中国东北地区冬季气温变化特征及其大气环流异常的关系

利用1957-2010年冬季中国东北地区90站气温资料,应用REOF和聚类分析方法将东北划分为南、北两个冬季气温变化子区,分析讨论其冬季气温的变化趋势和冷暖异常特征,及其与主要环流指数之间的同期和滞后关系。使用向后去除变量选择法,选取最优预测因子,并建立了全区和各子区的回归统计模型。结果表明：东北冬季增温较明显,平均上升速率达到0. 45 ℃/ 10 a,北部略高;与同期欧亚纬向环流指数之间存在着较显著相关;前期8月东太平洋副热带高压面积指数、前期10月亚洲区极涡面积指数和前期8月北半球极涡面积指数与东北冬季气温存在着显著相关,复相关系数达到0.70,并且是回归方程最关键预测因子。在对冷、暖冬预测时,可以把选定时段和区域副热带高压和极涡面积指数作为重要的影响因素,且误报率较低。     

The climate variabilities of air temperature around the Korean Peninsula

In this study, changes in climatological conditions around the Korean Peninsula are estimated quantitatively using various types of high order statistical analyses. The temperature data collected from Incheon station have been analyzed for the assessment of the climate variation. According to our analysis, the climate changes observed over the Korean Peninsula for the last century are similar to the global observational data in many respects. First of all, the warming trend [ 1.5℃ (100 yr)^-1] and the overall evolving pattern throughout the century are quite similar to each other. The temperature change in the Korean Peninsula is about two to three times larger than that of the global scale which may partially be ascribed to the influence of urbanization at mid and high latitudes. In this work, a new Winter Monsoon Index (WMI) is suggested based on the European continental scale circulation index (EU1) pattern. Our WMI is defined as the normalized sea level pressure (SLP) difference in the winter period between the centers of the East Sea and west of Lake Baikal in Siberia, the two eastern centers of the EU1 action patterns. A strong similarity is found between the time series of the WMI and surface air temperature at Incheon. The WMI has decreased gradually since the 1920s but has shifted to a rapid increasing trend in the last two decades; it was in fact accompanied by a weakening of the Siberian High and a decreasing of the northerly during winter. Our findings of the close correlations between the surface air temperature at Incheon and the WMI strongly indicate that our newly suggested index is unique and can be used as an efficient tool to predict climate variability in Korea.     

水分胁迫对华北平原冬小麦地上部分及产量的影响

以“济麦-22”为供试品种,利用中国气象局固城生态环境与农业气象试验站大型根系观测系统,研究冬小麦在重度干旱胁迫（≤40.0%）、轻中度干旱胁迫（40.1%-55.0%）和适宜（55.1%-80.0%）3种水分胁迫条件下地上部分对水分胁迫的响应,以探索水分胁迫对华北平原冬小麦产量的影响,分析不同水分胁迫对冬小麦产量的影响程度。结果表明：华北平原冬小麦在轻中度干旱胁迫和重度干旱胁迫下,小麦全生育期的天数缩短,株高、叶面积及灌浆速率均呈不同程度的减少。3种水分胁迫的株高增长量为适宜>轻中度胁迫>重度胁迫,灌浆速率为适宜>轻中度胁迫>重度胁迫。土壤水分胁迫引起冬小麦物质分配更多地向支持生长的茎秆转移,在生长发育过程中受到水分胁迫,小麦产量将降低,重度胁迫条件下小麦产量为适宜水分条件的69%。     

2009/2010年冬季云南干旱的进一步研究——前期土壤湿度影响的数值模拟

采用新一代中尺度数值模式WRFv3.2版本,模拟研究了前期(秋季)土壤湿度异常对云南冬季降水的影响。数值模拟试验结果和一系列分析清楚表明,前期(秋季)土壤湿度的异常偏低,会导致云南地区冬季(12月1日~2月28日)降水的显著减少;前期土壤湿度减少一半,可以使云南冬季的降水量平均减少30%以上,小部分区域减少达50%以上,影响十分明显。大气环流及其主要参量模拟结果的对比分析清楚表明,持续的西偏北气流和干气团的控制以及云南地区大气散度场和垂直运动场等的异常是导致降水量减少的直接原因。对降水过程的分析表明,前期土壤湿度减少对降水过程的频次和发生时间的影响较小,但对各次过程的降水强度影响明显。这是前期土壤湿度减少所导致的包括区域性蒸发量和热通量等大气物理过程的改变决定的。本研究数值模拟结果与关于区域性土壤湿度异常影响机理的已有结论基本一致。     

