湖北省近45年≥10℃界限温度的变化特征分析

根据湖北省20个代表站点1961～2005年逐日平均气温,计算并分析历年≥10℃界限温度的初终日、持续日数、活动积温及其变化趋势和年代变化。结果表明,45年来,全省大部≥10℃界限温度初日呈提前趋势但不显著,≥10℃界限温度终日变化不大;各站点≥10℃界限温度持续日数都表现出延长的趋势;≥10℃界限温度活动积温除建始、郧西、英山、利川等边缘山区呈不显著的减少趋势外,其他大部分地区均呈显著增加趋势。从年代变化看,全省大部≥10℃界限温度初日为先提前后推迟至20世纪90年代后持续提前的趋势;≥10℃界限温度终日年代变化趋势与初日变化趋势基本相反;≥10℃界限温度初终日间隔日数,20世纪60～70年代都呈增加趋势,20世纪70～80年代大部分减少,20世纪90年代缓慢变化,进入20世纪大幅增加;≥10℃界限温度活动积温随着年代呈波动性的上升趋势。可见湖北省近45年≥10℃界限温度的初终日期、持续日数、活动积温都发生了一定变化,可能对农业生产布局造成一定影响。

气候变暖背景下辽阳市≥10℃活动积温变化特征分析

为了解辽阳市≥10℃活动积温变化特征,为农业生产和防灾减灾提供科学依据,利用辽阳市气象局1956—2010年≥10℃初日、终日、持续日数及活动积温资料,分析近55年辽阳市≥10℃活动积温变化特征。结果表明:近55年来≥10℃初日呈弱提前趋势,≥10℃终日以1.75 d/10年的速率显著延后,≥10℃持续日数平均以2.57 d/10年的速率显著增多,≥10℃活动积温以58.4℃/10年的速率在显著增多。

1971-2016年新疆≥10℃积温时空变化

≥10℃积温已成为衡量局部地区热量变化的重要指标之一。新疆地区的农牧业及经济社会发展深受≥10℃积温的影响。利用克里金插值法和Mann-Kendall突变检验趋势分析法,对1971—2016年新疆的逐日平均气温资料进行统计分析,得到新疆≥10℃的积温、初始日期、终止日期和持续日数4项热量要素值的时间和空间分布特征。结果表明:①近46年,新疆各县市≥10℃积温值均以68.5 d·℃/daa呈显著性增加趋势。日平均气温稳定通过10℃积温的开始时间提前约1.5 d/daa、结束时间推迟约3 d/daa、≥10℃积温持续时间以40.3 d/daa的变化率明显延长。②≥10℃积温呈现出较复杂的地带性差异,即南疆高于北疆、平原和盆地高于山区的空间分布格局。③新疆≥10℃积温在1998年发生突变,在突变前呈略微减少的趋势,突变后呈增加的趋势,且突变显著。

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.

1981—2022年西藏“一江两河”主要农区农业界限温度变化特征

日平均气温≥10℃是喜温作物适宜生长的下限温度。西藏“一江两河”主要农区≥10℃积温变化是判断该地区热量资源的关键指标。基于1981—2022年该区域9个气象站点的日平均气温数据,使用线性倾向估计、Pearson相关系数、Mann-Kendall检验和R/S分析法,分析≥10℃界限温度的气候变化特征。结果表明:(1)随着海拔高度的升高,≥10℃界限温度出现明显垂直地带性特征,包括≥10℃初日推迟、终日提前、持续日数与积温减少。(2)近42 a来,该地区≥10℃初日普遍提前,气候倾向率为-2.53 d·(10 a)-1;终日延后,倾向率为3.33 d·(10 a)-1;持续日数和积温均明显增加,倾向率分别为5.87 d·(10 a)-1、106.19℃·d·(10 a)-1。与青藏高原其他地区相比,这种变化更为明显。(3)20世纪80年代是过去40 a≥10℃初日最迟、终日最早、持续日数最短、积温最少的10 a,与之相对的是21世纪10年代的情况截然相反。(4)≥10℃界限温度的H指数均大于0.65,表明未来≥10℃界限温度初日提前、终日推迟、持续日数延长和积温增加的变化趋势将持续存在。

