东北地区逐日气象要素的空间插值方法应用研究

针对作物生长动力模型区域应用时对高精度格点逐日气象要素输入值的需要，以东北地区为例，选用克立格法 (Kriging)、以经纬度分布方向为权重的距离权重反比法（IDW）及带高度梯度订正的距离权重反比法（GIDW）3种插值方法进行有限气象站点4~10月逐日气象要素空间插值方法研究，并进行插值的统计量分析和估值的交叉验证。结果表明，对温度而言，GIDW方法估值精度较高，插值结果的平滑程度适中，插值结果分布趋势也较为接近实际站点的分布。对降水而言，IDW估值精度高于Kriging, 而且插值结果的平滑程度较小，更适合于日降水量的空间插值。GIDW、IDW估值精度较高的原因是研究中考虑到日最高温度、最低温度和降水量的经向、纬向梯度、海拔高度梯度存在明显的季节性变化，采用了根据气象要素经纬度方向确定权重，以及根据气象要素高度梯度年内变化进行高度订正的结果。     

基于GIS的气温和降水推算方法研究

针对开展乡镇天气预报对高精度逐日气象要素输入值的需求,以辽宁地区为例,选用克立格法(Kriging)、距离权重反比法(IDw)、带高度梯度订正的距离权重反比法(GIDW)及样条函数法(spline)4种插值方法,进行有限气象站点1～12月逐日气象要素空间插值方法研究并对估值进行检验.结果表明:对温度而言,GIDW方法估值精度较高,插值结果分布趋势也较为接近实际站点的分布;对降水而言.IDW估值精度高于其他插值方法,更适合于日降水量的空间插值.     

面雨量空间扩展估算法

以温州地区1991～2001年90个观测站的月平均降雨为例,在GIS支持下,对样条函数法、克立格内插法及距离平方反比法这3种插值方法进行了对比研究;并在90个观测站中筛选出最少量的、能达到稳定结果的站点数;还考虑了插值的空间分辨率对结果的影响。对上述3点进行大量的计算、统计分析的结果表明:①在选择距离平方反比法及样条函数法对月平均降雨量插值效果均较好;②利用这两种插值方法对不同站点密度选取不同空间分辨率插值后得出,选取50站误差趋于稳定,利用距离平方反比法插值结果误差较小,而空间分辨率对结果几乎没有影响。利用距离平方反比法,选择50个站得到了温州地区1km×1km面雨量空间扩展结果,为水文预报工作提供一种较精确的面雨量估算和输入方法。     

气温网格化方法对比分析

为获取区域气温最优网格化方案,采用反距离权重法、普通克里格法、径向基函数法和改进谢别德法对黑龙江省976个观测站气温资料进行网格化,并利用NCEP/GFS资料进行验证。结果表明：4种方法的气温误差空间分布存在差异,反距离权重法、普通克里格法的分布比较均匀,而径向基函数法、改进谢别德法存在误差大值点。4种方法均能反映气温误差随时间变化特征,夏季的误差小于冬季,反距离权重法最小,普通克里格法次之,径向基函数法再次之,改进谢别德法最大。研究结果可以为气温网格化方法的选取提供借鉴。     

潮州热量资源空间分布模型及插值方法

利用潮州28个气象站点的气温资料和地理信息数据通过多元线性逐步回归方法,建立了各热量因子的空间分析模型。通过空间分析模型叠加残差插值的方法(IDW、克里克、样条函数)模拟出的热量因子空间分布图均能较好地反映热量因子的空间变化趋势,精细化程度较高;比较3种插值方法的模拟结果,发现IDW和克里克法要略优于样条函数法;误差分析显示,在潮州使用空间分析模型模拟叠加IDW插值结果的热量因子空间分布栅格图的精度较高,该方法可用于潮州热量因子精细化估算。     

