近60a山西省极端气温事件的年际变化及其对区域增暖的响应

基于山西省境内70个气象站点的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,使用8个不同的极端气温指数分析其1960—2019年近60a极端气温事件的变化特征,并分析其对气候变暖的响应。结果表明:(1)夏季日数、热夜日数、日最低气温极大值、日最低气温极小值均呈显著增加趋势,冰冻日数、霜冻日数呈显著减少趋势。(2)极端最高(低)气温的极大、极小值均上升,并且大部分地区极端气温的极小值增温幅度更大。(3)山西省平均气温呈显著变暖趋势,平均每10a增加0.26℃,空间上气温增幅呈从东南向西北逐渐增大的趋势。各极端气温指数对气候变暖具有较好的响应,其中霜冻日数对于山西省区域增暖的响应最显著,其次为日最低气温极大值。(4)山西省半干旱区的日最低气温极小、极大值增温更快,冰冻日数减少速度快;半湿润区的热夜日数增加速度快,霜冻日数减少速度快。

基于City Star地理信息系统的农业气候资源网格点推算

应用CityStar地理信息系统和多元回归方法建立了偏关县温度、降水要素的小网格推算模型 ,运用这些模型计算了偏关县各网格点旬、月、年平均气温 ,以及月、年降水量的累年平均值和各级界限温度的初终日期、间隔日数和积温 ,效果良好。

山西北部初终霜冻日特征及其对农业的影响

霜冻是造成山西北部粮食减产的主要气象灾害之一,通过利用区域内12个气象站1970—2008年的逐日最低气温资料、采用现代气候统计方法研究它的发生特征,在此基础上,分析了霜冻发生对农业的影响。得出以下主要结论:(1)山西北部霜冻的发生与海拔高度密切相关,海拔越高初霜冻日到来越早、终霜冻日结束越晚;海拔高度对终日的影响>对初日的影响。(2)在山西北部大部分区域,初霜冻日呈现推后的趋势、终霜冻日呈现提前的趋势,但年际间变化大,前后两年相差可达30天以上。(3)山西北部初霜冻日的推后主要是从21世纪开始的;终霜冻日的年代际变化不完全同步,大多数代表站以20世纪90年代为转折点,20世纪70和80年代相对偏晚、之后相对偏早。(4)山西北部初霜冻日呈现逐渐推后的变化趋势、终霜冻日呈现逐渐提前的变化趋势使该地春玉米幼苗期、成熟后期遭受霜冻危害的可能性大大降低,为当地春玉米稳产、高产提供了有利的生长条件。

基于GIS的半干旱山区热量资源评估——以晋中市为例

利用1971-2005年气象站观测资料,借助EXCEL建立热量指标空间分析模型,在GIS支持下,生成晋中市50 m×50 m网格上的温度和积温分布数字图像,对该市热量资源的分布进行了系统评估。结果表明,1月极端最低气温的分布受地形因子的影响,较为复杂。年平均气温、7月平均气温以及日平均气温稳定通过0℃、10℃和15℃,期间积温的分布主要受海拔高度的影响,其垂直递减率分别为0.662℃/100 m、0.728℃/100 m以及183.277℃/100 m、200.744℃/100 m和209.393℃/100 m。随着海拔高度的升高,各级界限温度的开始日期推后,结束日期提前,间隔日数缩短,热量资源越显贫乏。在进行热量资源评估的同时,就当地几种主要种植作物的适宜分布进行了分析,最后依据玉米对热量资源的需求,给出玉米种植区划。GIS的成功运用,更好地显示出由于地形地貌特殊造成的热量资源空间分布差异,可为半干旱山区其它农业气候资源的分析研究提供思路,进而为特色农业的合理布局和系统规划提供科学依据。

