基于多源数据的北疆春季 霜冻指标检验及其应用

为检验春季霜冻灾害和棉花播种及出苗期间的各温度指标,本文选用北疆1120个气象站和空间分辨率5km×5km的CLDAS多源融合实况数据,对2021年4月北疆春季霜冻灾害性天气中的平均气温、最低气温、最大降温幅度、温度≤0℃和温度≤12℃所有时刻的平均气温和累计小时数在北疆棉花主产区进行检验。利用气象站点数据、结合实地调查验证CLDAS数据在霜冻灾害性天气中的可用性,结果表明：CLDAS数据在均方根误差、气温预报准确率、平均气温和最低气温分布上对比地面气象站数据可信度较高,但在降温幅度、≤0℃分布区域和≤12℃持续时间上局部略有差别,总体来看在没有地面观测站点区域,CLDAS温度数据可代表当地温度,为分区域、分作物、分灾种精细服务到田间地头提供基础保障。     

霍尔果斯市红提葡萄精细化气候区划

红提葡萄气候区划的制定有助于政府部门科学布局红提葡萄种植区域,提高种植区的红提葡萄品质和产量。还可带动当地种植业结构调整,从而提高霍尔果斯市气候资源利用率。利用霍尔果斯市及周边10个气象站1981-2020年逐日气象资料,采用数理统计和空间插值方法,根据红提葡萄种植的气候生态条件,筛选出≥10℃积温和无霜冻期作为红提葡萄的气候适宜性区划指标,将霍尔果斯市红提葡萄种植区划分为适宜种植区、次适宜种植区和不适宜种植区。适宜种植区分布在海拔720 m以下的南部平原地带;次适宜种植区分布在霍尔果斯市中部海拔720～950 m的山前平原;不适宜种植区位于霍尔果斯市域北部海拔高度950 m以上的天山山区。     

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...     

乌鲁木齐-昌吉地区城市化对温度的影响及热岛效应分析

利用乌鲁木齐-昌吉地区3个城市气象站和3个郊区气象站1976-2008年的气温观测资料,分析了乌鲁木齐及周边城市发展的热岛效应。结果表明,33年来乌鲁木齐-昌吉地区城市化对城市地面平均气温具有显著影响,气温随年代递增率城市大于农村,城市和郊区年平均气温递增率分别为0.79和0.38℃.(10a)-1;城市气温的极端性趋于弱化,近33年地面气温递增的最主要表现是城市平均最低气温明显上升,城市和郊区年平均最低气温的递增率分别为1.12和0.41℃.(10a)-1;城市气温日较差呈明显的下降趋势,郊区却略呈上升趋势;城市寒冷日数减少的趋势大于农村,城市采暖季最低气温随年代的递增趋势最为显著,采暖季城市和农村平均最低气温的递增率分别是1.46和0.57℃.(10a)-1;年平均热岛强度递增率为0.71℃.(10a)-1,冬季为1.06℃.(10a)-1,秋、春和夏季分别为0.63,0.57和0.46℃.(10a)-1。热岛强度夜间强、白天弱,02:00,08:00,14:00和20:00的平均热岛强度分别为2.9,2.9,0.0和3.0℃,其中02:00和08:00热岛强度递增率分别是1.17和1.13℃.(10a)-1,20:00为0.70℃.(10a)-1,冬季没有逆温的状况下,市区高温区与繁华区相吻合,城区中心的温度比郊区高3~4℃。     

一次全国性寒潮暴雪天气过程分析

应用MICAPS资料,从大气环流形势演变、物理量诊断分析两个方面,对2003年2月7～11日出现的一次全国性寒潮暴雪天气过程进行了分析.结果表明,这次寒潮暴雪天气是典型的欧亚环流发展和东亚大槽建立的过程,主要表现为由纬向环流转变为经向环流的环流形势调整,且以冷空气堆积、加强并大举南下为背景条件.由此揭示此类天气系统的特点,为类似天气的预报提供思路和启示.     

气候变暖对新疆棉花种植气候适宜性分区的影响

[目的]研究气候变暖背景下新疆不同品种熟性棉花适宜种植区的变化,对科学制定新疆棉花发展规划和品种布局,促进棉花生产的持续稳定发展具有重要意义。[方法]基于新疆102个气象台站1961-2020年历史气候资料,使用统计学方法以及ArcGIS的空间插值技术,在对近60a影响新疆棉花种植的主要气候因子,≥10℃积温、无霜冻期和最热月(7月)平均气温时空变化进行分析的基础上,结合新疆棉花种植气候适宜性区划指标,就不同品种熟性棉花适宜种植区的变化进行研究。[结果]新疆≥10℃积温、无霜冻期和最热月(7月)平均气温的空间分布总体呈现“南疆多,北疆少;平原和盆地多,山区少”的特点。在全球变暖背景下,近60年新疆≥l0℃积温、无霜冻期和7月平均气温分别以75.657℃?d /10a、4.36d/10a和0.218℃/10a的倾向率呈显著(P=0.001)增多或上升趋势,并且上述要素均于1997年发生突变,突变后较突变前全疆平均≥l0℃积温、无霜冻期和7月平均气温分别升高或增多了268.2℃?d、13.5d和0.8℃。受其影响,1997年后较其之前,新疆各棉区不同品种熟性棉花适宜种植区的海拔上限均不同程度的抬升,其中,准噶尔盆地和吐鲁番、哈密盆地棉区海拔上限抬升了150-200m,塔里木盆地棉区抬升了50-100m;全疆中熟、中早熟和早熟品种棉区占新疆总面积的百分率分别增大了2.1%、4.3%和1.7%,特早熟品种棉区和不宜棉区分别减小了2.1%和6.0%。[结论]气候变暖使新疆宜棉区扩大,不宜棉区缩小,且部分棉区适宜种植的品种熟性向生长期较长、产量较高的品种熟级转变,这对促进新疆棉花生产的发展具有十分重要的意义。     

