江苏省冬小麦需水量时空变化特征及气候影响因素分析

为实现江苏省冬小麦科学灌溉、提高农业用水效率,明晰江苏省冬小麦需水量及气候影响因素的时空变化特征,为全省冬小麦灌溉管理及农业水资源高效利用提供科技支撑,基于江苏省共计12个地区2013-2022年冬小麦季相关气象资料,通过Penman-Montieth法计算近十年来江苏省冬小麦需水量,并利用Pearson相关分析法对近十年江苏省冬小麦需水量时空变化特征、需水特性以及气象影响因素进行了分析。近十年间江苏省年平均气温、日平均湿度、地表温度、降水量、蒸发量、平均日照时数均呈总体上升趋势,太阳总辐射量呈减小趋势。近十年来江苏省冬小麦本田期的需水量平均值为451.82~692.50 mm,年际变化范围在540.19~646.70 mm,不同年份间呈现减小的趋势,空间上则呈现由西北向东南递减的趋势。江苏省大部分地区冬小麦需水强度最小值出现在1月,5-6月抽穗期与灌浆期需水强度最大。江苏省冬小麦全生育期需水量与年均降雨量、日均湿度之间存在负相关关系,与年均水面蒸发量、年均日照时数、年平均气温间存在正相关关系,这其中以日均湿度、年均水面蒸发量、年均气温对冬小麦需水量的影响最为明显。并且,近十年冬小麦全生育期需水量的总体下降趋势可能是由于其与日均湿度明显更高的负相关性所导致。总之,近十年来江苏省冬小麦需水量逐年有下降趋势,且由西北向东南递减,此外全省日均湿度、年均水面蒸发量、年均气温是近年来冬小麦需水量变化的主要影响因素。

南昌前湖区域黑碳的分布特征与光学特性

2020年12月—2021年12月,对南昌市前湖区域大气中黑碳(BC)进行连续观测,研究BC的分布特征与光学特性.结果显示,南昌前湖区域eBC浓度2021年均值为(1.93±1.13)μg·m^(-3),有明显的季节变化,冬季最高(2.10±1.28)μg·m-3,春季最低(1.69±1.14)μg·m^(-3);eBC浓度日分布表现为明显的双峰特征,峰值出现在07:00—09:00和22:00—23:00.BC吸收系数、大气消光系数年均值为18.42、137.67 Mm^(-1).eBC与NO_(2)的相关性强于eBC与SO_(2)、CO、O_(3)的相关性,反映区域内BC受机动车尾气影响显著.eBC与风速呈负显著性相关(*P<0.05),eBC与气象因子相关性按从大到小顺序为风速>温度>相对湿度,较大的风速更利于BC的扩散稀释.本文研究结果可为区域碳气溶胶的污染防控及其辐射强迫的科学评估提供参考依据和数据支撑.

极端强降雨诱发临汾黄土地区公路灾害分布特征和影响因素分析

由于近年来极端天气影响,黄土地区传统路基工程设计理念和防护结构已经不起极端天气的检验。以“2021年10月山西省极端暴雨天气”诱发黄土地区公路地质灾害为例,对临汾地区G209线(南北向)和G341线(东西向)走廊带沿线地质灾害类型进行统计,重点分析了极端天气下地质灾害的空间分布特征和致灾机理,探析了极端天气、地形地貌及地层结构等因素对黄土地区公路走廊带地质灾害的影响。通过分析可知:黄土沟壑区灾害多样,黄土残塬及梁峁区灾害种类单一,主要以路基塌陷为主;受降水量不同影响,南北向G209线较东西向G341线沿线灾害更为发育,灾害密度分别为0.6、0.4处/km;灾害发育密度显现出从沟壑坡脚—黄土梁峁—黄土残塬依次减少的空间分布特征,G209线崩塌灾害多发,G341线路基塌陷发育,并且灾害规模大,危害严重,治理难度大;极端强降雨为本次地质灾害的致灾因子。此外,针对临汾黄土地区灾害发育特征和影响因素,提出了今后公路建设和地质灾害防治建议。

城市雾霾污染特征及气象影响因素研究

文章以唐山市为例,通过研究区域内的环境监测站获取气象参数和各项污染物数据,推算出实时雾霾污染指数,分析城市雾霾污染特征及气象影响因素。唐山市雾霾污染指数月季变化特征大致表现为“U”型,年际变化特征随年份推移后雾霾污染指数不断降低。风速在4 m/s以内时,与雾霾污染指数成正比,4 m/s以上成反比。城市温度超过20℃后,雾霾超标率明显上升,且随相对湿度的增大先上升后下降。说明风速风向、温度和相对湿度是对城市雾霾污染影响显著的三个气象因素,温度25℃以上、相对湿度为14%~64%、偏北风且风速为2~4 m/s时城市雾霾污染最为严重。

