改进的灰色GM(1,1)模型在晚霜冻预报中的应用

从山西省阳城县1957-2013年春季晚霜冻出现日期中找出最晚出现日期作为0点,求出各晚霜冻日期与0点的相对日期,将灾变点的相对日期确定为灾变阈值。绘制相对日期年际变化曲线和阈值水平线,把二者第二个交点及之后各交点分别到第一个交点的间距作为灰色GM(1,1)模型建模的原始数据序列,从而建立GM(1,1)传统模型,利用优化序列、优化背景值和灰数等维递补方法逐步改进模型,并对各改进型模型进行相对误差、方差比和小误差概率检验,将检验后的最优模型用于预测晚霜冻。结果表明,3种改进方法同时结合后所建模型的预测效果最理想,用来预测晚霜冻具有较高的可信度,根据模型预测,阳城县在2001年最后一次出现晚霜冻后,未来出现晚霜冻的年份为2030年和2044年。研究结果旨在为当地农业生产防御晚霜冻提供可参考的理论依据。     

元谋干热河谷区降水异常灰色灾变预测

元谋干热河谷区气候炎热干燥、植被稀疏、生态环境脆弱，本文利用灰系统灾变理论预测区降水异常值的出现年份，对农、林业生产及植被恢复具有参考和指导意义。     

山西省冬小麦种植区霜冻气候指标的时空特征分析

利用山西省冬小麦种植区80个站点1961-2010年地面0cm日温度资料和冬小麦霜冻灾情资料,以地面0cm日最低温度界定霜冻过程,以霜冻过程为尺度构建霜冻的气候指标即过程积霜,分析该气候指标的年际变化及空间分布。结果表明,用年历次霜冻过程积霜和的相对值区分霜冻可能年份与其它年份有较好的效果。轻、中、重霜冻以及全部霜冻过程积霜和多年均值具有良好的空间一致性。对于同一区域,重霜冻积霜和多年均值最大,中霜冻次之,轻霜冻最小。根据地面0cm温度构建的霜冻气候指标,是进行霜冻实时评估和霜冻风险区划的基础。     

霜冻灰色马尔柯夫链预测模型及其应用

用灰色马尔科夫预测方法，对石河子初霜冻出现时间进行了分析预测，结果表明，１９９５年预测初霜冻出现在１０月１８日，与实况１０月１８日完全一致。     

山西近50年初霜冻的时空分布及其突变特征

基于山西62个测站1961-2010年的逐年初霜日及地面最低温度资料,应用EOF和M-K突变检测方法对山西初霜冻的时空分布及其突变特征进行分析,以期为提高对霜冻的预测、服务能力和有效利用农业气候资源提供参考。结果表明,(1)山西近50a平均初霜冻日在空间上大致呈"5节阶梯"型分布,9月中旬-11月上旬,自北向南相继出现初霜冻,且东部早于西部;(2)山西出现正常初霜冻的概率为62%～82%,从北向南呈"大—小—大"分布;偏早初霜冻出现概率为6%～26%,从北到南呈"小—大—小"分布,中西部是出现偏早初霜冻概率最大的地区;特早初霜冻出现概率为4%～22%,出现概率最大的地区在西部及中东部地区;(3)初霜冻、轻微初霜冻、中度初霜冻和重度初霜冻发生年份大都表现出一致的推后或提前,也存在纬向差异,但总体一致性是山西初霜冻变化的主导特征;(4)M-K突变检测表明,山西近50a平均初霜日在1989年产生明显突变;对全部62个站点的检测表明,59个站点都存在突变,且主要发生在20世纪80-90年代;仅西北部3个站点没有检测出突变;从其区域分布看,北部和南部突变偏早,中部偏晚。     

西峰黄土高原冬季积温变化对作物发育期的影响

用黄土高原西峰站1965-2005年冬季积温和1981—2005年冬小麦、苹果、梨树发育期资料，分析了冬季积温和作物发育期的变化规律，用相关计算和典型年份对比方法探讨了冬季积温对作物发育期的影响。结果表明：1965—2005年冬季积温增加率为5．5℃·d／a，2000年以来持续为正距平，1994年以后作物发育期持续变早；冬季积温与冬小麦各发育期呈明显的负相关，最显著的是返青期，其次是抽穗期，再次是起身期；冬季积温典型偏高年份（1986、1998、2000年）均比典型偏低年（1983、1984、1988年）的发育期提前，冬小麦最明显的是全发育期提前了21d，苹果最明显的是叶变始期提前了19d，梨树最明显的是叶变盛期提前了20d。研究结果对掌握作物发育期的变化规律以及物候预测有一定意义。     

