海南岛近20年植被覆盖时空变化特征及其对气候的响应研究

基于2001-2020年海南岛MODIS NDVI数据及18个市县气温、降水数据,采用Mann-Kendall突变检验、一元线性拟合、相关分析等方法,研究了海南岛近20年植被覆盖时空变化特征及其对气候的响应。结果表明:海南岛县(市)域2001-2020年平均NDVI最大值位于白沙,最小值位于海口,各地区域NDVI值以增长趋势为主,全岛平均NDVI增长趋势在2012年前后发生突变,而后增长速度明显加快。季节平均NDVI值以琼中、五指山、白沙的较高,海口、文昌、东方的较低,全岛平均NDVI值夏季的最高;近20年来各季节NDVI值呈增长趋势,冬季的增幅最大,秋季的增幅最小。全岛月NDVI值8月的最大,2月的最小;近20年来各月NDVI值都呈增长趋势,12月的增长趋势最大,11月的最小。全岛平均NDVI的年际变化主要受气温的影响,与降水无显著相关;全岛平均NDVI的月际变化同时受气温和降水的影响,且气温的影响更为显著,NDVI值对前1个月气温的响应最强,与当月降水的相关性最高,大多数地区NDVI值与前1个月气温、当前月降水呈显著正相关。

海南保亭黎族苗族自治县康养气候宜居资源分析评价

为摸清和利用海南保亭黎族苗族自治县(简称保亭县)优质气候宜居资源,依据气象行业标准《气候资源评价气候宜居城镇》从气候宜居的气候宜居禀赋、气候不利条件、气候生态环境、气候舒适性和气候景观5个方面选取指标,对其进行综合分析评价。结果表明,保亭县全年温暖,气候舒适度评价适宜等级日数超过235 d,大气含氧量高,气候舒适宜人。年空气质量优良天数比例达99.2%;负氧离子浓度为1 508~2 553个/cm^(3),森林覆盖率稳定在84.9%及以上;地表水水质状况优良率达97.1%,气候生态环境优良。自然地理条件优越,拥有云雾、日出、彩虹等多种气象景观以及山地、热带雨林、温泉、湖泊、瀑布等地形地貌景观。无低温、霾和沙尘天气,强风日数少;易出现强降水和强对流天气,干旱风险低;台风影响有利有弊,存在一定的气候风险,但影响总体偏轻。

海南省四十年来气候变化的多时间尺度分析

利用Morlet子波变换对海南省16个站1961～2000年的逐月平均气温和降水资料进行小波分析,结果表明:二维小波系数图可以清楚地显示出气候变化在不同时间尺度上的演变特征,并能对未来的气候演变趋势作出定性估计.小波方差图显示海南省逐月平均气温存在1.3～5.3年、7.5～10.7年的显著周期;逐月降水存在1.3～7.5年、10.7～21.3年的显著周期.气温和降水在不同时间尺度上的小波系数变化曲线图揭示了气候的长期和短期变化趋势有很大不同.

海南省自动站气温观测资料评估及气候订正研究

通过海南省16个气象台站2004～2005年自动站与人工并行观测气温资料的对比分析,根据相关标准对海南省自动站气温资料进行了评估。分析表明:海南省自动站与人工观测气温的偏差有日变化和季节差异。产生偏差原因有观测仪器的系统性偏差、观测仪器对气温变化响应的灵敏度、观测时间的差异、太阳辐射对观测仪器的影响等。建立了海口自动站与人工观测气温值之间的经验换算关系,为气候资料的前后连续性使用提供了订正的思路和方法。

ENSO对海南省气候的影响及其年代际变化

利用赤道东太平洋Nino3区海温(SSTA)、海南省季降水量、平均气温和热带气旋(TC)个数等资料,研究ENSO对海南省气候的影响。结果表明,ENSO对海南省各季降水量、平均气温和TC有不同程度的瞬时影响和滞后影响,但以滞后影响为主。这种关系还存在明显的年代际变化。在短期气候预测业务中参考ENSO的作用时必须充分考虑年代际背景的关系。

1969—2008年海南省雾的气候特征与变化趋势

利用海南省1969—2008年观测资料,对海南雾的时空分布气候特征及变化趋势进行分析,并利用观测的最低气温、相对湿度资料和NCEP/NCAR再分析资料对海南雾日数变化的成因加以分析。结果表明,海南雾日数在中部山区出现最多,其次是北部地区,南半部沿海地区则极少有雾出现;雾主要出现在9月至翌年3月,年雾日数呈减少趋势;最低气温升高是引起雾日数减少的主要原因,雾日数的减少与相对湿度的减小也是一致的;秋冬和初春季节夜间气温低,有利于雾的形成;海拔越高的地区,气温越低,则生成的雾越多;雾日数显著偏多年份850hPa大陆高压偏弱,偏少年份偏强;雾日数显著偏多年份500hPa西太平洋副高强度偏弱,范围偏小,偏少年份则相反。

