资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化趋势的影响

均一性长序列气象资料是研究气候变化的重要基础,评估资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化的影响,对于准确理解农业、生态和水资源等领域对气候变暖的响应具有一定指导意义。本研究基于国家气象信息中心提供的淮河流域172个台站1961-2018年逐日平均气温均一化数据和观测数据,采用一元线性回归计算气温变化速率,并通过定义非均一性影响及其贡献率两个术语,定量评估气候资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化趋势的影响。结果表明:淮河流域96个气象站点的平均气温序列表现出不均一性,占总站点数的55.8%。均一化前、后,区域年平均气温均显著上升,但非均一性导致增温速率被低估,非均一性影响为-0.015℃·10a^(-1),贡献率达到-6.6%;空间上,20.3%站点受到正影响,升温速率被高估,非均一性贡献率平均为21.3%;35.5%站点为负影响,升温速率被低估,贡献率平均为-43.6%。四季区域平均气温的非均一性影响差异较小,春、夏、秋、冬四季分别为-0.016℃·10a^(-1)、-0.014℃·10a^(-1)、-0.016℃·10a^(-1)和-0.015℃·10a^(-1);但由于夏季增温速度最慢,非均一性贡献率绝对值最大,贡献率为-40.0%,春、秋和冬季的贡献率分别为-4.7%、-8.0%和-4.3%;在春、秋和冬季,非均一性主要影响各站点的气温变化速率,但夏季有11.6%的站点在均一化前后出现了气温升降趋势的转变。

气候变化背景下西藏高原地区界限温度时空变化特征

受全球气候变化影响,农牧业生产面临较大风险,研究界限温度时空变化对调整农业种植结构,实现农业可持续发展具有重要意义。利用近40a(1981-2020年)西藏38个气象站点逐日平均气温观测数据,采用线性倾向估计、Person系数、Mann-Kendall、优势分析等方法,分析了气候变暖背景下近40a西藏≥0℃、≥5℃和≥10℃界限温度(初日、终日、持续日数和活动积温)的时空变化特征。结果表明:(1)西藏≥0℃、≥5℃和≥10℃界限温度分布总体上表现为自东南向西北初日推迟、终日提早、持续日数缩短和积温减少的特征,并具有明显的海拔垂直地带性特征。1991-2020年与1981-2010年平均值比较,西藏各站三种积温均增加,以≥10℃积温增幅较大;绝大部分站点初日偏早、终日偏晚、持续日数偏多。(2)近40a西藏≥0℃、≥5℃和≥10℃初日、终日和持续日数的变幅以≥0℃最大,平均每10a初日提早3.2d、终日推迟3.5d、持续日数延长5.4d;积温增幅以≥10℃最大,为86.1℃·d·10a^(-1)。≥0℃、≥5℃持续日数增加是由于初日明显提早造成的,而≥10℃持续日数的增加因终日显著推迟导致。(3)≥0℃界限温度的线性倾向率(LTR),低海拔地区明显大于高海拔地区;≥5℃初日、积温LTR的最大值在低海拔地区,终日、持续日数LTR的最大值在中高海拔地区(3500-4000m);≥10℃初日LTR在中高海拔地区最大,终日、持续日数和积温LTR最大值出现在海拔4000-4500m地区。(4)20世纪80年代≥0℃、≥5℃和≥10℃初日偏晚、终日偏早、持续日数偏短、积温偏低;90年代初日、终日和持续日数正常,积温仍偏低;进入21世纪后,初日偏早、终日偏晚、持续日数增加、积温明显偏高,以21世纪10年代最明显。(5)≥5℃终日突变最早,发生在20世纪90年代初;≥10℃终日突变最晚,在21世纪10年代中期;初日、积温的突变分别出现在20世纪90年代中后期和21世纪初,持续日数突变点发生在20世纪90年代后期至21世纪中前期。

