气候适宜指数在早稻产量动态预报上的应用

结合早稻生理特性和前人研究成果,分别构建了早稻温度、降水及日照适宜度模型,在此基础上,为反映多因子对早稻产量的协同效应,建立了早稻气候适宜度模型。根据不同时段的早稻气候适宜度,利用加权法,构建了早稻气候适宜指数。基于气候适宜指数与早稻产量的关系,建立了早稻气候适宜指标。并利用历年不同时段的气候适宜指数和早稻产量建立了早稻产量动态预报模型。结果表明,模型回代检验和预报检验的丰歉趋势正确率、实际预报准确率均较高,能够满足业务服务的需要。

基于气候适宜指数的湖南早稻产量动态预报

早稻生长发育和产量形成过程与气象条件密切相关,开展早稻产量动态预报对湖南农业生产和粮食安全具有重要意义。从湖南早稻生长发育的上限温度、最适温度、下限温度、需水量、需光特性等生物学特性出发,建立湖南早稻气候适宜度模型,采用权重系数的方法构建湖南早稻气候适宜指数。选取15个代表站点,统计分析1961—2009年不同时段湖南早稻气候适宜指数与产量丰歉值的关系,建立了基于气候适宜指数的湖南早稻产量动态预报模型,并从模型预测值与实测值增减趋势一致的样本百分率、预报准确率等方面进行回代检验。利用2010—2012年资料进行外推检验。检验结果表明,建立的预报时间为4月30日、5月20日和6月20日的基于气候适宜指数的湖南早稻产量预报模型预报值与实测值增减趋势一致的样本百分率为64%~73%,预报准确率平均为94.7%~96.3%。研究结果表明,建立的基于气候适宜指数的早稻产量动态预报模型,能够满足湖南早稻产量预报业务服务的需要。

基于气候适宜指数的江西晚稻产量动态预报模型构建及应用

本文利用1981—2014年江西91个气象观测站的地面气象观测资料和同期的分县晚稻产量资料,结合江西地区气候特点及晚稻生理特性,构建适用于江西地区晚稻降水、温度、日照及综合适宜度模型,并根据适宜度与产量的相关关系,确定气候适宜指数,建立基于气候适宜指数的江西晚稻产量动态预报模型,并对模型进行了回代检验及预报检验,从而实现对江西地区晚稻气候适宜度诊断及晚稻产量动态预报的目的。结果表明:模型的回代检验、产量丰歉趋势、产量动态预报检验的准确率均较高,能够满足业务的需要。

1987—2012年黄淮海地区冬小麦生育期气候适宜指数时空分布特征

为了研究气候资源对黄淮海地区冬小麦生产的气候适宜度,以冬小麦气候适宜度模型为基础,选取5省63站1987—2012年逐旬气象数据分析了该区域冬小麦气候适宜指数时空分布特征。结果表明,黄淮海地区冬小麦生长季内温度适宜度、日照适宜度、降水适宜度的空间分布差异较大,温度适宜指数由北向南、日照适宜指数由东向西,降水适宜指数由南向北总体呈现递减的地域分布特征。黄淮海地区冬小麦气候适宜程度较高,总体能满足冬小麦不同阶段生长发育的需要。光温资源总体较好,相应的气候适宜指数较高,各个发育期日照适宜指数均高于0.8,温度适宜指数除分蘖期受气温起伏影响值偏小以外,其余发育阶段均高于0.7;但降水适宜指数明显较低,均小于0.6,是制约该区域冬小麦生产的关键因素。

应用气候适宜指数作早稻产量动态预报的研究

利用温度、降水和日照资料,根据早稻生理特性和有关研究成果,分别构建早稻温度、降水和日照适宜度模型,在此基础上,建立早稻的气候适宜度模型来反映多因子对早稻产量的协同效应。根据不同时段的早稻气候适宜度,构建早稻气候适宜指数。利用不同时段的气候适宜指数和早稻产量建立早稻产量动态预报模型。结果表明,模型回代检验和预报检验的丰欠趋势正确率、实际预报准确率均有较好效果,能满足业务服务的需要。

