乌鲁木齐河山区树木年轮-积温关系及≥5.7℃积温的重建

为了研究云杉树木年轮生长与环境温度的关系,计算出天山乌鲁木齐河山区大西沟气象站9种类型的36 9个积温因子序列和9个差值树轮年表的2 7个年轮指数序列,用逐步回归方法建立积温与年轮指数序列间的关系。结果表明大西沟气象站≥5 .7℃积温与树木生长的关系最为密切。对≥5 .7℃的积温进行对数变换,使用提取主分量在回归方法建立其与年轮场的4个主分量间的转换函数,该转换函数可解释196 2～1992年大西沟气象站≥5 .7℃积温方差的5 5 %。交叉检验表明该转换函数是稳定的。由此重建出了1796～1991年≥5 .7℃积温长序列。≥5 .7℃积温长序列完整地经历了7个偏多及7个偏少阶段,存在着3.32、34、3.84、9、4 .36及6 .5 3a的变化准周期。≥5 .7℃积温变化具有两个基本特征:一是偏冷年出现的频率大于偏暖年,二是暖年出现的频率多于冷年。两个最暖年出现在1917年及194 4年,其≥5 .7℃积温分别为4 15 .6℃和386 .0℃,两个最冷年出现在180 3年及196 1年,≥5 .7℃积温分别是2 6 .5℃和2 6 .9℃。最显著的≥5 .7℃积温减少趋势出现在180 6～185 2年,减少率为15 .2℃/10 a,显著水平为0 .0 0 0 3。最显著的≥5 .7℃积温增加趋势出现在195 8～1987,积温增多率是16 .6℃/10 a,显著水平达到0 .0 0 3。Mann-

1960-2013年中国≥10℃积温时空变化特征及其主导因素分析

利用中国735个站点1960—2013年的日平均气温资料,根据积温构成,采用按年代分段线性趋势分析方法,分析≥10℃积温、持续天数以及持续天数间气温的变化趋势,进而分析了引起我国积温变化的主导因素。结果表明:20世纪60、80年代,中国≥10℃积温表现为下降趋势。20世纪70、90年代和2000—2009年,≥10℃积温表现为上升趋势,其中,20世纪90年代≥10℃积温上升趋势站数占统计站点数的88.6%,具有绝对优势,因此≥10℃积温的上升趋势在20世纪90年代最为突出。积温持续天数下降对20世纪60、80年代≥10℃积温下降起主导作用。积温持续天数上升对20世纪70年代和2000—2009年≥10℃积温上升起主导作用。20世纪90年代积温上升由积温持续天数上升和持续天数间气温上升共同作用。中国近50年≥10℃积温总体呈上升趋势。按照积温的构成,综合各年代分段趋势分析的结果,可以得出结论,积温持续天数的上升是中国≥10℃积温总体上升的主导因素。

宁夏0℃积温时空演变特征分析

利用宁夏全区25个气象台站日平均气温资料,统计分析≥0℃积温的时空演变及其开始、结束日期的变化特征;采用复Morlet小波分析方法和Mann-Kendall突变检测方法,揭示了宁夏不同区域≥0℃积温的周期及突变特征;并对其演变成因进行了初步探讨。结果表明:近50 a宁夏各区域≥0℃的积温均呈增大趋势,积温的持续时间明显延长;全区及引黄灌区0℃积温在1997年出现由少到多的突变,在周期上存在3～4 a和9 a左右的长周期;≥0℃积温期间引黄灌区极端最低气温<0℃的出现日数明显减少,由此而引起的冻害也相应减少。造成宁夏≥0℃积温增加、持续时间延长的主要原因是气候变暖前后大气环流出现了明显调整。变暖前,500 hPa高度场上中高纬度地区,特别是巴尔喀什湖附近易于形成低槽,有利于极地冷空气南下影响宁夏区域,造成气温偏低,≥0℃的积温偏小;气候变暖之后,500 hPa环流场发生了显著变化,中高纬度地区经向环流减弱,纬向环流增强,不利于槽区的形成和发展,极地南下冷空气活动次数减小,下游大范围区域内的气温升高,对应的0℃积温增加。

