近40a黄土高原酿酒葡萄春霜冻气候风险评估

选取黄土高原酿酒葡萄产区13个气象站点1981−2020年春霜冻期(4月1日−5月31日)逐日最低气温观测资料,运用数理统计和空间分析方法,研究不同年代黄土高原酿酒葡萄春霜冻灾害发生站次比、频率、日数、强度及风险,评估黄土高原酿酒葡萄春霜冻气候风险。结果表明:1981−2020年,黄土高原酿酒葡萄春霜冻期平均日最低气温呈极显著上升趋势(P<0.01),气候倾向率为0.42℃·10a^(-1);日最低气温极小值呈极显著下降趋势(P<0.01),气候倾向率为−0.75℃·10a^(-1);日最低气温极小值的气候倾向率负值主要分布在产区北部或南部零星地区,左权地区降温(0.76℃·10a^(-1))达显著水平(P<0.05)。黄土高原轻度春霜冻发生站次比下降,中度、重度及综合春霜冻上升;轻度、中度春霜冻频率和日数降低,重度春霜冻频率、日数增加,且重度春霜冻强度呈显著增加趋势(P<0.05),春霜冻综合频率、日数降低,强度呈显著增加趋势(P<0.05);各级春霜冻频率、日数、强度自西南向东北增加。黄土高原酿酒葡萄气候风险特征为轻、中度春霜冻的风险降低,重度和综合风险增加;高风险区域主要分布在北部的左权、太古等地,低风险区域主要分布在南部的鄠邑区、渭南等地。

婺源主要气象灾害对茶树生育进程的影响研究

为明确婺源茶树主要农业气象灾害的变化特征,掌握气象灾害对茶树生长发育的影响规律,提高茶园防灾减灾能力,利用Pearson相关性分析等对茶树生育进程与气象灾害的关系进行分析,并提出灾害应对措施。结果显示,2010—2022年婺源茶叶早春霜冻累计出现日数呈减少的趋势,夏季热害和冬季冻害具有偶发性。在3种主要气象灾害中,早春霜冻对茶树生育期的影响最大,早春霜冻日数越多,茶树生育进程越推迟;夏季热害对茶树生育进程有一定影响;冬季冻害对茶树生育进程影响不显著。根据灾害发生规律,提出了相关应对措施。

大别山区茶树春霜冻时空演变规律及风险区划

基于大别山区35个国家气象观测站1971-2020年逐日气象资料,利用趋势面插值和ArcGIS技术,分析大别山区茶树春霜冻时空分布特征,依据自然灾害风险理论,选取致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承载体脆弱性和防灾减灾能力等评价因子,利用加权综合评价法构建茶树春霜冻灾害综合风险评估模型,并基于ArcGIS技术开展风险区划。结果表明:(1)1971-2020年大别山区不同等级春霜冻发生日数均显著下降,发生总日数及轻度、中度、重度春霜冻发生日数均值分别为9.6、5.2、3.0和1.4d,气候倾向率分别为-1.45、-0.61、-0.54和-0.30d·10a-1;春霜冻发生日数与海拔高度和纬度呈正相关,大别山区北部春霜冻发生日数较南部下降趋势更明显。(2)大别山区茶树春霜冻高、中和低风险区分别占研究区总面积的16.67%、41.88%和41.45%;高风险区主要位于金寨县、岳西县、霍山县和英山县等海拔600m以上高山区域,信阳市及零星阴坡(北坡)地带;中风险区主要位于海拔低于600m的山区及大别山北麓部分低海拔地区,零星分布在南麓阴坡(北坡)低海拔地区;低风险区主要位于大别山南麓低海拔地区,零星分布在北麓阳坡(南坡)低海拔地区。大别山区茶树春霜冻风险精细化评估可为优化茶产业布局、提升防灾减灾能力提供参考。

安徽省宣城市春茶霜冻害风险评估与区划分析

选用1960—2022年安徽省宣城市7个国家气象站和157个区域自动气象站资料、DEM和乡镇茶园面积数据,基于自然灾害风险评估原理,应用霜冻危险性、春茶脆弱性和暴露性因子指标,采用云模型、层次分析法和自然断点法等,对春茶风险区划危险性指数、指标权重、综合风险分级进行春茶霜冻害风险区划。结果表明:1960—2022年宣城市春茶霜冻害主要发生在日最低气温-4~4℃条件下,山区的霜冻害综合风险显著高于平原。轻度霜冻害主要分布在宣城北部的宣州区和广德市,中度霜冻害主要分布在广德市南部和北部乡镇等地,重度和特重度霜冻害主要出现在宁国市大部、泾县汀溪乡、宣州区溪口镇,广德市杨滩、柏垫、四合和卢村等乡镇。