基于气候适宜度指数不同权重系数确定方法的茎瘤芥产量预报准确率比较

利用绝对值法、归一化法、相关系数法确定各旬气象条件对茎瘤芥产量影响的权重系数,从而得到不同权重系数确定方法的气候适宜度指数,基于气候适宜度指数与气象影响指数,建立茎瘤芥产量动态预报模型。结果表明,绝对值法与归一化法作为茎瘤芥气候适宜度指数权重系数确定方法,在实际应用中存在一定局限,相关系数法权重系数计算得到的气候适宜度指数能够更好地反映茎瘤芥产量受气象条件影响的变化情况。相关系数法作为气候适宜度指数权重系数确定方法的产量预报模型,在各起报时间模型均通过方程有效性检验,回代检验结果显示,不同起报时间的产量预报准确率平均值为92.0%,归一化均方根误差平均值为0.195,丰歉趋势准确率平均值为70.3%。外推检验显示,相关系数法作为气候适宜度指数权重系数确定方法的产量预报模型,除个别起报日期,其产量预报准确率均表现为90.0%以上的较高水平。丰歉趋势准确率总体较好。说明在利用气候适宜度指数进行产量预报时,相关系数法是一种适用性和准确性较高的权重系数确定方法。

海南岛天然橡胶产量和气候适宜度相关性研究

使用气候适宜度指数方法对海南岛橡胶树气候适宜性进行评价,并选择去趋势互相关分析(DCCA)方法对橡胶树单产和气候适宜度进行相关性分析。结果表明:海南岛橡胶单产在东部和西部较低,最低值出现在文昌,为657.30kg·hm^(-2);最高值为三亚的1376.54kg·hm^(-2)。海南岛中部单产的变化幅度较小,其余地区单产均呈明显增加趋势,线性倾向率普遍超过10 kg·hm^(-2)·a^(-1)。海南岛中部和东部综合适宜度水平较高,适宜度指数超过0.70,西部适宜度水平较低,为0.39;温度和光照适宜度指数空间差异小,整体在0.80和0.70以上;降水适宜度指数在中部和东部较高,西部南部偏低,数值在0.42—0.77之间;风速适宜度在中部和南部超过0.75,在西部和北部适宜度指数偏低,最低达到0.18。DCCA分析结果显示,气候适宜度与橡胶单产存在明显的长程相关关系,降水和产量的相关性最高,风速相关性最低;空间上,东部相关性较低,西部、北部和和南部相关性稍高。

基于相对气候适宜度指数的贵州辣椒产量动态预报模型构建

【目的】探明辣椒单产与气候要素变化的相关性,为促进辣椒产业优质高效生产及为贵州省辣椒产量预报提供气象科学依据。【方法】在贵州省北部加工型辣椒产业带和南部鲜食辣椒产业带分别选择种植面积较大的3个县市区(北部产业带选择湄潭县、绥阳县和凤冈县,南部产业带选择盘州市、瓮安县和西秀区),对其在2010—2017年辣椒生育期内的气象条件和平均单产进行分析,构建相对气候适宜度指数,并基于相对气候适宜度指数建立分区域产量动态预报模型。【结果】辣椒生育期内(5月下旬至8月下旬)的累积相对气候适宜度指数与辣椒单产丰歉值均呈正相关,其相关性均通过0.05水平的显著性检验。基于相对气候适宜度指数建立的北部和南部辣椒产业带产量动态预报模型均通过0.05水平的显著性检验。回代检验表明,全省预报的平均准确率达88.35%,北部辣椒产业带产量预报模型准确率高于南部产业带;全省预报模型回代检验及检验的预报准确率分别达88.35%和84.34%。【结论】建立的辣椒相对气候适宜度指数能够客观反映贵州省北部、南部两大辣椒产业带的气候适宜度与单产丰歉值的变化情况;建立的贵州省辣椒不同时段的预报模型可客观反映辣椒生长期内的气象要素变化对单产增减的影响,动态预报模型预测结果可信,预报准确率相对较高,可满足省级辣椒产量动态预报的业务需求。

