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—2014年东北三省水稻生长季极端降水事件分析

［目的］系统分析东北三省水稻生长季内极端降水天气的时空变化特征。［方法］以东北三省为研究区,利用1961—2014年黑龙江省、吉林省和辽宁省66个气象站点逐日降水资料,选取年无降雨日数、生长季无降雨日数等7个极端降水指标,运用线性趋势分析方法和GIS空间表达方法,分析了水稻生长季内极端降水天气的时空变化特征。［结果］东北三省年无降雨日数、生长季内无降雨日数、生长季最长连续无雨日数和生长季连续无雨日数超过10d出现次数均表现明显的增加趋势; 大雨和暴雨主要出现在水稻的拔节—孕穗—抽穗—乳熟期; 生长季最长连续无雨日数发生在水稻播种—三叶—移栽—返青期和乳熟—成熟期的比例最高; 生长季最长连续无雨日数以6~18d出现次数最多; 生长季内无降雨日数（GPTDD）和生长季最长连续无雨日数（GPCDD）在空间上总体均呈从东南向西北递减的趋势; 生长季连续无雨日数超过10d出现次数（TCDD>10）表现为从西向东递减的趋势; 黑龙江省的中部地区和吉林省的东南部地区大雨发生频率增加,无降雨日数比例表现为明显上升趋势。［结论］明确东北三省水稻生长季极端降水事件的发生时段和范围,为极端灾害的防抗避减提供参考。     

1961—2020年长湖流域极端降水事件变化特征及其与温度的关系

目的 长湖流域是调控长江中游地区生态平衡的重要湿地生态系统,其降水变化对区域水资源可持续利用和防灾减灾具有重要意义。方法 文章基于1961—2020年长湖流域逐日气象数据,选取9个极端降水指数,运用线性回归分析、相关分析和重标极差分析（rescaled range analysis,R/S）探讨了长湖流域极端降水事件的变化特征及其对气温变化的响应,并预测该区域极端降水事件未来演变趋势。结果 （1）1961—2020年长湖流域年降水量整体呈上升趋势,上升速率为5.4 mm/10年,多年平均降水量为1 151.9 mm;年内降水呈单峰模式,6月的降水量最高,占比为14.99%,12月最低,占比为2.37%。（2）长湖流域极端降水指数均呈上升趋势,除持续湿润日数（CWD）和持续干旱日数（CDD）增加趋势不明显外,其他指数上升趋势显著。（3）CWD和CDD与其他指数的相关性较低,除1日最大降水量（RX1day）与极端降水日数（R95d）相关性不显著以外,其他极端降水指数之间均呈显著相关关系。（4）R/S分析结果表明,未来长湖流域极端降水事件将持续前期的变化趋势。结论 长湖流域极端降水事件总体呈增加趋势,温度上升会对极端降水强度起促进作用。     

1959—2016年华南地区极端降水事件变化特征

目的 分析我国华南地区极端降水事件的时空变化特征,探讨极端降水指数的影响因子,及其与年总降水量、大尺度大气环流的关系,并预测未来研究区域极端降水事件变化趋势,为区域水资源可持续利用和防灾减灾提供参考。方法 文章选用1959—2016年华南地区72个资料序列较长的地面气象站点逐日降水实测数据,计算11种极端降水指数并对其进行气候倾向率分析、空间分析、因子分析、相关分析、小波分析及R/S预测分析。结果 （1）从时间尺度上来看,1959年以来,研究区极端降水事件呈现增加趋势,降水强度指数SDII变化倾向率为0.34 mm/d/10a;极端降水量指数（PRCPTOT、RX1day、RX5day、R95p、R99p）变化倾向率分别为19.96 mm/10a、2.06 mm/10a、3.22 mm/10a、17.46 mm/10a和7.23 mm/10a;极端降水日数指数（R10、R20、R50、CDD、CWD）中除持续湿润日数CWD呈减少趋势以外,其他指数也呈现微弱增加趋势,其变化倾向率分别为0.31 d/10a、0.48 d/10a、0.19 d/10a、0.09 d/10a和-0.11 d/10a。从空间尺度上来看,研究区极端降水指数总体呈增加趋势,存在明显的空间差异。（2）基于因子分析方法提取了3个公共因子,累积方差贡献率为90.01 %,反映了极端降水量指数和降水强度指数对极端降水事件影响较大;相关分析也表明极端降水指数与年总降水量的相关性很好,R95p和R99p对年总降水量的贡献呈增加趋势。北大西洋涛动（NAO）对极端降水事件具有明显的影响,南海副高强度指数（SCSSHII）和西太平洋副高强度指数（WPSHII）对研究区极端降水事件贡献明显。大气环流的变化是极端降水变化的重要影响因素。（3）基于R/S分析方法表明PRCPTOT、R10、R20、R50和CDD等指数表现为强反持续性,未来将呈现减少趋势;R95p呈随机变化,未来变化趋势不明确;SDII、RX1day、RX5day、R99p和CWD等指数表现为弱持续性,即未来变化趋势与过去变化趋势一致。结论 华南地区极端降水事件总体呈增加趋势,空间差异显著,大尺度大气环流对华南地区极端降水影响明显。     