≥10℃积温距平对玉米不同发育期冷害的判定及其与产量的关系

为了揭示冷害特征及其与产量的关系,为玉米生产趋利避害及种植结构调整提供气象参考,笔者利用1980—2014年15个农业气象站的资料,基于≥10℃积温距平指标,对玉米出苗—七叶期、出苗—抽雄期、出苗—乳熟期的冷害进行动态判识,分析其时空演变特征,并建立积温距平与玉米产量的关系。结果表明：（1）1980—2014年间,研究区玉米3个发育时期内的冷害年数为7-17年,冷害随时间呈减少趋势,对气候变暖具有明显的响应;空间上呈北多南少特征,并具有群发性、区域性和局地性特点;（2）研究期间,玉米3个发育时期的≥10℃积温距平具有16年左右的周期变化,1995年以前偏冷,之后偏暖;（3）在3个发育时期,研究区分别有13%、60%、67%的站点≥10℃积温距平与玉米单产存在显著或极显著的相关关系,积温距平为100-200℃·d利于玉米高产。以出苗—乳熟期分析热量与产量的关系效果最好;（4）≥10℃积温距平指标判识玉米冷害具有生物学和农学意义,有效提升作物冷害判识的客观性。

近50a河套地区东部≥10℃积温的演变特征及成因分析

利用河套地区东部宁夏22个气象台站4～10月逐日平均气温资料，统计分析了该区域≥10℃积温的时空演变及初日、终日的变化特征，采用复Morlet小波分析方法和Mann—Kendall突变检测方法，揭示了河套地区东部不同区域≥10℃积温的周期及突变特征，并初步探讨了演变成因。结果表明：近50a河套地区东部≥10℃的积温均呈增加趋势，初终日间隔明显延长；≥10℃积温在1997年出现由少到多的突变，在周期上存在3a和9a左右的长周期，主要原因是气候变暖前后大气环流在1997年前后出现了明显的长周期调整。1997年前，500hPa高度场上中高纬度地区，特别是巴尔喀什湖附近易形成低槽，有利于极地冷空气南下影响河套地区东部，造成气温偏低，≥10℃的积温偏小；1997年后，500hPa环流场发生了显著变化，中高纬度地区经向环流减弱，纬向环流增强，不利于槽区的形成和发展，极地南下冷空气活动次数减少，下游大范围区域内的气温升高，≥10℃积温增加。

近60 a来秦岭山地≥10℃积温时空演变及亚热带-暖温带界线问题

选用秦岭及其周边74个气象站点的逐日气温实测数据,采用M-K检验、Anusplin等研究方法,对1960—2019年秦岭山地≥10℃积温的时空变化以及亚热带-暖温带的界线变化进行分析。结果表明:(1)从时间尺度上看,秦岭山地≥10℃积温呈现增加的趋势,其变化率为71.72℃·(10 a)^(-1)。>1000~2000和>2000~3000℃积温段区域面积占比逐年减少,>3000~4000和>4000℃积温段区域面积占比逐年增加;≤1000℃积温段区域面积占比呈先增加后减少的变化趋势。(2)从空间尺度上看,秦岭山地≥10℃积温在南北方向表现出中间低周边高、东多西少、南多北少,由低海拔向高海拔逐渐减少的规律;研究区积温高值区面积增加,积温低值区面积减少;秦岭山地≥10℃积温增加趋势显著,其中秦岭北坡增加最为明显。(3)对比阶段Ⅰ(1960—1989年)和阶段Ⅱ(1990—2019年),亚热带-暖温带分界线整体向高海拔攀升和向高纬度北移,秦岭以北“跨越式”进入了亚热带气候格局,随着气候变暖,秦岭亚热带北界可能会跨越秦岭山脉。

黄冈地区≥0℃积温演变规律分析

利用黄冈地区气象站1971—2010年日平均气温资料,采用Mann-Kendall检验、滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了近40年黄冈地区≥0℃年积温时空分布和突变特征。结果表明:在空间分布上,黄冈地区日稳定通过0℃的初日、终日分布规律不同,初日由南向北推迟,终日由南向北提前;在时间分布上,黄冈地区日平均气温稳定通过0℃的初、终日有共同分布规律,黄冈市和黄冈地区北部、中南部随年代变化趋势一致,初日在各年代呈现一致的提前趋势,终日在各年代大致呈现推迟趋势,但20世纪80年代均比70年代略有提前。近40年黄冈地区≥0℃积温具有突变特征,1993年为突变年。黄冈地区≥0℃积温的变化在线性增、减的基础上叠加了不同周期的波动变化。近40年来≥0℃积温变化存在27年和22年2个尺度振荡周期信号,其中以27年的尺度趋势较强,周期相对比较显著,22年的尺度周期性较弱。