盛夏海南岛防区台风累积动能气候异常特征分析

利用1981—2018年CMA-STI热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析资料和OA Flux3潜热通量数据,分析了盛夏海南岛台风累积动能(Accumulated Cyclone Energy,ACE)气候特征及异常年大气环流形势和相关物理量特征。结果表明:1981—2018年盛夏海南岛ACE呈先下降后上升的变化趋势,同时具有明显年代际特征,2010年后存在准2 a显著周期。盛夏ACE偏高(低)年,西太副高偏大(小)偏强(弱)偏西(东),其南侧伴有偏强(弱)的季风槽,台风北侧对流(不)活跃;低层防区内存在异常气旋式切变(反气旋式环流),海南受偏东(西)异常气流影响,有利(不利)于对流、水汽等向台风环流并入而加强(削弱)台风,120°~130°E越赤道气流(不)活跃;菲律宾以东至南海高空抽吸作用偏强(弱),盛行异常上升(下沉)运动,且环境风垂直切变偏小(大);东海—日本海潜热通量偏小(大),热带西太平洋及南海低层为水汽辐合(散)区。

海南岛新旧气候态下气候的差异及其影响

利用1966—2022海南岛18个国家气象观测站的气温、降水和日照观测数据,对比了新气候态(1991—2020年)和旧气候态(1981—2010年)下海南岛的气温、降水及日照时数的差异特征,并分析了气候态更替对气候业务的影响.结果表明:(1)新气候态下海南岛各地较旧气候态偏暖,年平均气温增幅呈北半部高南半部低的空间分布,年平均最低/最高气温也偏高,其中平均最低气温的增幅最大,各月气温一致性偏高,不同阈值高温日数均增多;(2)新气候态下大部分地区的气候较旧气候态下的气候偏湿,新旧气候态差异呈月际非均一性和空间不一致性特征,冬季和夏季偏湿,夏季增湿最显著,春季和秋季偏干,新气候态下海南岛的暴雨、大暴雨及以上等级的极端降水发生概率增加;(3)新气候态的年日照时数总体少于旧气候态的年日照时数,且各月变化分布不均匀;(4)气候态更替对海南岛气候影响评价、气候预测业务以及服务都造成一定影响,尤其对于差异较大的地区和月份.

农产品气候品质认证研究——以海南省琼海市莲雾为例

基于海南岛18个国家基本气象站1961~2017年的观测数据和部分区域自动站2016~2017年的气象观测数据,结合2016~2017年生长季的海南省琼海市‘泰国黑金刚’莲雾的品质检测数据,分析莲雾不同生育期的气候条件对莲雾品质的影响,从种植区历史气候背景和当年莲雾生长季气候条件两方面,选取了气候品质认证指标,构建了气候品质认证模型,并确定气候品质评价等级标准,实现了从气象学角度对莲雾品质进行量化评价。研究结果有效地提高了莲雾的品牌价值和市场竞争力,也为其他热带水果气候品质认证提供了参考依据,拓展了气象为农服务的领域。

海南省现代气候业务系统建设与应用

海南省现代气候业务系统是一个综合性业务平台,整合了历史数据、自动站实时数据以及预测数据,主要包含要素统计分析、气候监测、气候预测和气候资料分析以及产品制作等子系统。较以往业务系统相比,实现了数据自动入库、监测业务半自动化,并增添了许多新功能,便捷进行数据分析、绘图和产品制作,实现了气候资料信息化处理。

海南省气候业务系统简介

介绍海南省气象业务系统的总体结构及各子系统的功能。

海南省旅游气候资源评价系统的设计与应用

本文基于海南气象站的观测数据,利用温湿指数、风效指数和基于二者及海南旅游气候资源实际情况构建的综合舒适度指数、旅游气候指数等对海南旅游气候资源进行了评价,在此基础上利用JDK1.6平台,采用Java高级语言设计和开发了海南旅游气候资源评价系统,该系统能够实现对任意时段海南旅游气候资源的评价,并可查询海南地面气象观测站的观测数据、未来30天的气温、降水等预报信息;该系统可使人们及时地了解海南旅游气候资源的分布及其变化情况,能够为海南旅游气候资源的开发利用和相关部门的决策提供技术支撑.

