近50年黑龙江省初霜日变化影响因子及预测模型建立的研究

为了达到提前做好初霜日预测的目的,利用实际监测1961-2011a初霜日、终霜日、无霜日数及有关气象因子,其中包括月、季平均气温,月、季降水量等资料。采用趋势分析和统计相关计算、等级的划分等方法,分析了近50年初、终霜日与无霜日、夏季温度年际变化特点。结果表明,20世纪80年代后随着全球气候暖化,初霜日与终霜日大有后延与提前及无霜日数增加的特点和夏季温度升高的趋势。相关分析表明,影响初霜日变化重要因子为前期5月终霜日的反相关变化和无霜日数的正相关变化。并依此关系构建了直角三角形初霜冻发生日的预测模型。又根据直角三角形tgα=y/x将初霜日出现早晚划分成特早、偏早、正常、偏晚、特晚5个级别;并又利用了终霜日和夏季平均温度与无霜日数的相关关系组成了能够预测无霜日数的散布图;经2012-2017a6年预测实践检验全部正确。综上只要通过本地终霜日、无霜日数与初霜日关系就可构建直角三角形初霜冻日的预测模型进行预测以减轻对农业灾害损失目的。

鲁中地区初霜日、终霜日及无霜期变化特征分析

利用鲁中地区及周边国家气象站资料,采用线性趋势、Mann-Kendall突变检测、滑动T检验、Pearson相关分析、ArcGIS空间插值等方法,对鲁中地区初霜日、终霜日及无霜期的时空变化特征及其与气候因子、地理因子的相关关系进行分析。结果表明,鲁中地区初霜日呈显著推迟、终霜日呈显著提前、无霜期呈显著延长的趋势,初霜日、终霜日及无霜期突变年份分别为2003、1996、2003年。初霜日、终霜日及无霜期与气温相关性较好。初霜日、终霜日及无霜期空间分布不均匀,中部山区初霜日出现较早,向东西两侧依次逐渐推迟;终霜日最早出现在西北部,中部及昌邑-潍坊-安丘一带终霜期出现较晚,最晚为莱芜、临朐、潍坊一带;无霜期最长出现在西北部,最短出现在中部及南部山区。初霜日、终霜日分别与海拔高度和经度呈正相关,并达到极显著水平,无霜期与海拔高度呈负相关,受海拔高度的影响达显著水平。

1981—2015年呼和浩特市霜期时空分布特征及初霜日客观预报方法

利用1981—2015年呼和浩特市6个气象站霜期的观测资料,采用线性倾向法,分析了呼和浩特市霜期的时空变化特征。依据呼和浩特市6个气象站初霜日特征,应用聚类分析中最短距离法把全市分成2个预报区;每个预报区选取有代表性的站点,选取对初霜日有影响的气象因子和大气环流因子,应用多元回归方法建立每个预报区的初霜日预报方程。通过回代检验和试报检验,所建立的初霜日预报方程预报结果与实况较接近。

1961—2020年固原市初霜日、终霜日和无霜期变化特征分析

利用1961—2020年固原市4个气象观测站逐日最低气温观测资料,采用气候统计学方法分析固原市初霜日、终霜日及无霜期变化特征。结果表明:近60年,固原市原州区初霜日、终霜日及无霜期变幅均最大;固原市初霜日呈推迟趋势,平均推迟2.2 d/10 a;终霜日呈提早趋势,平均提早3.2 d/10 a;无霜期呈延长趋势,平均延长5.4 d/10 a;霜冻变化趋势整体有利于作物生长季延长,但霜冻年际变化的不稳定特性不利于农业生产,泾源县特早和偏早初霜日出现的概率为20%,其他地区出现概率均为16.7%;泾源县特晚和偏晚终霜日出现的概率为13.4%,其他地区出现为概率为20%~25%。固原市霜冻变化趋势整体有利于作物生长季的延长。