沧州地区春霜冻特征及短期预报方法的研究

为提早做出春霜冻预判以减少对农作物的危害,利用2016-2023年沧州市春季气象资料,采用皮尔逊相关系数、TS评分等方法,对沧州市春霜冻特征和预报指标进行了统计分析及检验。结果表明,沧州市春霜冻发生在3月至4月,结束日期主要在3月下旬-4月上旬,多发生在晴朗、软风、低湿的天气背景下,空间上呈西多东少的特征。以单因素最低气温判定春霜冻是否发生时,多年平均差值(最低气温与最低地温)并非是最优指标,大多数气象观测站表现为前者低于后者。在日最低气温相同的情况下,天气状况和湿度是影响霜冻形成的关键因素,天气越晴好,湿度越小,越容易形成霜冻。加入天气状况和湿度因素后,以最优指标预报春霜冻时全区TS较单因素时提高了7%左右。检验证明,根据最低气温、天气状况、湿度,采用最优指标查表法预报春霜冻的预报效果更好,比普通查表法更适合应用在沧州市春霜冻预报中。

春季晚霜冻害对青海省贵德地区果树生产的危害及防控措施

青海特殊的气候条件导致春季晚霜冻害发生频繁,极大地危害了果树种植区域花和幼果的生长。开展晚霜冻害发生规律的调查,并通过研究相应防控措施如园址选择、抗晚霜品种选栽、薰烟升温、风机扰流及加强果园管理等措施的应用,可以有效减少和避免晚霜冻害对果树的危害。

气候变化背景下宁波市茶叶早春霜冻灾害风险评估

基于自然灾害风险理论,利用1971—2020年宁波市127个气象站气象观测资料和茶叶生产相关资料,分析了宁波市茶叶早春霜冻空间分布规律,并通过层次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)和专家经验相结合的方法,构建了宁波市茶叶早春霜冻风险因子集,通过加权指数求和的方法建立了宁波市茶叶早春霜冻风险模型,对早春霜冻灾害风险进行了综合和分年代的评估。结果表明,宁波市茶叶早春霜冻出现的年平均天数分布总体呈现西低东高的特征,霜冻年平均天数的范围在0.23~21.43 d;宁波市茶叶早春霜冻高风险区主要集中在余姚南部的四明山区域、宁海西部和宁海东北部的茶山区域,低风险区主要分布于宁波东部沿海地区;20世纪70—90年代宁波市茶叶早春霜冻低风险和较低风险区域基本呈增长趋势,中风险和较高风险区域呈减少趋势,高风险区域80年代最多、90年代次之、70年代最少,21世纪00—10年代,宁波市茶叶早春霜冻低风险和中风险区域呈减少趋势,较低风险、较高风险和高风险区域呈增长趋势。

辽宁春末霜冻年代际变化特征及其与海温的关系

中国东北位于高纬度地区,春季霜冻天气频繁发生,对农业生产有严重威胁,分析东北春末霜冻的气候特征及影响因子可为中长期预测提供可靠科学依据。以辽宁省为例,利用近60年气象台站观测资料和气象再分析资料,采用诊断分析方法,结合辽宁作物生育期,统计历年4月20日—5月31日辽宁省春末发生霜冻的范围并定义为春末霜冻指数(LSFI),研究其年代际尺度变化特征及对应的大尺度环流和前期海温关键区。结果表明:LSFI存在周期为14.25 a的年代际变化。辽宁地区春末霜冻事件在年代际尺度上增强对应大气环流特征为中高纬度有明显波列,东北亚上空为深厚气旋性异常,东北冷涡偏强,与西伯利亚附近的反气旋性异常结合,伴随副热带高压偏南,有利于冷空气持续影响辽宁。此外,LSFI的年代际变化与海温显著相关,相关联的海温关键区在1997年前后出现变化,1997年以前与春季(3、4月)北大西洋“三极子”海温模态显著相关,而1997年之后则与前冬北太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)联系密切,转变原因可能为海温模态的年代际转变。