极端气温对粮食生产韧性的影响效应研究——基于绿色金融视角

随着极端气温事件增多,粮食生产受到严重威胁。本文基于2012—2021年中国除港澳台地区的31个省(自治区、直辖市)面板数据测算粮食生产韧性,采用面板Tobit模型论证极端气温对粮食生产韧性的影响,并运用调节效应模型检验绿色金融发挥的调节效应。研究发现,极端气温显著降低了粮食生产韧性水平,且极端高温对粮食生产韧性的负向影响更大。机制分析表明,绿色金融在极端气温对粮食生产韧性的影响中发挥负向调节作用。异质性分析显示,在粮食主产区和产销平衡区,极端气温对粮食生产韧性的抑制作用更明显,并且极端高温的不利影响大于极端低温;从粮食生产韧性的3个维度来看,极端高温显著降低了抵抗力和适应力,极端低温显著降低了适应力。绿色金融调节效应也呈现明显的异质性,其在粮食主产区、产销平衡区以及适应力维度均具有显著的负向调节作用;但在主销区调节作用不显著,且在变革力维度仅缓解了极端低温对粮食生产韧性的不利影响。据此,为了应对极端气温的不利影响,未来可通过持续提高粮食生产保障水平、加强粮食生产领域绿色金融支持力度、制定差异化粮食生产韧性提升方案,来促进粮食生产韧性水平提高。

1981—2019年西北干旱区暖湿化分析

[目的]探究我国西北干旱区20世纪80年代以来的暖湿气候变化情况。[方法]利用国家气象数据中心发布的1981—2019年0.5°×0.5°气温和降水量月值格点资料,采用线性倾向率、Mann-Kendall检验、累积距平法,对近39年来该地区气温和降水时空演变特征进行研究。[结果]近39年来西北干旱区平均气温呈现显著上升趋势,气温倾向率为0.377℃/10 a(P<0.01),天山亚区增温趋势最大;各季节平均气温均呈显著增高趋势,春季增温趋势最大,冬季增温趋势最小,气温倾向率仅为0.121℃/10 a(P>0.05);年平均气温在1997年发生增温突变,进入21世纪增温趋势减缓。西北干旱区年降水量整体呈增加趋势,降水量倾向率为9.509 mm/10a(P<0.01),天山亚区增湿趋势最大,降水量倾向率为25.673 mm/10 a(P<0.01);四季均呈降水量增加趋势,夏季增加趋势最大,冬季降水量增加趋势相对较小;年降水量在2001年发生突变,降水量增加趋势明显。[结论]西北干旱区整体处于暖湿阶段,尤其天山亚区暖湿化最显著。

1955—2022年天门市气温日较差变化特征、影响因子及与水稻生长的关系

利用1955—2022年天门市逐日平均气温、最高气温、最低气温数据,对天门市气温日较差的变化特征及其影响因子进行分析。结果表明,1955—2022年天门市年平均气温日较差为8.2℃,整体呈下降趋势,气候倾向率为-0.142℃/10年;各季节平均气温日较差中,春季表现为缓慢上升趋势,夏秋冬三季均表现为下降趋势,且冬季下降幅度最明显;年平均气温日较差在1970年发生突变,表现为先显著减少后缓慢增加,并在1955—2022年中有2年的高频振荡周期和19年的低频振荡周期;年平均气温日较差与日照时数表现为正相关,与降水量、平均水汽压、平均相对湿度以及总云量均表现为负相关,各气象要素通过影响最高气温、最低气温使气温日较差发生变化;天门市8月平均气温日较差与水稻产量呈正相关,年平均气温日较差整体表现为显著的下降趋势,对水稻的品质和口感品质不利,但有利于水稻籽粒蛋白质含量的升高。

西宁地区界限温度变化特征分析

通过分析研究了青海省西宁市1960—2018年近59年的界限温度初、终日,界限温度期间持续日数变化趋势,界限温度初、终日以及期间持续日数与年平均气温的相关性和界限温度期间的积温变化趋势。得出了以下结论:(1)界限温度初日整体呈提前趋势,终日整体呈推后趋势,这就表明随着气温升高,界限温度日数增加,根据各界限温度的初终日变化来看,西宁地区春秋季整体呈增暖趋势;(2)伴随温度的升高,界限温度初终日之间的天数也随之增加;(3)通过分析有效积温和活动积温,根据气候倾向率变化看,大通增温最为明显,湟中次之,湟源最低。