中国典型生态系统生态站2001-2015年≥10℃积温数据集

热量资源是自然区域和自然带划分的重要依据,是农业生产的重要自然资源,通常以温度高低和积温多少来表征。10℃是喜温植物适宜生长的起始温度,也是喜凉作物迅速生长、多年生作物开始以较快速度积累干物质的温度。农业生产及科研部门以≥10℃积温及其相应的持续日数来衡量一个地区的农业气候生产潜力,并作为引种和耕作制度改革的重要依据。利用中国生态系统研究网络(CERN)生态站逐日平均气温数据,采用5日滑动平均法建立了典型生态系统生态站2001–2015年≥10℃积温数据集,包含了农田、森林、草地、荒漠、沼泽、湖泊和海湾等中国主要生态系统35个生态站2001–2015年≥10℃的活动积温、有效积温和持续日数,为开展全国或区域积温变化的趋势和规律研究提供了数据支撑。

新疆西天山≥10℃积温时空变化特征分析

热量是农作物生长发育极其重要的环境条件,直接影响农作物种植区域及生长发育的速度、成熟早晚、产量高低和质量优劣[1]。≥10℃活动积温是热量资源的一项指标,与农作物生长发育关系最为密切,受其经、纬度、海拔高度和大地构造地貌单元的影响,≥10℃积温在新疆西天山有较明显的区域分布,因此,分析研究≥10℃积温的时空变化,不仅有助于进一步认识西天山热量分布和变动情况,而且对于作物及其品种的合理布局、气候资源的合理开发和利用等均有直接的实际意义。

晋陕蒙地区≥10℃积温的时空变化特征

利用1960—2014年晋陕蒙三省75个气象站逐日平均气温实测数据，采用多元线性回归模型的积温空间模拟方法和气候倾向率法，对晋陕蒙地区1960—2014年日平均气温稳定≥10℃积温的时空特征进行分析。结果显示：（1）从整个分析期来看，1960—2014年晋陕蒙地区日平均气温稳定≥10℃积温总体呈上升趋势，近55a积温增速为74．60℃·d·10a^-1，93％的气象站点积温增加趋势显著（P〈0．05），仅有7％的站点变化趋势不显著。（2）从空间分布来看，分析期内≥10℃积温平均值呈现由低纬度向高纬度、由低海拔向高海拔逐渐减少的规律。（3）从各年代积温线的移动情况看，〈1600℃·d、1600-3200℃·d占的区域面积占总面积比例呈现逐年代降低的趋势；3200-4500℃·d的区域面积占总面积的比例呈现逐年代升高趋势；〉4500℃·d所占区域面积占总面积的比例在1970—1979年、1980—1989年呈降低趋势，在1990—1999年、2000-2014年呈升高趋势。（4）从时段Ⅰ（1960—1989年）和时段Ⅱ（1980-2014年）气候带的变化情况看，中亚热带从无到有，北亚热带、暖温带区域面积逐渐增加，中温带和寒温带区域面积逐渐减少，气候带在气候变暖背景下呈北移西扩的趋势。总体上，≥10℃积温呈现出向高海拔扩张和高纬度北移的趋势。

华东地区≥10℃积温的时空演变特征

利用1961-2013年华东地区86个气象台站的日平均气温等资料,采用趋势分析法、克里金空间插值法(Kriging)、Mann-kendall突变检验以及Pearson相关分析等方法,分析该区域近53a日平均气温稳定≥10℃期间积温、持续日数、初终日以及积温带的变化特征。结果表明:(1)近53a华东地区日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数呈显著增加趋势,气候倾向率分别为89.71℃?d?10a-1(P<0.01)和2.96d?10a-1(P<0.05),二者主要受初日提前和终日推迟的共同影响,且初日提前的影响更大。(2)日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数在空间分布上呈现明显的纬度地带性和垂直地带性特征,其变化趋势均呈现自东向西、自中部向南北两端递减的规律。(3)随着全球气候变暖,华东地区气候带的分布呈现明显的北移东扩,其中南亚热带、中亚热带的面积不断扩大,分别向北移动1.2、2.2个纬距;北亚热带约向北移动1个纬距,面积有所减小;暖温带的面积不断减小。(4)华东热量资源对平均气温的响应主要表现在积温的上升、持续日数的增加、初日的提前以及终日的延迟。