贵州春茶霜冻害危险性分析及区划

开展春茶期霜冻害危险性分析,有利于提高茶树抵御气象灾害的能力,减少因霜冻害带来经济损失。基于1961—2020年贵州省84个气象站逐日最低气温资料,采用数理统计和空间分析等方法,构建霜冻害危险性指数,进行春茶期霜冻害风险区划。结果表明:贵州春茶期以轻霜冻害为主,各等级霜冻害的天数和站次比呈递减的变化趋势;霜冻害风险等级空间分布呈现西高东低、北高南低的空间变化,次高风险以上的区域主要分布在六盘水市北部、毕节市西部大部和中部、贵阳市北部局地、遵义市北部大娄山局地、铜仁市中部梵净山区、黔东南州的雷公山区和黔南州斗篷山区,区面积约为3.70×10^(4)km^(2),占全省总面积的21.7%;低风险区主要分布在西南部的北盘江流域、北部的赤水河流域和东南部的都柳江流域等,面积约为2.34×10^(4)km^(2),占全省总面积的14.3%。

江苏省不同风险区域春茶霜冻害特征分析

利用1981-2020年全球大气再分析资料ERA5,基于表征茶树霜冻害程度的气象指标,构建春茶霜冻监测期风险指数(RI),选择k均值聚类算法确定江苏省春茶霜冻风险区划,采用Mann-Kendall方法判识各霜冻风险区域气候突变点,从逐日和逐小时尺度,评估气候变化对区域内春茶霜冻发生特征的影响。结果表明,江苏春茶霜冻风险呈现西南低东北高的特征,低风险区和高风险区分别以轻度-中度和特重霜冻发生为主,平均发生频率分别为11.91%和15.4%,平均终霜期分别呈现2.7d.10a^(-1)和1.5d.10a^(-1)的提前趋势,RI分别呈现每10a降低0.024和0.015的趋势。受气候变化影响,逐日尺度上,低、高风险区域中,各等级春茶霜冻发生频率和波动性明显降低,且以特重霜冻降幅最为明显;发生频率分布形态由多峰型转为单峰型和递降型,高发时段集中在2月上旬-3月下旬;逐小时尺度上,各等级春茶霜冻发生频率在一天内基本呈现正弦分布,气候突变后,轻度和中度-特重霜冻高发时段分别推迟2~4h和0~1h,中度-重度和特重霜冻高发时段分别集中在5:00-7:00和6:00-8:00。随气候变化,江苏春茶霜冻发生呈现趋晚、趋弱、趋短和趋少的特征,但仍需积极应对。

吐鲁番葡萄春季霜冻气象指标研究

基于吐鲁番市1991-2021年葡萄春季霜冻发生的经济数据、产量数据、气象资料、历史灾害等数据资料,采用线性分离法分离趋势产量,引入灾损率概念定量评估了霜冻灾害损失,将气象要素、对应的气象产量、灾损率分别构建了多元线性回归模型,同时考虑到最低气温和地面最低温度的双因子共同作用,构建了吐鲁番葡萄春季霜冻灾害等级。结果表明:(1)线性分离法分离趋势产量后筛选出的典型灾害年份为2001、2002、2003、2005、2011、2014年,运用灾损率分析减产从严重到不严重的年份依次为2001、2011、1990、2003、2002、2005、2000、1991、2014、2017、2016、2004年。(2)影响吐鲁番市鲜食葡萄春季霜冻的气象因子为日最低气温、地面最低温度、霜冻持续日数,葡萄霜冻受灾减产的临界值为日最低气温4.4℃,地面最低温度-0.6℃。(3)吐鲁番葡萄春季霜冻气象指标等级:轻度为0℃<V_(1)≤4.4℃且-2.0℃<V_(3)≤-0.6℃;中度为0℃<V_(1)≤4.4℃且-4.0℃<V_(3)≤-2.0℃,-2.0℃<V_(1)≤0℃且-2.0℃<V_(3)≤-0.6℃,-2.0℃<V_(1)≤0℃且-4.0℃<V_(3)≤-2.0℃;重度为-4.0℃<V_(1)≤-2.0℃且V_(3)≤-0.6℃,V_(3)≤-4.0℃且V_(1)≤4.4℃,其中,V_(1)为日最低气温,V_(3)为地面最低温度。经验证,霜冻计算分级结果与实际发生灾情相符,与灾损率的计算结果相符。研究气象因子与鲜食葡萄春季霜冻的关系,以期为鲜食葡萄霜冻的致灾原理研究及新疆鲜食葡萄防灾减灾提供科学参考依据。