基于站点数据分析中国大陆区域喜凉/温作物界限温度的时空演变

喜凉/温作物界限温度的时空分布能够影响作物物候和种植区域。利用全国585个气象站点1961-2020年地面气象观测资料,以喜凉/温作物界限温度(0℃和10℃)的积温、初日、终日作为农业热量资源研究指标,基于ANUSPLIN气象插值软件,从年际和年代际时间尺度分析1961-2020年喜凉/温作物界限温度的时空演变特征,并探讨热量资源变化对全国农业生产格局的影响。结果表明:受纬度和地形影响,全国热量资源变化幅度较大,东部地区≥0℃、≥10℃积温随纬度变化呈阶梯状分布,而在西部地区主要受海拔影响,总体表现为由南向北逐渐递减。各地≥0℃和≥10℃积温范围分别为700.0~8960.0℃·d和46.3~8960.0℃·d,≥0℃和≥10℃积温气候倾向率平均为72.8℃·d·10a^(-1)和73.7℃·d·10a^(-1)。60a内,界限温度0℃、10℃初日分别提前9.6d和8.4d,终日分别推迟4.8d和7.8d。界限温度初日的提前和终日推迟使60a内日平均气温≥0℃和≥10℃的持续日数分别增加14.4d和16.2d。2011-2020年是研究时段内最温暖10a,与P1时段(1961-1970年)相比,P6时段(2011-2020年)≥0℃和≥10℃积温平均值分别增加了6.3%和8.2%。P6时段≥0℃积温为6000~7000℃·d的区域面积增加了2.11×10^(5)km^(2);≥10℃积温为5000~6000℃·d的区域面积增加了3.37×10^(5)km^(2)。气候变暖背景下,活动积温增加对农业系统产生了重要影响,农业生产布局以及种植制度应及时做出调整,充分适应气候变化。

气候变暖下南昌县双季早稻农业气象灾害分析

利用1954—2021年南昌县气象局历年地面气象观测资料以及《江西省双季稻气象灾害指标》,对南昌县春季低温、小满寒和高温逼熟等气象灾害的发生特征进行了研究分析。结果表明:稳定通过10、12℃初日80%保证率的日期分别在3月下旬和4月上旬前期,春播期≤12℃轻度、中度、重度灾害发生年份的频率分别为77.9%、47.1%、16.2%;春季低温灾害发生的年次数略呈下降趋势;小满寒轻度、中度、重度发生年份的频率分别为14.7%、7.4%和2.9%,早稻发生小满寒的天数和次数均有减少的趋势;高温逼熟发生的年频率为57.4%,发生轻度、中度和重度高温逼熟的占比分别为20.6%、22.1%和14.7%,2000年后的高温逼熟天数显著增多,灾害风险有增加的趋势。

气候变化背景下东北大豆种植区气候适宜性变化

东北地区是我国大豆主产区,该地区深受气候变化影响。厘清气候变化背景下的农业气候资源、农业气象灾害和大豆气候种植适宜性变化对指导大豆生产和扩种具有重要意义。通过利用最新气候态(1991-2020年)与旧气候态(1981-2010年)的数据,分析了农业气候资源、农业气象灾害和大豆种植气候适宜度的时空变化。结果发现:1)内蒙古东部、黑龙江西南部和东北部、吉林中西部等地大豆生长季≥10℃活动积温增加26~65℃·d,局部地区增加66~182℃·d;1981-2020年东北大豆的种植区生长季积温大部呈上升趋势。大豆生长季降水和日照变化呈现空间差异。2)东北大部分地区大豆生长季霜冻害日数减少;黑龙江大部和吉林西北部大豆生长季干旱天数减少,吉林中东部和辽宁大部干旱天数增加。3)内蒙古东部、黑龙江西部、吉林西部、辽宁西部和东部大豆种植气候适宜度提高,黑龙江中部和东部、吉林中部和东北部气候适宜度略下降。4)气象因子对大豆气候适宜度变化贡献率分析表明,日照变化是大豆气候适宜度变化的主要因素,其次是积温变化,降水变化对大豆气候适宜度变化贡献率最小。最新气候态下东北大部分地区大豆种植气候条件变好,可以充分利用温度资源,适当调整播期和品种,但从积温上升幅度看,不宜采取过激的跨积温带盲目种植。

1991-2020年内蒙古兴安盟热量资源变化特征及区划

利用内蒙古兴安盟8个国家气象观测站1991—2020年的日平均气温数据,对兴安盟30年间10℃活动积温变化特征进行了分析,同时,结合周边呼伦贝尔市、通辽市、吉林省10个气象观测站同时间段日平均气温数据,构建了兴安盟10℃活动积温、稳定通过10℃初终日及持续日数的精细化推算模型,最后,结合兴安盟地理信息数据绘制了热量资源精细化区划图。结果表明:1991-2020年兴安盟10℃平均活动积温气候倾向率为103.64 (℃·d)/10 a,呈显著增加趋势,其变化大致可以分为4个特征明显的阶段。与上一代际相比,1991-2020年各站点10℃活动积温平均值均有所增加,≥2800℃·d区域所占面积约增加5553 km^(2),其他等级10℃积温区域面积均不同程度减少,各等级区域边界均向西北移动。

