气候变化背景下湖南普通油茶气象灾害风险时空变化

基于1961-2020年湖南省高空间分辨率历史气象分析资料和BCC_CSM模式2021-2050年气候预估数据,采用普通油茶气象灾害综合指数分析湖南普通油茶气象灾害风险区划时空变化特征、几何中心及位移变化。结果表明:(1)1991-2020年与1961-1990年相比,湖南普通油茶气象灾害风险等级降低,高、中、低风险等级区面积占比分别减少10.4、15.6和17.5个百分点,微风险等级区面积占比增加43.5个百分点;各风险等级区均向高海拔区迁移。(2)2021-2050年与1991-2020年相比,中风险等级区和低风险等级区面积占比分别增加46.6个和20.6个百分点,微风险等级区和高风险等级区面积占比分别减少63.4个和3.8个百分点;微风险等级区和高风险等级区向高海拔区迁移,中风险等级区和低风险等级区向低海拔区迁移。(3)在多种气象灾害综合影响下,微风险等级区前30a(1991-2020年)覆盖湖南省大部地区,未来30a(2021-2050年)将缩减至仅湘东南南部地区;低风险等级区先收缩后发展至全省大部;中风险等级区向北位移;高风险等级区向西北位移。

2022年夏季湖南气候异常特征及主要气象灾害简析

利用2022年6—8月湖南省97个气象站点的气温和降水量实况数据以及NCEP/NCAR逐日再分析资料等,分析2022年夏季湖南省出现的异常气候现象及其时空分布特征和环流形势.结果表明:6月中纬度西风带低压槽活跃,湖南省在前期一直受强降水的影响,7—8月西太平洋的副热带高压西段异常加强(脊点偏西约50个经度),是造成2022年夏季湖南省气候异常的主要影响因子.

气候变化对湖南主要农作物种植结构的影响

通过研究分析气候变化对湖南主要农作物种植结构的影响,提出适应性建议。基于湖南省97个地面气象观测站1961—2008年逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水量及月日照时数等气象观测资料,选择最佳小网格推算模型推算出500m×500m的高空间分辨率的网格序列资料;基于双季稻、油菜、棉花、柑桔、油茶、烟草等主要农作物生长条件及相关区划研究成果,确立相应农作物种植适宜性气候区划指标;结合地理信息资料,运用GIS技术,开展主要农作物种植适宜性动态气候区划。结果表明:气候变化对湖南双季稻的影响主要表现为熟性搭配区的变化,对油菜、油茶、柑桔的影响主要是最适宜种植面积显著增大,对棉花、烟草的影响主要为最适宜种植面积减少。针对影响提出应对建议为:充分利用滨湖平原、河谷平原和盆地气候资源,扩大复种指数,提高单位面积产量;充分利用山地气候资源,做大做强湖南油茶产业;充分利用区域气候资源,打造湖南柑桔品牌;充分利用小气候资源,发展湘西、湘南特色烟叶。研究成果可为湖南农业生产以及适应气候变化提供科学参考依据。

湖南短时强降水事件气候特征

基于湖南省97个地面气象观测站1981-2010年自记降水资料,运用数理统计方法,开展湖南短时强降水事件气候特征分析,结果表明:①湖南省1 h、3 h、12 h强降水事件出现频率夏季高于春季、春季高于秋季,夏季白天短时强降水事件出现频率高于夜间、春季夜间高于白天、秋季白天夜间差异不明显;②湖南省1 h、3 h、12 h强降水事件频率变化趋势以不显著增加为主,其中12 h强降水事件增多趋势较1 h、3 h显著,湘西北地区夜间增幅最大,湘东南地区白天增幅最大;春季强降水事件增幅最明显的地区是湘西北地区,夏季强降水事件频率增幅最明显的是湘东南地区;③1 h、3 h、12 h强降水事件开始时间出现在不同时间段的频率变化呈现为双峰型,1 h、3 h强降水事件以05-08时出现频率最高,12 h以11-14时出现频率最大。

湖南气候对全球气候变化的响应

利用湖南省96个台站1960—2010年逐日气象观测资料,在进行均一性检验和订正的基础上对湖南省气候变化事实进行检测分析。结果表明:湖南气候与全球气候变化一致,呈现以变暖为主要特征的变化,且变暖存在季节、地域上的差异,冬、春、秋气温变暖趋势显著,增暖幅度最大的区域在湘北地区;对气候变暖响应敏感的要素主要是与平均气温、冬季气温相关密切的要素,如季平均气温、年平均最低气温、活动积温等;湖南气温在突变时间上具有较好的时间逻辑关系;湖南降水量无显著趋势变化,但极端降水增加,地域性差异明显,湖南东部地区降水量呈现明显增加趋势,日降水量大于等于100 mm的日数呈显著增加趋势;湖南日照时数、风速、相对湿度均呈现显著减少的变化趋势。