元谋县干热气候评价及特征分析

[目的]元谋是云南金沙江流域区典型的干热河谷盆地,气候干湿分明、热量充足、光日照丰富,是云南重要的冬春蔬菜种植、出口,热带水果引、试种植和国内知名蔬菜、粮食作物冬季繁制种及科学研究基地。为客观评价元谋县干热气候及变化特征。[方法]选取云南125个县市的气温、降水、日照、相对湿度做气象因子的主成分分析和元谋县近54年来的气温、降水做气候倾向、Mann-Kendall突变检验和小波周期分析。[结果](1)元谋是云南省的高热量、强光日照区、最干燥区和光热资源高效利用区,热量因子主成分得分在滇中河谷盆地及以北最高,光日照因子主成分得分居云南省最高,干湿因子主成分得分为云南省最低。(2)年降水量趋势变化不明显-0. 64mm/年,突变发生在1963和2010年,2001年后年降水量减少趋势变化明显,变化周期依次为26年、16年、2—4年。(3)长夏季平均气温有-0. 009℃/年的较明显趋势变化,突变主要发生在20世纪70年代中期前,变化周期依次为25年、17年、4—6年;最冷时段平均最低气温有-0. 036℃/年的明显趋势变化,突变发生在1971年之前,变化周期依次为19年、4—6年; 11—2月(冷时段)时段平均气温变化周期依次为8年、3年; 1991～2010年间,日最低气温低于0℃的日数较前30年增加0. 3d/年、低于4℃的日数增加了0. 4d/年,日最高气温高于38℃的日数减少了3d/年,日平均气温在25～30℃之间的日数减少了2. 5d/年;各统计时段气温在2009年由明显下降转为明显上升。[结论]元谋县空气干燥,光热资源在云南滇中河谷及以北地区最丰富;年降水量、冷时段气温、最低气温和长夏时段气温均呈下降或微降趋势变化,年际间有明显的突变点和变化周期,其中16—19年和4—6年的变化周期均在年降水量和各个统计时段气温的周期变化中均呈现,极端高温日数减少、低温日数增加;受2009—2013年云南持续干旱气候影响,各个统计时段气温均呈现反相变化。     

1961~2015年贵州省气候生产潜力估算及趋势分析

［目的］估算和预测分析贵州复杂地形下的气候生产潜力,为充分利用气候资源和农业可持续发展提供科学依据。［方法］基于1961～2015年贵州81个气象观测站的平均温度和降水量气象资料,运用Miami 模型、Thornthwaite Memorial 模型,计算了温度、降水和气候生产潜力,并运用气候倾向率、Mann Kendall突变检验、GIS空间插值和R/S等方法分析其变化特征。［结果］温度生产潜力以9.2kg/（hm2·10年）的速率递增,降水生产潜力呈递减趋势,递减速率为13.27kg/（hm2·10年）,气候生产潜力呈递增趋势,递增速率为0.73kg/（hm2·10年）,多年平均值为1462.12kg/hm2; 空间分布上温度、降水生产潜力与年平均温度和年降水量的空间分布一致,气候生产潜力总体呈现出南高北低,由东南向西北递减变化趋势;平均气温和降水量对气候生产潜力均有正影响,其中降水量是主要限制因子,R/S结果表明,温度生产潜力和气候生产潜力继续保持增长趋势而降水生产潜力保持递减趋势。［结论］影响贵州气候生产潜力最重要的因素是降水,其次是光温条件的综合效应。     