气候变暖背景下太原市霜冻发生特征及其对农业的影响

基于太原市1951—2008年逐日最低气温资料，按轻微、中度和重度3级霜冻强度，分析了太原市霜冻发生的基本特征；采用累积滤波器法结合非参数统计检验方法分析了太原市霜冻的变化趋势；利用异常霜冻指标，分析了太原市霜冻的异常发生情况。结果表明：1）太原市轻微霜冻平均初霜冻日为10月14日、终霜冻日为4月15日，平均无霜冻期为182d。与轻微霜冻相比，中度、重度霜冻平均初霜冻日分别推后9d和23d，平均终霜冻日分别提前11d和24d，平均无霜冻期分别延长20d和47d。2）各级霜冻强度下，初霜冻日在年代际间的变化较为复杂，终霜冻日则表现为20世纪50—70年代偏晚、80年代之后偏早，无霜冻期表现为50-70年代缩短、80年代之后延长为主的变化特点。3）在d：0．05显著水平下，太原市各级霜冻的初霜冻日呈现显著的推后趋势、终霜冻日呈现显著的提前趋势以及无霜冻期呈现显著的延长趋势，以重度终霜冻日提前趋势最显著。4）太原市轻微偏早初霜冻、中度偏晚终霜冻和重度偏早初霜冻发生频率达15％以上，其余各级异常霜冻的发生频率在5％～10％；大多数异常霜冻发生在50—70年代。5）太原市轻微异常初霜冻对秋粮作物的产量影响较小，中度和重度异常初霜冻会使大白菜遭受不同程度的冻害；春播幼苗主要受到特晚终霜冻的影响；冬小麦遭受终霜冻危害的平均频率为5年一遇，尤以拔节后5d内发生的频率最大。

2004年山西省玉米丰收的农业气象条件分析

利用玉米生长期间的农业气象要素资料和地面观测站网的农情资料,对2004年山西省春玉米和夏玉米生长期间的农业气象条件进行了综合分析。结果表明,2004年山西省春玉米生长期间的农业气象条件完全符合玉米的理想生长条件;夏玉米则没有因为高温或干旱而影响产量,最终获得大丰收。

1951—2008年太原市霜冻发生特征分析

基于太原市1951—2008年逐日最低气温资料,采用线性倾向估计法分析了霜冻的发生趋势;利用异常霜冻指标,分析了霜冻的异常发生情况。结果表明:太原市平均初霜冻日为10月14日、终霜冻日为4月15日,平均无霜冻期为182天;初霜冻日在年代际间的变化较为复杂,终霜冻日则表现为50～70年代偏晚、80年代之后偏早,无霜冻期为50～70年代缩短、80年代之后延长为主的变化特点;太原市初、终霜冻日和无霜冻期的线性倾向率分别为2.2天/10年、-1.8天/10年和4.0天/10年;无霜冻期的延长趋势通过了α=0.001的显著性检验;太原市特早初霜冻发生频率为1.7%,偏早初霜冻发生频率为15.5%,特晚终霜冻发生频率为5.2%,偏晚终霜冻发生频率为6.9%;大多数异常霜冻发生在50～70年代。

晋中市近40年气候变化特征及其对玉米生产的影响

运用数理统计方法,对晋中市1961-2000年实测气温和降水资料进行分析。结果表明:近40a晋中市的年平均气温呈上升趋势,20世纪90年代末增温明显;但不同季节气温升高速率不同,冬季增温尤其明显;春季气温升高使≥10℃初日有提前的趋势。年降水量则呈下降趋势,平川玉米需水关键期的降水明显减少,山区相反。这种气候变化特点会对晋中市玉米生产产生多方面的影响。

黄淮海地区冬小麦干热风发生趋势探讨

为给黄淮海地区冬小麦抗干热风育种和栽培提供科学依据,基于黄淮海地区52个气象站1961-2010年50年5月11日至6月10日的逐日最高气温、14时空气相对湿度和14时风速资料,利用气候趋势和相似性分析法分析了黄淮海冬小麦生长后期干热风的发生趋势。结果表明,黄淮海大部分区域平均日最高气温呈现下降趋势,14时空气相对湿度呈现增加趋势,14时风速呈现减小趋势,单一要素达到干热风标准的日数呈现减少趋势。干热风发生的主导因子是日最高气温,其次是14时空气相对湿度,14时风速是次要因子。说明黄淮海大部分区域发生各级干热风的趋势有所减小或显著减小,这对当地冬小麦高产、稳产有利,但在气候变暖背景下,极端气候事件频发,不能完全排除发生极端高温灾害事件的可能性,而且一小部分区域存在有利于干热风发生的要件,因此对干热风的防御仍不能掉以轻心。