1961～2015年贵州高原≥10℃积温时空变化特征

为揭示贵州高原≥10℃积温精细动态变化,以81个气象站点1961～2015年气温资料及地理信息数据为数据源,采用积温倾向率、累计距平、滑动T检验、小波分析、多元回归分析等统计方法,分析≥10℃的积温整体变化及周期变化,模拟各年代积温带空间变化。结果表明:(1) 1961～2015年≥10℃积温平均值为5 147. 22℃,1997年前后发生由冷到暖的突变,积温变化主周期约为3～5年,8年;(2) 1961～2015年、1961～1996年、1997～2015年≥10℃积温倾向率均值分别为49. 5℃/10a、-28. 1℃/10a、123. 5℃/10a,1961～1996年表现为降温趋势,1997～2015年表现为升温趋势,三个时间段积温倾向率均未通过显著性检验;(3)多元回归拟合≥10℃积温年代际空间分布,复相关系数均高于0. 92,积温空间分布呈现由西向东、由北向南升高的趋势;(4)不同年代际间积温带动态变化差异较大,1980s后约有60%以上区域表现为积温带Ⅱ升为积温带Ⅲ,积温带Ⅲ升为Ⅳ,1990s后降温区域消失。积温资源的增加对受高原气候限制的贵州高原有重要影响,对调整农业气候区划,确定作物种植区域以及最优化利用热量资源更具有针对性。

阿勒泰地区近50a≥0℃积温时空变化趋势分析

[目的]探讨阿勒泰地区近50 a≥0℃界限温度内的积温及持续日数、初终日的时空变化趋势.[方法]采用线性回归法、Mann-Kendall检验法、Morlet小波分析等方法对≥0℃界限温度进行分析.[结果]近50 a阿勒泰地区≥0℃积温及持续日数、终日的倾向率分别以71.7℃·d/10a、2.8 d/10a、2.5 d/10a增加.吉木乃县和福海县≥0℃初日呈明显提前趋势外,其它县市均不明显.≥0℃积温及持续日数、终日突变年份分别为1994年、1977年、1988年.各县市≥0℃积温和持续日数突变后较突变前分别增加120℃·d以上和6d以上,其中富蕴县积温增加最多为346℃·d,福海县持续日数延长最多为14 d.≥0℃积温及持续日数的周期震荡变化趋势表明,在未来≥0℃界限温度内积温和持续日数将呈持续升高和增加趋势.[结论]近50 a≥0℃界限温度内的积温及持续日数、终日均呈增加和延迟趋势,研究期内均发生突变,突变后较突变前增加幅度大,但≥0℃初日整体提前趋势不明显.≥0℃积温及持续日数存在周期震荡变化趋势.

近40a来长江流域≥10℃积温的时空变化特征

基于1970―2013年长江流域131个气象站点的日平均气温数据,采用气候倾向率、累积距平、M-K检验及滑动T检验等方法分析了该区≥10℃积温的时空变化特征。结果表明:1)突变时间较早的区域主要有嘉陵江流域,中游干流区,太湖流域和下游干流区(1997年);而岷江、沱江流域,鄱阳湖流域和洞庭湖流域较晚(2001年);长江源头的金沙江流域最晚(2002年)。2)在区域尺度上,1970年以来,北亚热带、中亚热带和高原气候区日平均气温≥10℃积温的初日分别以-1.25、-1.39、-0.8 d/10 a提前,终日分别以1.52、1.43、1.47 d/10 a推后,持续日数以2.97、2.92、4.62 d/10 a幅度延长。积温总体上分别以113.5、88.8、77.3℃/10 a增加。3)≥10℃积温的年际变化存在明显的空间差异,积温增加幅度较大的地区主要集中在汉中―奉节―五峰―吉首―武冈―道县以东的长江中下游地区以及四川盆地、云贵高原、青海高原的个别站点。