1981—2020年西藏初霜日、终霜日及无霜期的时空变化特征

选取1981—2020年西藏38个气象站点逐日最低气温资料,以日最低气温≤0℃为霜冻指标,采用线性倾向估计、Pearson系数、Mann-Kendall和优势分析等方法,分析近40 a西藏高原初霜日、终霜日和无霜期的时空变化特征。结果表明:(1)西藏总体上表现为自东南向西北初霜日提早、终霜日推迟和无霜期减少的分布特征,并具有明显的海拔垂直地域性差异。1991—2020年与1981—2010年平均值比较,绝大部分站点初霜日推迟,终霜日提早,无霜期增加。(2)近40 a西藏38个站中,36个站初霜日推迟、终霜日提前,35个站无霜期延长。西藏平均初霜日显著推迟5.1 d/10 a,终霜日显著提早3.3 d/10 a,无霜期显著增加8.4 d/10 a。(3)初霜日在海拔3000~3500 m地区趋于提早,海拔3500 m以上地区随海拔升高推迟率增大。终霜日在不同海拔高度上提早特征趋同存异,低海拔地区(2000~3000 m)最明显。无霜期在各海拔高度上都呈增加趋势,海拔4500 m以上地区增幅最大。(4)20世纪80年代初霜日偏早,终霜日偏晚,无霜期偏短;90年代初霜日和终霜日均略早,无霜期变化不大;进入21世纪后,初霜日偏迟,终霜日偏早,无霜期明显增加,以21世纪10年代最为突出。(5)西藏平均初霜日、终霜日和无霜期分别在2005年、1994年和2003年发生了突变。

1960-2019年河南省霜冻日期时空变化及影响因素研究

基于1960-2019年河南省17个气象站点观测资料,采用线性倾向估计、 Mann-Kendall突变检验和相关分析等方法,对河南省霜冻日期时空变化特征及其与地理因子的关系进行分析,采用R/S分析法预测霜冻日期的未来趋势.结果表明,1960-2019年河南省平均初霜日期为11月8日,终霜日期为3月28日,平均无霜期224 d. 60年来初霜日以2.66 d/10a的速率推迟,终霜日以-2.88 d/10a的速率提前,无霜期以5.54 d/10a的速率显著延长. 21世纪10年代初霜日最晚,终霜日最早,无霜期最长.初霜日期于2004年发生突变,终霜日和无霜期于1998年发生突变.从空间分布来看,河南省初霜日自南向北逐渐提前,终霜日自南向北逐渐推迟,无霜期自南向北逐渐缩短.未来河南省初霜日期推迟,终霜日提前和无霜期延长的趋势将会延续,初、终霜日和无霜期主要受纬度的影响.

不同气候态下金华市无霜期变化特征的对比分析

采用1968—2018年金华市逐日最低气温数据,通过一元线性回归和M-K突变检验等方法对比分析了不同气候态下无霜期的变化特征。结果表明,浙江省金华市平均初霜日、终霜日和无霜期分别呈显著推迟、提前和延长趋势。其中,气候态上三者的变化趋势均随着气候态更替而递增,而年代际上三者变化趋势则分别为先提前后推迟、先提前后推迟再提前和先缩短后延长。初霜日无突变,而终霜日和无霜期的突变时间则分别出现在1997年和2005年。随着气候态转变,金华市初霜日、终霜日和无霜期整体分别有推迟、提前和延长趋势。此外,空间格局分别出现西晚北早到西南晚东北早、西东早南北晚至中部早南北晚和西东长南北短至中部长南北短的转变。

黑龙江省气候变暖对极端天气气候事件的影响

黑龙江省 1 980年以来气候变暖已成为事实 ,气候变暖导致天气气候极端事件的发生 ,主要表现在 :①大雨暴雨次数增加 ;② 30℃以上极端最高气温平均日数下降 ;③- 30℃以下极端最低气温平均日数明显减少 ;④初霜日平均后延 2～ 5天 ;⑤终霜日 ,北部中部提前 3～ 5天而南部延长 ;⑥夏季低温次数明显减少 ,北部减少多于南部 ;⑦大旱年次数增多 ,大涝次数北少南多 ,西南部地区为旱涝敏感区。