基于气候适宜度的水稻产量动态预报模型

利用1981─2016年江苏省13个市气象观测站的地面气象观测资料和同期的水稻产量资料,结合江苏地区的气候特点和水稻生理特性,构建了适用于江苏地区水稻的温度、日照、降水适宜度模型;根据气候适宜度与水稻气象产量的相关关系,确定了气候适宜指数,进而建立了基于气候适宜指数的江苏各市及全省的水稻产量动态预报模型;对所构建的模型进行历史拟合检验和预报检验,拟合准确率平均为95.05%,预报准确率平均为96.15%,达到了业务工作中准确率95%以上的预报标准。

麓湖山杏花观赏适宜度指数研究

利用2015—2022年8年杏花观赏期内气象观测站的观测资料,利用多元线性统计分析法、百分位数法,开展麓湖山杏花观赏适宜度指数研究。结果表明:麓湖山气候度假指数很适宜,麓湖山温湿指数、风效指数属于冷,适宜杏花生长。通过麓湖山观赏气候适宜度指数(XHZS)等级及预报方程研究得到,最适宜观赏杏花的平均温度在10℃左右,平均风速在1.5m/s左右。

三江源区高寒草地植被生长的气候适宜性研究

高寒植被生长对气候变化的适宜性是生态学基础问题。基于2000—2018年三江源区气象数据和植被吸收光合有效辐射比数据,拟合了高寒草地植被生长的气候适宜性参数,以探讨气候适宜性指数的时空格局及气候影响。结果表明:气候适宜性参数中,高寒草地植被生长最低温度和最适温度分别为-16.69℃和12.55℃,水汽压亏缺值限制生长的最高和最低值分别为0.50 kPa和0.13 kPa,四个参数均与海拔高度呈负相关关系;三江源地区高寒草地植被温度适宜性指数尽管以每10年1.4%的速率增加,但水分适宜性指数和辐射适宜性指数呈下降趋势,导致综合气候适宜性指数呈不断下降的趋势,气候变化总体朝不利于高寒草地植被生长方向发展。本研究不仅为研究植被生长模拟提供本地化模型参数,也为认识气候变化影响,基于气候适宜性开展生态保护和利用提供科学参考。

攀枝花市避寒气候适宜度精细化分析

采用攀枝花1991—2020年30个气象站的观测资料和2017—2020年空气质量监测数据,计算无冬日指数、冬季空气优良日指数、避寒适宜日指数,综合分析避寒气候适宜度指数分布特征。结果表明:攀枝花冬季无冬日天数≥60d占63%,冬暖显著;四个国家站的冬季空气优良日数均值大于80d,攀枝花市环境空气质量良好;近30年攀枝花市避寒适宜日数均值为47d,避寒适宜日数与温度、日照、海拔高度密切相关;避寒气候适宜度指数≥60分占50%,攀枝花大部分地区很适合避寒,避寒气候适宜度指数较高的地区多位于攀枝花市中部地区。

攀枝花市阳光康养旅游气候适宜性指数评价分析

发挥攀枝花市旅游气候适宜性优势,提升攀枝花市阳光康养旅游产业核心竞争力,成为新时期攀枝花市经济社会发展的战略重点。根据气候适宜性的内涵,从人体舒适度指数、度假气候指数、好天气指数、空气污染指数四个维度,构建了阳光康养旅游气候适宜性评价指标体系,并应用省市气象部门公开信息数据与调查数据,对攀枝花市阳光康养旅游气候适宜性开展了实证评价,揭示了攀枝花市旅游气候适宜性的类型、价值及空间分布特征。结果表明:攀枝花市具有优质的旅游气候适宜性,旅游舒适期较长,空气质量优良,成为新时期发展康养旅游的优质区域。

