多尺度视角下广东臭氧时空分异特征及驱动因素

鉴于近地面臭氧(O_(3))浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征,本研究基于2015~2022年广东地区O_(3)监测数据和同期气象资料,利用围绕中心点分割(PAM)聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(GAM)等手段,探讨了不同区域多时间尺度O_(3)浓度的变化特征及驱动因素.结果表明:广东地区近地面O_(3)存在跨行政区划的区域性特征,通过对O_(3)数据聚类分析可以划分出8个子区域;O_(3)浓度时间序列经尺度分离后,短期分量对总方差贡献最大,其次为季节分量;气象因子与O_(3)浓度变化的关系受到时间尺度和区域差异的影响;经气象调整后的O_(3)峰值浓度序列大多在2016年或者2017年后呈现下降的态势,珠三角地区是O_(3)污染的突出区域,由不利气象条件和人为排放共同引起;O_(3)浓度时间序列的长期分量大多呈现波动上升的趋势,人为排放虽然是O_(3)浓度的主要贡献,但气象条件才是驱动O_(3)浓度变化的主导因素.本研究结果进一步提示O_(3)污染防控工作需要因时因地制宜,建立基于气象状况变化的前体物减排预案对O_(3)污染防控具有重要意义.

华北平原夏玉米潜在产量时空演变及其对气候变化的响应

华北平原是我国的粮食主产区,为探讨气候变化可能对该地区粮食产量产生的影响,本文以中国科学院青藏高原研究所的中国区域地面气象要素数据集为基础,对作物生长模型WOFOST(WOrld FOod STudy)进行面域化,模拟华北平原1979—2015年夏玉米的生长情况;利用一元线性回归、经验正交分解(EOF)分析了华北平原夏玉米潜在产量的时空变化,利用逐个栅格相关性分析、奇异值分解(SVD)分析了华北平原不同区域夏玉米潜在产量与全生育期、吐丝前和吐丝后平均温度及日均太阳总辐射的相关性。结果表明,研究区夏玉米潜在产量大致呈现从南向北逐渐升高的特点,大部分地区夏玉米潜在产量为7 000~9 000 kg?hm^(-2);研究区西北部夏玉米潜在产量波动较大,波动较小的地区在北京南部、天津以及河北中部一带,标准差在500 kg?hm^(-2)以下;研究区西北部及河北唐山北部以及山东半岛东部夏玉米潜在产量呈上升趋势,这些地区的夏玉米潜在产量上升幅度大部分在200~600 kg?hm^(-2)?(10a)^(-1);研究区的其余大部分地区夏玉米潜在产量呈下降趋势,其中河北中南部、天津、鲁西北以及皖北的部分区域下降较明显,变化幅度在-250 kg?hm^(-2)?(10a)^(-1)左右。河北西部和东北部、北京西北部以及山东中部和东部等地区的夏玉米潜在产量与气温具有较显著的相关关系,相关系数在0.9以上,这些地区的夏玉米潜在产量在过去37年呈上升趋势,表明这些地区夏玉米潜在产量的增加可能是由气温上升导致的。北京东部和南部、天津、河北中南部及秦皇岛唐山南部、山东、河南东部、皖北和苏北等地区的夏玉米潜在产量与太阳总辐射具有较好的相关关系,相关系数在0.8左右,其中,吐丝后通过显著性检验的区域较吐丝前大,相关系数也较吐丝前大,该区域大部分地区夏玉米潜在产量呈下降趋势,可能是由该区域太阳总辐射下降导致的,且总辐射的下降主要对夏玉米的生殖生长阶段构成影响。总的来说,研究区夏玉米潜在产量上升的区域与温度的上升有关,温度的变化是这些地区夏玉米潜在产量变化的主导因子;研究区夏玉米潜在产量下降的区域与太阳总辐射的下降有关,太阳总辐射的变化是这些地区夏玉米潜在产量变化的主导因子。因此,气候变化背景下针对华北平原不同地区制定不同的合理应对措施显得尤为重要。