基于GIS的浙江省年平均气温空间模拟研究

高精度的空间化气温信息对于区域热量资源利用和农业结构调整等方面具有重要意义。本文选取浙江省72个气象站点1971—2008年的年平均气温作为数据源,以地理信息系统(GIS)为技术平台,采用逆距离权重法、普通克立格、样条法和多元回归法等四种空间插值方法,对研究区年平均气温进行空间插值,通过预设的10个检验站点来对插值结果进行评估。结果表明:多元回归法的相对平均误差、绝对平均误差、均方根误差分别仅为0.010、0.173和0.221℃,误差均小于其他三种插值方法,插值效果最好,对于验证站点的年平均气温模拟最接近实际值。     

乌鲁木齐地区热量资源时空变化分析

根据新疆乌鲁木齐地区9个气象台站1961—2009年的气候资料,采用线性回归分析和基于GIS的混合插值法,对近49 a该地区农业气候热量条件的时空变化规律进行了分析,结果表明：（1）乌鲁木齐地区热量资源具有显著的区域性差异,年平均气温、无霜冻期、≥0℃、≥10℃持续日数和活动积温在空间分布上均表现为＂平原高于山区、北部...     

基于NCEP风向数据的中国夏季降水估算研究

提出一个基于NCEP风向数据估算全国夏季降水的模型。根据NCEP地面气压、经纬向风数据计算得到全国1971—2000年夏季各月盛行风向;并将盛行风向与宏观坡向夹角的余弦值作为降水的坡向因子,以此区分山体迎风坡和背风坡降水的空间分布。利用站点观测资料、数字高程模型数据、坡向、坡度因子,采用逐步回归分析法,建立估算夏季降水的回归方程,得到全国1971—2000年夏季各月及总降水量的空间分布图,并对模型结果进行检验与对比分析。结果表明,此方法估算夏季总降水量的平均绝对误差为27 mm,平均相对误差为11.8%。模型结果能体现迎风坡与背风坡的雨量差,符合客观规律,能够定性、定量地再现中国夏季降水的实际空间分布特征。     

GIS支持下的自动站雨量插值方法比较

介绍常用的地理信息空间分析插值方法,选择"灿都"台风降雨过程,以南宁市及其周边的212个站点分别利用距离反比法、克吕格法和梯度距离平方反比法进行插值,并利用未参与插值的30站点计算每种插值方法结果的平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、最大相对误差(MMRE),结果表明,梯度距离平方反比法在实验中较好.     

雨量站距离对估算区域降雨量影响的分析

本文用2005年6月吉林省人工影响天气办公室外场试验基地(总面积104km2,正方形区域)10km站距降雨量自记资料,分析了雨量站距离对估算区域降雨量的影响。结果如下:总体上(气候上)不同站距估算的区域降雨量相近,但每个个例不同站距估算的区域降雨量差别较大。与10km站距估算的区域降雨量比较,每个个例各时段不同站距估算的区域降雨量都存在相对误差,20km和30km站距误差接近,40km站距误差约比它们大1倍。随着时间段不同,20km和30km站距估算的区域降雨量误差率为27%～44%,40km站距误差率为44%～85%。各站距随着时间段的增加误差率减小。20km和40km站距个例估值偏小的多,30km站距个例估值偏大的多。这些结果反映出雨量站距离对估算区域降雨量影响的趋势。     

黑龙江省气候生产潜力研究

在气候资源清查的基础上提出热量区和水热综合生长期的概念，它比单纯用积温带指导农业生产更科学合理，符合黑龙江省农业生产实际。采用FAO农业生态区划法计算了黑龙江省水稻、玉米、大豆、小麦四大作物的气候生产潜力。     

