基于GIS的山东省≥0℃热量资源时空变化特征分析

利用1961—2015年山东省17个气象站点和山东省周边12个气象站点的日平均气温资料和该区域的DEM(数字高程模型)数据,采用混合插值方法和线性倾向估计方法,对山东省≥0℃初、终日、持续日数和积温的时空变化特征进行分析。结果表明,山东省≥0℃初日的空间分布呈现南部早、北部晚、山区早和平原地区晚的特征;≥0℃终日的空间分布呈现南部、沿海地区晚和中部、北部地区早的特征;≥0℃持续时间的空间分布为南部、沿海地区长,中部山区、内陆及北部地区短;≥0℃积温空间分布特征为由西南向东北逐渐降低。近55年来山东省17个气象站≥0℃初日均呈现提前趋势,平均气候倾向率为2.74 d/10 a,且除烟台外,其他站点的提前趋势均达到显著水平;≥0℃终日的变化未呈现明显的规律,且所有站点的变化趋势均未达到显著水平;≥0℃持续时间和积温均呈现增加趋势,其气候倾向率分别为4.33 d/10 a和65.86(℃·d)/10 a,且除菏泽、兖州、日照、青岛、烟台和威海的≥0℃持续时间的变化未达到显著水平外,其余站点≥0℃持续时间和积温的变化趋势均达到显著水平。     

山东省≥0℃和≥15℃终日的时空变化特征分析

选取山东省境内17个气象站1986—2015年的逐日平均气温数据,采用线性倾向估计方法和空间插值方法,对山东省≥0℃终日和≥15℃终日的时间和其间的积温的时空变化特征进行分析.结果表明:山东省≥0℃终日的空间分布呈现南部和沿海地区晚、中部和北部地区早的特征;近30年来山东省17个气象站点≥0℃终日的变化均未达到显著水平.山东省≥15℃终日的空间分布呈东部沿海地区晚、中部地区早的特征;近30年来山东省17个气象站点≥15℃终日的变化总体呈推迟趋势.山东省≥0℃终日至≥15℃终日期间活动积温的空间分布特征为西南地区高、东北地区低,呈现出由西南向东北逐渐降低的趋势;近30年来≥0℃终日至≥15℃终日期间活动积温变化均未达到显著水平.     

气候变化背景下江西省近55年≥10℃积温的时空变化特征

以江西省85个气象站点1961²015年的日平均气温数据为研究对象,利用气候倾向率、Manner-Kendall突变检验、Morlet连续小波分析和Arc GIS空间插值的方法,采用分区的方式对江西省近55年来≥10℃积温、初日、终日和持续日数的时空变化特征进行分析。结果表明:(1)近55年江西省日平均气温≥10℃积温和持续日数呈现增加趋势,初日呈现提前趋势,终日呈现推迟趋势,且变化速率赣北大于赣中,赣中大于赣南;(2)近55年赣北≥10℃积温、初日和持续日数发生突变的年份分别为2001、2004、2000年;赣中≥10℃积温、初日和持续日数发生突变的年份分别为2004、2004、2000年;赣南≥10℃积温和初日发生突变的年份分别为2005年和2000年,赣北和赣中终日及赣南的终日和持续日数在95%的显著性水平下未发生突变;(3)≥10℃积温、初日、终日和持续日数的周期性变化规律保持一致,存在18年和30年的周期,且不存在区域性的差异;(4)江西省≥10℃积温、初日、持续日数的气候倾向率分布相似,高值区大部分集中在北部,低值区大部分集中在南部,江西省≥10℃终日的气候倾向率的高值区在西部、低值区在东部。     

气候变化背景下江西省近55年≥10℃积温的时空变化特征

以江西省85个气象站点1961~2015年的日平均气温数据为研究对象,利用气候倾向率、Manner-Kendall突变检验、Morlet连续小波分析和Arc GIS空间插值的方法,采用分区的方式对江西省近55年来≥10℃积温、初日、终日和持续日数的时空变化特征进行分析。结果表明:(1)近55年江西省日平均气温≥10℃积温和持续日数呈现增加趋势,初日呈现提前趋势,终日呈现推迟趋势,且变化速率赣北大于赣中,赣中大于赣南;(2)近55年赣北≥10℃积温、初日和持续日数发生突变的年份分别为2001、2004、2000年;赣中≥10℃积温、初日和持续日数发生突变的年份分别为2004、2004、2000年;赣南≥10℃积温和初日发生突变的年份分别为2005年和2000年,赣北和赣中终日及赣南的终日和持续日数在95%的显著性水平下未发生突变;(3)≥10℃积温、初日、终日和持续日数的周期性变化规律保持一致,存在18年和30年的周期,且不存在区域性的差异;(4)江西省≥10℃积温、初日、持续日数的气候倾向率分布相似,高值区大部分集中在北部,低值区大部分集中在南部,江西省≥10℃终日的气候倾向率的高值区在西部、低值区在东部。     

