菏泽多时间尺度气温变化特征及其突变性

[目的]为了找出近40年来菏泽气温变化的特点及规律,为农业生产和农业气候资源区划提供科学依据,文章分析了菏泽多时间尺度气温的变化特征及其突变性。[方法]利用菏泽地面气象观测站提供的1971~2010年的年平均气温、季平均气温、年最高最低气温、高温低温日数资料,采用一元一次线性回归法、六阶多项式线性拟合法、变异系数法、显著性检验、Mann-Kendall突变性检验的方法分别进行分析研究。[结果](1)近40年来菏泽的年平均气温呈显著上升的趋势,气候倾向率为0.36℃/10年;(2)四季平均气温均呈显著上升的趋势,其中冬季升温最为显著,线性速率为0.54℃/10年,秋季、春季次之,夏季最小;(3)最高气温以0.13℃/10年的线性速率增加,最低气温以0.587℃/10年线性趋势升高,最高气温的增温趋势明显低于最低气温的增温趋势,其气候倾向率和突变性存在明显的非对称性变化的特征;(4)高温日数(≥35℃)以1.09d/10年线性趋势增加,低温日数以0.81d/10年线性速率减少;(5)年平均气温、最高气温、最低气温分别在1993年、1979年、1982年发生了突变。[结论]近40年来菏泽的年、季平均气温、年最高最低气温具有明显的增温趋势。     

北疆甜菜生育期农业气候资源时空变化特征

[目的]探究北疆甜菜生育期农业气候资源变化特征,为气候变化对农业影响的深入研究和适应对策的制定提供依据。[方法]采用1961—2016年逐日气象观测资料,运用趋势分析法、ArcGIS空间插值法、小波分析法、Mann-Kendall检验法。[结果]1961—2016年北疆甜菜生育期平均气温、降水量、≥10℃积温均呈极显著上升趋势,参考作物蒸散量和平均风速均呈极显著下降趋势;近56年北疆甜菜生长季各气候资源在不同时段(1961—1980年、1980—2000年、2000—2016年)呈现出不同的变化趋势,其中平均气温、降水量和≥10℃积温变化特征为"低—中—高",参考作物蒸散量和平均风速变化特征为"高—中—低",日照时数变化特征为"高—低—高",相对湿度变化相对平稳。空间分布上,平均气温和≥10℃积温总体呈"中部偏高,东北和西南偏低"的特点,降水量、相对湿度和参考作物蒸散量总体呈"西南高、东北低"的特点,日照时数总体呈"东北高、西南低"的特点,平均风速总体呈"中部偏低,西北和东南偏高"的特点;周期变化特征显示:各气候资源均存在30年左右主周期和18年左右次周期,并且平均气温和降水量周期性较强,日照时数和相对湿度周期性较弱;突变结果显示:甜菜生育期北疆各气候资源发生突变的站点数和突变发生时间均存在差异性。[结论]通过北疆气候变化对甜菜生育期农业气候资源的影响研究,进一步认识气候变化规律,加强北疆甜菜应对气候变化的能力,促进甜菜产业发展。     

全球气候变暖背景下华南地区农业气候资源时空变化特征

利用华南地区1960~2011年101个时间序列较长的气象台站地面观测资料,运用线性趋势法、累积距平和反距离加权插值等方法分析了华南地区光能、热量和水分等农业气候资源的时空变化特征。结果表明：1961年以来,华南地区年总辐射量呈现“U”字型变化趋势,日照时数呈减少趋势。1960~2011年,华南地区年平均气温、最高气温和最低气温都呈上升趋势,平均增速为019℃/10年、013℃/10年和023℃/10年,温度生长期内≥10℃积温的气候倾向率为767℃/年,总体呈上升趋势,与1960~1980年相比,1981~2011年华南地区≥10℃积温高于8000℃以上的积温约向北移动了040个纬度,高于7500~8000℃积温约向北移动了025个纬度,高于6 500~7 500℃积温约向北移动了015个纬度,这将有利于热带作物的生产和种植。同时,近52来年均降水量呈微弱增加趋势,线性倾向率为038mm/年,降水量的空间分布特征较为明显,由东南向西北逐渐减少,与全国降水量分布呈一致性。1960~2011年,华南地区光能、热量和水分等农业气候资源都发生了明显的变化,对农业会造成一定的影响,如作物生长期延长,生长季热量增加,种植界限向北、向高海拔扩展。     