地理信息系统在广东省农业气候资源分析中的应用

利用地理信息系统和广东省新30年气候资料,制作了“广东省农业气候资源数据层集”,可实现对广东省农业气候资源的综合查询分析,为广东省农业气候区划打下坚实的基础。     

1970-2020年年昌吉地区日照时数时空变化特征分析

基于昌吉地区10个气象站点1970-2020年的气象观测数据,运用气候倾向法、5年滑动平均趋势分析法、M-K检验法、Pearson相关分析法以及ArcGIS10.7环境下的反距离加权(IDW)插值法探究昌吉地区日照时数时空变化规律及影响因素。结果表明:昌吉地区日照时数多年平均值为2840.3h,空间分布特征为“东部多,中西部少；山区多,平原少”,并呈现显著减少趋势,其速率为-62.8h/10a；从季度上看,日照时数夏季最高,其次是春季和秋季,冬季最低；下降速率冬季最快,其次是秋季和夏季,春季变化幅度最小；日照时数年内变化呈现双峰型,最大值出现在5月、7月和8月,最小值出现在12月,1-12月日照时数均呈现减少趋势,1月减少最为明显,12月次之。昌吉地区年日照时数在1987年发生突变；在影响因子方面,日照时数与总云量、水气压、雾日数呈现显著负相关,与大风日数、扬沙日数呈现显著正相关,说明,总云量、水气压、雾日数的逐年增加和大风日数逐年减少是日照时数逐年减少的主要原因。     

Adaptation of agriculture to climate change

Preparing agriculture for adaptation to climate change requires advance knowledge of how climate will change and when. The direct physical and biological impacts on plants and animals must be understood. The indirect impacts on agriculture's resource base of soils, water and genetic resources must also be known. We lack such information now and will, likely, for some time to come. Thus impact assessments for agriculture can only be conjectural at this time. How-ever, guidance can be gotten from an improved understanding of current climatic vulnerabilities of agriculture and its resource base, from application of a realistic range of climate change scenarios to impact assessment, and from consideration of the complexity of current agricultural systems and the range of adaptation techniques and policies now available and likely to be available in the future.     

Perceptions and responses to climate policy risks among California farmers

This paper considers how farmers perceive and respond to climate change policy risks, and suggests that understanding these risk responses is as important as understanding responses to biophysical climate change impacts. Based on a survey of 162 farmers in California, we test three hypotheses regarding climate policy risk: (1) that perceived climate change risks will have a direct impact on farmer's responses to climate policy risks, (2) that previous climate change experiences will influence farmer's climate change perceptions and climate policy risk responses, and (3) that past experiences with environmental policies will more strongly affect a farmer's climate change beliefs, risks, and climate policy risk responses. Using a structural equation model we find support for all three hypotheses and furthermore show that farmers’ negative past policy experiences do not make them less likely to respond to climate policy risks through participation in a government incentive program. We discuss how future research and climate policies can be structured to garner greater agricultural participation. This work highlights that understanding climate policy risk responses and other social, economic and policy perspectives is a vital component of understanding climate change beliefs, risks and behaviors and should be more thoroughly considered in future work.     

IPCC第五次评估报告对跨区域影响的新认识

IPCC第五次评估报告（AR5）第二工作组（WGII）报告认为,气候变化对世界上大部分区域的自然和人类系统的影响将进一步加剧,其对非洲最大的影响预计发生在半干旱的环境,增加现有的水资源可利用量和农业系统的压力;气候变化已导致北欧地区的谷物产量增加而南欧地区的产量降低,未来的变化将增加欧洲的灌溉需求;在亚洲的许多地区,气候变化将导致农业生产率下降;气候、大气CO₂和海洋酸化的进一步变化预计将对大洋洲的水资源、海岸生态系统、基础设施、健康、农业和生物多样性产生实质性的影响;在北美,许多带来风险的气候压迫力的频率和强度将在未来几十年增加;中美洲和南美洲许多国家的持续高水平贫困导致了对气候变率和变化的高脆弱性;在北极,气候变化与非气候相关驱动在确定的物理、生物和社会经济风险上交互作用,变化率可能超过了社会系统适应的速率;在气候和非气候因素的影响下,小岛屿具有高度的脆弱性,同时,气候变暖将增加海洋生态系统的风险。     

