减小与1980年代以后影响我国的环流经向度减小、西风指数增加有关,也与城市化效应的影响有关。     

黔东南大雾气候特征

利用1961~2007年黔东南州16个地面气象观测站逐日大雾日数资料,对黔东南州大雾日数的日、年、季分布特点、长期变化趋势、年代际的变化特征等进行分析。结果表明:20世纪60年代平均雾日最多,80年代最少,进入21世纪后具有逐渐增多的趋势;以秋季雾日最多,冬季次之,春季最少;以11月为最多,2月为最少。并且大雾日数有准40年的周期,在大雾多发期存在着准5年的周期性。大雾主要分布在黔东南州的中部,东南部和西北部相对较少。     

贵州省主汛期暴雨的气候特征分析

利用1981—2010年30 a贵州省83个地面气象观测站月降水量和月暴雨日数资料,采用合成、方差分析和经验正交函数（EOF）分解,着重讨论贵州省主汛期6-7月暴雨日数的空间分布及其时间演变特征,进而对6-7月暴雨日数EOF第一模态的时间序列作小波分析、趋势分析及突变检验,分析贵州省6-7月暴雨日数时间序列的短期气候特征。结果表明：近30 a贵州省6-7月暴雨日数与降水量的时空分布一致,并对降水量有主要贡献。暴雨日数的空间分布存在3个暴雨多发区和2条暴雨少发带,范围最广、强度最大的暴雨多发区位于省之西南部,大值中心在六枝、晴隆和镇宁附近。暴雨日数时间序列的变化在20世纪90年代是偏多时期,20世纪80年代和21世纪至今是偏少时期。贵州省6-7月暴雨日数EOF第一模态时间序列在20世纪90年代存在显著的3～5 a年际震荡,在1981—2010年间总体变化趋势分为3个时段：1981—1990年、1991—2000年和2001—2010年,呈＂降—升—降＂变化,没有明显的突变点。     

Long-term changes in annual maximum snow depth and snowfall in Switzerland based on extreme value statistics

Mountain snow cover is an important source of water and essential for winter tourism in Alpine countries. However, large amounts of snow can lead to destructive avalanches, floods, traffic interruptions or even the collapse of buildings. We use annual maximum snow depth and snowfall data from 25 stations (between 200 and 2,500?m) collected during the last 80 winters (1930/31 to 2009/2010) to highlight temporal trends of annual maximum snow depth and 3-day snowfall sum. The generalized extreme value (GEV) distribution with time as a covariate is used to assess such trends. It allows us in particular to infer how return levels and return periods have been modified during the last 80?years. All the stations, even the highest one, show a decrease in extreme snow depth, which is mainly significant at low altitudes (below 800?m). A negative trend is also observed for extreme snowfalls at low and high altitudes but the pattern at mid-altitudes (between 800 and 1,500?m) is less clear. The decreasing trend of extreme snow depth and snowfall at low altitudes seems to be mainly caused by a reduction in the magnitude of the extremes rather than the scale (variability) of the extremes. This may be caused by the observed decrease in the snow/rain ratio due to increasing air temperatures. In contrast, the decreasing trend in extreme snow depth above 1,500?m is caused by a reduction in the scale (variability) of the extremes and not by a reduction in the magnitude of the extremes. However, the decreasing trends are significant for only about half of the stations and can only be seen as an indication that climate change may be already impacting extreme snow depth and extreme snowfall.     

气候变暖对我国南方水稻可种植区的影响

利用我国南方稻区214站1961—2009年逐日气象资料,研究气候变化对南方水稻可种植区的影响。研究结果显示：气候变暖使南方稻区活动积温（日平均气温≥10℃）明显增加,49年增加了324.4℃?d。同时水稻生长季长度也明显延长,49年延长了17.9 d。双季稻可种植区北界明显北移,三季稻可种植区北界略有北移,20世纪60—80年代,双季稻可种植区仅限于长江以南地区,但21世纪初以来的10年双季稻可种植区北界移到长江以北,即向北推移近300 km,从而使新增双季稻可种植区扩展到四川东北部、贵州东部、重庆、湖北大部、安徽中部以及江苏南部。     

2—5月我国低温连阴雨和南方冷害时空特征

利用1951-2007年25月我国546个站逐日平均气温和24h降水量观测资料以及南方早稻区代表站日照时数观测资料,定义了全国统一的低温连阴雨标准和早稻区低温冷害标准,并采用统计分析方法,给出了1951—2007年2—5月我国低温连阴雨和低温冷害的时空变化特征。57年中,2—5月低温连阴雨平均日数以四川盆地、贵州、江南西部和华南最多。2—5月,低温连阴雨日数呈现由长江以南向黄河流域逐渐增加且范围扩大的特征。各月低温连阴雨日数20世纪50年代较少,1997年后呈现显著减少的趋势。1963-1996年,各月低温连阴雨日数的EOF第1特征向量呈现出月际反相变化,并有年代际振荡特征。对于各地区的早稻播种而言,1951年以来,四川盆地和长江中下游地区低温冷害较华南地区偏多、偏重,但2000年以来各早稻区的低温冷害都在减少,早稻区低温冷害存在显著的年际和年代际周期振荡特征。     