近50a中国霜期的变化特征分析

通过对中国霜气象观测资料的整理和分析,研究了1957—2006年中国霜期、初霜日、终霜日的时空分布和气候特征。结果表明,中国各地的霜期总体上是自北向南、自高山向平原逐渐缩短的,霜期长(短)的地区与初霜早(晚)、终霜晚(早)的地区非常一致。近50 a来,在全球增暖的背景下,中国大部分地区霜期在逐渐缩短,初霜日在逐渐推迟,终霜日在不断提前,1990s后这种趋势变得更加明显。霜期缩短显著的区域主要集中在我国东北、华北、内蒙古中部、江淮流域以及云贵高原和华南部分地区,而四川盆地和长江中下游部分地区霜期缩短的趋势并不明显,一些地方甚至略有延长的趋势。比较初霜日期与终霜日期的趋势变化,发现终霜日提前的趋势要比初霜日推后的趋势更加明显,这可能是由不同季节的增温幅度不同而引起的。

山西省近50年无霜期变化特征研究

根据山西省108个地面站近50 a（1959—2008年）的初霜日、终霜日和无霜期系列数据,采用非参数Mann-Kendall检验法,对山西省近50 a无霜期的变化特点进行了研究。计算结果表明,全省108个地面站的平均无霜期在124.6~232.9 d之间。Mann-Kendall检验结果显示,在所有地面站中,77个站初霜日推后,78个站终霜日提前,87个站无霜期延长,其中35个站显著延长。全省初霜日显著推后（＋1.41 d/10 a）,终霜日显著提前（-2.57 d/10 a）,无霜期显著延长（＋3.72 d/10 a）。初霜日推后和终霜日提前对无霜期延长的贡献约分别为1/3和2/3。Pearson相关分析证明,在全省范围内,初霜日、终霜日和无霜期与年平均气温、纬度和海拔具有密切关系。直线回归分析显示,气温每升高1℃,初霜日迟4.7 d,终霜日早4.1 d,无霜期延长8.8 d。纬度每北移1o,初霜日早6.1 d;终霜日迟4.5 d;无霜期短10.6 d。海拔每升高100 m,初霜日早3.4 d;终霜日迟2.8 d;无霜期短6.2 d。对初霜日、终霜日和无霜期这些特点的认识,对本区自然和人工生态系统管理、生态恢复和生态工程实施等具有重要意义。

基于GIS的山东省无霜期时空动态变化特征

为了全面分析山东省49年来霜冻的变化趋势,为区域作物结构调整及选取合适生育期的品种提供参考,应用山东省86个气象观测站1961—2009年的气象资料和山东省1:25万数字高程,采用回归分析法对山东省的初、终霜日及无霜期进行计算,用GIS工具对其进行栅格化,得到15幅栅格面层,并分别对各栅格层进行空间分析和统计计算,并用Mann-Kendall对结果进行检验。结果表明:(1)在空间上,山东省的各个年代终霜日首先从鲁西南开始,由西南逐步向东北方向展开,最迟的是鲁中山区和山东半岛,但各地的终霜日时间在不同年代有一定的变化;初霜日首先从鲁中山区开始,由鲁西北逐步向鲁东南开展,初霜日最晚的是鲁南南部和鲁东南沿海;各个年代平均无霜期天数由北向南增加。(2)在时间上,20世纪70年代终霜日最迟,2001—2009年最早;初霜日是60、70年代最早,2001—2009年最迟;无霜期天数最少的是60、70年代,2001—2009年最多。1961—2009年山东省的终霜日变化倾向率为-2.6天/10年,统计量U为-4.00,通过显著性水平α=0.01的检验,有明显提前的趋势;初霜日变化倾向率为2.0天/10年,统计量U为3.45,有明显后推的趋势;无霜期变化倾向率为4.6天/10年,统计量U为4.93,有明显增多的趋势。