北京近50年初,终霜冻日的变化

用北京1940-1989年逐日最低气温资料,分析不同强度初、终霜冻日的变化,看出80年代与70年代相比,初霜冻日推迟了3-10天,是5个年代中最晚的;终霜冻日提早了8-11天.也是5个年代中最早的;无霜冻期延长了8-15天,成为5个年代中最长的.80年代各强度初霜冻日的标准差多数比较小,而终霜冻日多数比较大,且偏大值不容忽视.霜冻日的变化具有某种周期性.80年代霜冻日期的变化是它自身周期性波动和气候变暖等因素引起的.霜冻是一种时间尺度很短的农业气象灾害,具体年份的发生时间可以与时间尺度很长的气候变化趋势相反.所以即便气候变暖,也要树立防霜意识.     

新疆杏的气候生态适应性及花期霜冻气候风险区划

新疆杏产区的光、热、水、土等条件都能很好地满足杏生长、发育的需求,从萌芽到果实成熟期只需≥10℃积温2500℃·d,杏树就能正常开花结果。杏树开花、幼果形成期间的低温霜冻对杏的产量和经济效益有很大影响。天山以北冬季寒冷,杏树越冬保证率低,限制了其发展。用自然灾害风险分析原理,以霜冻灾损率为区划指标,把新疆杏产区划分为4个花期霜冻灾害气候风险区,分析了各区的霜冻发生频率和冻害程度以及发展杏产业的利弊条件。     

大同市近50年霜冻及其异常事件变化特征分析

利用1958-2008年大同市逐日最低地温资料,采用线性倾向估计法和正态分布原理分析了大同市近50a霜冻及其异常事件发生趋势。结果表明:初霜冻日的线性倾向率约以1.8d/10a的速度推后,终霜冻日约以1.7d/10a的速度提前,无霜冻期约以3d/10a的速度延长。从霜冻的异常特征分析,大同市初霜冻偏晚、终霜冻偏早及无霜期偏长异常事件发生概率偏多,而且均发生在20世纪80年代以后且呈递增趋势,而其它异常霜冻事件随年代均呈递减趋势。在近年来气候变暖的基础上,分析探讨霜冻的气候变化特征,对提高当地霜冻灾害的预测和防御能力有着十分重要的意义。     

黄土高原中部冬小麦生长对气候变暖和春季晚霜冻变化的响应

利用位于黄土高原中部的甘肃西峰试验田资料和当地平行气象观测资料,分析了春季气温、终霜冻和冬小麦生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明：1981年以来,春季平均气温和平均最低气温分别以1.2℃/10a和1.1℃/10a的速率升高,5月的极端最低气温以1.2℃/10a的速率升高;1997年以来4月极端最低气温波动幅度增大,在气候变暖大背景下2001年和2006年出现了最小值,属于反常年份,冻害严重;终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2d/10a,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005-2006年有增强变化;1981年以来冬小麦拔节期以4.5d/10a的速率极显著提前（P〈0.01）,1997年以来提前趋势更加明显,1997-2008年平均拔节期比1981-1996年提前9d。气候持续变暖,冬小麦拔节期提前的速率大于终霜日提前的速率,表明冬小麦春季拔节-孕穗期遭受终霜冻危害的气候风险在增大。     