典型绿洲生态区气候热量资源区域响应

选取了河西走廊西部的酒泉市绿洲区为代表,利用境内8个气象站1961—2018年的逐日气温实测数据,主要采用五日滑动平均、气候倾向率、M-K突变检验和小波分析等方法,分析了近60年典型绿洲生态区≥10℃积温的时空变化特征。结果表明,≥10℃积温区域分布不均,差异较大;≥10℃积温呈现出初日提前、终日推迟为主的增加趋势;近60年≥10℃积温、终日和持续日数分别在2004、1974和1997年发生了突变;≥10℃积温存在准26年强振荡周期,在1961—1970年、1971—1999年以及21世纪以来大致呈现了升高-降低-升高的变化过程;≥10℃积温初日、终日和持续日数的短周期振荡在各时段有较明显的差异性。     

基于GIS的山西有效积温时空变化分析

气候变化对陆地生态系统、粮食生产与安全、经济社会可持续发展等影响很大,分析积温变化特征可为种植业布局、农情测报、防灾减灾及气候区划等提供决策依据,对指导农业生产和生态建设等具有重要意义。据山西109个气象站1979—2016年间气温日均值资料和SRTM3 DEM数字高程资料,采用滑动平均法、线性回归模型、IDW和Mann-Kendall突变检验等方法,用ArcGIS的空间分析和三维分析建模工具,内插到100 m×100 m的小网格上,进行热量资源分布精细化模拟,绘制出山西积温分布图,分析日均气温≥10℃的有效积温及其持续日数和起止时间的时空变化特征。结果表明,近38 a来,山西≥10℃积温平均为3 252.3℃,初日提前、终日推迟,气候倾向率为154.9℃/10 a;持续日数增加,平均为192.7 d;变化周期为6～8 a,且在1997年前后出现由冷到暖的突变;≥10℃积温及其持续日数均呈波浪上升趋势,最长和最短日数距平均值分别为19.76、-9.6 d;2 500℃以上积温区明显增加,积温带向东北方向推移;积温及持续日数由西南向东北递减,随海拔增加递减。     

1961—2019年青海湖南部地区≥0℃农业界限温度变化特征

为有效利用农业气候资源及合理布局农作物品种提供科学依据，利用青海省共和县1961—2019年逐日平均气温资料，使用线性趋势分析、累积距平和t检验法等方法，分析青海湖南部共和县近59年农业气候资源的主要热量指标的变化特征。结果表明：1961—2019年青海湖南部共和县农业气候资源主要热量指标气温稳定通过≥0℃的初日、终日、持续日数和积温分别呈极显著提前、推迟、延长和增大趋势，气候倾向率速分别为－2.65 d/10a、2.19 d/10a、4.84 d/10a和90.22℃?d/10a，变异系数分别为11.5%、2.3%、5.2%和7.7%。共和县气温稳定通过≥0℃的初日、终日、持续日数和积温分别在2000年、1993年、1996年和1997年发生提前、推迟、延长和增多突变，≥0℃的初日提前9 d，终日推迟9 d，持续日数延长17 d，积温增加315.0℃? d。     

共和地区主要界限温度初终日、持续日数和积温的特征分析

利用1953—2014年青海省共和气象站逐日平均气温资料,采用5 d滑动平均法统计分析稳定通过≥0℃和≥3℃的初终日期,并分别求算初、终日期间持续日数和初、终日期间≥0℃、≥3℃的积温。结果表明,各界限温度初日呈现提前趋势,终日呈现推后趋势;各界限温度间的持续日数和积温均呈现增多趋势。     

基于GIS技术对辽宁不同时期热量资源空间变异特征的分析

利用ANUSPLIN插值软件和GIS空间分析技术对辽宁不同时期≥0℃和≥10℃的积温、初日、终日及持续日数的气候平均值进行空间拓展。研究表明,积温值地区间最大相差900℃·d以上,以环渤海为中心的高值区北界向北扩展,增大60℃·d以上,辽西和东部山区的低值区范围都不同程度缩小,积温减少,中间过渡值各区域北界略向北推。初日地区间最大差值超过15d,大连和辽西南部最早,且提前2d左右,东部山区大部最晚,延后1d左右。终日地区间最大差值超过12 d,辽宁北部和东部山区西侧为主要的提前地区,其他大部地区都向后延迟,一般延后1d左右。持续日数地区间最大差值超过30 d,高值中心由环渤海大部地区向中部平原和辽西中部扩展,延长3～4d,辽西和东部山区的低值区域略有收缩,其持续日数略有减少。     