近50a新疆≥0℃持续日数和积温时空变化

利用新疆95个气象站1961—2010年的逐日平均气温资料,使用线性趋势分析、累积距平和t检验以及基于ArcGIS的混合插值法,对新疆近50 a日平均气温稳定≥0℃的初日、终日、持续日数和活动积温的时空变化进行分析。结果表明:≥0℃的初日在空间分布上南疆早,北疆晚;平原和盆地早,山区晚的格局。≥0℃终日的空间分布与≥0℃初日大体相反。≥0℃持续日数和≥0℃积温的空间分布表现为南疆多,北疆少;盆地多,山区少的格局。在全球变暖背景下,1961—2010年新疆≥0℃初日总体呈显著提早趋势,≥0℃终日呈极显著推迟趋势,≥0℃的持续日数和积温分别以2.58 d.(10a)-1和66.26℃.d.(10a)-1的倾向率呈极显著的增多趋势,并且分别于1997年或1994年发生了突变。但突变后较突变前各要素的变化量具有明显的区域性差异,总体来说,≥0℃初日提前幅度的空间分布呈南疆大,北疆小的格局。≥0℃终日的推迟幅度呈北疆大,南疆小;山区大,平原和盆地小的特点,≥0℃持续日数的延长幅度表现为山区大,平原和盆地小的格局,≥0℃积温的增加幅度呈平原和盆地多,山区少的空间分布格局。

1951—2007年辽宁省农业界限温度变化及其成因探讨

对1951—2007年辽宁省稳定通过0℃、10℃积温和持续日数变化进行了分析。结果表明:(1)近57年来辽宁省稳定通过0℃和10℃积温和持续日数呈递增趋势,其中稳定通过10℃积温和持续日数递增趋势更明显;(2)各标准气候期稳定通过0℃和10℃积温变化趋势不同,第1个和第2个30年标准气候期呈现递增趋势较弱,最近30年标准气候期呈显著递增趋势;各标准气候期稳定通过0℃和10℃持续日数均为递增趋势,而且后期递增较前期更为显著;(3)中部和沿海城市稳定通过0℃、10℃积温和持续日数递增趋势强于北部和西部;(4)城市化引起的热岛效应是观测到的稳定通过0℃、10℃积温和持续日数递增的重要原因,而区域气候变暖则进一步加强了递增趋势。

1961—2016年塔城地区≥10℃积温的时空变化特征

利用塔城地区6个气象站1961—2016年的逐日气温数据,采用气候倾向率、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和Arc GIS空间插值法,对该区≥10℃积温的时空变化特征进行分析。结果显示：研究区≥10℃初终日、持续日数和积温分别以-0.12 d·（10a）^-1、0.15 d·（10a）^-1、0.27 d·（10a）^-1、75.39℃·（10a）^-1的倾向率呈提前、推迟、延长、增多的趋势,其中≥10℃终日、持续日数和积温均发生突变;≥10℃积温分布主要集中于2 450-3 950℃,研究区南部≥10℃积温较北部高;阶段Ⅱ（1995-2016年）和阶段Ⅰ（1961-1994年）相比,各地≥10℃积温均有所增加,并且2 450-3 150℃的区域面积占总面积的比例有明显的减少趋势,3 150-3 450℃、3 450-3 950℃、3 950-4 150℃和4 150-4 250℃占的区域面积占总面积的比例均有所增长,其中3 150-3 450℃所占面积比增长最明显。

气候变化背景下秦岭-淮河地区亚热带北界变化

基于1970—2019年秦岭-淮河地区气象站点观测数据,以日均温稳定≥10℃持续日为主要指标,以1月平均气温为辅助指标,借助薄盘样条插值(TPS)及基于数字高程模型(DEM)的普通克里金插值法,探讨秦岭-淮河地区亚热带北界对全球气候变暖及变暖“停滞”现象的响应及变化。结果表明,1970—2019年秦岭-淮河地区日均温稳定≥10℃持续日及1月平均气温均呈不同程度的上升趋势,但二者高低值的分布年份并不相同;50年来亚热带北界在秦岭段出现了明显的向高海拔地区移动的趋势,其中,秦岭南坡共计抬升153.3 m,北坡抬升148.8 m。在变暖“停滞”期间,秦岭南、北坡亚热带北界所处海拔的变化具有较高的同步性,但在1980s至1990s期间差异性较大。1970—2019年亚热带北界在淮河段北移1.3个纬度以上,在115°E附近甚至达到3个纬度,与中国过去2000年亚热带北界曾到达的最北位置相仿;从年代际上来看,亚热带北界在1990s期间北移最明显,黄河流域下游部分区域已由暖温带逐渐转化为亚热带。