安徽省一季稻生长气候适宜性评价指标的建立与试用

结合已有研究成果和一季稻的生理特征,采用模糊数学方法分别建立了安徽省分区域一季稻温度、降水和日照适宜度模型,并在此基础上建立了综合反映多因子对一季稻影响的气候适宜度模型。通过对不同时段内单要素适宜度和气候适宜度的集成,构建了分区域一季稻单要素适区指数和气候适宜指数模型,并对两种集成方法进行了比较。基于气候适宜指数与一季稻产量的关系,建立了不同时间尺度的气候适宜性评价指标。结果表明:归一化法气候适宜指数模型优于绝对值法,气候适宜指数与产量丰歉指数具有显著相关性;气候适宜性评价指标对一季稻的产量具有较好的区分度,指标回代检验准确率较高,业务试用效果良好,可以用之评价气候条件对一季稻生长发育和产量形成的适宜程度。

基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法

为做好重庆重要特色经济作物茎瘤芥的产量预报,本研究耦合光、温、水与茎瘤芥产量形成的供需关系,以预报日前不同生育期气象资料作为参考数据集,基于气候适宜度指数与气象产量指数,建立茎瘤芥产量动态预报模型。结果表明:茎瘤芥幼苗—瘤茎膨大期气候适宜指数与气象产量指数相关性优于仅考虑瘤茎膨大期的分析结果。采取幼苗—瘤茎膨大期以及仅瘤茎膨大期两类参考数据集建立茎瘤芥瘤茎产量丰歉动态预报模型,幼苗—瘤茎膨大期作为参考数据集的计算模型表现更佳,不同起报时间瘤茎产量预报准确率平均值92.0%;归一化均方根误差平均值0.196;丰歉趋势准确率平均值68.2%。说明幼苗期气象条件对茎瘤芥瘤茎产量形成有一定贡献,考虑幼苗期气象要素的气候适宜指数能够更好地解释气象条件对茎瘤芥产量形成的影响。利用2017—2019年气象数据和产量数据对产量丰歉预报模型进行检验,各年度产量预报准确率基本在90%以上。基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法能够以较高准确性和稳定性对茎瘤芥产量进行预测。

冬小麦气候适宜诊断指标确定方法探讨

在考虑土壤水分和降水对冬小麦各生长发育阶段影响不同的基础上,构建了冬小麦水分适宜度计算方法,结合冬小麦温度适宜度和日照适宜度计算模型,建立了冬小麦气候适宜度计算模型。利用不同时段的气候适宜度与冬小麦气象产量的关系,采用加权平均构建了冬小麦播种至某一发育阶段的气候适宜指数。利用历史气候适宜指数最大值、平均值、最小值和冬小麦观测试验资料,建立了冬小麦播种至某一发育阶段的气候适宜程度诊断阈值;并利用该阈值,建立了冀、鲁、豫地区冬小麦播种至某一发育阶段的气候适宜、基本适宜和不太适宜诊断指标,对提升农业气象定量评价服务具有十分重要的意义。

东北地区玉米气候适宜评价指标的确定与验证

为科学、定量地评价气象条件对玉米生长发育及产量形成的影响,以东北地区为例,利用模糊数学原理,在考虑了玉米生物学特性的基础上,结合农业气象业务服务指标,构建了东北区温度、水分、日照适宜度模型,采用几何平均法计算了玉米气候适宜度。考虑到不同发育期气候条件对玉米产量形成影响程度的客观差异,运用相关系数法设定玉米生育期内各旬对产量的权重,采用加权平均法构建了玉米播种至任意时段的气候适宜指数。利用各时段历史气候适宜指数最大值、平均值、最小值,确定了不同等级的气候适宜评价指标。基于该指标将1993—2011年玉米全生育期气候适宜指数划分为气候适宜、较适宜、较不适宜和不适宜4个等级,并将该指标进行验证。检验结果表明：东北地区玉米气候适宜等级与生育期内气象条件的优劣具有很好的一致性,播种~拔节、播种~乳熟、播种~成熟3个阶段的气候适宜等级与产量增减幅度的相关性十分显著（P≤0.05）,且越接近成熟期,相关性越明显;气候适宜等级能够较准确地反映出玉米生育期内气象条件的优劣变化及逐年、典型灾害年产量的实际情况。