1961-2012年湖北省极端气温时空变化特征分析

依据湖北省1961-2012年近52年来年极端最高和最低气温数据,运用Arcgis空间分析、线性倾向、Mann-Kendall、小波分析法对极端气温时空特征进行定量化分析。结果表明:时间上,年极端最高气温呈现弱增温趋势,年极端最低气温增温趋势远大于年极端最高气温,增温倾向率为0.556°C/10a;年极端最高气温在1994年发生突变,年极端最低气温在1986年出现突变且存在11a和6a周期;空间上,大部分地区极端最高高气温呈弱下降趋势,极端最低气温则整体呈显著上升趋势,空间差异明显。全球变暖和地形因素是造成极端气温差异的可能因素,局部地区的极端气温变化和城市化水平有很大关系。     

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。     

典型南北气候过渡带地区气温的时间变化特征——以淮河流域为例

[目的]以淮河流域为研究对象,揭示我国南北气候过渡带典型地区不同特征气温的变化规律。[方法]基于1960～2015年间的观测数据,综合线性回归、距平、小波和重标极差分形等时间序列分析方法,探讨淮河流域气温变化的过程、趋势与周期特征。[结果](1)年平均气温、春、秋、冬季气温总体都呈上升趋势,但夏季气温无明显变化趋势,且20世纪90年代中期以后不同气温都存在明显的升高趋势。(2)年平均最高气温和年平均最低气温都呈波动上升趋势,但最低气温上升幅度大于最高气温,而气温年较差为波动减小趋势。(3)年气温、春秋冬季气温存在较显著的2年、3～5年左右短周期,而夏季气温无明显周期规律。(4)未来气温变化趋势上,年气温、年平均最高气温、年平均最低气温、不同季节气温仍将呈升高趋势,而气温年较差仍继续呈减小趋势。[结论]1960年以来淮河流域不同特征气温总体呈升高趋势,显示了气候变暖的区域影响效应,但气候变暖对气温偏低季节的影响更偏大,且未来流域气温仍将持续升高。     

气候变暖对新疆杏种植气候适宜性的影响

［目的］研究气候变暖对新疆杏种植气候适宜性的影响,为科学制定新疆杏发展规划提供参考依据。［方法］基于新疆102个资料序列较长的气象站1961—2016年≥10℃积温、85%保证率极端最低气温、终霜冻日早于≥10℃初日的日数资料,采用线性倾向率、累积距平、t检验以及ArcGIS空间插值技术,在对近56年影响新疆杏生长发育的主要气候要素时空变化进行分析的基础上,结合杏种植的气候适宜性区划指标,对气候变暖背景下新疆杏种植气候适宜性的变化进行研究。［结果］新疆杏种植的气候最适宜区在塔里木盆地西南缘; 适宜区在塔里木盆地中西部、吐鲁番盆地腹地; 次适宜区在塔里木盆地中东部和吐哈盆地南部; 北疆大部、阿尔泰山、天山山区和昆仑山区为不适宜区。［结论］受气候变暖的影响, 1997年后较其之前,杏种植气候最适宜区、适宜区和次适宜区有不同程度扩大,不适宜区明显缩小。气候变暖对新疆杏种植总体趋于有利。     

全球变暖背景下云南省橡胶林潜在适生区的预测及变化

目的 揭示全球变暖对云南省橡胶林适生区的影响,为云南橡胶产业的健康发展提供一定的参考及支持。方法 文章以云南省橡胶林物种分布数据,气候、地形、土壤等环境变量数据为基础,运用最大熵模型（MaxEnt）,确定对云南省橡胶林分布有显著影响的主导环境因子,分析当代气候条件下云南省橡胶林适生区的分布特征,并预测未来气候变暖对云南省橡胶林适生区分布的影响。结果 （1）对云南省橡胶林分布有显著影响的主导环境因子共5项,以12月平均最高气温（51.2%）居首,其余4项依次为5月平均降雨量（10.2%）、年降雨量（9.4%）、坡度（8.8%）、1月最低气温（8.5%）。（2）云南省橡胶林适生区集中分布于西双版纳、德宏和临沧等地区,红河、普洱和保山亦有零星分布,总适生区约占云南国土面积的5.32%,且总体上,高适生区（1.44%）居中,其外侧环绕中适生区（1.25%）,再外侧环绕低适生区（2.63%）。（3）RCP4.5、RCP8.5情景下,云南省橡胶林总适生区面积均呈增加趋势,分别达到云南国土面积的13.96%、19.04%,高排放情景下的增幅更加明显。（4）两种排放情景下橡胶林总适生区的质心均沿西南—东北方向,向海拔和纬度更高的无量山、哀牢山方向迁移,且高排放情景下迁移距离更远。结论 气温变化对云南省橡胶林适生区分布影响显著,在气候变暖的情况下,橡胶林适生区面积趋于更大,且质心朝着高海拔、高纬度地区移动。在考虑气温作为主导因子的情况下,橡胶林的种植区可进一步向高海拔、高纬度区域扩展。     