河套地区苹果梨花期霜冻气象灾害指标研究

利用MSX-2F人工模拟霜箱系统进行苹果梨花期霜冻指标试验,模拟-8~0℃、持续时间1~3 h等24组不同低温和持续时长的处理组合,统计苹果梨花的受冻率,确定苹果梨花的过冷却点及结冰点,综合分析果树后期自身生长修复能力等因素,总结出针对河套地区苹果梨花期霜冻气象的服务指标。结果表明:河套地区苹果梨花蕾受冻的临界温度为-9.0~-6.0℃,苹果梨花朵受冻临界温度为-8.0~-5.0℃;随着花器官发育进程的推进,过冷却点及结冰点均呈现上升趋势,即随苹果梨发育进程的推移,花器官的抗寒能力不断下降;低温持续试验结果显示,苹果梨花朵子房受冻率不仅与低温强度有关,也与低温持续时间有关,温度越低或低温持续时间越长,受冻率越高。建立的苹果梨花期霜冻气象灾害指标体系与实际灾害情况符合率较高,可作为河套地区苹果梨花期霜冻气象灾害指标。

深州蜜桃一次晚霜冻害统计分析

采用深州蜜桃种植区和邻近国家气象站气温数据,分析了2020年4月21~23日深州蜜桃幼果期晚霜冻害天气的气温特征及春季晚霜冻的多年气候与气候变化特征。结果表明:①晚霜冻害过程中,种植区最低气温连续2 d低于桃幼果冻害温度;中心地带气温最低、冻害温度维持时间最长,其次分别是林间道路旁、种植区边缘;②种植区最低气温明显低于城镇区和其他野外开阔区;③具有区域气候代表性的国家气候观象台近66 a春季最低气温<0℃终日数据表明,晚霜冻害多出现在3月下旬~4月上旬;1957~2012年,春季最低气温<0℃终日为显著提前的趋势;2013~2022年则进入终日日期剧烈波动期,极端偏晚和偏早日期频繁出现,春季晚霜冻害风险加大。

基于实况调查的河北省桃幼果期冻害气温指标

2020年4月21~23日我国北方出现低温天气,河北省桃大多已进入幼果期,大部分地区桃因冻害减产。为了明确春季低温与桃因冻害减产的关系,提高农业气象服务的针对性,为桃春季冻害气象指数保险制作提供依据,在河北省内收集11个桃园样本,分析了桃园与所在县(区)域内距离最近气象站及出现最低气温气象站的最低气温与冻害程度的关系。结果表明:县域内出现最低值气象站的最低气温与桃因冻害减产程度具有明显的对应关系。幼果期桃,桃园所在县域内气象站最低气温均在1℃以上时,不会因冻害减产;单日最低气温-1~1℃时,可因冻害减产10%~30%;连续2 d最低气温在-2~-1℃时,可因冻害减产40%~60%;连续2 d最低气温<-2℃时,可因冻害减产70%以上。

江苏省冬小麦春霜冻害发生规律及其气候风险区划

根据江苏省1980-2009年常规气象台站资料和冬小麦生育期观测数据,提出冬小麦春霜冻的致灾指标,同时运用正交经验函数EOF分析和Morlet小波分析方法探讨江苏省冬小麦春霜冻害的时空分布规律,构建冬小麦春霜冻的灾害风险指数,并用该指数分析江苏省冬小麦春霜冻的气候风险区划。结果表明,(1)1980-1987年间江苏省冬小麦春霜冻年总发生站次以6.11站次/a的倾向率呈显著(P=0.0478<0.05)增加趋势,1988-2009年呈明显减小趋势,减幅为0.9站次/a(P=0.0063<0.01);各等级春霜冻害发生站次也表现出相同的变化趋势;(2)江苏全省冬小麦春霜冻害的历年总发生站次有明显的22a、准11a、4a和2a周期;(3)重霜冻发生次数最多的地区是淮北地区的沐阳县,轻、中春霜冻害发生次数最多的地区是苏北沿海的大丰市;(4)冬小麦春霜冻的高度风险区分布在苏北的新沂市、沭阳县、大丰市、如皋市和如东县;中度风险区分布在徐州(新沂除外)、连云港、宿迁(沭阳除外)、淮安、盐城(大丰除外)、扬州(高邮除外)、泰州(兴化除外)和南通(如皋、如东除外)等地区;低度风险区为整个苏南地区和里下河地区的兴化市和高邮市。

安徽省冬小麦种植保险天气指数设计与应用

利用安徽省宿州市1993-2009年的逐日气象数据并结合区域冬小麦生育期的主要农业气象灾害,通过对历史产量损失与主要灾害的气象指标进行对比分析,为设计小麦种植天气指数保险产品,确定了干旱指数、倒春寒指数、干热风指数、阴雨日数指数Ⅰ、阴雨日数指数Ⅱ共5个小麦关键生育期天气指数。通过历史天气指数赔付率与历史产量损失率的对比,定义基差风险函数和最小化基差风险,确定指数保险赔付的触发值及赔付标准。将设计的保险产品在安徽省宿州市试验应用,2010-2012年成功销售推广1300hm2,总保费约11万元,因触发干旱指数,实际赔付额超过22万元。表明天气指数保险产品的应用,能客观、快捷地提供灾害的经济补偿。