海南两系杂交稻制种关键发育期气候风险区划

为了对海南两系杂交稻制种关键发育期进行精细化气候风险区划,对海南两系杂交稻制种产业区域布局提供指导,利用2006—2020年海南岛南部8个市县144个区域气象站的资料,在数据质量控制的基础上,根据两系杂交稻制种的气候风险等级指标,制定海南岛两系杂交稻制种关键发育期气候风险区划。结果表明,不育临界温度22℃时,两系杂交稻制种综合气候低风险区分布于昌江、东方、乐东、三亚、保亭、陵水和万宁;不育临界温度23℃时,两系杂交稻制种综合气候低风险区分布于东方、乐东、三亚、保亭和陵水大部分地区;不育临界温度23.5℃时,两系杂交稻制种综合气候低风险区分布于乐东、三亚和陵水大部分地区;不育临界温度24℃时,两系杂交稻制种综合气候低风险区分布于乐东、三亚和陵水沿海地区。所构建的气候风险区划可为海南两系杂交稻制种种植规划提供有效借鉴,对南繁扩种具有一定的指导意义。

基于区域自动气象站的海南岛暴雨气候特征分析

基于2011―2020年海南岛18个国家气象观测站和300个区域自动气象站的逐日降水资料,对区域站不同等级暴雨的时空分布特征进行了分析,并与国家站进行若干对比。结果表明:(1)区域站的降水量与国家站均呈正相关关系,并通过α=0.01显著性检验,区域站各等级暴雨主要发生在汛期5―10月,发生频率占全年的85.3%~89.1%;各等级暴雨频率均为双峰型分布,其中暴雨和大暴雨的主峰月出现在10月,特大暴雨在8月,次峰月分别出现在8、7和4月。(2)区域站各等级暴雨均以局地为主,占各等级暴雨总数的88.4%~90.0%,小范围各等级暴雨占9.4%~10.2%,区域性以上各等级暴雨极少发生;不同范围的暴雨、大暴雨主要发生在汛期,特大暴雨只在7―11月的局地或小范围出现。(3)区域站一年四季均有持续1 d的暴雨和大暴雨发生,持续3 d的特大暴雨及持续3 d以上的大暴雨和特大暴雨全年未出现过。(4)区域站汛期各月各等级暴雨日数和日最大降水量均具有不同的空间分布特征,其中暴雨和大暴雨日数次多和最多的9、10月,基本表现为东多西少的分布;特大暴雨在8月范围最大,主要出现在西北部地区。(5)区域站在时间和空间上均能观测到更多、更强的极端强降水。

海南岛冬季瓜菜寒害气象指标及发生规律研究

利用海南岛18个气象站的1971—2020年冬季(12月至翌年2月)气象数据和灾情资料,构建考虑阴雨寡照影响、能量化寒害过程影响程度且具备生物学特征的冬季瓜菜寒害气象指标。在此基础上结合Mann-Kendall趋势检验法和ArcGIS技术,得出海南岛冬季瓜菜寒害时空变化规律。结果表明:冬季各月及各月轻至重度瓜菜寒害发生概率较高的地区主要分布在海南岛西北部和中部,出现概率较低的地区主要分布在西部、南部、东部沿海一带。冬季各月瓜菜寒害均主要以轻、中度等级为主,二者占比高达88.3%。3个月中,1月瓜菜寒害发生次数最多(占比达48.6%),瓜菜轻至重度寒害亦均在1月出现最多(占比分别为50.2%、43.4%和40.2%)。近50年海南岛冬季各月瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点占多数(占比分别为83.3%、94.4%和72.2%),各月不同等级瓜菜寒害中除2月重度瓜菜寒害年发生次数呈增加趋势的站点较多(占比38.9%)外,其余等级瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点亦占多数(占比61.1%~88.9%)。冬季各月不同等级瓜菜寒害的影响范围均按寒害轻至重顺序明显缩小。3个月之间相比,12月和2月瓜菜寒害影响范围接近且明显小于1月,轻度和中度寒害影响范围月之间亦表现出类似规律,重度寒害影响范围12月和1月接近且明显大于2月。近50年海南岛冬季各月及各月所有等级瓜菜寒害影响范围均在缩小。总体而言,近50年海南岛冬季瓜菜寒害年发生次数减少、影响范围缩小,对海南岛冬季瓜菜种植有利。但2月东、中、西部地区瓜菜重度寒害年发生次数在增加,需加以关注。

海南省低温阴雨的气候特征及结束期预报

根据海南省低温阴雨标准对各站记录起始年至1997年的12月至翌年2月逐日平均气温、极端最低气温、日照及降水资料进行统计分析，得出了一些有意义的结论，并利用均生函数模型作低温阴雨结束期预报。