影响山西春玉米适时播种的气象条件变化特征

利用山西春玉米区95个气象站1970-2005年4-5月逐日气温和降水资料,结合12个农业气象观测站春玉米物候资料,分析春季第一场透雨出现初日和日平均气温稳定通过10℃初日的变化、两因子变化对春玉米播种的影响以及5月极端最低气温对玉米幼苗生长发育的影响。结果表明:各气候区春季第一场透雨集中出现在4月下旬-5月上旬,基本与春玉米播种期吻合,但区域性旱年和无透雨年出现的几率较大,对春玉米适时播种不利;各气候区85%的年份日平均气温稳定通过10℃初日出现在播种期前,并且有逐渐提前的趋势,对春玉米的播种有利;5月极端最低气温呈现升高的趋势,可部分减少对玉米幼苗的影响,但不能排除发生霜冻害的可能。

东北地区春玉米生长发育和产量对温度变化的响应

选择东北地区3个玉米主栽品种,于2007和2008年在锦州进行分期播种试验,调查记录作物发育期,并测定干物质和产量构成。同时结合锦州地面气象观测站的平均气温资料,采用对比、回归等方法分析不同品种玉米生长发育对温度变化的响应。结果表明,播种前10d-出苗期的平均气温与出苗速度相关极显著(P<0.01),平均气温高则出苗快,出苗速度与品种关系不大;出苗后,平均气温高,可加快中、晚熟品种玉米生长;玉米拔节后,株高增长量与温度的关系因品种而异,最大叶面积指数受温度变化影响较小,主要与品种的生态特性有关;温度变化对干物质增重速率的影响随玉米不同生长阶段而异,出苗后0-20d和40-60d的温度升高对叶片和茎秆的增重速率为正效应;出苗后60-80d的温度升高对籽粒灌浆为正效应;百粒重和产量与抽雄-乳熟期的平均气温呈正相关,与乳熟-成熟期的平均气温呈负相关。研究结果可为当地玉米品种选择、播期调整提供参考。

郑州地区冬小麦产量构成要素的回归模型

利用郑州农业气象试验站1980-2006年冬小麦发育期、千粒重和穗粒数以及逐日气象资料,分析了影响千粒重和穗粒数的显著时段和关键因子,建立了千粒重和穗粒数的预测模型。结果表明:与千粒重相关显著的时段、关键因子是抽穗后15～19 d和29～33 d的温度以及9～13 d的日照;有利于获得较高千粒重的适宜温度范围为18.8～22.8℃,日平均气温上限为29.5℃;与穗粒数相关显著的时段、关键因子是返青后21～25 d的温度。相关显著时段的气候要素对千粒重和穗粒数具有较强的指示作用,可以较好地预测千粒重和穗粒数,为进行产量预报提供参考。

1970—2012年山西省负积温变化特征及其影响

为了揭示山西省负积温的变化规律,科学合理利用冬季气候资源,在山西省境内选择70个地面气象观测站作为代表站,利用代表站1970—2012年冬季逐日气温资料统计负积温,分析负积温的变化趋势及其突变特征。结果表明:近43年来,山西省平均负积温和日平均气温0℃以下持续日数均呈现显著减少趋势,分别通过了α=0.01和α=0.05的显著检验,突变点分别出现在1987年和1995年;突变后,全省平均负积温减少了103.4℃,日平均气温0℃以下持续日数减少了约10天。代表站负积温的气候倾向率为-8^-78℃/10 a,全省各地一致为减少趋势,约80%的代表站通过了α=0.05的显著检验;日平均气温0℃以下持续日数的气候倾向率为-7.9~0.1天/10 a,只有1个站为增加趋势,但均未通过显著性检验。山西省从1980—1989年后期开始,发生暖冬年的频次明显增加。负积温减少有利于山西省冬小麦种植面积的扩大,可种植北界北移0.2个纬度,可种植区域增加3.0×106hm2,增加52%,但同时会增加病虫害的越冬概率,对山西省农业的影响利弊并存。