冬季北极海冰与中国同期气温的关系

采用Hadley中心的海冰密集度资料和中国160站气温资料,对冬季北极海冰变化的主要模态进行了分析,定义了5个关键海区,重点讨论了冬季北极海冰异常与中国冬季气温的关系。结果表明,冬季北极海冰变化主要表现为第一模态,即太平洋、大西洋的海冰反位相分布。海冰变化的关键区域为区域Ⅰ巴伦支海、区域Ⅱ格陵兰海、区域Ⅲ戴维斯海峡、区域Ⅳ白令海以及区域Ⅴ鄂霍次克海。中国冬季平均气温、冬季最低气温、冬季最高气温均与北极关键海区的海冰异常有显著相关,但是与其对应的海区有所不同。     

大兴安岭地区新仙女木事件的表现特征

新仙女木事件是末次冰消期期间发生的一次气候转冷事件,该事件对整个北半球的中高纬度地区的气候变化有明显的影响.然而,在该事件造成东亚中高纬地区温度下降的统一认识下,对于其季节性特征仍较为缺乏认识.本文用大兴安岭中部月亮湖末次冰消期多指标记录,揭示了大兴安岭地区在新仙女木事件期间植被中的北方针叶林成分增加、森林发育、冬季温度下降、东亚冬季风明显增强.     

华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究

在冬小麦抽穗—灌浆期进行了水分胁迫实验,利用美国Licor公司生产的Licor-188B辐射量子照度仪及Licor-6400便携式光合作用测定仪,对水分胁迫引起的冬小麦光合生理生态变化进行了系统观测,系统地给出了冬小麦多种农业气象指标对水分胁迫的响应状况。在大量实测数据基础上,给出了包含辐射强度、温度及土壤水分因子的冬小麦叶片光合作用模式。该模式具有严格的理论推导过程和大量实验数据的支持,改进了传统水分胁迫对叶片光合速率影响的简单阶乘方法,从而为进一步准确推算水分胁迫对大田冬小麦光合作用的可能影响,以及水分胁迫对区域农业干旱的可能影响奠定了前提条件。该研究是冬小麦干旱预测模型的叶片子模型,为冬小麦农业干旱预测模型提供了丰富的基本参数,同时也为建立冬小麦干旱预测模型奠定了基本条件。     

冬小麦生长发育统一阶段模式的研究

本文以生物学为基础，发展了一个包含非线性积温模式并考虑了日长影响的冬小麦生长发育阶段（DVS）模式，该模式不同于一般以往的冬小麦分段发育模型，它是一个统一的发育模式，利用中国小麦生态实验资料研究表明：黄淮海地区秋播冬小麦发育速度模式可以拟合为V=2．34×10－3＋1．21×10－3×e0．30（DL-DL0）＋1．62×10－7×（T－Tmin）（1．93）（Tmax－T）（1．14），其中T为日平均温度，DL为日长，DL0为临界日长，Tmin、Tmax为小麦生育的最高、最低温度；V的逐日累加即为该日的DVS值。利用中国小麦生态资料确定的DVS值分别为：出苗0．03，三叶0．07，拨节0．70，抽穗0．88，开花0．89，成熟1．0。平均拟合误差3．6天。利用该模型可对大田冬小麦生长进行监测研究。     

太行山山前平原降水量特征及其分布的小波分析——以栾城为例

运用墨西哥帽函数(Mexican Hat Function)小波分析方法对太行山山前平原典型地区的栾城站40年来的降水量以及当地典型作物冬小麦不同生育期阶段的降水量进行了小波分析。结果表明，分时段的降水量并无一个稳定的周期，而是变周期。该区全年降水量变化在40年尺度上可分为1980年前的偏多期和其后的偏少期；10～30年尺度上可分为60年代末以前的偏多、1997年以后的偏少和这期间的动荡期；在较小时间尺度上存在5～7年的周期变化，今后10年内年降水量的总体趋势依旧偏少，5年内为少中有稍偏高于平均降水量的趋势。冬小麦全生育期均存在较明显的4个阶段的交替变化，1967年以前的偏多期、1967～1983年左右的偏少期、1984～1994年左右的偏多期、1995年以后的偏少期。     

太原地区冬季极端最低气温分析

20世纪80年代以来，太原地区冬季（12月-2月）极端最低气温的区域分布为南高北低，冬季极端最低气温随时间的推移而逐步上升，平均最低值均出现在1月，各月平均极端最低气温时间分布为1月最低，2月最高。