DFC3型光电式数字日照计与暗筒式日照计观测数据的差异分析——以电白国家基准站为例

该文对电白2019年7月—2020年6月的人工与自动观测日照数据作对比分析,特别是对日出日落时段的日照数据差异进行较详细的分析。结果表明:自动观测日照总时数稍小于人工观测日照总时数;两者有较好的一致性,月日照总时数显著相关,呈现出一定的季节性差异;逐日日照差值主要集中在-1~1 h之间;在日出日落时段,较低能见度和较大相对湿度对人工观测日照数据有较大影响;在气温较高、云系变化快的季节和时段,人工操作不当可能加大与实况的误差,使得人工观测日照数据比自动偏多;在阴雨天或日出日落时段,受自动仪器灵敏度更高及人工操作影响,人工观测日照数据比自动偏少。由此可见自动仪器明显比人工精度高、性能稳、更加灵敏。建议在进行该要素质控和误差订正时,应分不同时段不同天气状况进行。

1951—2020年广州地区极端气温指数年月尺度变化研究

根据广州国家基本气象站1951—2020年的逐日气温资料,采用线性趋势法、距平及累积距平法和Mann-Kendall检验法,对WMO推荐的16种极端气温指数中的13种以及2种结合本地实际的新的极端气温指数共计15种指数进行计算,从月尺度和年尺度分析广州地区各极端气温指数随时间变化的趋势和突变年份,并对以往研究中较少探究的基期的选择对相对极端气温指数的结果影响进行了对比分析。(1)从年尺度看,广州地区近70 a的夏日日数SU25、酷热日数SU35、热夜日数TR20、非常热夜日数TR26、最高气温TXx、最低气温TNn、最低气温最大值TNx、相对暖夜日数TN90p、暖昼日数TX90p、显著偏暖持续指数WSDI均呈现明显的上升趋势,相对冷夜日数TN10p、冷昼日数TX10p和偏冷持续指数CSDI呈现下降趋势,气温日较差DTR和最高气温最小值TXn变化趋势不明显;(2)新的极端气温指数SU35和TR26的上升速率明显大于SU25和TR20的上升速率,能更好地反映近70 a昼夜体感炎热日数呈现极显著的上升趋势,更加符合评估气候变化对当地生产生活的影响;(3)从月尺度来看近70 a广州地区的暖系列极值气温指数TXx和TNx在夏季出现了明显的上升;相对极端气温指数TX90p在广州地区气候学意义的夏季(4—10月)的上升趋势除了5月以外均达到极显著水平;广州地区夏季相对暖(热)昼的上升是导致全年相对暖(热)昼上升的主要因素,这与国内大部分地区冬季升温较为明显的结论有所不同;(4)以三个不同基期(1961—1990年/1971—2000年/1981—2010年)的选择对相对极端气温指数的计算结果影响发现,基期的不同选择对相对极端气温指数的计算结果有一定影响,但不影响其变化趋势;(5)突变分析显示广州地区近70 a的SU25、SU35、TMAXmean(平均最高气温)、TXx和TX90p的突变发生在1997年前后;TR20、TR26、TMINmean(平均最低气温)、TNn、TNx、TN10p、TX10p和TN90p的突变发生在1985年前后;结果符合全球气候变化的大趋势,可以为广州地区应对气候变化和预防极端天气灾害提供科学的理论依据和参考。

基于GIS技术的山西忻州精细化酥梨气候区划

根据酥梨生长发育对气候条件的要求,分析并确定了山西省忻州市种植酥梨合理布局的关键气候因子和气候区划评分标准,即年平均气温、1月份平均气温、夏季(6—8月)平均最低气温和年降水量4个关键气候因子,以此作为划分山西忻州酥梨种植布局的气候区划指标。为了消除边缘效应的影响,采用忻州市15个气象台站和周边县市16个气象台站1981—2010年的气候资料及对应站点的地理基础信息数据,应用趋势面和多元回归分析方法建立气候区划指标因子的空间模拟推算模型,并利用GIS技术对气候区划要素进行细网格推算和残差订正计算。最后通过重分类方法评判、赋分制作出山西忻州酥梨气候区划图,划分出最适宜、次适宜和不适宜的3个种植区。这样做,为忻州趋利避害合理发展酥梨生产,进一步科学地优化农业产业结构,合理布局酥梨种植提供了参考依据。

