塔城市近53年玉米生育期气候要素变化趋势分析

[目的]探究新疆塔城市玉米生育期气候变化特征,包括气候因子(气温、降水、日照时数、积温和潜在蒸散量)趋势变化特征、突变特征和周期特征。[方法]文章选取1961~2013年的气象观测资料进行研究,运用趋势分析法、Mann-Kendall突变检验法、小波分析法。[结果]塔城市玉米生育期气温和降水年际变化呈明显的增加趋势,而风速、日照时数和相对湿度呈缓慢减少趋势;从相对湿润指数来看,玉米生育期表现湿润化趋势。平均最高气温、积温的突变结果分别表明在1995年、1996年发生增加突变特征,平均风速和相对湿度分别在1997年、2008年发生减少突变趋势;周期变化特征结果显示,平均最高气温、积温大致存在多个尺度的周期特征,即30年的大周期和15年的小周期尺度。[结     

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。     

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.     

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。     

讷河市近35a气候特征变化分析

本文通过对讷河国家气象观测站近35a(1981-2015年)的地面观测资料(温度、降水、积温、日照、无霜期)进行整理,运用统计分析的方法查找出近35a讷河市光、热、水气候资源变化规律.结果表明:讷河市热量资源(气温和积温)总体呈上升趋势,气温每10年上升0.445℃,≥10℃积温总体呈上升趋势,无霜期延长;水资源(降水量)波动存在一个3-5年的变化周期;光资源(日照时数)季变化按照春季-夏季-秋季-冬季递减,年代变化线性趋势略呈减少.     

辽宁省蒸发量变化特征及其成因分析

[目的]为农田土壤水分监测农业水平衡研究提供依据。[方法]采用1951—2017年辽宁省各气象监测站气象资料,运用数理统计方法,研究辽宁省蒸发量气候变化特征以及蒸发量的影响因子。[结果]辽宁省蒸发量以及气候倾向率地域分布特点是自西北向东南递减;3—8月蒸发量明显减少,是年蒸发总量减少的主要贡献时段;9月至翌年2月呈弱增加趋势。春夏季明显减少,秋冬季变化趋势不明显。年蒸发量倾向率为-22.98mm/10年,并在2002年气候突变,突变之后平均减少159mm。辽宁西北部丘陵区减少趋势最显著,气候倾向率为-30.90mm/10年;中南部平原沿海区气候倾向率为-19.33mm/10年;辽宁东部山区减少趋势不明显。平均最低气温、气温日较差、日照时数、风速等主要影响因子对蒸发量的贡献率达到85.8%。[结论]辽宁省蒸发量时空分布差异性明显,东部、中部、西北部3个不同气候区,各区蒸发量变化特征不同;蒸发总量的减少,其各月变化不同;因此,在研究农田水分平衡、水循环、水资源评价时蒸发量的时空分布尤为重要。     

1960~2013年白龙江流域地表湿润指数演变特征

基于白龙江流域研究区1960-2013年逐日气温、风速、太阳总辐射、相对湿度、日照时数和降水数据,应用了Penman-Monteith模型并结合线性趋势、Morlet小波分析及Mann-Kendall检测等方法对研究区地表湿润指数的时空演变特征进行了分析。结果表明:近54年来,白龙江流域地表湿润指数总体在波动中呈增加趋势,其变化倾向率为0.07/10年,气候总体趋于湿润化,其中变湿增幅以20世纪70年代最大,但20世纪90年代和21世纪初,地表湿润指数呈减少趋势;流域内地表湿润指数空间分布格局也存在一定差异,表现为上游、中游、下游地表湿润指数变化倾向率分别为-0.02/10年、0.16/10年和0.08/10年;从多年平均值来看,白龙江流域中下游区域地表湿润指数总体明显高于上游地区。此外,白龙江上游、中游、下游及流域地表湿润指数的主周期分别为16年、20年、15年和7年。突变分析显示,流域地表湿润指数在1983年左右发生突变,多元回归分析表明日照时数和太阳总辐射是影响白龙江流域地表湿润指数变化的主要气象因子。     

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。     

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。     

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。     

呼伦贝尔植被蒸散发时空变化研究

［目的］蒸散发是影响陆地和大气系统能量交换过程的关键因素,也是评价陆地生态系统的重要指标。文章运用中分辨率成像光谱仪(MODIS MOD16A2和MOD13A1)产品数据,并结合中国气象数据共享网的气象数据,估算了2008—2017年呼伦贝尔植被的蒸散发量,并在年度和季节两个时间尺度开展了植被蒸散发时空变化分析。［方法］运用变异系数(CV)和突变检验法(Mann Kendall）,研究2008—2017年呼伦贝尔地区年际和季节蒸散发时空变化趋势。使用Pearson相关分析法,对呼伦贝尔地区季节尺度的蒸散发与归一化植被指数(NDVI)、各气象要素进行相关分析。［结果］2008—2017年呼伦贝尔地区蒸散发呈上升趋势,蒸散发值较大的月份为3月、8月和11月,蒸散发主要集中在5—10月份。变异系数的空间分布较均匀,平均变异系数为038,变异系数变化幅度较大的区域主要集中在呼伦贝尔北部,CV值均在1～265。CV变化幅度较小的区域主要分布在呼伦贝尔中部和南部,CV值在041～084。从年际变化趋势来看, 2013年为一个蒸散发突变年; 根据呼伦贝尔月份变异系数的计算,从1—12月变异系数幅度变化较大,说明呼伦贝尔ET变异剧烈。呼伦贝尔月份平均CV值是1,草原区的CV平均值是096,森林区的CV平均值是104,农区的CV平均值097。植被蒸散发与气象要素关系分析表明：蒸散发与气温、水汽压、NDVI、降水、日照时数呈显著正相关关系。［结论］2008—2017年呼伦贝尔地区蒸散发总体呈上升趋势,从整个季节变化来看,蒸散发起伏变化趋势明显,波动变化较大。从空间分布上来看,总体表现为呼伦贝尔南部的蒸散发大于北部。蒸散发主要集中在4—10月份,多年的低值出现在5月。不同区划类型平均蒸散发量由大到小依次为草原区＞农区＞森林区,全区的蒸散发变化趋势与农区变化趋势较为一致。正相关性强度依次为气温＞日照时数＞NDVI＞水汽压＞降水＞风速。     