川东北地区大春季农业气候资源的年代际变化特征分析

以1961~2008年川东北地区21个气象站的气象资料为基础,对大春生长季农业气候资源要素进行统计分析,并应用M ann-Kendall方法对各资源要素的突变性进行了检测。结果表明,≥10℃初日呈提前趋势;≥20℃终日、≥22℃终日均呈推迟趋势;界限温度内积温随年际增加,降水随年际变化不大,日照时数随年际减少;各农业气候资源除日照外均没有发生较明显突变,86%的地区的日照时数在1980年左右发生了减少型突变。这些变化必将影响到农业生产的布局和结构,为更加合理利用农业气候资源和应对气候变化提供科学依据。      

Simulation of Effects of Grassland Degradation on Regional Climate over Sanjiangyuan Region in Qinghai-Tibet Plateau

Regional climate model （RegCM3） was applied to explore the possible effects of land use changes （e.g., grassland degradation in this study） on local and regional climate over the Sanjiangyuan region in the Qinghai-Tibet Plateau. Two multiyear （1991-1999） numerical simulation experiments were conducted： one was a control experiment with current land use and the other was a desertification experiment with potential grassland degradation. Preliminary analysis indicated that RegCM3 is appropriate for simulating land- climate interactions, as the patterns of the simulated surface air temperature, the summer precipitation, and the geopotential height fields are consistent with the observed values. The desertification over the Sanjiangyuan region will cause different climate effects in different regions depending on the surrounding environment and climate characteristics. The area with obvious change in surface air temperature inducing by grassland degradation over the Sanjiangyuan region is located in the Qinghai-Tibet Plateau. A winter surface air temperature drop and the other seasons＇ surface air temperature increase will be observed over the Qinghai-Tibet Plateau based on two numerical simulation experiments. Surface air temperature changes in spring are the largest （0.46℃）, and in winter are the smallest （smaller than 0.03℃）, indicating an increasing mean annual surface air temperature over the Qinghai-Tibet Plateau. Surface air temperature changes will be smaller and more complex over the surrounding region, with minor winter changes for the regions just outside the plateau and notable summer changes over the north of the Yangtze River. The reinforced summer heat source in the plateau will lead to an intensification of heat low, causing the West Pacific subtropical high to retreat eastward. This will be followed by a decrease of precipitation in summer. The plateau＇s climate tends to become warm and dry due to the grassland degradation over the Sanjiangyuan region.     

气候变化对中国农业生产影响研究展望

综述了气候变化背景下中国农业气候资源、农业气象灾害(干旱、洪涝、高温热浪、低温灾害)和农业病虫害的变化趋势与规律,从农业生产潜力变化、作物种植制度变化和作物品质变化等方面阐明了气候变化对中国农业生产的影响事实,分析了气候变化对中国农业生产的可能影响和中国农业生产适应气候变化的对策措施。在此基础上,针对气候变化背景下中国气候资源的时空分布特点及农业生产出现的新情况、新问题,指出了当前中国关于气候变化对农业影响研究存在的不足,提出了未来气候变化对中国农业生产影响研究需要重视的方面,为确保气候变化背景下中国的农业生产安全及粮食安全提供决策支持。     

Vulnerability and adaptation in a dryland community of the Elqui Valley, Chile

Livelihoods in drylands are already challenged by the demands of climate variability, and climate change is expected to have further implications for water resource availability in these regions. This paper characterizes the vulnerability of an irrigation-dependent agricultural community located in the Elqui River Basin of Northern Chile to water and climate-related conditions in light of climate change. The paper documents the exposures and sensitivities faced by the community in light of current water shortages, and identifies their ability to manage these exposures under a changing climate. The IPCC identifies potentially increased aridity in this region with climate change; furthermore, the Elqui River is fed by snowmelt and glaciers, and its flows will be affected by a warming climate. Community vulnerability occurs within a broader physical, economic, political and social context, and vulnerability in the community varies amongst occupations, resource uses and accessibility to water resources, making some more susceptible to changing conditions in the future. This case study highlights the need for adaptation to current land and water management practices to maintain livelihoods in the face of changes many people are not expecting.