基于遥感的灌溉耕地制图方法研究进展

准确的灌溉耕地位置分布信息是地球系统科学和气候变化等研究领域的基础,它关乎我们国家的粮食安全和水资源安全,对水循环、能量循环研究具有重要的意义。遥感灌溉耕地制图研究主要分为局地研究、区域研究和全球研究三类。目前,基于遥感的灌溉耕地制图研究大多数都集中在局地尺度上,其中,目视解译法和数字图像分类法是在局地尺度研究中最常见的方法;在区域尺度上,最常见的手段是使用中等分辨率的卫星图像进行多时段的时间序列分析,从而实现灌区地图的绘制;当前全球尺度的灌溉位置分布研究工作,由于在数据获取方面受到的的客观限制,使其在灌溉分类结果上存在较大的不确定性。近年来,国际国内出现了一些灌溉产品,由于各种原因,这些灌溉产品存在精度不高、分类不可靠等问题。然而,由于技术的进步,数据融合技术、微波遥感技术及大量其他辅助数据在大区域绘制灌溉地图方面提供了更大的可能性。为此,极有必要系统回顾灌溉耕地识别制图研究的发展历程,总结当前研究的现状及存在的不足,为进一步开展灌溉耕地制图方法研究和提高灌溉识别精度提供参考。

基于GIS技术的山西忻州精细化酥梨气候区划

本文根据酥梨生长发育对气候条件的要求，分析并确定了山西省忻州市种植酥梨合理布局的关键气候因子以及气候区划评分标准，即年平均气温、1月份平均气温、夏季（6—8月）平均最低气温和年降水量4个关键气候因子，作为划分山西忻州酥梨种植布局的气候区划指标。为消除边缘效应的影响，采用忻州市15个及周边县市16个气象台站1981—2010年的气候资料以及对应站点的地理基础信息数据，应用趋势面和多元回归分析方法建立气候区划指标因子的空间模拟推算模型，并利用GIS技术对气候区划要素进行细网格推算和残差订正计算。最后通过重分类方法评判、赋分制作出山西忻州酥梨气候区划图，划分出最适宜、次适宜和不适宜3个种植区。为忻州趋利避害合理发展酥梨生产，进一步科学地优化农业产业结构，合理布局酥梨种植提供了参考依据。

广东省历史气象报表文件的数据库存储与服务

采用C/S架构,使用Java语言,在基于文件传输协议的气象数据流式处理平台的基础之上,开发了一组解码入库程序,将7种广东省历史气象报表文件写入到MySQL数据库进行存储,形成了包含有4类、8种气象资料的广东省审核气象历史资料专题库数据集,并通过广东省气象局的IDEA接口平台对数据进行管理,实现数据的权限控制与数据服务。该数据集具有高准确性、高系统性和高完整性的特点,能够在气象业务和科研领域的多个方向中发挥较高的应用价值。

1978—2020年我国有效灌溉面积时空变化特征

为准确评估我国不同地区有效灌溉面积的变化情况,采用趋势分析及常规数理统计方法,对1978—2020年我国31个省级行政区(统计数据未含港、澳、台地区。下同)的有效灌溉面积及相关农业统计数据进行研究,探究我国有效灌溉面积时空变化特征。结果表明:(1)1978—2020年我国有效灌溉面积总体不断增加,增加趋势的倾向率达到了631.5×10^(3)hm^(2)/a,有效灌溉面积与粮食总产量的相关系数达到0.96(P<0.001);(2)我国大部分省区市有效灌溉面积呈现出增加的趋势,其中东北地区增加最为明显,黑龙江省是全国有效灌溉面积增加最明显的省份,河北、内蒙古、山东、江苏、安徽、河南、湖北、湖南、新疆、贵州和云南有效灌溉面积增加也较为明显;(3)部分发达省市有效灌溉面积呈现出减少的趋势,北京、天津和上海的有效灌溉面积在2000年后减少趋势较为明显;(4)从我国1978—2020年有效灌溉比例变化来看,北京、天津和新疆是我国有效灌溉比例最高的地区,达到了80%左右,南方地区的有效灌溉比例普遍较北方低,东北地区是我国有效灌溉比例增加最明显的地区。综上,1978—2020年我国粮食产量的增长与有效灌溉面积的稳定增加关系密切,北京、天津、上海、浙江、广东和陕西地区出现有效灌溉面积减少或增速减缓的趋势,其它省级行政区有效灌溉面积呈现增长趋势,黑龙江和内蒙古地区有效灌溉面积增加最为明显。建议有关部门在守住耕地红线的基础之上,继续加大对农业灌溉耕地设施的政策资金投入力度,落实和促进高标准农田建设工作,确保我国有效灌溉面积的稳定增长,保障我国的粮食生产安全。