基于实况调查的河北省桃幼果期冻害气温指标

2020年4月21~23日我国北方出现低温天气,河北省桃大多已进入幼果期,大部分地区桃因冻害减产。为了明确春季低温与桃因冻害减产的关系,提高农业气象服务的针对性,为桃春季冻害气象指数保险制作提供依据,在河北省内收集11个桃园样本,分析了桃园与所在县(区)域内距离最近气象站及出现最低气温气象站的最低气温与冻害程度的关系。结果表明:县域内出现最低值气象站的最低气温与桃因冻害减产程度具有明显的对应关系。幼果期桃,桃园所在县域内气象站最低气温均在1℃以上时,不会因冻害减产;单日最低气温-1~1℃时,可因冻害减产10%~30%;连续2 d最低气温在-2~-1℃时,可因冻害减产40%~60%;连续2 d最低气温<-2℃时,可因冻害减产70%以上。

我国冬小麦霜冻害的气候分析

根据霜冻害的观测和调查资料,进行气候学研究,阐述了我国冬小麦发生霜冻害的生长发育时段、最低气温范围、地区分布规律和年际变化趋势,讨论了防御霜冻害中值得注意的几个问题.

贺兰山东麓春季最低气温和霜冻精细化格点预报产品的检验

为了满足本地实际业务和服务需求,利用0.125°×0.125°欧洲中期天气预报中心ECMWF模式逐3 h最低气温预报产品和1 km×1 km逐时气温格点实况场资料,使用三种Kalman滤波方法订正贺兰山东麓144 h内逐3 h最低气温和霜冻1 km×1 km的格点预报,并对比检验订正前后四种产品的预报效果,检验结果表明:经过Kalman滤波方法订正后,贺兰山东麓最低气温预报误差和霜冻预报准确率及稳定性明显提高,三种Kalman滤波方法的平均绝对误差分别较ECMWF降低了0.76℃、1.04℃和1.12℃,霜冻预报准确率提高了3.2%、3.9%和5.3%;三种Kalman滤波方法对于1 400 m以上的高海拔山区订正效果显著,误差降低了2～5℃,霜冻预报准确率提高了10%～30%,且海拔越高,订正效果越明显,而对于1 200 m以下的低海拔平原地区,由于ECMWF模式预报效果较好,订正能力有限;相较而言,最优集成Kalman方法的订正效果最好。

严寒地区C25水工混凝土的抗冻耐久性分析

针对严寒地区水工混凝土的抗冻性,研究了水工混凝土在冻融温度变化范围为(8±2)℃^(-17±2)℃和(8±2)℃^(-22±2)℃下的抗冻性能,通过测量试件的质量损失、动弹性模量和抗折强度(即混凝土抗冻性能的评判标准)来评定严寒地区水工混凝土的抗冻性能.实验结果表明,当水工混凝土水灰比为0.5、含气量为5%时,其抗冻标号为F300,满足设计要求;相同配合比的混凝土在严寒地区时,其抗冻标号为F200,达不到设计要求.严寒地区的最低冻结温度对于混凝土的抗冻性能,尤其是质量和动弹性模量的影响十分显著.

民勤荒漠区无霜期及春季低温变化特征分析

以甘肃民勤治沙综合试验站数十年气象定点观测资料为基础,统计、分析了民勤荒漠区无霜期、春季低温、冻土层的变化特征。结果显示:该地区平均终霜期为5月10日,初霜期为9月28日,50 a来终霜期有逐渐提前、初霜期有逐渐推后的趋势,但不同年份变异幅度增大;3-5月份地表平均最低温度、气温逐渐上升,≤0℃出现比率下降,但4月下旬至5月上旬大强度的降温天气时有发生;3月份冻土层的变化与气温变化趋势相近。30 a以来地表平均日最低温度和气温亦有所提高。

宁夏春霜冻期最低气温和霜冻日数时空变化特征

基于宁夏1961-2016年19个气象站点最低气温逐日观测资料,研究春霜冻期最低气温和霜冻日数的时空变化和周期特征。结果表明:近56 a,宁夏全区春霜冻期最低气温平均为0.59℃,且呈显著升高趋势,而春霜冻日数平均为3.9 d,呈显著减少趋势。春霜冻期最低气温和霜冻日数呈极显著负相关关系,且两者在空间上呈现反向分布,其中宁夏中部为最低气温高值区,南部为低值区,而霜冻日数正好相反。全区74%的站点最低气温显著上升,53%的站点霜冻日数显著下降,同一站点两者表现趋势并不完全相反,但Sen斜率均较小。最低气温和霜冻日数的周期性特征明显且相似,20~25 a和10 a左右的周期稳定,且1967年以前两者振荡最为剧烈,而后趋于平缓,表明未来宁夏春霜冻日数可能持续平缓下降。