安徽省近30年初·终霜日及霜期气候特征

利用安徽省19712000年30年整编资料,采用气候统计学方法,对安徽省霜期、初、终霜日气候特征及其气候变化进行分析。结果表明,20世纪80年代以来,安徽省多数地区终霜日有所提前,初霜日略有推后,霜期明显缩短。但安徽初霜日、终霜日的年际变化有增大的趋势,因此遭受异常早、晚霜的概率也趋于增大。

沈阳东陵区作物生长季热量资源趋势变化研究

对沈阳东陵区≥10℃初日、初霜日、作物生长季活动积温的历年趋势变化进行了分析。结果表明,1951～2008年,沈阳东陵区作物的适宜播期可提前5～6d,收获期初霜冻日期有后延趋势,作物生长季活动积温趋势增加290℃。

1961—2015年吉林省霜时空分布特征及其影响因素

利用1961—2015年吉林省50个气象站霜的观测资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等方法,分析了吉林省霜的时空变化特征及其与气候因子、地理因子的关系。结果表明:1961—2015年吉林省初霜日显著推迟、终霜日显著提前且无霜期显著延长,气候倾向率分别为1.4 d/10 a、-2.2 d/10 a和3.6 d/10 a。初霜日显著推迟的气象站占全省站点总数的58%,终霜日显著提前的气象站占60%,无霜期显著延长的气象站占72%。20世纪60年代吉林省初霜日最早,20世纪70年代终霜日最晚;20世纪70年代无霜期最短,2011—2015年无霜期最长。从空间分布来看,吉林省初霜日自西向东逐渐提前,终霜日自西向东逐渐推迟,无霜期自西向东逐渐缩短。近55 a吉林省终霜日和无霜期分别在2009年、2000年发生突变,初霜日、终霜日和无霜期的主周期均为3 a左右。随着海拔高度和经度升高,初霜日提前,终霜日推迟,无霜期缩短;随着纬度增加,终霜日提前,无霜期延长。吉林省初霜日和无霜期主要受9月气温与0 cm地温影响,终霜日主要受5月气温和0 cm地温影响。

近49年来塔城盆地霜冻特征分析

利用塔城盆地19612009年霜冻观测资料,采用气候统计学方法,对塔城盆地四县市初、终霜日、无霜期气候特征及其气候变化进行分析。结果表明,塔城盆地终霜日随着年代的增加而逐渐偏早,初霜日随时间的推迟而逐渐推迟,无霜期呈明显的增加;进入90年代以来,初、终霜日、无霜期的标准差均比前30年有明显的增加,说明塔城盆地的初霜日、终霜日年际变化有增大的趋势。地理位置对无霜期的变化有很大影响,其标准差是随海拔高度的增加而变大的。

近40年来奇台县农业气候资源的变化特征分析

对1961—2000年奇台县平均气温和降水资料的变化特征进行统计分析,结果表明:奇台县气候趋向变暖,特别是1988年以后气温升高明显,冬季增温的贡献最大;40s来降水呈增加趋势,1961—1983年为降水匮乏期,比多年平均减少20.9mm,1984—2000年降水年际变化增大,尤其是夏季,90年代比70年代增加40.9mm。进一步分析发现:初霜日出现时间总体呈偏晚趋势,期间出现了1961—1974年偏早期,较历年平均偏早6天;终霜日的出现时间总体变化趋势不明显,表现为围绕趋势线上下振动;稳定≥10℃的活动积温呈减少趋势,减少速率为43.8℃.天/10年;日最高气温≥35℃的日数明显减少,其中1993年未出现≥35℃的高温日数。这些变化必将影响到农业生产的布局和结构。