构建黄金百香果气候品质等级评价模型

基于2019-2022年131份黄金百香果品质指标和果实采收前10个时段的气象数据,采用相关分析和多元逐步回归法建立回归模型,筛选具有生物学意义的关键气象因子;结合黄金百香果单项品质指标对果实品质的综合贡献,采用加权指数求和法构建黄金百香果气候品质指数模型,为综合评定黄金百香果品质等级提供参考。结果表明:(1)黄金百香果关键气候品质指标共5个,包括采收前10d的日平均日照时数和日平均降水量、采收前20d、30d的平均最高气温、采收前60d的日平均降水量。(2)根据百香果质量标准,结合实测品质变化和相关专家经验,确定黄金百香果单项品质指标的等级及阈值:黄金百香果“特高”级的可食率≥50%、可溶性固形物≥17.5%、总酸≤3.0%,“高”级可食率45%~50%、可溶性固形物17.0%~17.5%、总酸3.0%~3.5%,“中”级可食率40%~45%、可溶性固形物16.5%~17.0%、总酸3.5%~4.0%,“低”级可食率<40%、可溶性固形物<16.5%、总酸>4.0%。(3)黄金百香果气候品质“特优”“优”“良”“一般”4个等级对应的气候品质指数IQc分别为≥2.5、1.5~2.5、0.5~1.5、<0.5。利用54份独立样本检验黄金百香果气候品质等级评价模型,吻合率达87%,对黄金百香果气候品质的等级评价效果较好。

2023年4月28—29日冻害对陇东苹果花期的影响分析

本研究以2023年4月28—29日陇东地区发生的苹果严重冻害事件为案例,旨在通过分析气象数据和苹果发育期资料,探讨不同品种和种植地域的苹果对低温冻害的敏感性及其影响因素。研究选取了庆城、合水、西峰、宁县、正宁、镇原、平凉等地区的国家级气象站1971—2023年的气温观测资料及1994—2023年西峰农业气象试验站的苹果发育期资料,采用统计学方法分析了不同品种、不同种植地域最低温度、低温持续时间与苹果花蕊受冻级别的相关性。结果表明,冻害对陇东苹果早熟品种嘎啦系、蜜脆、粉红女士,晚熟品种瑞阳、瑞雪、瑞香红等影响较小;对中熟品种富士系影响较大;苹果种植地域山地、平原较川地、塬畔严重;陇东苹果由于气候变暖原因花期提前,当温度降低到-2℃以下时,冻害程度会随着温度的降低和持续时间的增加而加重。在苹果花期,低温是影响冻害的主导因素,而最低温度和低温持续时间则是决定冻害程度的关键指标。如果温度持续低于苹果花期的耐受极限,那么冻害的发生和严重程度将随着低温的持续时间延长而增加,并通过实际灾情验证。本研究的结论对于优化苹果种植策略、改良品种选择、提高果业产值及振兴乡村经济具有重要意义。

气候变化背景下河南烟区气象资源及气象风险因素时空分布特征

【背景和目的】为明确气候变暖背景下,河南烟区气候条件及气象风险因素时空变化特征,及两者之间的相关性。【方法】利用河南省20个县(市、区)2000—2019年气象资料,借助一元线性趋势、Mann-Kendall检验等方法,分析了河南烟区气象资源及气象风险因素时空分布特征。【结果】(1)近20年河南烟区烤烟成熟期气候资源发生明显变化,具体表现为:平均气温整体呈升高趋势,以襄城县和内乡县为中心的区域降雨量显著减少,以临颍县和泌阳县为中心的区域光合有效辐射呈增加趋势,以洛宁县、汝州市和方城县为中心的区域平均相对湿度显著减少,以舞阳县和邓州市为中心的区域昼夜温差显著增加。(2)以郏县和灵宝市为中心的区域,在旺长期-成熟前期高温风险相对较高,豫南地区在成熟后期面临一定的高温风险。近年来部分县区烤烟成熟期高温天数显著增加,高温风险的增加不仅与平均气温的升高密切相关,同时与成熟前期降雨量和干旱强度呈显著负相关。(3)以叶县为中心的区域暴雨风险相对较高,近年来暴雨发生频率有降低趋势,主要与成熟前期雨量的减少密切相关。(4)以禹州市和汝州市为中心的区域伸根期干旱风险相对较高,近年来有减轻趋势;各县区旺长期-成熟前期均面临较高的干旱风险,部分县区有增强趋势。【结论】近20年来河南烟区烤烟成熟期气候条件发生较大变化,部分地区高温和干旱风险有进一步增强趋势,暴雨发生频率有所降低。