德州市0℃界限温度变化及其对粮食作物的影响

[方法]利用德州市11个气象观测站1971~2014年逐日平均气温资料,采用五日滑动平均、经验频率法、趋势分析法,[目的]对该市0℃界限温度初(终)日、间隔日数、积温变化特征、稳定通过界限温度80%的保证率及其对粮食作物的影响进行分析。[结果]研究表明:德州地区≥0℃的初日呈显著提前趋势,增长速率为4.12d/10年,主要集中在2月中下旬;终日有延迟趋势,推后速率为0.27d/10年,主要集中在12月上旬;间隔日数显现出略增加趋势,增加速率为4.39d/10年,平均为288d;≥0℃活动积温呈现明显增加趋势,增温速率为117.2℃/10年,平均为4 982.5℃。全市稳定通过0℃界限温度80%保证率的初日范围为3月1~6日、终日范围为12月9~17日、积温范围在4 939.7~5 295.4℃之间。[结论]气候变化使当地热量资源增加,夏玉米等作物生长期延长,冬小麦播期有所推迟,返青期、成熟期提前全生育期天数缩短,对粮食作物造成的影响还需进一步进行综合分析。     

东北地区近30年来温度变化的时空差异

[目的]东北地区作为我国响应全球气候变暖最为显著的地区之一,21世纪以来是否与全球及北半球的气候变化一致,发生了变暖趋势减缓或停滞?[方法]为了问答该问题,基于黑吉辽3省71个气象站1981~2010年的气温资料,采用时间序列分析法、克里金插值法,分析东北地区近30年来年际、年代际的年均温和生长季温度的时间变化与空间分布特征,以及冬季温度的数值变化。[结果](1)东北地区30年来年均温在波动中呈上升趋势,3省的变化具有同步性;(2)年均温在1991~2000年的增温区域面积扩大显著,尤其是年均温范围为2~4℃的区域向4~6℃变化,但在2001~2010年,年均温的增加趋势减缓、增温区域较少;(3)生长季温度呈明显的上升趋势,1991~2000年与1981~1990年相比升温幅度达到1.4~1.5℃,2001~2010年与1991~2000年相比达到2.3~2.4℃;(4)生长季温度增温区域有明显北移趋势,变化最大的是生长季温度范围为14~16℃的区域向16~18℃变化;(5)2000年后暖冬年份减少,3省冬季温度的增温幅度减小。[结论]2000年以来东北生长季(夏、秋季)温度仍具有明显的增温趋势,但"暖冬"现象减弱,导致年均温增幅的减缓。     