武威市霜冻气候特征及预报

利用武威市1960-2009年4个气象站霜冻(最低地温≤0℃)资料,系统分析了该区霜冻的时空分布、强度和持续性等气候特征。结果表明,武威市霜冻天气主要发生在北部山区和沙漠边缘;年、年代霜冻日数总体呈减少趋势,霜冻主要发生在5月上、中旬和9月下旬;各种强度霜冻日数的变率较大,随着霜冻强度的增强,霜冻日数逐渐减少;霜冻天气具有持续性特征,持续2d以上的霜冻次数占总次数的56.4%~65.1%,强霜冻日大多出现在持续霜冻时段内。运用2003-2007年的5月和9月逐日20时ECMWF数值预报格点场资料,采用Press准则进行预报因子初选,逐步回归预报方法进行预报因子精选,使用最优子集回归建立最低地温预报方程,采用CSC双评分准则确定5月、9月各站最低地温预报全局最优的显著性方程。预报方程通过了0.01水平的显著性检验,回代拟合率为56.7%~66.7%,预报准确率为51.8%~60.0%,达到了一定的预报水平,可为当地霜冻预报服务。采用最大靠近原则确定了霜冻预报临界值和霜冻预报、预警的级别。     

陕西果业基地苹果花期冻害指数及预报方法

为了提高陕西果业防灾减灾能力,实现果业基地苹果花期冻害分区定量预报,根据果业基地县的生态环境、气候特点和果业生产水平,选择具有代表性的7个气象台站,利用近40a(1970-2009年)的气温和苹果部分物候监测资料,得到物理意义明确的苹果花期冻害指数计算模型。将花期冻害指数分为强、偏强、中等、偏弱和弱5个等级,依各果区花期冻害指数序列,用典型K阶自回归AR(K)预测模式进行独立样本预测试验,结果表明:预报准确或基本准确率为66.7%,该预报模式经2010年实际使用,预报效果尚好,具有实用价值。     

湖北省倒春寒发生程度评估模型

选取湖北省9个代表站历史倒春寒灾害序列资料,分析1951-2010年倒春寒过程中最大降温幅度、最低日平均气温、持续天数变化的特征,结合主成分分析法构建倒春寒评估模型,探讨湖北省倒春寒发生影响程度。结果表明：60a来,湖北3月倒春寒发生频次总体呈下降趋势,4月倒春寒频次以20世纪60、70年代最多,80、90年代明显下降,而2000-2010年又有所增加;倒春寒发生过程中,平均最大降温幅度的年代际间变化不大,但3月最大降温幅度大于4月;3、4月倒春寒过程最低日平均气温按年代比较显示,在2000-2010年有所降低,但不明显;1951-2010年,倒春寒持续天数平均为4.1d,呈不显著的下降趋势。运用评估模型对2010年4月12-15日的倒春寒过程评估表明,9个代表站中5站为中度倒春寒,4站为轻度倒春寒。     

黄淮冬麦区气象因子与小麦晚霜冻害关系研究——以商丘市为例

基于1956-2015年商丘市气象数据和霜冻害资料,研究黄淮冬麦区商丘市气象因子与霜冻害的关系,以及气温、地温、相对湿度、风速与草面温度的偏相关和多元线性回归关系。结果表明:随着全球气温变暖,商丘市冬春季积温以4.35℃·d·a~(-1)的速率逐年增加;晚霜冻害除受冷空气活动影响外,与前期积温和降水量密切相关,冬春季积温偏高或降水量偏少的情况下易发生晚霜冻害;随着小麦幼穗的发育,其对低温的敏感度增加,且可引起霜冻害的最低温度有逐渐升高的趋势;气温、地表温度、平均相对湿度、平均风速与草面温度呈极显著相关(P0.01),偏相关系数的大小表现为地表温度气温平均相对湿度平均风速,可见,除气温、地表温度外,平均相对湿度、平均风速也对霜冻害的发生及轻重程度起关键作用;各因子与草面温度可用模型表述为Y=0.558ST+0.482AT+0.087RH+1.304WS-12.704,经检验,线性回归方程成立,可通过该模型对草面温度进行监测,并为未安装草面温度传感器的地区提供可靠的冻害评估结果。     

近30年昌都地区霜的变化特征分析

利用昌都地区7个站点的气象观测资料建立时间序列,运用趋势分析、相关分析等方法研究分析1980-2009年30a昌都地区霜的分布特征、变化趋势以及初终霜对温度变化的响应。结果表明:初霜期明显推迟,终霜期有所提前,无霜期延长明显(P<0.01),近30a约增加36d,进入21世纪这种趋势更加明显;初霜日推迟、终霜日提前,无霜期延长主要是由该地区温度升高引起的,其中,月平均最低气温和平均最低地面温度的贡献较其它温度项大。研究霜的变化特征旨在为农牧业生产的调整和布局提供参考。     