山东省环境空气中PM_(2.5)与O_(3)的复合污染特征与时空变化趋势

山东省PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征突出,空间差异性明显,本文基于2016—2020年国控和省控环境空气自动监测站监测数据以及同期各气象代表站气象监测数据,分析PM_(2.5)和O_(3)时空分布的变化特征,初步探究其与气象因子及前体物的关系.结果表明:(1)2016—2020年山东省空气质量逐步改善,优良天数比例上升了7.1%,重污染天数比例下降了3.5%.除O_(3)年评价值上升9.6%以外,SO_(2)、PM_(10)、PM_(2.5)、CO和NO_(2)的浓度均下降,降幅依次为61.3%、29.8%、28.6%、26.3%和11.4%.各市PM_(2.5)年评价值均下降(范围为18.4%~34.9%);除德州市外,其他15市O_(3)年评价值均上升,滨州市的升幅(30.8%)最大.1月PM_(2.5)平均浓度最高,呈现先下降后上升的年变化趋势,6月O_(3)平均浓度最高,且逐年上升.(2)山东省PM_(2.5)和O_(3)均呈现内陆地区高于沿海地区的分布特征,PM_(2.5)浓度在西部内陆地区较高,O_(3)浓度在中北部内陆地区较高,PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征在中西部地区较明显.统计期间共计出现PM_(2.5)-O_(3)复合污染日224 d,分布在2—11月,出现天数逐年减少.(3)为探究PM_(2.5)-O_(3)复合污染的影响因素及气象特征,进行相关性分析及气象因子阈值筛查,结果表明,PM_(2.5)日均浓度和O_(3)_8 h(臭氧日最大8小时滑动平均值)与其主要前体物和气象因子均呈现相反的相关关系,且对不同因子的响应有一定区域性差异.当气温为14.9~24.1℃、相对湿度为55.5%~75.1%、风速为0.6~2.9 m/s、气压为992.8~1018.8 hPa时PM_(2.5)-O_(3)复合污染易于发生,该条件下大部分城市的气温、相对湿度和气压平均值介于PM_(2.5)和O_(3)污染单独发生时的对应因子平均值,但平均风速小于PM_(2.5)和O_(3)污染单独发生的平均风速.研究显示,“十三五”期间山东省PM_(2.5)浓度波动下降,O_(3)浓度波动上升,二者的协同关系日趋明显,气象因素对PM_(2.5)和O_(3)的生成和累积有一定影响.

夏季高温热浪期间空气污染特征研究--以济南市为例

在分析高温热浪时期的空气污染特征时,空气污染数据样本量不足,容易导致分析结果出现较明显的失真情况,为此提出夏季高温热浪期间空气污染特征分析。以济南市为例,采集气象站点的夏季高温历史数据,筛选出以往高温热浪事件并统计其强度、频次和空间分布情况,将其与各地区的空气污染数据相结合,计算出空气污染指标与高温气象指标的关联度,建立空气污染特征分析模型,完成对目标地区的空气污染特征分析。实验结果表明:在不同的实验环境下,提出的分析方法能够保证分析数据相关系数高、平均偏差小、一致性水平高,整体分析效果更好。

北京地区大气颗粒物污染的风向因素研究

2005年9月～2006年9月在北京市北部、中部、南部3个点位采集了大气总悬浮颗粒物(TSP)样品,并采用电感耦合等离子体光谱、质谱技术测定了29种无机元素.基于大气浓度数据和气象观测资料,研究了925hPa时不同风向对北京市TSP浓度及Al、Fe、Ca、S、Se、Pb、Zn等特征元素空间分布及来源的影响.结果表明,TSP及Al、Fe等地壳来源元素在东北、西北、西南3种风向下,3点位的平均浓度变化不大,表现出明显的顺东北风递增的特征;Pb、Zn等冶炼排放元素的3点位平均浓度以西南风时为高,并表现出明显的顺西南风递减的特征.Pb、Zn等重金属元素主要来源于北京南部以远地区有色冶金企业排放的大气传输;而地壳元素主要来自北京本地排放源的贡献.