1958~2012年河西走廊风能资源时空变化特征及影响因素分析

河西地区是我国重要的风电基地,研究河西地区风速、有效风速时数、有效风能的变化及其影响因素,可为风能资源的开发提供基础参考。文章基于1958~2012年河西地区13个气象站月、日值平均风速,月平均(最低、最高)气温数据,采用M-K非参数检验法、 IDW插值法等对近55年风能资源时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明：河西地区年平均风速自西向东递减(-1．25~-7．04);各季风速减幅春季>夏季>冬季>秋季,不同站点变化趋势差异较大;各月平均风速4月最大(3．5m/s),除乌鞘岭、马鬃山外,各站均呈减小趋势;有效风速时数分布高海拔地区>走廊西部>走廊东部>走廊中部,年、季节有效风速时数以减少趋势为主;河西地区多年平均有效风能空间分布高海拔地区>走廊西部>走廊东部>走廊中部,年有效风能除乌鞘岭增加外,其他站点均为减少趋势,减幅为走廊西部>走廊东部>走廊中部。河西地区气候变暖特别是平均气温的显著升高及大尺度大气环流系统的变化是平均风速和有效风速时数减小的主要因素。     

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。     

标准化降水蒸散指数在华北平原的适用性分析

[目的]明确被广泛应用于农业气象研究的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)在华北平原的适用性,能够为区域减灾和可持续发展提供科学依据。[方法]利用1961—2015年华北平原气象观测资料,使用Penman-monteith模型,计算了标准化降水蒸散量指数(SPEI),从数理统计、土壤湿度、农作物受灾面积等方面综合分析了SPEI在华北平原地区的适用性和对干旱的评价能力。[结果](1)华北平原地区SPEI与10~20cm土壤相对湿度呈现显著正相关关系,SPEI值越大,气候越湿润,土壤湿度越大。(2)同一时间尺度下,不同地区SPEI与农作物受灾面积呈显著的正相关,相关系数由弱到强分别是河南省<山东省<河北省,而各地区的水稻种植面积由少到多依次为河北省<山东省<河南省,灌溉对潜在蒸散量计算结果干扰较大,SPEI对水稻种植区域的历史干旱识别不灵敏;(3)文章计算的SPEI能够与历史同时期发生的、厄尔尼诺引发的干旱事件很好地对应起来,华北平原地区整体呈不显著的干旱化趋势,各年代差异较大。[结论]综合考虑了气温、风速和日照时数计算的SPEI,年尺度和季节尺度能够与典型站点典型年份的干旱事件很好地对应起来,与土壤水分监测数据和农作物灾情数据有显著的相关性,能够较好反映干旱严重程度,经过数理统计检验的SPEI适用于华北平原地区干湿变化的研究,但同时也要注意灌溉农业区的特殊水热状况,做出合理的分析调整。     

社会经济及气象因素对水稻产量的影响研究——以三江平原为例

[目的]系统分析三江平原水稻产量的影响因素,对指导三江平原农业生产和耕地保护及减少未来粮食安全风险具有现实意义。[方法]文章利用1988—2018年三江平原水稻产量、气象观测和社会经济数据,结合利用经济学模型——柯布-道格拉斯生产函数和统计学方法 Lasso回归模型,分别分析社会经济因素和自然因素对三江平原水稻产量的影响。[结果]（1）在社会经济因素方面,单位面积农村用电量和农业科研经费投入的单位面积增产效应比较明显,单位面积劳动力投入和化肥施用量对水稻产量具有负效应。（2）在自然因素方面,生长季内平均最低气温和平均日照时数对水稻产量有正向影响,生长季内总降水量和平均日相对湿度对水稻产量有负向影响。[结论]为水稻生产提供政策建议：可以通过合理施肥、加大机械化和农业科技创新的投入来提升水稻产量。同时,适当人工增加光照时间和加强冻害防治对提高水稻产量也具有重要意义。     

基于MODIS EVI时间序列的冬小麦长势监测

该文探讨了MODIS EVI序列与作物生长过程的互动规律,利用EVI序列分析影响冬小麦生长过程的气象因素。结果显示,冬小麦抽穗期EVI值及冬小麦返青期至收获期EVI积分值与作物产量之间有很好的相关性。冬小麦抽穗期EVI值与冬小麦产量的相关性体现了作物营养生长阶段的发育状况,可以利用抽穗期作物EVI早期预测作物产量;EVI曲线的积分值能综合反映作物整个生长发育过程,可以根据这一规律对农作物产量进行估算。冬小麦生育期内EVI均值与平均温度、降水量、日照时数相关性分析结果显示,温度和降水是冬小麦生长的主要限制因子,其中温度起主导作用。     

50年来兰州市景观演变及生态影响

根据建国以来兰州市景观演变的特点,把其分成了3个阶段,即:水平扩展阶段、更新扩展阶段、差异更新扩展阶段;并进一步以气温、土壤、相对湿度和风速等4个生态环境因素对兰州市由于景观演变而引起的生态效应进行了分析,得出兰州市生态环境日趋恶化的结论。