近61 a黄河流域霜冻日期时空分异特征及影响因素

深入研究黄河流域霜冻演变规律,可为科学防范霜冻危害,促进气候资源合理开发利用提供依据。基于1960—2020年黄河流域83个气象站点统计资料,采用Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析和相关分析等方法,对黄河流域霜冻日期时空变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)1960—2020年黄河流域平均初霜日期为10月8日,终霜日期为4月30日,平均无霜期161 d。61 a来初霜日以2.51 d·(10a)^(-1)的速率推迟、终霜日以-2.07 d·(10a)^(-1)的速率提前,无霜期以4.48 d·(10a)^(-1)的速率显著延长。20世纪70年代初霜日最早,终霜日最晚,无霜期最短,21世纪10年代初霜日最晚,终霜日最早,无霜期最长。(2)小波分析表明,黄河流域初、终霜日和无霜期均存在28 a左右的主周期变化。初霜日于2002年发生突变,终霜日于2000年突变,无霜期突变发生于2001年。(3)从空间分布来看,由上游、中游到下游地区初霜日逐渐延迟,终霜日逐渐提前,无霜期日数逐渐延长。初霜日在流域各地均呈推迟趋势,终霜日仅在西南部合作、久治站呈推迟趋势,无霜期在各地均呈延长趋势,下游地区初霜日和无霜期变化幅度最大。(4)黄河流域初、终霜日和无霜期主要受海拔高度和日平均气温的影响。

广西霜日气候变化特征

通过对1951-2012年广西90个气象站霜日分布及变化特征的分析得出:广西霜日具有北多南少与东多西少、而初霜日有北早南晚和终霜日有南早北晚的分布特征,广西霜日存在明显的12a、10a、2a周期震荡。

寿光1961—2015年初、终霜日、无霜期变化特征及对农业的影响

笔者利用寿光市1961—2015年的气候资料,初、终霜日期、无霜期观测资料,利用现代气候诊断分析方法,分析寿光市初、终霜日期、无霜期变化特征,科学评估初、终霜日变化对冬小麦和棉花产量的影响,以期为寿光农业生产防灾减灾提供参考依据。结果表明,(1)初霜日总体呈推迟趋势,终霜日呈提早趋势,无霜期延长;(2)初霜日呈推迟趋势,气候倾向率为2.23 d/10 a,1991年初霜日发生突变;(3)终霜日呈提前趋势,气候倾向率为-1.35 d/10 a;(4)无霜期日数呈增多趋势,气候倾向率为3.58 d/10 a,1994年无霜期日数发生突变;(5)初霜日和无霜期与小麦和棉花产量呈正相关,终霜日与小麦和棉花产量呈负相关,初霜日推迟比终霜日提前对小麦和棉花的产量贡献大。

阿勒泰地区霜冻变化特征分析

采用阿勒泰地区7个气象观测站1961—2013年0cm最低地温≤0℃的初日、终日资料,运用线性趋势、Mann-Kendall突变检测法、Morlet小波变换、R/S持续分析法对阿勒泰地区的终霜日、初霜日及无霜期进行分析,结果表明:阿勒泰各站呈初霜冻开始迟、终霜冻结束早、无霜期延长的趋势,且大部分站通过了显著性检验。大部分站终霜日和部分站初霜日在20世纪80年代发生突变;大部分站无霜期在70年代中后期和80年代发生突变。各站终霜日、初霜日及无霜期存在明显的年际和年代际尺度的周期变化,年际周期具有一定的同步性,但年代际周期差异较大。全区及各站终(初)霜日将由过去53a的提前(推后)趋势逐渐转为推后(提前)趋势,无霜期由过去53a的延长趋势转变为缩短趋势。阿勒泰地区的霜冻灾害主要由终霜冻造成,而终霜冻灾害在空间上主要分布于吉木乃、哈巴河、阿勒泰站,时间上主要出现于90年代。