Issues of Spatial and Temporal Variability in Climate Impact Studies

The accuracy of impact estimates relating climate change to regional-scale agricultural production is constrained by the temporal and spatial resolution of climate change projections. Several techniques have been used to compensate for these limitations in order to provide reasonable estimates of the impact of climate change on crop yield. One approach assumes that variability over time can substitute for spatial variability, thereby reducing the need to estimate the impacts at a spatially dense network of stations—an assumption that has not been generally tested. This study evaluates this assumption using methods similar to those employed in the climate impact literature. The findings suggest that current practices are generally defensible if the goal is to provide a range of possible crop responses to climate change. However, the results also show that the assumption is highly sensitive to specific interactions at the soil-plant-atmosphere interface and, consequently, does not hold under certain circumstances.     

基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法

为研究实际水利条件下农业干旱的发生规律,简化农业干旱事件的评估方法,提出基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法。通过构建农业用水量距平百分率干旱指标W_A,在基于降雨量距平百分率干旱指标P_A识别干旱事件的基础上,提取W_A干旱指标下的干旱历时和干旱烈度特征变量,并根据以P_A为干旱指标的干旱烈度频率分布曲线F_S（x）和干旱历时频率分布曲线F_D（x）,运用Copula的简化方法计算基于W_A的干旱事件重现期T,最后结合基于P_A的干旱事件重现期T₀,回归分析出T与T₀间关系的计算公式。选取干旱灾害影响严重的亳州市为实证区域开展应用研究,计算得到1975-2007年各场干旱事件的T₀和T以及T₀与T的经验关系式。结果表明:T比T₀更合理地反映区域农业实际受旱状况,重现期T₀和T间存在高度的相关关系,采用T的回归方程可简化计算考虑区域实际抗旱能力下的干旱事件重现期,在区域防旱减灾实践中具有推广应用价值。     

陕西秦巴山区农业自然资源开发利用

农业自然资源据其在农业利用过程中的地位可分为两类:一类是生成农业自然资源的环境,另一类为可资直接利用的自然生成物(即狭义的农业自然资源)。陕西秦巴山区自然环境的主要特点是:复合山体高峻庞大,地跨暖温带和北亚热带,垂直分异明显。区内有:森林、草场、野生生物、林特产与农作物等多种农业自然资源。据此,提出了本区农业自然资源的开发利用途径。     

基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

论气候变暖背景下干旱和干旱灾害风险特征与管理策略简

The drought is a most severe natural disaster worldwide, which leads to great risk in human being. The drought disaster and risk have more prominent because of obvious climatic warming in the last hundred years. At present, the understanding of the internal laws of the occurrence of drought and drought risk is not comprehensive, and the recognition of the characteristics of the drought and drought risk under climatic warming is obscure. In this paper, we summarized systematically the domestic and overseas research progress of the drought and drought disaster risk, introduced the principle of the drought disaster transfer process and the essential features of drought disaster, analyzed synthetically the main characteristics and interactions among the key factors of the drought disaster risk, discussed the effect of climatic warming on drought and drought disaster risk, and probed into the basic requirement of drought disaster risk management. Above all, we provide the main protective measurements of the drought disaster and the main strategy of drought disaster risk management.     

西北地区东部季节干旱的时空变化特征分析

干旱作为我国西北地区东部影响最大的气象灾害, 可引起农业减产、水资源短缺、土地荒漠化和生态环境恶化等严重问题.在国家新一轮西部大开发战略实施之初, 在全球气候变暖背景下, 有必要对干旱发展的最新特征和演变趋势进行详细分析研究, 为加强防旱、抗旱,促进经济发展提供科学决策依据和参考.采用国家干旱标准综合干旱指数(CI指数), 利用西北地区东部74个气象代表站逐日气温、降水资料, 分析了西北地区东部不同级别干旱日数在各个季节的时空分布和变化趋势. 结果表明: 在气候变暖背景下, 西北地区东部从长期趋势看, 春、夏、秋季干旱呈加剧趋势, 冬季干旱呈减轻趋势. 21世纪以来春、夏季干旱进一步加剧, 尤其是夏季加剧更显著, 而秋、冬季干旱出现了减弱的新趋势. 在西北地区东部主降水期3-11月重-特旱加剧趋势比轻-中旱加剧显著, 南部干旱化趋势比北部更加明显. 尤其是宁夏同心地区春旱加剧非常显著, 已成为西北地区东部重-特旱最严重的地区.对于干旱发展的这一新动态, 必须引起有关部门的高度重视, 采取科学、有效手段加强防旱、抗旱.     