湖南农业气候资源对全球气候变化的响应分析

为了揭示全球气候变化背景下湖南农业气候资源的变化特征。利用湖南省97个台站1960—2010年逐日气象观测资料,在进行均一性检验和订正的基础上,分析湖南省农业气候资源时间、空间变化趋势及其差异。结果表明:湖南气温与全球气温变化趋势一致,呈现以变暖为主要特征的气候变化,相对应的热量资源也呈现为显著增多的变化趋势,以活动积温对气候变暖响应最敏感;湖南降水量无显著趋势变化,但在不同季节、不同地区的变化趋势差异较大,冬季湘北地区呈显著增多趋势,春季湘西地区呈显著减少趋势,夏季湘中地区呈显著增多趋势,秋季湘西南地区呈显著减少趋势;日照时数呈现以夏季显著减少为主要特征的变化趋势,减少幅度最大的地区位于湘江中下游地区。气候变化导致湖南省农业气候资源发生变化,进而影响到农业生产布局和结构,需合理利用气候资源,提高农业适应气候变化的能力。

湖南省气候变化代表站的选取

气候变化问题已引起各国政府、科学家的广泛关注和高度重视[1-4]。众所周知,用于研究气候变化的资料不仅要有足够的序列长度,还应有足够的精确度。目前,我国开展气候变化研究的资料主要来源于地面气象观测台站的气象观测资料,因此,资料的均一性、代表性和比较性[5]更显重要。湖南地形地貌特点复杂，东、南、西及西北部为山地所环绕，中部丘岗起伏，北部低缓，

基于GIS和插值择优的湖南棉花精细化气候区划

为发展湖南棉花生产,充分合理地利用气候资源,采用GIS技术,通过对多种常用小网格插值方法的适应性分析,择优选用气候要素小网格插值方法,用择优选择的插值方法,对气候要素进行5日00数m为×区50划0m因的子小,进网行格湖插南值棉推花算精,以细≥化15气℃积候温区、划4,月通下过旬不—同1年1月代中段旬的日动照态、气7—候8区月划日比最较高,气分温析≥了35气℃候高温变化对湖南棉花种植适宜性的影响。结果表明:湖南具有发展棉花的气候优势,适宜种植棉花的区域很大;气候变化使湖南棉花最适宜区减少,但适宜区增加,次适宜区和不适宜区变化不大。

湖南双季超级稻熟性搭配精细化气候区划研究

基于1971-2010年湖南省97个站地面气象观测资料,利用空间插值等GIS技术,选取8℃~22℃活动积温和3月下旬-10月日照时数为区划指标,进行湖南超级双季稻熟性搭配精细化气候区划,并通过不同年代段的动态气候区划比较,分析了气候变化对湖南双季超级稻种植适宜性的影响。结果表明,湖南适宜种植双季超级稻的区域面积大,＂迟熟＋迟熟＂区主要位于湘南的平原地区;相对于1971-2000年,1981-2010年湖南双季超级稻＂迟熟＋迟熟＂区、＂中熟＋迟熟＂区面积明显增加,同时向北扩展;＂中熟＋中熟＂区、＂早熟＋早熟＂区面积有所减小;＂早熟＋中熟＂区面积变化不大;不适宜区面积略有增加。建议在稳定现有种植面积的同时,在湘江流域和洞庭湖区采取一定的激励措施,扩大双季超级稻种植面积。

湖南省近60年雨凇的气候特征

采用湖南97个地面气象站点气象观测资料、运用经验正交函数、旋转经验正交函数、一元线性回归、Mann-Kendall、小波分析等方法分析了湖南雨凇的时空分布特征及变化趋势,并与高山站的变化趋势进行了比较。结果表明:湖南雨凇发生在11月至翌年3月,空间分布特征呈现为南多北少、东多西少、迎风坡多、背风坡少、"三心二带"、高低交错。湖南雨凇日数空间分布既有全区一致性,也存在着南北反向变化的差异,空间分布大致可分为湖南南部、北部及中部、西北部3个异常区。湖南年雨凇日数和南岳高山站年雨凇日数呈现出的周期变化相同,即均存在2a、4a、9a和24a左右的准周期,2a和4a周期尺度雨凇日数多和少转换频繁,9a周期尺度在1970年代末以前振荡明显,在24a准周期尺度上经历了1960年代初期、1970年代中期、1990年代初期、2000年代中期4个转折年份。在过去60年全省年雨凇日数呈显著减少趋势,南岳高山站年雨凇日数趋势变化不明显,但存在明显的年际和年代际变化。