近44 年关中夏季分级雨日及降水量的变化特征

[目的]通过对关中地区夏季雨日(量)进行分级研究,更深入地了解关中夏季降水变化特征及各级雨日(量)对关中夏季降水变化的贡献大小。[方法]利用1970~2013年关中地区44个气象站逐日降水资料,采用趋势分析法,Mann-Kendall检验,t-检验和GIS技术等方法对关中夏季不同等级雨日和雨量变化特征进行分析。[结果](1)关中多年平均夏季雨日空间分布均为西多东少,西北部塬区和山区丘陵多于平原,各等级雨日和对应雨量空间分布特征及变化趋势相似。(2)近44年关中夏季总雨日、小雨日(量)和大雨日(量)均呈减少趋势,夏季降雨总量、中雨日(量)和暴雨日(量)均呈增加趋势,但线性变化趋势均不显著。其中小雨日(量)和大雨日(量)分别在1989年和1985年发生突变性减少,中雨日(量)在1978年发生突变增加。(3)单站分析表明关中夏季总雨日除咸阳大部外多数呈负趋势,夏季降雨量除渭南大部外普遍为正趋势。其中大部分站点小雨日(量)和大雨日(量)为负趋势,减少显著的站点分布在宝鸡地区;中雨日(量)和暴雨日(量)普遍为正趋势。[结论]夏季总雨量的增加主要贡献者是中雨量增加,总雨日减少主要是小雨日减少引起。从长期趋势变化看,关中夏季降水强度有增加趋势。     

云南省县域农业生态效率时空分异及其影响因素

目的 云南省地形起伏度大,立体气候资源丰富,高原特色农业优势明显,测度其农业生态效率,并从农业生产条件、社会经济和自然生态环境3个维度选取10个驱动因子分析其对农业生态效率的影响程度。方法 文章运用超效率的SBM模型,基于2008—2018年云南省129个县（市、区）农业面板数据,测度县域农业生态效率,结合空间自相关模型和地理探测器模型,对云南省县域农业生态效率的时空演变、空间异质性及其影响因素进行实证研究。结果 （1）云南省县域农业生态效率整体处于中等效率水平,但呈波动下降趋势;空间上呈东西部、南北部相对高、中部低的“U”型分布格局,且东西差异大于南北差异。（2）从全局空间自相关来看,云南省县域农业生效率正相关和波动性空间集聚特征显著;从局部空间自相关来看,农业生态效率空间正相关的县域数量在逐年递减,集聚性呈下降趋势。农业生态效率高高（HH）集聚主要分布在云南省西北部及南部,向邻接县域扩散的趋势明显;低低（LL）集聚主要分布在云南省中部和东南部。（3）从影响因素看,社会经济因素仍是目前农业生态效率主要影响因素,但其作用强度不断下降,自然环境因素特别是地形起伏度解释力不断上升,不同驱动因子对其空间分异的影响差异明显,且驱动因子交互作用会增强农业生态效率空间分异。结论 云南省县域农业生态效率时空分异显著,社会经济因素是农业生态效率空间分异的主要影响因素,但地形起伏度、降水等自然生态环境因素对农业生态效率影响程度明显提升。     