三种聚类分析方法在中国温度区划分中的应用研究

根据全国512个气象站1961～2010年的逐日气温观测资料,采用日平均气温稳定通过10 ℃的日数（≥10 ℃日数）作为划分我国温度分布的指标,经过旋转经验正交函数分析（REOF）方法处理,找出时间演变过程中变化相似的区域归为一类.在此基础上,采用快速样本聚类法（K-means法）、分层聚类法（Ward法）、聚类统计检验法（CAST法）3种聚类分析方法对全国范围的温度变化区域差异进行客观分区,结果分别将全国温度变化区划分为10个地区、9个地区、13个地区,且不同区域分界线与中国地形分布有很好的一致性.研究表明：K-means法运算简单快捷,结果会不断修正到最佳为止;Ward法聚类过程清晰明了,可以选取需要划分的类别数;CAST法使样本通过显著性检验,不但有助于气候变化的客观分区,而且在划分温度区时客观考虑气候变化对分区结果的影响也有很重要意义.

气候变化对天山北坡经济带设施农业气候适宜性的影响

新疆天山北坡经济带冬季寒冷且漫长、日照时数少、部分地区多大风,气候条件对设施农业生产总体不利。开展气候变化对该地区设施农业气候适宜性的影响研究,对适应气候变化,科学制定天山北坡经济带设施农业布局和发展规划具有重要意义。利用天山北坡经济带35个气象台站1961-2014年逐年≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数资料,通过线性趋势分析、累积距平和t检验以及基于Arc GIS的混合插值法对各要素的时空变化进行分析。结合实际调查获取的设施农业气候适宜性区划指标,对比分析了1988年前、后天山北坡经济带设施农业气候适宜性区划的变化。结果表明:天山北坡经济带≤0℃负积温具有高山带多,平原次之,中、低山带少;12月-翌年2月日照时数高山带和平原少,中、低山带多;10月-翌年4月大风日数峡谷地带及风口和风线多,平原和山区少的特点。1961-2014年天山北坡经济带≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数分别以50.67℃·d·10a-1、20.52h·10a-1和1.31d·10a-1的倾向率呈极显著(P<0.001)减少趋势,上述各要素分别于1988、1987和1987年发生突变。受其影响,1988年后较其之前,设施农业适宜区和次适宜区面积分别增加14466.0km2和4929.7km2,不适宜区减小19395.6km2。

1960—2019年秦岭气候带界限的变化研究

受全球变化的影响,温度带边界在空间上的变化呈现出向高纬度方向显著移动的趋势,其中亚热带区空间分布对全球变暖的响应较为敏感,对其边界空间变化特征的研究对于认识全球变化对自然景观的潜在影响具有重要科学意义。基于秦岭及其周边74个气象站点1960—2019年日均气温数据,选取保证率80%的日均温≥10℃持续日220天等值线和1月0℃等温线为北亚热带北界指标,探讨了近60年气候变暖背景下秦岭气候带界限的变化趋势。研究表明:(1)1960—2019年秦岭日均温≥10℃持续日呈显著上升趋势,其变化率为3.268 d/10 a;秦岭1月平均气温呈弱显著上升趋势,其变化率为0.179℃/10 a。(2)60年来秦岭北亚热带北界发生了明显的抬升,平均抬升高度约为228.89 m;从经度上看,中段106°~111°E范围内北亚热带北界的变化最为强烈,60年来上升高度达308.81 m,明显高于东西北三段(东段上升165.69 m,西段上升243.33 m,北段上升267.01 m)。(3)60年来秦岭北亚热带过渡带出现了明显的攀升,且向北移动;秦岭以北"跨越式"地出现北亚热带气候格局。气温突变后,秦岭北亚热带过渡带形成从秦岭南坡延伸到秦岭东部,并向北推进向西进入关中平原的格局,秦岭南坡作为北亚热带和暖温带的分界作用有所减弱。随着气候的变暖,秦岭北亚热带过渡带可能部分或整体转变为北亚热带,北亚热带将从秦岭南坡到秦岭北坡呈连续带状分布,北亚热带北界可能会跨越秦岭山脉。