石羊河流域≥10℃积温时空变化特征

利用1960-2017年石羊河流域5个气象站逐日平均气温资料,采用滑动平均方法,确定了≥10℃积温的界限;通过运用多元线性回归、均方差(σ)、线性趋势系数、累计距平和信噪比等方法,分析了石羊河流域≥10℃积温的时空变化特征。结果表明:石羊河流域≥10℃积温具有明显地域特征,≥10℃积温的均值和极值均为荒漠区高于绿洲平原区,绿洲平原区高于山区,≥10℃积温的空间分布与所受天气系统以及经、纬度和海拔高度的关系非常密切。≥10℃积温正常年份最多,概率超过65%,依次向两端迅速递减。年、年代≥10℃积温呈显著升高趋势。≥10℃积温主要在5~9月,7月为高峰值。≥10℃积温气候突变全流域、民勤和天祝在1996年,永昌、凉州和古浪在1997年。石羊河流域≥10℃积温升高使喜凉作物种植面积缩小,生育期缩短,不利于高产的形成;而使喜温作物种植面积扩大,生育期延长,有利于高产和高品质的形成。本研究将对现代农业结构规划、农作物品种调整以及农业的定量化评估具有重要意义。

青海省海南地区近30年≥0℃积温变化趋势分析

积温是作物与品种特性的重要指标之一,对积温农业气象重要指标的研究,对于指导农牧业生产具有十分重要的现实意义。本研究通过利用青海省海南藏族自治州共和、兴海、贵南、同德和贵德5县气象站的地面观测资料,对该地区近30年来≥0℃年积温的变化,主要农作物、牧草生育期的变化及其生育期≥0℃的积温变化做了分析,得出该地区大部分农作物及牧草的生育期有所缩短,开始期有所提前。由于近10年该地区升温明显,热量条件充足,各地≥0℃年积温有所增加,农作物及牧草发育期的积温增多,为该地区农作物及牧草的生长发育提供了充足的热量条件,对于该地区适时调整农牧业结构提供了依据。

1981—2014年贵州省黔西南州≥10℃积温的变化特征

为摸清贵州省黔西南州热量的分布和变化,促进种植业合理布局及气候资源的合理开发,采用5d滑动平均法研究贵州省黔西南州1981—2014年≥10℃积温和积温日数的分布规律与年际变化特征。结果表明:近34年黔西南州≥10℃积温和积温日数均呈上升趋势,趋势性变化达显著水平;≥10℃积温和积温日数从北至南均呈逐渐增加趋势,南部增幅较北部明显,二者的空间分布较一致。≥10℃积温和积温日数变化除贞丰县呈减少趋势外,其余地区均呈增加趋势,其中,望谟县≥10℃积温增加最明显,晴隆县≥10℃积温日数增加最明显。年平均气温升高1℃,则≥10℃积温将增加101.3~503.7℃·d,≥10℃积温日数将延长1.5~20.7d。

长沙市早稻生长季≥10℃积温变化特征

利用1961—2015年长沙市早稻生长季(3月中旬—7月中旬)地面观测资料,采用线性统计、M-K突变检验等统计方法,对近55年长沙市早稻生长季内≥10℃积温的变化特征进行分析。结果表明,1961—2015年长沙市早稻生长季≥10℃活动积温存在明显的上升趋势,20世纪呈波动弱下降趋势,21世纪呈明显上升趋势;突变年份出现在2002年。近55年早稻生长季≥10℃活动积温均值为2 696.4℃·d,最高出现在2008年,为3 147.5℃·d,最低出现在1987年,为2 437.3℃·d,极差为710.2℃·d。

近55年青海高原﹤0℃积温时空变化及其影响研究

利用青海高原1961~2015年10月-12月至次年1月-2月逐日气象观测资料,采用线性回归和Morlet小波分析等方法分析了<0℃的积温和持续日数近55年时空变化特征及其对农牧业生产的影响。结果表明:近55年来青海高原<0℃的积温以74.4℃/10a的速率显著升温,持续日数则以3.4d/10a的倾向率显著减少,负积温显著增温和持续日数减少的特征在一定程度上也明显反映出了该区域从80年代后期开始气候变暖事实;<0℃积温和持续日数呈"西北多、东南少"空间分布特征,各地<0℃积温升温呈一致性地升温特征但具有明显的地域性差异。<0℃积温上世纪存在准17a和7a的振荡周期,本世纪主要受14a尺度的周期振荡控制,持续日数则存在准14a尺度和准8a尺度的振荡周期;<0℃积温显著变化将会对该区域农牧业生产带来一定的影响。