合肥市不同生态功能区空气负离子浓度分布特征及其与气象因子的关系

空气负离子浓度与空气环境质量密切相关.以合肥市为研究对象,按照4个生态功能区(公园游览区、生活居住区、商业交通繁华区和工业区),同步进行了空气负离子浓度、主要气象要素(光照强度、气温、空气相对湿度等)观测.不同功能区空气负离子浓度的日变化特点是:公园游览区和生活居住区日变化呈单峰形式,工业区呈双峰形式,而商业交通繁华区则比较复杂;极值出现的时间也有差异;4个功能区空气负离子浓度日变化的波动性从大到小依次为商业交通繁华区>工业区>生活居住区>公园游览区.4个功能区空气负离子浓度年变化趋势基本一致,夏季最高,冬季最低.公园游览区、生活居住区、商业交通繁华区和工业区空气负离子浓度年平均值分别是819、340、149和126个·cm-3.影响合肥市空气负离子浓度的最主要气象因子是空气相对湿度,其次是光照强度,最小为气温.空气负离子浓度与空气相对湿度呈指数递增关系.

我国典型南方城市臭氧污染特征

分析了我国典型南方城市的臭氧污染特征,选取我国4个有代表性的南方重点城市武汉、宁波、中山和南宁的2013—2015年监测数据,使用EXCEL、ORIGIN和MATLAB等统计软件开展研究,结果表明:我国南方典型城市的臭氧质量浓度分布有明显时间变化特征,超标时间跨度大,部分南方城市与氮氧化物存在较明显负相关性,相关系数高于-0.6;受城市所在不同地理位置、气象因素、大气扩散条件及可能的不同本地排放污染源构成等因素影响,4个城市的近3年臭氧浓度月均值、超标情况和年内峰值均存在一定差异和分组相似性;与部分气象因素也表现出显著相关性。

中国水稻潜在分布及其气候特征

基于全国层次和年尺度筛选的影响中国水稻分布的潜在气候指标,结合水稻地理分布信息,利用最大熵模型和ArcGIS软件的空间分析功能,分析了中国水稻潜在分布及其气候特征。结果表明:年降水量(P)、湿润指数(MI)、稳定通过18℃持续日数(N18)和≥10℃积温(∑T10)4个因子是影响水稻分布的主导气候因子,其累积贡献百分率达97.6%。采用主导气候因子作为环境变量重建气候水稻分布关系的最大熵模型,利用重建的最大熵模型给出的中国水稻存在概率,对中国水稻潜在分布区的气候适宜等级进行了划分,并分析了各适宜区的气候特征。研究结果可为中国水稻生产布局及制定应对气候变化政策提供参考。

黄花蒿空间分布及全球潜在气候适宜区

目的:研究全球黄花蒿空间分布模式和潜在气候适宜区。方法:基于物种多样性信息数据库和气候数据库,通过因子分析等方法研究世界范围内黄花蒿空间分布格局和气候特征,并通过Arc GIS平台分析黄花蒿全球潜在适宜区。结果:黄花蒿主要分布在3个经度带:北美洲、欧洲及亚洲的90.55°W^77.14°W,2.03°E^11.75°E及98.27°E^111.05°E;纬度主要范围为29.15°N^51.36°N。80%黄花蒿分布区域内高程范围为22.00~491.00 m,年降水量范围为492.30~1 366.70 mm,年均温范围为8.10~17.27℃。黄花蒿95%~100%气候相似性区域位于以赤道为中心轴,30°S和30°N附近地区。结论:纬度与黄花蒿分布有密切关系,影响黄花蒿分布的气候因子主要是年降水量、最湿季降水量和最暖季降水量以及最暖月最高温、最暖季平均温和最湿季平均温。黄花蒿潜在气候适宜区包括北美洲东部、欧洲西部及亚洲东部。

气象因素对北京电网设备影响的统计规律及时空分布特征

电网具有地域分布广阔、直接暴露在自然条件下的特点,加之电力设备对温湿度、冰雪、雷电等气象条件又具有敏感性,因此气象因素直接影响到电网设备的安全稳定运行。首先,对北京电网1990-2009年间的电网故障记录进行了分类筛选与统计分析。然后,按照故障原因与设备种类进行了分类统计,结果显示,气象因素约占电网故障原因的25%,其中雷击对输电线路的影响最大。最后,应用统计方法,研究了与气象因素相关的电网故障的年分布特征、月分布特征与空间分布特征。