气候变化对湖南城市水安全的影响

湖南省水资源丰富,但时空及地区分布不均。通过对湘、资、沅、澧四流域降水量和降雨强度及四水尾闾站最高、最低水位历史变化情况的分析,揭示了气候变化对湖南省水资源的影响,并在此基础上,结合城镇人口增长状况、城市化和新型工业化进程的推进,探讨气候变化对湖南省城市水安全的影响,最后针对湖南省城市水安全将越来越突出的问题提出了具体建议。

基于MaxEnt模型湖南双季稻种植气候适宜性分布研究

通过查阅了相关文献资料,选取了适宜湖南水稻种植分布8个潜在的气候因子和湖南17个双季稻农业气象观测站点位置信息,利用Max Ent模型,构建了湖南杂交水稻潜在种植分布与气候因子关系模型,得出影响湖南水稻种植的主要气候因子,以及湖南水稻适宜性种植分布区域。结果表明：10-22℃活动积温、4—10月日照时数、稳定通过22℃持续日数、4—10月降水量为影响种植湖南双季杂交稻主导气候因子。并进一步通过得到的主导气候因子,采用Max Ent模型再次进行湖南双季杂交水稻适宜种植性分区,将湖南省双季稻制种植分布划分为：最适宜区、适宜区、低适宜区和不适宜区。本研究的主要目的是在省级层面上利用Max Ent模型筛选影响湖南水稻种植主导气象因子,并对湖南水稻适宜性种植分布做了不同等级划分,为优化湖南双季杂交稻生产布局、改进种植制度和确保粮食生产安全提供了一定气象参考依据。

新标准下湖南梅雨的划分及其气候特征

根据中国气象局2014年印发的《梅雨监测业务规定》中区域梅雨特征量划分标准,利用1960—2014年湖南梅雨监测区20站逐日气象资料,计算了湖南梅雨监测区1960—2014年的梅雨期入梅、出梅日期,以及梅雨期长度、梅雨量、梅雨强度等梅雨特征量,分析了梅雨特征量的气候特征以及与长江中下游型梅雨的关系。结果表明,湖南梅雨各特征量存在显著的年际变化特征,但各特征量在不同时段具有不同的变化趋势;湖南湘中以北地区梅雨是客观存在的,梅雨特征量能较好地反映监测区域的夏季雨季特征,且与长江中下游型梅雨有密切的联系。

湖南油茶GIS精细化气候区划研究

油茶是湖南重要的经济作物之一。为了探讨油茶气候适宜种植区域,为油茶布局提供科学依据。笔者根据油茶生长发育对气象条件的要求,以年平均气温、年日照时数及盛花期降水量3个指标作为油茶气候区划因子,针对不同气象要素采用不同的数理统计方法进行500m×500m小网格插值,对插值后小网格的气象数据和气候区划采用等级划分法,进行湖南油茶进行精细化气候区划。结果表明:湖南绝大部分地方为油茶生长的气候最适宜区,仅洞庭湖部分地方为油茶生长的欠适宜或不适宜区;且随着近年湖南气候变暖,油茶最适宜区有所增加,发展潜力大。

湖南省地表高温遥感评估指标构建和特征分析

基于长时序遥感产品构建地表高温评估指标,分析湖南省近20 a地表高温分布特征,可为农业生产和防灾减灾提供技术参考。首先利用2002—2021年的MYD11A1、MYD13A1、MYD09GA长时序数据回归计算日地表高温数据集,然后基于百分比法、百分位法和趋势比率法构建地表高温遥感评估指标,并分析其时空分布特征。结果表明,使用日地表温度大于等于45℃面积占比作为日尺度的地表高温等级阈值划分指标与气象预警指标一致性最好,湖南省地表高温年最大值以2013年为转折点增加显著;基于百分位法确定的湖南省年尺度的地表高温极端阈值(40.2~64.1℃),可作为高温强度的评价指标;利用湖南省地表高温趋势率来评价湖南省地表高温年增减趋势具有较好的应用价值,长株潭城市群和洞庭湖区的快速增温、衡邵干旱走廊的极端高温需要重点关注。