海南两系杂交稻制种适宜区域与时段选择

掌握两系杂交稻在海南制种的气象灾害风险,是科学合理安排两系杂交稻制种生长期的重要依据。针对两系杂交水稻制种过程中的3个关键阶段(育性敏感安全期、抽穗扬花授粉安全期和灌浆安全期)的气象灾害概率进行分析,通过数据分析和实例验证得出各地区制种的安全时段,以及需重点考虑的气象灾害。海南两系杂交水稻育性敏感安全期可安排在3月上旬至4月中旬,三亚、陵水地区从3月上旬开始;乐东、东方、昌江从3月下旬至4月上旬开始;临高在4月中旬至下旬左右,不同界限温度变化略有先后。各地花期的阴雨天气较为随机且概率较小;临高、昌江地区制种重点关注灌浆安全期干热风等危害,提早播种。目前海南水稻制种区域和时段合理,可根据不育系材料不育起点温度阈值和耐受低温时间长短,适当调整播种时段。

基于MODIS数据的三种植被指数在海南岛植被监测中的适用性研究

在大力推进生态文明建设背景下,开展植被指数在海南岛植被监测中的适用性研究具有重要参考价值。基于海南岛2001—2020年中分辨率成像光谱仪(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)提取的归一化植被指数(Normalized Differnce Vegetation Index,NDVI)、增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)、差值植被指数(Difference Vegetation Index,DVI)数据,海南岛18个国家气象观测站逐月平均气温和降水量数据,以及2015、2017年海南省地表覆盖数据,利用一元线性拟合、均方根误差分析、相关分析等方法开展了NDVI、EVI、DVI 3种植被指数在海南岛植被监测中的适用性研究。结果表明:(1)3种植被指数中,EVI对基于海南岛地表覆盖数据提取的植被覆盖面积的拟合效果最好,均方根误差占实际均值的9.57%。(2)3种植被指数中,EVI最能反映海南岛植被的季节变化特征,2月开始缓慢增加,8月达到峰值后缓慢下降,次年2月降至最低;EVI值域分布最广,最能反映不同茂密程度植被的覆盖状况,能更好克服NDVI在高植被区易饱和的问题;EVI与气候因子的相关性最大,最能反映植被对气候的响应特征。(3)综合评估3种植被指数对海南岛植被覆盖面积的拟合效果,对植被季节变化、茂密程度的表征能力,确定最适合表征海南岛植被特征的植被指数为EVI。

厄尔尼诺事件的类型、强度对海南岛秋汛期降水的影响

利用1961—2018年逐月Ni?o关键区海温指数资料、NCEP/NCAR再分析资料及国家气象观测站降水量资料,在定义了厄尔尼诺事件的类型和强度的基础上,利用相关分析和合成分析方法,分析了近58年厄尔尼诺事件的不同类型和强度对海南岛秋汛期降水的影响及其相应的大气环流和水汽输送场的差异。结果表明,厄尔尼诺事件总体有利于海南岛秋汛期降水偏少,但存在类型和强度上的差别。其中轻度中部型厄尔尼诺事件年全岛平均降水量偏少32.5%,偏少概率较气候概率上升了25.0%,降水异常的空间分布表现为西南局部地区的偏多、其余地区的偏少;中等及以上强度东部型厄尔尼诺事件年降水量平均偏少21.7%,偏少概率上升了11.7%,轻度东部型厄尔尼诺事件年降水量平均偏少15.8%,偏少概率上升了7.5%,两者的降水异常空间分布为一致性偏少。海南岛秋汛期降水异常与大气环流和水汽输送密切相关。不同类型和强度的厄尔尼诺事件年可能主要通过影响沃克环流的位置、强度的不同程度变化,造成风场、位势高度场、海平面气压场、垂直速度场、水汽通量及其散度场响应程度上的差异,最终使海南岛秋汛期降水发生不同程度的减少。

海洋休闲渔业气象服务技术研究--以海南海钓气象服务为例

近年来,随着传统渔业的结构转型,海洋渔业和旅游业融合发展形成了一种新的旅游形态--海洋休闲渔业,海钓就是其中一种形式。海南作为我国所辖海洋面积最大的省份,在休闲渔业旅游开发方面有着得天独厚的优势,海钓旅游资源丰富。作为一项户外休闲运动,海钓过程重度依赖天气,在游玩体验上天气状况直接影响着行程的舒适与否。通过调查问卷的统计、气象数据的分析得出海钓舒适度指数,以期让游客可以合理安排出行、获得良好的旅游体验,也可以为政府的旅游宣传和决策提供技术依据,促进海钓项目的发展,为海南休闲渔业的转型研究提供参考。