气候变化对新疆酿酒葡萄种植气候区划的影响

研究气候变化背景下新疆酿酒葡萄种植气候区划的变化,对适应气候变化,科学制定新疆酿酒葡萄发展规划,促进新疆葡萄酒产业的持续稳定发展具有重要意义。利用新疆101个气象站1961~2014年的历史气候资料,使用线性趋势分析、累积距平和t-检验以及基于Arc GIS的混合插值法,在对近54年新疆无霜冻期、4~9月干燥度指数和大风日数时空变化进行分析的基础上,结合酿酒葡萄种植气候区划指标,对气候变化背景下新疆酿酒葡萄种植气候区划的变化进行了分析。研究结果表明:新疆无霜冻期表现为"南疆长,北疆短;平原和盆地长,山区短"、4~9月干燥度为"平原和盆地大,山区小"、4~9月大风日数呈现"北疆多,南疆少;东部和西部多,中部少;峡谷和山口地带多,平原地区少"的空间分布特点。近54年,新疆无霜冻期总体以3.57d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)增多趋势,并于1997年发生了突变。4~9月干燥度和大风日数分别以-0.40/10a和-3.10d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)减小(少)趋势,且分别于1987年和1986年发生了突变。受其影响,1997年后较其之前,新疆酿酒葡萄最适宜种植区减小了6.201万km~2,占比减小3.7个百分点;适宜种植区增大了25.63万km~2,占比增大15.4个百分点;次适宜种植区和不宜种植区分别缩小了7.432万km~2和11.99万km~2,占比分别减小4.4和7.2个百分点。气候变化对新疆酿酒葡萄种植的影响既有利也有弊,但总体来说利大于弊。适宜区面积明显扩大,次适宜和不适宜区面积明显减小,这对促进新疆酿酒葡萄种植业以及葡萄酒产业发展具有重要意义,但最适宜种植区面积略有减小又会产生一定不利影响。     

气候变化对年代际东北玉米冷害影响分析

[目的]气候变化对中国粮食主产区的东北地区产生显著影响,加强气候变化背景下东北作物冷害分析研究对保障粮食生产安全具有重要作用和意义。[方法]利用1981~2010年中国地面气温0.5°×0.5°格点数据集,以各年代东北玉米生长季(5~9月)的月平均气温、月平均气温之和以及近30年(1981~2010年)各年代月平均气温之和距平等主要气象要素分析东北气候变化趋势,根据《北方春玉米冷害评估技术规范》(QX/T 167-2012)行业标准,进一步对1980s~2010s各年代各等级东北玉米冷害发生时空变化进行分析和区划,结合有关东北历史冷害记载进行对照分析。[结果]东北玉米生长季气候趋暖明显,热量增加,近30年东北玉米各等级冷害发生年数、区域及频率都呈显著减少趋势,20世纪80年代东北几乎每年都有冷害发生,20世纪90年代为冷害发生转折点,年代后段(1996~2000年)冷害年数较前段(1991~1995年)明显减少,到21世纪10年代冷害年数进一步减少,轻度冷害区主要分布在黑龙江省中北部和东南部地区,其发生频率也小(0.1~0.2次/年),中度及重度冷害只在局部发生,冷害的显著减少为东北玉米连续丰产增收创造了十分有利条件。[结论]气候变暖背景下,东北玉米冷害减少,但个别年份还发生重度以上冷害(如2002、2003、2009年),冷害发生仍具不确定性。     

黄河三角州地区热量资源变化特征分析

［目的］通过对黄河三角州地区热量指标分析，了解黄三角地区30年热量资源的变化特征。［方法］利用黄三角地区及周边共25个国家级气象站30年逐日气象数据，采用线性趋势估计法、Mann Kendall突变分析、T滑动法、ARCGIS空间插值等方法，对黄三角地区年平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温、≥0℃、≥10℃初终日及持续日数等进行时间和空间分析。［结果］（1）年平均气温、≥0℃、≥10℃积温均呈波动上升趋势， 20世纪90年代增温最快，年平均气温、≥0℃积温在1996—1997年发生突变； 季平均气温以冬季增温最为明显。(2)年平均气温、≥0℃、≥10℃积温空间分布基本一致，中西部地区，与纬度成反相关，经度成正相关。(3)≥0℃、≥10℃的初终间日数均呈上升趋势，其空间分布相似，中西部地区与纬度成反相关，经度成正相关。(4)≥0℃、≥10℃的初日为提前趋势，终日为推迟趋势，其空间分布特征中西部地区初日均与纬度成正相关，与经度相关程度不大； ≥0℃终日与纬度成负相关，与经度成正相关，≥10℃终日与纬度相关程度不大，与经度成正相关。［结论］黄三角地区热量资源呈增加趋势。     