辽宁中部城市群可吸入颗粒物PM_(10)、PM_(2.5)的污染水平

利用辽宁中部沈阳、鞍山、抚顺和本溪4个城市2006年8月—2007年10月可吸入颗粒物PM10、PM2.5、PM1的监测资料及同步气象因子的监测资料,分析了其分布特征、污染水平及其与气象因子的关系。结果表明:受区域天气系统的影响,4个城市PM10、PM2.5的日均浓度变化趋势基本一致,具有区域分布特征;PM10超标率冬季最高,PM2.5超标率冬季最高,夏季7月份也较高;PM2.5日均浓度占PM10日均浓度的比例夏季或冬季最大,春季4、5月份最小;PM10、PM2.5和PM1之间有很好的相关性;PM10与风速、温度呈负相关,PM2.5和PM1与能见度、风速、温度呈负相关,与相对湿度成正相关。

阜阳市雾日气候特征及变化趋势分析

利用阜阳市6个气象观测站1960-2009年的观测资料,统计分析了近50 a阜阳市雾日的气候变化特征。结果表明,阜阳市年平均雾日总体呈现出东多西少,近50 a雾日呈现出明显上升的趋势;大雾天气主要集中在冷季(10月至次年3月);大雾开始的主要时段在凌晨3时至早上8时,大雾消散的主要时段在9时前后,持续时间在3 h以内的大雾最多;适当的气温、相对湿度和风速有利于大雾的产生;气候变暖背景下,气温的上升在冷季有利于雾日增多,暖季(4-9月)则反之,同时雾日的年代际变化趋势与气温有很好的一致性,而雾日的年际变化则与相对湿度的变化更为一致。

郑州市霾天气的气候特征分析

利用1961-2007年地面观测资料,分析了郑州市霾天气时空分布及相应气象要素特征。结果表明:郑州市霾日数月、季变化表现为1月最多,8月最少;10月至翌年3月霾日数占全年的75%。年霾日数呈阶梯式上升趋势,60年代年平均霾日数6.6个,与本世纪初年平均霾日数的81.1个相差75个。霾天气发生时,多为正变压、负变温;相对湿度在20%-59%之间;风速<3 m.s-1,风向在NE-ESE-S范围内概率较大。

1961—2015年青海省总云量时空变化特征及影响因子

利用青海省46个地面观测站1961—2015年云量观测资料,采用经验正交函数(EOF)分解、Mann-Kendall检验等方法,分析青海省总云量的时空变化特征及影响因子。结果表明:青海省总云量多年平均最大值为6.4成,最小值为4.8成,平均值为5.7成;总云量总体呈减少趋势,线性倾向系数为-0.006成·a-1,云量线性倾向系数减少最大值为-0.018 7成·a-1,通过0.05显著性水平;1979年为总云量变化突变年。总云量距平场EOF展开第1模态方差贡献率为49.97%,为主要模态,反映了全省总云量一致型变化特征;第2模态显示了总云量南北变化相反的特征;第3模态与青海省复杂的地貌对应较好,是受高大山脉影响的一种分布模态。分析总云量距平场展开前3模态相应时间系数与气象要素的相关,发现第1模态相应时间系数(PC1)与温度、日照时数呈负相关,与湿度、降水量、蒸发量呈正相关;第2模态相应时间系数(PC2)与温度呈显著负相关,与湿度、日照时数、蒸发量呈正相关。

1980—2007年新疆地区能见度的变化特征及其影响因子研究

在小风、无降水、无大雾等天气条件下,运用能见度累计百分率法和能见度均值法,分析了新疆15个城市1980—2007年间每日14时大气能见度的月分布特征、年际变化趋势及影响大气能见度的影响因子,结果表明:(1)新疆的能见度在夏季出现峰值,冬季降到最小值。北疆地区的能见度总体高于南疆地区。全疆能见度最高的城市是哈密,年均值为49.6 km。和田最低,年均值仅为16.4 km;(2)15个城市中只有阿勒泰、哈密、昌吉3个城市的能见度基本保持不变,北疆博乐、克拉玛依、伊宁、石河子、乌鲁木齐和南疆吐鲁番、阿克苏的能见度逐年降低,南疆阿图什、库尔勒、喀什、和田市的能见度缓慢增加;(3)从气象因素相对湿度、风速、降水、沙尘天气日数的年变化以及全疆经济发展中能源消费总量和能源加工转换总效率来看,15个城市的相对湿度、风速总体上没有呈现显著的变化,降水增多、沙尘天气减少促使南疆大部分城市的能见度逐步好转,而近年来的经济快速增长是导致北疆大部分地区能见度逐年下降的主要因素。