基于SPEI的陕西省干旱特征及其对玉米产量的影响

基于陕西省1971-2020年32个气象站实测气象资料,计算不同尺度玉米生育期标准化降水蒸散指数(SPEI),利用旋转正交经验函数法、趋势分析法和小波分析法分析玉米不同生育期的干旱时空特征。结合陕西省9地区1990-2020年玉米单产数据,借助HP滤波法分离出玉米气象产量,采用交叉小波分析和线性回归法分析了干旱对玉米气象产量的影响。结果表明:①研究区干湿空间分布在玉米生育期可划分出关中、延安、榆林和陕南西南部4个干旱敏感区域;②在1971-2020年内,全生育期关中、榆林和延安地区呈干-湿交替变化,1990s末陕西大部分地区干旱较严重;③铜川、宝鸡、咸阳和渭南地区玉米气象产量与花丝期干湿状况密切相关,其余地区受全生育期干湿状况影响最大。玉米气象产量与干旱状况呈显著的正相关,且在1994-2000年存在1~4 a的共振周期;④榆林、铜川和渭南地区玉米气象产量随SPEI值增大而增加,而延安、宝鸡、咸阳、安康、汉中和商洛当SPEI值大于1.6或小于-0.4时会发生轻度及以上程度的减产。

近58年甘肃气候变化区域差异分析及环流影响

根据甘肃省1962-2019年降水量、平均气温、最高和最低气温的格点数据,通过最小二乘法、基于自适应噪声的完备经验模态分解法(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)、交叉小波变换法、小波相干法以及Hurst指数法等方法,分析了近58年甘肃气候变化区域差异及环流影响,结果表明:(1)线性趋势分析显示近58年甘肃气候整体朝暖湿化方向发展,升温趋势比降水量增加趋势更显著.空间分析显示近58年甘肃省不同地区气候变化差异非常大,除河西地区外,其他地区降水量均呈减少趋势.甘南高寒湿润区降水量减少幅度最大,气温增幅也最大.(2)由CEEMDAN分析可知,甘肃降水量增加周期为9年左右,减少周期为12年左右.平均气温的升、降周期均为7年左右.最高气温的升高周期为7年左右,降低周期为9年左右.最低气温的升高周期为7年左右,降低周期为5年左右.整体上,甘肃气温变化要比降水变化提前约15年,最低气温变化最早,从1962年开始明显升高,降水变化最晚,从1992年开始明显增加.(3)Hurst指数分析显示,各分区气候变化均具有较强的延续性,未来甘肃省气候变化趋势将与1962-2019年的变化趋势大体一致.(4)通过监测Nino3.4指数与甘肃分区气候变化的关系可知,陇南南部河谷亚热带湿润区、陇南北部暖温带湿润区、陇中南部温带半湿润区、陇中北部温带半干旱区四个分区的年平均降水量和ENSO事件均呈显著负相关关系,负相关系数分别为-0.29,-0.27,-0.29和-0.3,均通过了0.05的信度检验;陇中北部温带半干旱区的最高气温和ENSO事件呈显著正相关关系,正相关系数为0.28,且通过了0.05的信度检验.(5)交叉小波变换和小波相干分析显示,陇中南部温带半湿润区、陇中北部温带半干旱区的降雨量与ENSO的协同变化关系具有较高的一致性.