气候变化对新疆苹果种植气候适宜性的影响

[目的]为适应气候变化,充分发挥新疆种植苹果有利的农业气候条件,规避不利气象灾害的影响,科学制定新疆苹果发展规划提供科学依据。[方法]文章利用新疆102个气象台站1961—2015年逐日平均气温、最低气温资料,采用线性趋势分析、累积距平、t检验以及Arc GIS空间插值技术方法,对影响苹果种植的关键气候因子(年平均气温、日最低气温≤-20℃日数、6—8月平均气温、1月平均气温)时空变化特征进行分析,结合苹果种植气候适宜性区划指标,研究了气候变化对新疆苹果种植气候适宜性及其分布区域的影响。[结果]新疆年平均气温、6—8月平均气温和1月平均气温的空间分布总体呈现南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低的特点;日最低气温≤-20℃日数空间分布呈现北疆多,南疆少;山区多,平原和盆地少的格局。[结论]近55年,新疆年平均气温、6—8月平均气温和1月平均气温显著升高,冬季日最低气温≤-20℃日数显著减少,并且上述各要素分别于1979年、1985年和1997年发生了突变。受气候变暖的影响,1997年后较其之前,新疆苹果适宜种植区明显减小,次适宜种植区明显扩大,不适宜种植区也有所减小。气候变暖对新疆苹果种植既有利也有弊,但总体弊大于利。因此,各地须根据当地气候特点及其变化情况,调整苹果发展规划和种植区域,并针对制约苹果种植的不利气候条件,采取趋利避害的技术措施,科学应对,促进苹果生产的持续稳定发展。     

酒泉市平均最高、最低气温及日较差变化

利用酒泉市所属6个站点1959-2008年的月平均最高、最低气温和日较差资料,对近50年来酒泉市年、季平均最高、最低气温变化趋势的特征进行了分析。结果表明:(1)近50年来,酒泉市年和各季平均最高气温和最低气温呈现出显著的上升趋势,并且酒泉市平均最低气温大于平均最高气温的升高,即增暖现象在最低气温上表现的更为突出;(2)近50年来,酒泉市的年平均气温日较差呈减小趋势,下降幅度为每10年0.044℃,除秋季外,酒泉市各站各季日较差也呈线性减小趋势。     

毛乌素沙漠与黄土高原过渡带气候变化对玉米产量的影响

基于1971~2012年榆林市气象数据和玉米产量数据,分析过去42年毛乌素沙漠与黄土高原过渡带玉米生长期内气候因子的变化趋势,并利用一阶差分法、相关分析、多元逐步回归法分析各生育阶段气候因子对玉米产量的影响。研究结果表明:过去42年,玉米生长期内热量资源呈显著增加的趋势,生长期平均温度、平均最高温度和平均最低温度分别增加0.24℃/10 a、0.26℃/10 a和0.32℃/10 a,降水量、光照时数无显著变化。一阶差分、回归分析结果表明,玉米产量与全生长期平均温度、平均最高温度、积温呈极显著的负相关,其中与平均温度相关系数最大,全生长期温度每升高1℃,玉米减产835.5kg/hm2;与降水量变化呈显著正相关,降水量每增加100mm,玉米增产364.7kg/hm2;与日照时数变化呈负相关,日照时数每增加100h,玉米减产325.8kg/hm2。各生育阶段中,出苗-三叶期至灌浆乳熟期的平均最高温度、平均温度及苗期日照对玉米产量产生负影响,七叶-拔节期的降水和成熟期的平均最高温度对玉米产量产生正影响;多元逐步回归模型分析结果表明,显著影响玉米产量的是抽雄-开花期和灌浆-乳熟期平均最高温度、拔节期降水量、出苗-三叶期日照,模型能够解释毛乌素沙漠与黄土高原过渡带玉米56%的产量变化。     