四川西南地区热量资源分析

利用四川西南地区1960至2007年7个气象观测站点的逐日气温资料,分析了该地区日平均气温稳定通过0、5、10℃的初日、终日、持续日数、积温的年际变化、空间变化特征。结果发现,四川西南地区≥0℃、≥5℃、≥10℃的积温变化均呈增加趋势;在这48年里,1998～2007年是热量和持续日数增加幅度最大的时期,其中四川西南的东、西部地区≥0℃、≥5℃、≥10℃的平均年积温增加幅度最显著,中部的西昌平原地区次之,盐源地区增加最少;≥5℃的初日提前、终日推迟、持续日数增加最显著;在空间上,东、西部地区≥5℃、≥10℃的持续日数增加最显著。     

北京市农业热量资源变化特征及对农业生产的影响

选取了北京市山区和平原两大农业种植生态区的9个代表气象观测站,基于1961～2008年的地面气象观测资料,采用统计回归分析方法分析了逐年山区和平原的≥0℃活动积温、≥10℃活动积温、≥10℃有效积温、稳定通过0、5、10、15和20℃的初、终日期及持续日数、年极端最高、最低气温、季节日较差平均值和年较差、初、终霜日期、无霜期日数和冬季负积温等热量资源指标的历史变化趋势特征,同时以突变理论中的Mann-Kendall方法检测分析热量资源指标的突变特征。结果表明,山区和平原区活动积温和有效积温在1961～2008年呈上升趋势,平原上升趋势比山区明显,平原在1996年存在突变点;山区和平原区日平均气温稳定通过0、5、10℃的初日突变后比突变前提前了4～10d,终日山区和平原没有突变点,但也分别推迟了0～3d和1～10d,初终日持续日数也呈增加趋势,但平原多于山区,高温区域低于低温区域;年极端最低气温呈明显的上升趋势,平原比山区增温速度快;年极端最高气温呈现不明显的上升趋势;除山区的夏季和秋季外,年较差和季平均气温日较差都呈现减小的趋势;初霜日期推迟,终霜日期提前,无霜期日数增加,山区比平原表现更为显著;平原区和山区冬季负积温均呈现明显的上升趋势,平原高于山区。     

陕西关中西部近50年10℃界限温度气候特征变化分析

为了研究气候变暖背景下10℃界限温度的变化规律,用现代气候变化理论与数理统计方法,分析陕西关中西部近50年日平均气温稳定通过10℃的初终日期、间隔日数及其积温变化特征。结果表明： 关中西部日平均气温≥10℃的初日呈显著提早趋势,终日呈波动推迟趋势。初终日之间间隔日数显著增加。≥10℃期间的积温以56.568℃.a/10 d 的幅度显著增加。积温年代际波动增加,冷暖交替频繁。     

牙克石市1961-2010年积温变化特征分析

利用牙克石市国家一般气象站1961-2010年共计50a的日平均气温稳定通过0℃、5℃、10℃积温资料进行分析。研究了积温的年际变化、年代变化、初终日变化趋势。结果显示：牙克石市积温呈升高的趋势,其中0℃积温倾向率平均为74.6℃/10a,5℃积温倾向率平均为67.5℃/10a,10℃积温倾向率平均为69.4℃/10a。并且积温值、积温日数、积温的初、终日期均呈现出波动上升（或推迟）趋势。     

阿勒泰地区近50 a≥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.     

辽西地区农业界限温度变化对农业生产的影响

选用辽西地区朝阳站1953²014年的气候资料,运用气候诊断分析方法,对农业界限温度0℃、10℃的初日、终日期、持续日数和积温进行了研究,并探讨它们对农业生产的影响。结果表明:辽西地区农业界限温度变化显著,0℃界限温度气候倾向率分别为:初日为-2.243 d/10 a,终日为1.091 d/10 a,持续日数为2.834 d/10 a,积温为55.99℃·d/10 a。10℃界限温度气候倾向率分别为:初日为-1.036 d/10 a,终日为1.846 d/10 a,持续日数为2.856 d/10 a,积温为63.271℃·d/10 a。近20年(20052014年的气候资料,运用气候诊断分析方法,对农业界限温度0℃、10℃的初日、终日期、持续日数和积温进行了研究,并探讨它们对农业生产的影响。结果表明:辽西地区农业界限温度变化显著,0℃界限温度气候倾向率分别为:初日为-2.243 d/10 a,终日为1.091 d/10 a,持续日数为2.834 d/10 a,积温为55.99℃·d/10 a。10℃界限温度气候倾向率分别为:初日为-1.036 d/10 a,终日为1.846 d/10 a,持续日数为2.856 d/10 a,积温为63.271℃·d/10 a。近20年(2005²014年)与前20年(19532014年)与前20年(1953¹972年)相比,0℃、10℃初日分别提前11 d和6 d,终日分别后推4 d和8 d,持续日数分别延长13 d和11 d,积温分别增加246℃·d和251℃·d。界限温度变化对农业生产的影响有正面的,也有负面的,负面影响要大于正面影响。     