2013年长江中下游夏季高温干旱演变过程及环流异常成因简析

利用改进的CIn指数,结合NCEP/NCAR再分析资料,逐候分析2013年夏季长江中下游地区高温干旱演变过程和高温异常成因。结果表明：改进后的CIn指数能够准确识别此次干旱过程,整体持续时间近一个月。旱情从7月第4候湖南南部开始,8月第3候干旱程度最强,特旱中心位于湖南省中东部,浙江省为高温中心,8月第4候旱情得到缓解。在干旱成因上,极涡位置异常偏西,影响长江中下游地区冷空气偏弱,南亚高压东伸与西太平洋副热带高压西伸明显;鄂霍次克海至菲律宾一带呈较强的EAP遥相关型,其中长江中下游地区位势高度的正异常加强了西太平洋副热带高压的中心强度并使其位置偏西;乌拉尔山地区的阻塞高压与西太平洋副热带高压相对峙,有利于西太平洋副热带高压长期稳定地控制在长江中下游地区;同时欧亚大陆与西太平洋海陆温差增大,东亚夏季风偏强,西太平洋副热带高压异常偏北,长江中下游地区下沉气流强盛,在西太平洋副热带高压和南亚高压共同作用下,造成持续的高温干旱过程。     

北非地区海-陆热力差异与夏季江淮流域旱涝的关系

基于NCEP/NCAR月均再分析资料和中国743站降水资料,根据夏季江淮流域51 a(1954-2004年)区域旱涝指数的年代际变化特征,确定北非地区作为研究的关键区.分析发现,关键区的地表温度异常在冬季具有较好的持续性,冬季北大西洋涛动是导致这种异常持续性的重要原因之一.通过对前冬北非地区地表温度和夏季江淮流域降水的SVD分析发现:当北非大陆地区偏冷,其西北侧的海区偏暖时,江淮流域夏季的降水将整体偏多;反之,江淮流域夏季的降水整体偏少.进一步研究发现,北非地区海陆地表温度异常的对比,要比其中单一海洋或陆地区域的异常对夏季江淮流域的旱涝有更好的指示能力.文中定义了一个海陆热力差异指数来表征这种地表温度异常的对比程度,该指数和夏季江淮流域旱涝指数呈较好的正相关关系,并且对夏季江淮流域极端旱涝年份也有较好的指示,认为该指数可以作为一个指示江淮流域整体旱涝事件的预报因子.     

1961－2008年新疆奎屯垦区农业气候资源变化分析

根据新疆奎屯气象站1961—2008年的气候资料,采用线性回归和Mann-Kendall突变检测等方法,对近48 a的年平均气温、无霜期、≥0℃活动积温、≥10℃活动积温、日照时数、降水量、潜在蒸散量和蒸降差等农业气候要素的变化趋势和变化特征进行了研究,结果表明:(1)近48 a奎屯垦区年平均气温呈上升趋势;≥0℃活动积温与≥10℃活动积温增加;年日照时数减少;年降水量略增;年潜在蒸散量和年蒸降差显著减少。(2)奎屯垦区年平均气温于1972年以来发生了极显著的突变性升高,无霜期于1969年发生了较显著的突变性延长;≥0℃活动积温和≥10℃活动积温于1975年分别发生了显著的突变性增多;年日照时数于1983年发生了极显著的突变性减少;年潜在蒸散量和蒸降差分别于1984年和1983年发生了极显著的突变性减小,但年降水量未发生突变。     

吉林春旱期降水潜在影响因子的分离时间尺度分析

基于1960—2012年的地面常规气象指标、大尺度气候指数和NOAA气候分析产品,利用功率谱周期分析、时间尺度分离分析和交叉检验的逐步回归分析等,把吉林省春旱期(4—5月)降水量分离成不同时间尺度的值,并在年代际尺度和年际尺度下分别找到显著相关的影响因子。结果表明:吉林春旱期降水存在着2~4 a的年际变化和10 a左右的年代际变化。在年代际尺度上,4月降水与前期3月南半球环球状态指数以及俄罗斯东部高纬地区的低空经向风有关,5月降水与同期北半球环球状态指数和前期4月太平洋中高纬环流有关;在年际尺度上,4月降水与前期3月混合ENSO指数和同期当地相对湿度、华东华北沿海地区的低层经向风有关,5月降水与同期北大西洋涛动指数以及局地相对湿度、地面气压有关。利用选出的影响因子对降水进行预报,估计值和真实值的相关系数分别为0.67(4月)和0.81(5月),且选择合适的影响因子比模型结构更加重要。