黄淮海区气候变化及其对冬小麦光温生产潜力的影响

气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响、冬小麦生产对气候变化的适应已经成为学术界研究的热点问题之一。黄淮海区是我国第一大冬小麦主产区,研究选择黄淮海区为研究区域,首先运用线性倾向率方法分析了黄淮海区近50年来太阳辐射量和平均温度在全年和冬小麦生育期两个时段内的时间和空间变化特征,运用AEZ模型计算了黄淮海区各气象站点的冬小麦光温生产潜力;在此基础上,分析了太阳辐射量和温度变化对冬小麦光温生产潜力的影响。结果表明:(1)黄淮海区全年日均太阳辐射量和生育期内日均太阳辐射量均表现为减少的趋势,且全年日均太阳辐射量减少幅度较大;(2)黄淮海区年平均温度表现为上升的趋势,而冬小麦生育期内平均温度的上升趋势极不明显;(3)黄淮海区冬小麦生育期内太阳辐射量的减少和平均温度的降低是导致冬小麦光温生产潜力下降的主要原因。     

1961—2020年宁夏地区极端气候变化趋势及影响因素分析

目的 探明极端气候指数的时空变化特征,明确极端气候变化的影响因素。方法 文章基于1961—2020年宁夏19个气象站点的逐日平均气温、最高气温、最低气温和降水量等数据,采用国际气候诊断与指数小组（ETCDD－MI）定义的极端气候指数,运用线性趋势法、克里金插值法、小波分析等方法,明确宁夏极端气候变化趋势,并探讨人类活动与极端气温变化的关系。结果 （1）宁夏的极端气温指数中,暖夜、夏日日数、持续暖期日数和年最大日最高气温均呈现上升趋势;霜冻日数、冷昼、持续冷日日数均呈现下降趋势,年最大日最低气温呈上升趋势。（2）在空间分布上,暖夜、夏日日数、连续暖期日数和年最大日最高气温的变化率在引黄灌区变化率较大,指数均呈现上升趋势,霜冻日数、冷昼、连续冷期日数在全区均呈现下降趋势,引黄灌区和中部干旱区下降趋势变动较为明显。（3）极端高温指数的变化率在北部引黄灌区较高,全区呈现出升温态势。（4）宁夏4个极端降水指标变化并不显著,但区域间年际变化差异较大,南部山区大部分地区极端降水指数变化率较高且呈正向变化,而北部引黄灌区降水年际变化率远低于南部山区且降水趋于减少。（5）1987—1992年极端高温指数和极端低温指数存在显著共振周期,极端高温指数上升领先极端低温指数。（6）极端气温影响因素分析发现,人口的增长、能源消费碳排放量的增加、城市化率的上升和建筑面积的增加,与月最高温日值都存在线性相关关系,反映出随着人类活动的增加,极端高温指数也存在一定程度的正向关系。结论 极端气候变化特征表明,宁夏地区高温事件增加,低温事件减少,极端降水年际波动幅度较大,地区差异显著,并且人类活动可能与极端气候变化存在相应关系。     

1961～2013年塔城地区气候的时空变化特征

[目的]探究塔城地区气候的时空变化趋势及其与气象因子的关系.[方法]文章利用塔城地区7个气象站点1961~2013年的逐日气象资料,探究了气温、降水、日照时数、积温和潜在蒸散量的时空变化特征.[结果]1961~2013年塔城地区年平均气温、降水量和积温呈增加趋势,日照时数和潜在蒸散量呈减少趋势.1961~2013年塔城地区平均气温、降水量、日照时数、年潜在蒸散量、积温分别在1997、1967、1996、1989、1985年发生增加突变.平均气温、降水量、日照时数、积温存在明显的多尺度周期特征,即30年的大周期和15年的小周期变化.塔城地区平均气温的空间分布差异明显;大致呈现西高东低的空间分布特征;降雨量空间分布大致呈现西多东少的经线分布特征;日照时数大致呈现南短北长的维度地带性特征;潜在蒸散量存在自南向北逐渐减少的空间分布特征;积温的空间分布呈明显的自南向北逐渐减少的维度地带性特征.[结论]在全球气候变化下,较全面了解到新疆塔城地区气候变化趋势特征,对建立塔城地区气象预测与农业生产之间的预警,促进农业健康发展有很大的理论依据.     