基于GIS的气候变化对马铃薯生长的脆弱性评价

利用层次分析和专家打分法构建了气候变化对内蒙古马铃薯生产的脆弱性影响评价指标体系,运用脆弱性的定义及灾害风险的理论建立了马铃薯脆弱性综合指数评估模型,通过分析主产区的敏感性、适应性来评估脆弱性影响程度。结果表明:内蒙古马铃薯生产脆弱性分布呈中部高、东西部低的分布特点。以乌兰察布市中部、呼和浩特市南部、包头市南部及锡林郭勒盟西南部脆弱性为最高;呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市及鄂尔多斯市南部脆弱性为最低;赤峰市大部、巴彦淖尔市及鄂尔多斯市北部为中等。针对主产区马铃薯生长脆弱性的成因,提出了应分别采取不同的应对措施。研究结果可为自治区马铃薯生产可持续发展提供科学依据。

气候变暖背景下汾河上游流域气温和降水的变化及其影响分析

基于1960～2011年汾河上游流域4个气象站的气温、降水资料,采用现代气候统计方法分析了52 a来汾河上游流域气温和降水的变化特点。在此基础上,分析了气温和降水变化对水分盈亏量的影响。结果表明:汾河上游流域年平均气温呈极显著上升趋势,线性倾向率为0.203℃/10 a,并在1993年发生由冷变暖的气温突变。20世纪80年代平均气温最低,21世纪初10年最高。年降水量呈现逐渐减少的趋势,但未通过显著性检验,主要表现为年际间的波动,年代际呈现"U"字型变化。20世纪60年代,降水最为丰沛,80年代最为匮乏,之后略有增加。20世纪60～80年代,上游四季气候以冷为主、干湿相当;之后,以暖为主、略显偏湿。在气温持续升高、降水波动减少的前提下,水分盈亏量逐渐减少,与降水量的多少关系更密切。

多源信息的气象决策产品自动生成

为解决目前气象决策产品后期制作仍需人工操作而气象决策产品需要快速、准确的矛盾,在原有业务系统基础上,有针对性地开发了"决策产品辅助生成系统",该系统通过Visual Basic与Word、Excel的无缝连接,完成了气象决策产品的自动生成。以"天气快报"为例,介绍了自动生成的基本思路和关键代码。

山西省玉米生育前期降水概率与特征分析

利用山西省春玉米区95个气象站1971～2005年4～6月逐日降水资料,分析了影响玉米出苗和苗期生长的降水条件的变化。结果表明,春季第一场透雨多数年份出现在适播期内,且有提前的趋势,有利于玉米播种出苗,但各站无透雨年出现几率较大,应引起足够的重视;苗期降水变化较大且严重不足,对玉米苗期生长利少弊多。

试用三维地形模式计算茂密林区火险等级

本文用考虑森林植被的三维地形模式,对1972年4月15日神农架林区森林火灾发生期间的风场、温度场和相对湿度场等进行了模拟,并在此基础上计算森林火险等级。结果表明,采用数值模拟方法可以得到无测站地区的气象要素,为进行森林火险等级预报奠定了基础。

山西中部太阳辐射与光合有效辐射的特征研究

利用辐射观测站太原站1960-2003年的辐射资料和气象资料序列，探讨了计算山西中部太阳辐射和光合有效辐射的方法，并对太阳辐射和光合有效辐射的分布特征进行了系统分析。结果表明，利用日照百分率建立的经验公式可以比较精确地计算山西中部的太阳辐射，其相对误差除冬、夏个别月份大于1%外，其他月份均小于1%；在3种计算方法中，选出了符合山西实际的光合有效辐射计算方法，效果较好。山西中部太阳辐射年内差异明显，呈现单峰型，5月是太阳能利用的最佳时段；从太阳辐射和光合有效辐射的空间分布看，盆地较少，丘陵和山区较多。

2004年山西省春玉米生育期间农业气象条件简评

本文通过对春玉米生育期间的农业气象条件分析得出:2004年山西省春玉米几乎完全生长在温带的理想生长季节中,最终获得大丰收。