中国旅游气候适宜性评价研究

利用 1960 2014年 中国2479个气象站资料，从白天雨量占比、白天雨日占比及日照时长的评价标准等方面，对Mieczkowski提出的旅游气候指数模型进行了完善，构建了旅游气候适宜性指数（TCSI）。通过对中国20个旅游城市的检验表明，在不考虑景观特色时，TCSI在时间、空间上能准确、精细地表征旅游气候的适宜性，对避暑避寒地、滨海旅游地等具有较好的适宜性描述。利用TCSI对中国旅游气候资源精细化分析结果表明， 5 9月 我国大部分地区为 适宜 非常 适宜区域，占比稳定在92%以上；而冬季适宜区范围较小，40°N以北的地区基本不适宜旅游。在各分项因子中，热舒适性因子在冬、夏季贡献较显著，降雨、日照、风效因子在不同季节对不同地区的贡献差异较大。

庆城县旅游气候特征及适宜性分析

利用庆城县1991—2020年近30年的气候资料,通过建立气候适宜性综合指数模型定量评价庆城县旅游气候适宜性。结果表明,庆城县适宜旅游的季节为5—9月,其中最适宜月份为6月和8月。庆城县5—9月气候风和日丽、温湿适宜、阳光充沛,加上自身独特自然风貌和历史文化资源,形成了庆城县发展旅游业的有利支撑。

未来黄淮海地区夏玉米光温水资源适宜度及灾害风险演变特征

为探索未来气候变化对黄淮海地区农业气候资源和夏玉米气候适宜度及灾害的影响,以黄淮海地区1981-2021年56个农业气象观测站夏玉米生育期观测资料、84个气象站逐日气象要素观测资料及中尺度区域气候模式(Regional Climate Model Version 3,RegCM3)输出的未来气候情景(Intergovernmental Panel on Climate Change Special Report on Emissions Scenarios A1B,IPCC SRES A1B)下黄淮海2022-2100年0.25°×0.25°共897个格点逐日气象资料为基础,分析未来黄淮海地区光温水等农业气候资源演变特征,建立黄淮海夏玉米生长发育气候适宜度模型及气候适宜度灾害指数模型,研究未来气候变化对黄淮海夏玉米气候适宜度的影响特征,预估夏玉米农业气象灾害发生风险及特点。结果表明:(1)2022-2100年黄淮海地区夏玉米生长季热量资源呈明显增加趋势,降水资源总体为微弱上升趋势且阶段性变化明显,光照资源变化趋势不明显。(2)2022-2100年夏玉米全生育期气候适宜度呈总体平稳略有下降波动趋势,并具有一定阶段特征和发育期差异。各生育期相比,播种出苗期气候适宜度相对最差,成熟期最好。(3)全生育期温度适宜度总体呈稳定波动下降趋势,说明未来气候明显变暖趋势对夏玉米生长总体不利;水分适宜度和光照适宜度总体稳定、变化趋势不明显,说明未来水分和光照资源对夏玉米的生长基本有利。(4)由各年代来看,2080年代、2090年代温度适宜度最差,2020年代最好;2030年代水分适宜度最差,2080年代最好;2080年代、2090年代光照适宜度明显偏差,2020年代、2030年代明显偏好。综合来看,2061-2100年期间夏玉米气候适宜度总体偏差,2020年代最好。(5)抽雄吐丝期遭受高温热害风险最大,三叶至七叶期发生旱涝风险最大,播种出苗期发生寡照(连阴雨)风险最大,而成熟期发生各种农业气象灾害风险均最小。(6)2080-2098年期间夏玉米拔节期、抽雄吐丝期、灌浆至乳熟期遭受高温热害的风险大;2031-2035年、2046-2056年播种出苗至拔节期发生阶段性严重旱涝灾害风险等级高。2030年代和2040年代及2026年、2080-2093年播种出苗期出现寡照(连阴雨)的风险较大。