1961～2013年菏泽0cm地温变化特征及成因分析

利用1961~2013年菏泽地面气象观测站逐日资料,采用气候倾向率和相关分析等方法,分析了近53年菏泽0cm地温的变化趋势以及与气温、日照时数、降水量、水汽压的相关关系。结果表明：近53年来,菏泽年平均地面温度呈极显著上升趋势,平均每10年升高0．22℃,冬、春季节的升温对年平均地面温度的升高有主要贡献；年平均地面最高温度呈弱上升趋势且春季显著趋暖、夏季趋凉,年平均地面最低温度呈极显著的上升趋势且冬春季节趋暖；平均地面温度自20世纪90年代中期显著趋暖,地面最低温度的趋暖在平均地面温度的趋暖中起主要贡献；年平均地气温差呈递减趋势,秋冬季节地气温差减小,不利于近地层污染物的扩散,致使菏泽秋冬季霾天气出现多,空气污染加重；近53年来,降水量减少、水汽压极显著增大,导致菏泽地面温度极显著升高,日照时数极显著减少对地面温度升温趋势有弱的减缓作用。     

气候变化对农户的经济影响研究——基于南疆红枣主产区农户收入安全视角

气候对农户的影响存在于以农户为中心的两阶段价值链(生产和产后环节)中,农户收入是气候直接影响和农户为规避气候风险调整生产经营行为的结果。基于阿克苏地区2011~2014年316户枣农微观面板数据,在Ricardian模型理论基础上提出气候-两阶段影响模型,运用考虑气候影响的随机系数模型,构建全要素适应性生产函数模型。研究表明:4~8月生长期和9~10月成熟期气温升高对农户增加收入有利,但农户对极端高温的适应能力不足;4~8月主产区降水增加对农户的影响利大于弊,9~10月成熟期降水增加使农户不可避免陷入由气候导致的市场风险;生产阶段气温升高使肥料的产出弹性下降,降水增加使肥料的产出弹性上升,农药的产出弹性下降,气候变化导致农业成本增加,农户适应气候变化的农业调整行为不科学。为保证农户收入安全,农户在生产和产后阶段气候适应能力亟待提高,尤其应充分考虑产后阶段的气候适应性措施。     

气候变化背景下哈萨克斯坦气候生产潜力时空特征分析

[目的]研究全球气候变化背景下气候生产潜力的时空分布特征,对于合理利用农业气候资源,促进农业生产力的提高具有重要意义。[方法]选择1901—2000年哈萨克斯坦24个代表气象站点的月平均气温和降水资料,采用Thortwaite Memorial、Miami模型估算气候生产潜力,并运用气候倾向率、M-K检验以及ArcGIS空间插值等方法对气候生产潜力时空分布特征进行分析。[结果](1)1901—2000年哈萨克斯坦气候生产潜力总体表现为增长趋势,不同时段气候生产潜力差异明显,相对于其他研究时段(T1,T3),T2(1936—1970年)时段气候生产潜力及增长速率最大,并且水热匹配状况最好;(2)哈萨克斯坦气候生产潜力空间分布地域性明显。YP(降水生产潜力)和Y E(蒸散生产潜力)总体表现为自东南向西北递减的趋势,YT(气温生产潜力)表现为自西南向东北递减的趋势,气候生产潜力高值区主要位于天山北麓及东部山区的河谷地带,低值区位于西部和南部荒漠区;(3)气候生产潜力对降水更为敏感,当气温保持不变,降水量增加(减少)10%、20%,YE将增加(减少)9.6%、19.94%。[结论]哈萨克斯坦东部气候生产潜力大于西部,天山北麓及河谷地区气候生产潜力大于平原地区,哈萨克斯坦气候生产潜力主要受降水量的制约,未来“暖干型”变化将会使研究区气候生产潜力下降。为提高农业生产潜力,必须加强对农业基础设施的建设和提高水资源的调配能力。