我国西南地区干旱变化及对贵州水稻产量影响

近几年,我国西南地区干旱频繁发生,严重影响农业生产。为了探讨干旱和水稻产量之间关系的复杂性,采用中国气象局国家气象信息中心提供的西南地区348个站气象数据,计算了西南地区干旱的变化趋势,并利用2000—2011年贵州省县级水稻产量资料分析了干旱对水稻单产的影响,探讨了干旱、水资源灌溉以及水稻产量之间的关系。结果表明:1951—2012年西南地区降水量平均减少16.9 mm/10 a,特别是8—10月降水量明显减少。同时,西南地区干旱日数呈上升趋势,平均增加3.3 d/10 a。对比水稻产量发现,当累计干旱日数少于40 d时,干旱对水稻产量一般不会造成影响;当累计干旱日数超过86 d时,干旱造成水稻减产20%~73%,这意味着当累计干旱日数超过3个月时,江河塘库蓄水将受到影响,进而影响水稻的灌溉,造成水稻严重减产;当累计干旱日数为40~86 d时,水稻减产一般少于20%,但地区差异较大。     

近42年西藏高原雅鲁藏布江中游夏季气候趋势和突变分析

根据1957－1998年雅鲁藏布江中游拉萨、日喀则、泽当、江孜4个站6－8月的平均气温、降水资料，通过线性趋势估计和多项式函数拟合等方法分析了雅鲁藏布江中游地区夏季气候长期趋势变化和周期变化，并利用滑动T检验等方法讨论了突变的问题。结果表明：在过去42a里，该流域夏季气温有明显的上升趋势，1980年突变增暖非常明显；而夏季降水呈下降趋势，60年代中后期至80年代末降水普遍偏少，90年代降水出现回升势头。气温、降水的主要周期集中在高频波段，显著周期为2．8－3．5a。     

云南省近50年水稻抽扬期低温冷害演变特征分析

采用云南省1960—2009年逐日平均气温数据,按照《云南省水稻抽扬期低温冷害业务标准》提取出这50 a中云南省水稻抽扬期发生低温冷害的天气过程,并进行冷害分级,基于ArcGIS绘制出各年代冷害发生的频率分布,再分地域研究其强度特征.采用线性趋势法、累积距平曲线等分析近50年云南省水稻抽扬期低温冷害的时间变化特征,以期揭示水稻抽扬期冷害的演变规律.结果表明：1960—2009年,云南省水稻抽扬期低温冷害的主要发生区域集中在昭通市和曲靖市,昭通市发生冷害程度最重,保山市的龙陵县也为多发地区;从时间变化趋势上看,水稻抽扬期不同程度的低温冷害发生日数均趋于减少;从站数比和其累积距平曲线变化上看,20世纪70年代冷害的发生范围最大,频率最高,90年代则为少发阶段,从2000年之后,冷害集中暴发,暴发速度快、强度大,到2008年才有所缓和.     

Spatial and temporal changes in vapor pressure deficit and their impacts on crop yields in China during 1980–2008

Vapor pressure deficit (VPD) is a widely used measure of atmospheric water demand. It is closely related to crop evapotranspiration and consequently has major impacts on crop growth and yields. Most previous studies have focused on the impacts of temperature, precipitation, and solar radiation on crop yields, but the impact of VPD is poorly understood. Here, we investigated the spatial and temporal changes in VPD and their impacts on yields of major crops in China from 1980 to 2008. The results showed that VPD during the growing period of rice, maize, and soybean increased by more than 0.10 kPa (10 yr)^–1 in northeastern and southeastern China, although it increased the least during the wheat growing period. Increases in VPD had different impacts on yields for different crops and in different regions. Crop yields generally decreased due to increased VPD, except for wheat in southeastern China. Maize yield was sensitive to VPD in more counties than other crops. Soybean was the most sensitive and rice was the least sensitive to VPD among the major crops. In the past three decades, due to the rising trend in VPD, wheat, maize, and soybean yields declined by more than 10.0% in parts of northeastern China and the North China Plain, while rice yields were little affected. For China as a whole, the trend in VPD during 1980–2008 increased rice yields by 1.32%, but reduced wheat, maize, and soybean yields by 6.02%, 3.19%, and 7.07%, respectively. Maize and soybean in the arid and semi-arid regions in northern China were more sensitive to the increase in VPD. These findings highlight that climate change can affect crop growth and yield through increasing VPD, and water-saving technologies and agronomic management need to be strongly encouraged to adapt to ongoing climate change.     

近40年黄河源区气候要素分布特征及变化趋势分析

用Mann-Kendall统计检验方法对黄河源区13个气象站点1959—1997年日照、气温、降水、蒸发的分布特征和变化趋势进行了分析,结果表明:近40年黄河源区年平均日照时数表现为微弱的下降趋势,空间分布呈明显的从北部向南部减少的态势,变化趋势从中部向西部、东部、北部逐渐减少;年平均气温呈明显的上升趋势,空间分布规律从西向东、从南向北逐渐增加,变化趋势为中部、南部地区上升趋势最小,北部、东部、西部上升幅度较大;多年平均降水呈较弱的下降趋势,空间分布规律从东南向西北逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区降水量呈下降趋势;年平均蒸发量的下降趋势幅度较大,空间分布规律从北部向南部逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区呈减少趋势,以北部地区最为明显。另外,本文也应用线性倾向估计方法对黄河源区各气候要素进行了分析,这两种方法得到的结果基本一致。