近50年新疆日照时数时空变化分析

利用新疆101 个气象站1961-2010 年的逐月日照时数、总云量和低云量资料,使用线性趋势分析、Mann-Kendall 检测以及基于ArcGIS 的混合插值法对春、夏、秋、冬四季和年日照时数的变化趋势、突变特征以及日照时数多年平均值和突变前后变化量的空间分布及其与云量的关系进行了分析,结果表明：（1）新疆春季日照时数总体呈现“从东北向西南递减”的空间分布特点;夏季为“北疆多,南疆少,东部多、西部少,平原和盆地多,山区少”的格局;秋季呈现“由东南向西北递减”的分布格局;冬季具有“东部多,西部少”的特点。新疆各地年日照时数2450~3450 h,其空间分布总体呈现“东部多,西部少;平原和盆地多,山区少”的格局。（2）1961-2010 年,除春季日照时数呈不显著的略增趋势外,新疆夏季、秋季、冬季和年日照时数分别以-4.27 h·（10a）^-1、-4.30 h·（10a）^-1、-14.36 h·（10a）^-1和-19.42 h·（10a）^-1的倾向率呈显著的减少趋势。并且,夏季、秋季、冬季和年日照时数分别于1988 年、1986 年、1987 年和1982 年发生了突变。突变年前后,全疆各地日照时数的变化具有明显的区域性差异,以年日照时数为例,1982 年后较其之前,除吐鲁番、哈密盆地,塔里木盆地南缘等少部分区域年日照时数有所增多外,全疆大部为减少的态势。（3）云量是影响新疆日照时数的主要因素,总体来说,新疆总云量和低云量较少的区域日照时数相对较多;反之,亦然。近50a,新疆总云量变化不明显,但低云量明显增多,这是导致日照时数减少的主要成因。     

基于GIS的新疆呼图壁县制种玉米精细化气候区划

利用呼图壁县及周边15个气象站点1961-2018年气候资料和台站地理信息数据,应用地理信息系统(ArcGIS10.0)空间分析技术将新疆1:5万DEM数据转成分辨率为（100m×100m）的数字高程,并提取对应站点上的经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向等,通过地统计回归和反距离权重等方法构建≥10℃积温、无霜期、7月平均气温、≥35℃高温日数等指标因子与地理因子的空间分析推算模型,获取制种玉米各区划指标因子的空间分布模拟值,并将实际值与模拟值之残差部分进行空间内插订正,结合制种玉米区划指标等级,最终得到制种玉米适宜种植精细化区划。区划结果表明,全县划分为最适宜区、适宜区、次适宜区、风险区和不适宜区5个分区。最适宜种植区分布在呼图壁县北部平原地带,包括呼图壁县、十里店镇、五工台镇、园户村镇和大丰镇等广大区域;适宜区分布在中部平原地带,包括独山子乡、龙王庙村、宁州户村、二十里店村等区域;次适宜种植区靠近丘陵、低山地带,包括石梯子乡。     

乌鲁木齐市区大气降水酸碱度及电导率变化分析

根据乌鲁木齐国家基本气象观测站1992--2006年的749次大气降水PH值和电导率监测资料,分析了乌鲁木齐市区大气降水酸碱度和电导率的年际和月际动态变化特征,结果表明：15a来,乌鲁木齐市区大气降水总体以中性和碱性为主,但有逐渐酸化的趋势,其中冬半年酸化更为明显,降水的年平均PH值以-0．048·a^-1的速率递减,年酸雨频率以0．624％·a^-1的速率递增。年平均大气降水电导率以-1．846us·cm^-1·a^-1一的速率递减。     

近47a塔克拉玛干沙漠周边地区气候变化

根据新疆塔克拉玛干沙漠周边12个气象台站1961—2007年的历史气候资料,采用线性回归、Morlet小波、Mann-Kendall突变检测和自然正交分解(EOF)等方法,对近47a的年平均气温、降水量、潜在蒸散量和地表干燥度等气候要素的基本变化特征进行了分析,结果表明:①年平均气温呈升高趋势,降水量呈增多趋势,年潜在蒸散量和地表干燥度总体呈减小趋势。受其综合影响,气候总体呈较明显的暖湿化趋势。但20世纪90年代初、中期以来,在气温持续上升的同时,潜在蒸散量和地表干燥度呈增大之势,即气候出现了"暖干化"的迹象,该现象值得关注。②突变检测表明,年平均气温在1970年发生了突变性的升高,降水量在1981年发生了突变性的增多,而潜在蒸散量和地表干燥度在1981年发生了突变性的减小。③气温、降水、潜在蒸散量和地表干燥度分别存在准3a、8a的年际尺度和16～23a的年代际尺度的周期性变化。④12站的年平均气温、降水量、潜在蒸散量和地表干燥度等4要素的最主要空间分布特征均是同向变化。