云南省特色农产品产地优势研究

[目的]从产地优势入手分析云南省特色农产品的发展,以期为云南省特色农产品区域发展和产业规划提供借鉴。[方法]文章根据云南省特色农产品的年产量及其在全国的地位和发展优势,确定其主要特色农产品为茶叶、烟草、咖啡、野生菌和鲜花,采用实地调查法和统计分析法,从土壤、气候特点和交通区位等方面分析云南省主要特色农产品的产地优势。[结果]云南省四大产茶区以山地红壤为主,土壤偏酸性,温度适中,降雨充沛,湿度大,完全符合茶树的生长条件,该地具有天然的产茶优势。云南由于海拔较高纬度较低、日照充足且夏季气温偏低,对烤烟糖分积累有益,其烟碱含量相对较低,尤其是六大烤烟产区气候环境完全符合烤烟生长条件,特别适宜烤烟生长,因此云南六大烤烟产区的烤烟产量历年位居全国第一。云南省西南地区的气候条件特别符合小粒咖啡生长的要求,再加上独特的区位优势,是咖啡大量销往国内、国际两个市场。云南高温高湿的环境完全符合野生菌生长的要求,使多种野生菌在云南大量繁殖。独特的地理位置、特殊的地形地貌和良好的水热条件共同作用下,云南花卉具有周年生长的优势。[结论]云南省盛产多种特色农产品主要得益于当地独特的地理环境和土壤气候条件。根据不同农产品对生长环境的要求可将云南省优势农产品划分为滇西茶叶和烤烟产区、滇东烤烟产区、滇西南咖啡产区、滇南野生菌产区和滇中鲜切花产区5个区域。借助独特的地理环境优势发展集约化生产,云南省特色农产品必将会充分发挥产地优势,带动区域经济更好更快发展。     

从科研财务助理角度谈50号文带来的变化

[目的]利用粮食生产与天气数据估算极端天气对中国粮食生产的影响,以期对我国的粮食安全有所贡献.[方法]选取中国31个省市2002~2012年面板数据,采用固定效应自相关异方差模型(FE+AR(1)+Hetero)计算高温干旱、洪涝、低温严寒等极端天气对中国粮食生产的影响.[结果](1)粮食播种面积、农村用电量、化肥施用量是农业增产的主要因素.粮食播种面积、农村用电量、化肥施用量增加1个百分点,粮食产量分别增加0.97、0.06和0.18个百分点, 2002~2012年三者对粮食增产的贡献分别为23.55%、31.21%和21.45%;(2)农作物成灾面积增加1%,粮食产出减少0.04%, 2002~2012年农作物成灾面积减少57.75%,对粮食产出增加的贡献为7.97%;(3)在控制农业机械总动力、化肥、农药、农村用电量、农作物成灾面积后,极端高温干旱天气对粮食生产有显著的负面影响,粮食损失比例为1.98%,洪涝、低温严寒影响不显著.[结论]2002~2012年间全国各省市极端高温干旱事件共计93起,频率约为0.27,造成粮食生产额外平均损失比例约为0.53%.     

云南草果种植区域调查及生态适宜性气候因素分析

[目的]草果是一种重要的药食同源的作物,目前草果在国内外市场上供不应求,市场前景极好。随着草果社会需求量的不断增加,草果种植面积也在迅速扩大,但至今对云南草果种植区域适宜性和生产情况还缺乏系统调查和科学评价。通过对云南草果主要种植区域气候适宜性的初步评价,为云南大力发展草果产业提供参考。[方法]首先,对云南草果主要种植区域的14个县45个乡镇进行实地调查和气象资料的收集;其次,采用层次分析法(AHP)确定各指标的权重;第三,根据草果的生长习性,设定理想的草果生长标准样本,进行加权综合评分;最后,根据得分最高的县、乡气候指标作为标准点进行灰关联度分析。[结果](1)云南草果种植区域主要分布在北纬22°71'11″~27°87'53″、东经97°90'86″~105°63'33″,海拔714~2 023m,郁闭度50%左右的旱冬瓜树和核桃树等阔叶林下。同时,极端低温会造成草果的大幅度减产。(2)划分出适宜云南草果种植的3种不同气候区域的县和乡镇,最适宜区的县有马关、屏边、绿春和福贡,次适宜区的县有麻栗坡、金平、龙陵、贡山、腾冲和陇川,较适宜区的县有富宁、元阳、澜沧和泸水;最适宜区有富宁县的木央镇等8个乡镇、次最适宜区有马关县的古林菁乡等19个乡镇,较适宜区有腾冲县的猴桥镇等18个乡镇。[结论]云南草果种植区域广,以生态适宜性气候因素划分的云南草果种植乡镇的生态适宜性差异明显,研究结果对草果种植生产具有显著的指导意义。