上海市奉贤区2022年气候特征及其对当地农业生产的影响

为探明气候对上海市奉贤区农业生产的影响,现对比分析了2022年与2021年和常年的气温、降水、日照的变化特征,及其对水稻、经济林果等生产的影响。结果表明,2022年奉贤区气候总体表现为气温偏高、降水偏少、日照偏少,年平均气温为17.5℃(为历史第二高),早春、夏季及晚秋气温偏高,夏季平均气温高达28.8℃(创历史新高)。2022年极端最高气温为39.2℃,≥35℃高温时间达28 d(历史最多);年降水量、降水时间分别为1 188.6 mm、118.0 d,分别有7个月的降水量、8个月的降水时间比常年偏少,年降水量和降水时间除了冬末春初外,均呈同步变化的趋势;2022年奉贤区日照时间为1 805.4 h,虽然比常年偏少,但是6月中旬—8月中旬(除7月中下旬外)及2月下旬—3月上旬、12月中下旬的日照时间偏多。气温、降水、日照等气象要素各月变化情况不一,对梨、桃、柑橘、水稻及绿肥等农作物生长及田间农事管理均造成了一定影响。

三种蒸散发测算方法的比较——以青藏高原风火山地区为例

作为全球气候变化的敏感器和放大器,青藏高原的水文过程是目前的研究热点,其中,蒸散发是青藏高原水文循环最难估算的分量。借助青藏高原腹地风火山地区涡度相关系统、蒸渗仪、气象观测系统获取的观测数据,采取涡度相关法、蒸渗仪测定和FAO56 Penman-Monteith公式三种方式,对2019年风火山地区生长季实际蒸散发量进行了评价。结果表明:在青藏高原风火山地区高寒草甸生长季前期、中期、后期作物系数分别为0.93、1.11、1.14;三种方法获得的生长季实际蒸散发值基本相似,生长季蒸散发量(495.00±21.69) mm大于同时期降水量377.89 mm;风火山地区生长季蒸散发量日均值为(2.70±0.12) mm,风火山地区生长季不同阶段蒸散发量日均值表现为生长季中期[(3.03±0.10) mm]>生长季后期[(2.49±0.12) mm]>生长季前期[(2.23±0.18) mm]。文章中求取的不同生长阶段作物系数、蒸散发量为青藏高原类似地区蒸散发观测和模拟提供了基础资料。

农业旱灾监测中的地表温度遥感反演方法——以MODIS数据为例

以目前农业旱灾监测中应用较广泛的多波段MOD IS卫星遥感数据为例,探讨农业旱灾遥感监测中所需要的地表温度反演问题,尤其是反演算法的选择、基本参数的估计和具体反演中的工作流程,为快速地进行农业旱灾监测中的水热遥感参数估计提供方法选择。虽然MOD IS有8个热红外波段用来监测地表热量变化,但波段31和32特别适用于农业旱灾监测中所需要的地表温度遥感反演。因此,在算法上,我们将选择计算过程相对简便但反演精度又很高的两因素分裂窗算法。详细地讨论了如何快速地估计分裂窗算法中大气透过率和地表比辐射率这两个基本参数。从实际应用来看,本文所提出的方法能快速地用来反演我国农业旱灾监测中所需要的农田地表温度参数,并获得很好的反演结果。

温度对农田N_2O产生与排放的影响

以华东太湖地区的水稻－冬麦轮作农田为研究对象，采用基于箱法－气相色谱法的自动连续观测系统，对整个轮作周期的Ｎ２Ｏ排放和温度进行了同步自动连续观测，同时，在实验室开展了一系列的模拟实验，以研究Ｎ２Ｏ产生与排放过程的温度效应．实验研究结果表明，在土壤湿度适宜的一定温度范围内，Ｎ２Ｏ排放通量对温度的依赖性可用指数函数Ｆ＝Ａｅａｔ来描述；轮作周期内显著Ｎ２Ｏ排放发生的频率随温度的变化呈正态分布，６７％的排放量都集中在１５—２５℃温度范围内；在旱地阶段，温度是影响Ｎ２Ｏ排放季节变化的关键因子，而在水田阶段则不然；水田和旱地Ｎ２Ｏ排放具有相同的规律性日变化形式，但后者达到极大值的时间要比前者延迟约３ｈ．