天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害气象风险评估

将天水蜜桃相对气象产量与开花坐果期＜0℃日最低气温、地表＜0℃日最低地温及其相应持续时间等相关气象因子进行逐步回归统计,得出该期霜冻灾害的主要气象风险因子为＜0℃极端最低气温和地表＜0℃最低地温与其持续日数之积,两因子影响权重分别达12％和88％.将其作为蜜桃开花坐果期霜冻灾害的主要致灾风险因子创建模型,计算灾情指数（Pki）,并以此作为灾害评估指标,对1991-2010年天水蜜桃开花坐果期霜冻灾害进行综合评估,分别与产量实况等级和霜冻灾害灾情调查等级进行对比分析,除2001、2005年外,其它年份实况与评估均完全一致,评估准确率较高.研究结果对有效应对天水蜜桃开花坐果期霜冻风险,提高蜜桃产量和品质具有指导意义.     

Vulnerability of bangladesh to climate change and sea level rise through tropical cyclones and storm surges

Bangladesh is frequently visited by natural disasters such as tropical cyclones, storm surges, floods, droughts, tornadoes, and “norwesters.” Of these, tropical cyclones originating in the Bay of Bengal and associated storm surges are the most disastrous. There are various reasons for the disastrous effects of cyclones and storm surges in Bangladesh. Superimposed on these disastrous effects, climate change and any consequent sea level rise are likely to add fuel to the fire. Arise in temperature is likely to change cyclone activity: cyclone intensity, if not cyclone frequency, may increase. As a result, storm surges may also increase substantially. Sea level rise, an increase in cyclone intensity, and consequent increases in storm surge heights will have disastrous effects on a deltaic country like Bangladesh, which is not much above the mean sea level. This paper examines the climatology of cyclones in the Bay of Bengal for the last 110 years and trends in cyclone frequency and intensity. The phenomenon of storm surges in the Bay of Bengal is examined along with the primary reasons for the severity of storm surges in Bangladesh. The paper discusses both qualitatively and quantitatively the impacts of rises in temperature on tropical cyclone intensity in Bangladesh. With the use of a mathematical model developed for the simulation of storm surges along the Bangladesh coast; various scenarios of storm surges are developed. Using lower and upper bounds of sea surface temperature rise of 2 and 4°C and of sea level rise of 0.3 and 1.0 m (according to the Intergovernmental Panel on Climate Change standard), the model simulates the maximum possible surges that are likely to occur under these conditions.     

1961-2014年华北平原二十四节气热量资源的时空分布变化分析

通过推算历年二十四节气的划分时间,利用华北地区63个气象站点1961-2014年逐日地面观测资料,分析每个节气期间平均气温、最高/低气温、≥0℃积温的线性变化趋势;基于春分、秋分日计算分析研究区各站点无霜期的终/始日与春分/秋分日差值和无霜期≥0℃积温的时空分布变化特征.结果表明,华北平原气温(平均、最高、最低)最高为大、小暑节气,最低为小、大寒节气.无霜期由北向南递增,终霜日平均发生在春分节气,沿纬度方向由南向北推迟,初霜日平均发生在霜降节气,沿纬度方向由南向北提前.1961-2014年华北地区二十四节气内热量资源(气温、≥0℃积温)均呈现上升趋势,冬春季的节气升温幅度大于夏秋季.雨水节气平均气温、最高、最低气温增幅在二十四节气中最大,分别为0.63、0.74和0.53℃·10a-1.最低气温增幅大于平均气温和最高气温,对气候增暖的贡献较大.近54a来研究区无霜期内≥0℃积温平均增加442.8℃·d.气候变暖同时延长了华北地区的无霜期,研究区无霜期气候倾向率平均为3.9d·10a-1,该变化由初/终霜日的变化共同作用引起,且春季终霜日提前(气候倾向率为2.1d·10a-1)比秋季初霜日推迟(气候倾向率为1.9d·10a-1)更明显.