油茶丰产气候指标体系构建与区划——以湖南普通油茶为例

气候条件是油茶丰产最主要的影响因素之一,构建油茶丰产气候指标体系、建立丰产气候模型并开展丰产气候区划,可为油茶种植科学管理和结构调整及布局提供科学依据。基于2006-2016年湖南普通油茶测产数据和同期临近气象站逐日气象观测数据,采用相关分析、主成分分析、产量丰欠趋势分析、数值模拟、核密度估算等方法和气候指标的重要性等级频率集成,从1128项海选气候指标中筛选出了涉及油茶7个物候期的33项油茶丰产关键气候指标,排位第一的是油茶开花期气候条件,其后依次为果实第一次膨大高峰期、油脂转化积累高峰期,果实成熟期、春梢萌动期、果实膨大高峰期、花芽成熟期。对33项关键气候指标开展空间层次结构分析和指标间的空间相关分析,挑选代表性、独立性强的开花期日最低气温≤0℃日数、果实第一次膨大期降水日数、果实膨大高峰期关键时段平均气温日较差、油脂转化和积累高峰期的高温日数等指标,与产量的相关性进行耦合建立油茶丰产气候区划指数。基于1991-2020年湖南500 m×500 m气象小网格数据统计网格点区划指数,绘制油茶丰产气候区划图,结果表明湖南90%以上的地区气候条件有利于油茶丰产,最适宜气候区主要位于海拔800 m以下的山丘区,与2017-2020年湖南省油茶林面积在666.7 hm^(2)以上的县(市、区)平均油茶产量的空间分布趋势基本一致。研究发现,影响湖南普通油茶丰产的主要气候条件不是年尺度的气候条件而是关键物候期气候条件,并始于上年的春梢萌动期,且不同物候期主要气候影响因素不同,该发现为油茶的科学培育和管理提供了精细依据。

湖南省近43年雾霾气候变化特征分析

对湖南76个地面气象观测站1970―2012年逐日能见度、相对湿度数据分析,获取湖南各区域逐日雾、霾情况,利用线性趋势分析雾、霾历年变化特点,采用MK分析得到雾霾突变情况,结果表明：近43a湖南雾日减少而霾日增多,其变化趋势通过信度为0.01显著性检验。年雾日从2008年开始呈断崖式减少,突变点通过了MK检验,年霾日呈稳定增多,没有突变发生;年雾日数在1~20d/a的台站最多（75.0%）,而有59.2%台站霾日数在21~50d/a之间,这也使得全省霾日分布范围较雾广,年均天数较雾日多,雾日数区域变化明显;四季中冬季雾、霾最严重,特别是冬霾日占全年近一半,夏季雾霾出现次数最少,在湘中有一个三角型分布的霾高发区域。

湖南极端干旱气候时段人影作业潜力分析

利用湖南97个气象观测站逐日综合气象干旱指数、逐日降水量和湖南天气气候分区,研究湖南极端干旱特征和极端干旱时段内人工影响天气增雨潜力,结果表明:①湖南极端干旱期有相当的增雨潜力,各个分区的极端干旱频次和大气可降水量年代际变化除70年代外均呈现为北少南多的特点。②极端干旱时段内各分区年均可增雨日数主要表现为月际差异,可增雨日数主要集中在8-10月,各分区区域差异较小,各分区在伏旱期的可增雨日数大约占伏旱期的16%~20%。③湖南极端干旱按照出现的季节分类有11种,频次最高的是夏秋连旱,同时夏秋连旱的可增雨日数最多。

湖南喀斯特和洞穴旅游气候的特征

喀斯特和洞穴景观是湖南省的重要旅游资源。该省喀斯特旅游气候的特征是：山地气候垂直变化较明显，各具特色；云、雾、雨较多，气象景观丰富；气候温和、类型多样、珍奇生物较多；旅游旺季较长，名优产品较多。洞穴的气候特征是：洞穴内气温稳定，但全年平均气温仍偏高；洞穴内湿度变化小，且全年湿度偏大；洞穴风对旅游及环境有一定的影响。

1952—2020年湖南省降雪天气的气候变化特征

基于湖南省96个国家地面气象观测站1952—2020年基本气象数据,分析降雪日数、积雪日数、积雪初日、积雪终日、积雪过程、最长积雪持续时间、最大积雪深度7项指标的变化特征.结果表明:湖南省降雪主要集中在1月、2月、12月,1月平均降雪日和积雪日最多,分别为4.0 d和2.1 d;积雪初日在11月上旬至翌年2月中旬均可能出现,其中12月下旬出现频次最多;积雪终日在1月中旬至4月上旬均可能出现,其中3月上旬出现频次最多.湖南各地年降雪日与积雪日呈现北多南少的分布态势.1952—2020年间湖南年降雪日、积雪日、积雪过程呈减少趋势,积雪初日推迟、终日提前,最长积雪持续时间与最大积雪深度无显著变化趋势.