山地气象因子对烤烟生育期及青枯病的影响

为探明主要气象因子对山地烤烟生长发育进程的限制与影响,优化烤烟生育期,做好烟草青枯病的预测预报和合理防控,通过连续2年的烤烟主栽品种‘云烟87’、‘K326’、‘HN2146’的不同移栽期大田试验,探索生育期变化规律,研究日照及温度与烤烟生育期、青枯病的关系。结果表明:(1)烤烟团棵期和旺长期随移栽期延迟而显著减少,其原因是温度随移栽期推迟而显著升高,使生育进程加快;累积日照时数的减少有随生育时间缩短而变化的趋势。(2)温度、日照对烤烟的主要效应时期在团棵期与旺长期,主要影响在现蕾以前,其中温度是影响湘西烤烟生育期的关键因子。(3)平均日照时数与平均气温是影响生育期的主要因子,其中关键主要因子是平均气温。(4)青枯病重点防治期为烟叶移栽63 d之前且均温未达21.82℃之前,重点预防期为均温未达18.77℃之前且烟叶移栽42 d之前。温度对于指导青枯病的预测预报和防治具有重要意义。

基于温度植被旱情指数的青海高寒区干旱遥感动态监测研究

利用MODIS资料提取的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts),构建NDVI-Ts特征空间,依据该特征空间设计的温度植被旱情指数作为旱情指标,对青海省东部浅山农业区2004年7月上旬的旱情进行了动态监测,同时利用各气象台站实测的地面数据进行了验证,结果表明利用温度植被旱情指数(TVDI)法对青海高寒区进行干旱动态监测是可行的。

地面温度与气温关系的统计分析

运用气象统计学和气候学的原理和方法 ,分析北京市海淀地面气象观测站 195 5～ 1999年的逐日平均气温资料和 1981～ 1999年逐日地面温度资料 ,建立了以气温为基础的地温预测模型 ,并探索地气温差的年变化规律。结果表明 :夏半年地面平均温度高于气温 ,冬半年相反 ;农作物生长季 (3～ 10月 )平均地气温差为 2 0℃ ,年平均地气温差 0 9℃ ;地气温差 6月中旬最大 ,为 4 9℃ ,12月下旬最小 ,为 - 2 7℃ ,与辐射的最大值及最小值出现时间基本一致。用地温预测模型估算 1999年作物生长季逐日地温 ,相对误差 <2 9%。

花期低温对寒地水稻颖花结实的影响

利用人工气候室在水稻开花期进行13℃,17℃,21℃和25℃等不同温度的处理,结果表明低温可降低水稻颖花的结实率,且不同品种水稻对低温的反应不同。低温的强度和持续时间与水稻颖花结实率呈明显的负相关关系,13℃气温持续12d,其颖花的结实率可降到30%以下。低温处理前、后开的颖花,其结实率随低温强度的加大和持续时间的延长而降低。

盛花期高温对两系杂交稻两优培九结实率的影响研究

对两优培九和汕优 6 3在盛花期置于人工气候室 36℃高温下处理不同时间的结果表明 ,在无库源关系限制下 ,两优培九结实率明显高于汕优 6 3,表明两优培九具有较强的耐高温能力。然而 ,当两优培九、汕优 6 3和Ⅱ优 7号种植于不同密肥构建的 6种库源群体条件下时 ,两优培九结实率却明显低于汕优 6 3和Ⅱ优 7号。对空秕率构成的分析表明 。

黑龙江省水稻生长季积温计算方法

以水稻为例,根据温强系数研究成果和温度日变化事实,探索一种集农学和生物学意义的积温计算方法。研究表明:利用日极端温度,通过正弦分段模拟,并经订正方程可以模拟出与实际情况相似的日温度连续变化;利用方程分段模拟出低于20℃、高于30℃的水稻温强系数,拓展了水稻温强系数的研究成果,获得了水稻三基点温度范畴的温强系数;温强系数实质是对水稻温度三基点学说的具体度量;通过时温度当量和日温度当量,实现了对水稻整个生长时期的任意时段的热量条件进行无缝量化。以哈尔滨市为例,分析了1961-2015年近55年的水稻当量积温时间特征。因计算积温时考虑了温度三基点及温度日变化的事实,提高了当量积温计算的精确度,能够突出时间和空间上的热量差异。