黄淮冬麦区晚霜冻易发时段冠层内最低气温分布及估算

利用2016年和2017年3月中旬-4月下旬两次典型低温过程中,冬小麦田间不同高度逐小时气象观测数据,分析晚霜冻易发时段冬小麦冠层内最低气温出现高度及其变化规律,构建基于150cm高度处气象因子和地表0cm温度的冠层内最低气温估算模型。结果表明:(1)与150cm高度相比,两次典型低温过程中0℃以下气温在冠层高度附近出现时间更早,持续时间更长且温度更低;(2)最低气温总是出现在4/5冠层高度附近,并在2:00-6:00时段,尤以5:00左右发生频率最高;(3)冠层内最低气温与150cm高度处相对湿度、风速的相关性通过了0.01水平的显著性检验,与不同高度气温、不同土壤深度地温的相关性也通过了0.001水平的显著性检验,与地温的相关性随着土壤深度的增加而逐渐降低;(4)冠层内最低气温与150cm高度处气温、风速、相对湿度,以及0cm地温的偏相关系数大小排序表现为,气温>风速>地温>相对湿度;利用以上因子构建基于多元线性回归函数的冠层内最低气温估测模型,其估测值与实测值拟合结果的决定系数达到0.967,均方根误差为0.915。说明基于气象台站常规观测数据构建冠层内最低气温估测模型具备一定可行性,可为冬小麦晚霜冻害的监测预报提供数据支持。

早春漫灌对苹果园空气和土壤温湿度的影响

本试验通过测定苹果园早春灌水后不同层次空气和土壤的温湿度,研究早春漫灌对苹果园环境温湿度的影响。结果表明：灌水降低了距地面0.5 m处的日平均气温、平均最高气温、白天回温速率、气温日较差以及夜间气温,分别较对照降低2.62℃、3.02℃、29.53%、3.23℃和2.32℃,灌水的调节效应能维持3 d;1.5 m和3.0 m冠层夜间气温则分别较对照提高了0.83℃和1.21℃,升温效应能维持1 d;灌水后果园空气相对湿度较对照平均提高4.58个百分点,增湿效应能维持3 d。灌水对0-20 cm土层的降温效应最明显,平均日地温较对照降低了0.90℃;灌水后0-20、20-40、40-60 cm土层的日最高温度分别较对照降低1.33℃、0.27℃、0.38℃;平均土壤温度日较差分别较对照降低0.85℃、0.65℃、0.09℃,夜间土壤温度分别较对照降低了1.62℃、0.09℃、0.27℃。灌水对土壤温湿度的调节效应能维持1周。

内蒙古自治区1971—2018年春季终霜冻日期时空分布特征分析

采用内蒙古自治区94个国家级气象站1971—2018年逐日地面最低温度资料,以最低地温≤0℃为指标,统计分析了内蒙古各地春季终霜冻日期的时空分布特征。结果表明:终霜冻的平均日期与纬度、海拔相关显著,纬度和海拔越低,出现越早;终霜冻日期的年际变率与海拔高度关系密切,海拔越高年际变率越大;大部分测站的终霜冻日期存在提前趋势,趋势系数与海拔有一定关联,海拔增高有利于趋势提前;大部分测站的终霜冻日期存在气候突变,突变年份与纬度有一定关联,纬度增高有利于突变偏晚;平均每年终霜冻的无灾害等级、轻度灾害等级、中度灾害等级和重度灾害等级的站数分别占总站数的49%,18%,16%,17%;在近48 a中,无灾害等级的站数呈显著的增加趋势,轻度灾害等级的站数变化趋势不明显,中度灾害等级的站数略呈下降趋势,重度灾害等级的站数呈明显的下降趋势;对终霜冻日期进行自然正交展开(EOF)分析,得到两个主要模态,第一模态表现为全区一致型,时间系数呈明显下降趋势,体现了气候因素的影响;第二模态表现为南北反向型,荷载值与内蒙古自治区各站纬度和海拔高度的地理信息对应较好,没有提前或推后的变化趋势,体现了地理因素的影响。

茶叶霜冻害精细化预警——以浙江省松阳县为例

霜冻是茶叶生产最主要的气象灾害,严重危害茶产业的可持续发展。本文根据浙江省70个基本气象站、松阳县25个区域自动气象站的观测数据,以及最优化集成释用(OCF)精细化数值预报产品、30 m分辨率DEM数据,通过GIS技术、混合插值法,建立了基于地理信息的日最低气温空间推算模型,并采用日最低气温作为茶叶霜冻害预警指标,结合ZY-3卫星遥感数据提取的茶树种植区分布图,开展了浙江省松阳县茶叶霜冻害精细化预警。结果表明:细网格日最低气温空间推算模型的绝对误差平均0.35℃,相对误差平均2.83%,推算精度高;茶叶霜冻害精细化预警时效8 d,空间分辨率30 m×30 m;2017年3月15日的茶树霜冻害预警效果良好,预估茶园受灾面积2340.0 hm^2,占全县茶园面积的30.6%;其中,轻度霜冻害面积1939.4 hm^2,中度霜冻害面积367.2 hm^2,重度霜冻害面积34.9 hm^2,分别占全县茶园面积的25.35%、4.80%和0.46%;实地调查结果与预估结果基本一致。