辽西地区农业界限温度变化对农业生产的影响

选用辽西地区朝阳站1953~2014年的气候资料,运用气候诊断分析方法,对农业界限温度0℃、10℃的初日、终日期、持续日数和积温进行了研究,并探讨它们对农业生产的影响。结果表明:辽西地区农业界限温度变化显著,0℃界限温度气候倾向率分别为:初日为-2.243 d/10 a,终日为1.091 d/10 a,持续日数为2.834 d/10 a,积温为55.99℃·d/10 a。10℃界限温度气候倾向率分别为:初日为-1.036 d/10 a,终日为1.846 d/10 a,持续日数为2.856 d/10 a,积温为63.271℃·d/10 a。近20年(2005~2014年)与前20年(1953~1972年)相比,0℃、10℃初日分别提前11 d和6 d,终日分别后推4 d和8 d,持续日数分别延长13 d和11 d,积温分别增加246℃·d和251℃·d。界限温度变化对农业生产的影响有正面的,也有负面的,负面影响要大于正面影响。     

气候变暖对北票地区热量资源的影响研究

为了拓展"三农"气象服务产品,掌握气候资源变化规律和特征,选用北票市1958-2014年平均气温、活动积温资料,运用气候诊断分析方法,研究在气候变暖环境下北票地区热量资源变化趋势和特征。结果表明:在气候变暖环境下,北票地区热量资源增加趋势明显。其中,年平均气温、春季、秋季、冬季平均气温升温显著,气候倾向率分别为0.198℃/10a、0.195℃/10a、0.248℃/10a和0.296℃/10a。≥0℃积温、≥10℃积温气候倾向率分别为37.423℃·d/10a和34.675℃·d/10a,≥0℃和≥10℃积温分别增加213℃·d和198℃·d。≥0℃和≥10℃持续日数,倾向率分别为1.59d/10a和1.764d/10a,并分别延长9d和10d。在气候变暖环境下,北票地区热量资源明显增加,尤其20世纪90年代和21世纪00年代最为突出,但2010-2013年热量资源有所回落,表明增加的热量资源并非稳定,因此,在农作物结构调整、发展设施农业等方面需要谨慎。     

近58年沈阳地区积温变化趋势及其对农业生产的影响

[目的]研究沈阳地区近58年积温变化趋势及其对农业生产的影响。[方法]利用沈阳地面气温资料,应用气候统计学方法,分析了近58年沈阳≥0℃、≥10℃积温变化趋势,并探讨了积温变化对农业生产的影响。[结果]近58年来,沈阳地区气温≥0℃初日提前约10 d,终日推后不明显,持续日数延长13 d,≥0℃积温增加343℃;≥10℃初日提前约9 d,终日推后8 d,持续日数延长16 d,≥10℃积温增加370℃;后20年平均值与前20年相比,≥0℃、≥10℃持续日数均延长9 d,≥0℃、≥10℃积温分别平均增加196、202℃。另外,沈阳地区热量的增加对当地农业生产有一定影响。[结论]该研究可为当地掌握热量资源变化特征及调整农业布局提供理论依据。     

1981-2014年贵州省黔西南州≥10℃积温的变化特征

为摸清贵州省黔西南州热量的分布和变化,促进种植业合理布局及气候资源的合理开发,采用5d滑动平均法研究贵州省黔西南州1981 2014年≥10℃积温和积温日数的分布规律与年际变化特征.结果表明:近34年黔西南州≥10℃积温和积温日数均呈上升趋势,趋势性变化达显著水平;≥10℃积温和积温日数从北至南均呈逐渐增加趋势,南部增幅较北部明显,二者的空间分布较一致.≥10℃积温和积温日数变化除贞丰县呈减少趋势外,其余地区均呈增加趋势,其中,望谟县≥10℃积温增加最明显,晴隆县≥10℃积温日数增加最明显.年平均气温升高1℃,则≥10℃积温将增加101.3～503.7℃·d,≥10℃积温日数将延长1.5～20.7 d.     

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。