黄淮地区冬小麦的抗晚霜冻害能力

使用人工移动霜箱,对黄淮麦区小麦霜冻害的抗冻性进行了研究。结果表明,按幼穗的冰点来判定不同品种的抗霜能力,可以将小麦的抗霜冻能力分为4个等级:-4℃以上抗性弱,-4～-5℃抗性较弱,-5～-6℃抗性较强,-6℃以下抗性强。随着生育进程的推进,小麦的冰点升高;随着茎高的增高,冰点升高,主茎和分蘖的受害率增大;随着细胞液浓度的升高,冰点降低,受害率降低。小麦在雌雄蕊末到药隔初的冰点温度较高。随着生育时期的推进,幼穗的冻死率升高,而其冻伤率降低。

安徽省冬小麦春霜冻害气象指标的研究

本文根据安徽省12个农业气象观测站冬小麦春霜冻害观测调查数据,针对不同品种(春性和半冬性)冬小麦,全面分析了拔节期前15 d至拔节后20 d的最低气温变化规律,以日最低气温为指标,将春霜冻害等级划分为轻度和重度2个级别,并分时段确定等级。验证结果表明,虽然春霜冻害的发生受地形、土壤等多种因素的影响,但最低气温指标基本能够反映出冬小麦拔节前后不同品种春霜冻害的发生规律,可以在霜冻监测预警业务中应用。用该指标进行霜冻发生风险分析的结果表明,安徽省冬小麦主产区为轻度霜冻频发区、重度霜冻基本不发区,冬小麦春性品种春霜冻高发区比半冬性品种明显偏南,可用于指导冬小麦品种合理布局,减轻春霜冻危害风险。

中国茶树春霜冻害研究进展

茶树作为我国主要经济作物,在早春萌发时易遭受霜冻害。我国茶树春霜冻多发于长江中下游,霜冻灾害指标可按照获取方法、数据类别、气象数据的时间尺度进一步细分。在气候变化背景下,茶树春霜冻发生次数虽呈下降趋势,但其危害不可忽视;其中,江南茶区茶树春霜冻的发生频率由南向北逐渐增加,随海拔升高逐渐增大。茶树春霜冻影响评估目前多集中于江、浙、皖、赣等茶区,且逐步由定性向定量发展;风险评估主要基于自然灾害风险形成机制划分不同的风险等级。今后,完善茶树春霜冻气象指标、构建基于茶园小气候的茶树春霜冻灾害指标、阐明全国茶树春霜冻时空分布特征、开展精细化茶树春霜冻风险评估将备受关注。

基于FastICA的浙江省茶叶早春霜冻时空分布特征

为分析浙江省茶叶早春霜冻时空分布特征,根据前人研究成果结合浙江茶叶生产实际,提出了茶叶早春霜冻的气象指标和等级划分。基于该指标和全省64个基本气象站1971—2011年气象数据,采用FastICA负熵最大化算法分析浙江省茶叶早春霜冻时空变化特征。结果表明,浙江省茶叶整体、轻度、中度和重度早春霜冻第一独立成分方差贡献率分别为76.65%、49.78%、48.01%和55.82%,第二独立成分方差贡献率较小。各等级早春霜冻第一独立成分变化趋势基本一致,浙江北部是最易发生茶叶早春霜冻的地区。41年间每年都发生茶叶轻度和中度早春霜冻,且空间分布都为北多南少,2000年以后茶叶各等级早春霜冻均呈增加趋势。茶叶各等级早春霜冻第二独立成分呈正负相间的分布型,轻度早春霜冻正值中心位于浙西北,温州中部为负值;中度早春霜冻正值位于嘉兴、湖州东部、杭州东北部和温州中部,宁波南部和台州北部为负值中心;重度早春霜冻负值位于湖州西部和温州西南部,浙江其他地区为正值。41年间浙江省茶叶轻度早春霜冻呈减少趋势,中度早春霜冻趋势线呈波动变化特征,其中20世纪70年代和80年代后半期呈减少趋势,20世纪80年代前期、90年代和2000年以后呈增加趋势,重度早春霜冻没有明显的变化趋势。研究结果可为茶叶生产提供科学依据。