基于GIS平均气温空间分布推算模型研究——以海南岛为例

[目的]研究基于GIS平均气温空间分布推算模型。[方法]以多年平均气温为研究对象,应用普通克里格插值法(OK)、反距离权重插值法(IDW)、样条插值法(SPLINE)以及混合插值法(MLR)对海南岛18个长期气象观测站1979～2008年逐月气温资料进行了空间栅格化,通过不同插值方法的对比分析,选择针对海南岛多年平均气温相对最优的插值方法。[结果]通过对海南岛近30年的平均气温4种插值方法的误差分析,发现插值法精度顺序为MLRIDWOKSPLINE。基于海南岛DEM影像的"多元线性回归+残差插值"的小网格插值法即混合插值法(MLR)在海南岛平均气温空间插值效果最好;海南岛平均气温空间分布特征除具有明显的南高北低的纬度地带性以及随海拔升高逐渐降低的垂直地带性外,沿岸地区气温呈略高于内陆地区趋势;海南岛各月气温递减率在0.38～0.85℃/100m,年均气温递减率约为0.74℃/100m,在不同区域不同时间条件下,气温对于海拔高度的递减率不同。[结论]该研究为海南岛农业气象要素连续分布状况获取和建立精确空间分布推断模型提供依据。     

山东诸城市近50年气候变化特征分析

[目的]分析1961～2010年山东诸城市气候变化特征。[方法]选用诸城市1961～2010年的气温与降水资料,采用线性倾向估计方法分析其年、季变化特征。[结果]诸城市近50年平均气温以0.383℃/10a的速度上升,各季平均气温均呈上升趋势,增温幅度为冬季>秋季>春季>夏季;近50年平均降水量以18.7 mm/10a的速度下降,春季、冬季略呈上升趋势,夏季、秋季呈下降趋势,且夏季下降最为明显,以20.9 mm/10a递减。近50年气温异常低温仅出现1年,异常高温出现了7年,均出现在20世纪90年代以后;近50年未出现降水异常偏少年份,降水异常偏多年份为6年,年总降水量呈下降趋势,说明降水量时空分布极为不均。[结论]该研究为提高气温和降水预报准确率提供依据。     

近55年绥中气候变化特征分析

[目的]研究近55年绥中的气候变化特征。[方法]利用1956～2010年绥中县温度、日照、降水等气象观测资料,采用线性回归、5日滑动平均和离差系数等方法,分析温度、日照、降水等气象要素的变化趋势以及稳定通过某界限值的时间和稳定度,从而掌握近55年来绥中县气候变化特征。[结果]近55年绥中温度变化呈上升趋势,近25年（1986～2010年）升温明显,冬季气温和平均最低气温增温幅度较大且变化幅度大,稳定性差;无霜期、≥10℃积温等变化趋势与气温变化趋势基本一致;日照时数总体呈下降趋势,但不明显,冬半年呈上升趋势,夏半年呈下降趋势,夏季下降趋势明显;降水量总体呈下降趋势,春、冬季降水呈上升趋势,夏、秋季呈下降趋势;冬季降水变化幅度较大,稳定性差,夏季降水变化幅度较小,稳定性较好。[结论]该研究为管理部门了解和掌握地方性气候变化特征及防灾减灾提供依据。     

北碚区气温时空分布及变化趋势分析

[目的]分析北碚区气温时空分布及变化趋势。[方法]利用北碚地区6个地面气象观测站1951～2010年气温观测资料,运用EOF、线性趋势等分析方法对北碚区近60年来气温的时空分布及变化的主要特征进行分析,揭示该地区气候特征。[结果]近60年北碚区气温总体呈上升趋势,平均增温速率为0.045℃/10a,其中秋季增温最为明显,而夏季呈减温趋势;1～7月平均温度呈逐渐升高趋势,8～12月呈逐渐降低趋势;从空间分布来看,全区气候呈现西部地区温度较高、中部较低的分布状况;全区平均温度异常空间分布主要有全区一致偏高(低)型、南北反向型和东西反向型。[结论]该研究为有效防灾减灾提供理论依据。     

基于GIS的沙澧河流域2013年气候特征及其对农业的影响分析

选取2013年沙澧河流域16个气象观测站的20：00～次日20：00气温、降水实时观测资料和1981 ～ 2010年气温、降水常年历史资料,建立气象要素资料库,然后以ArcGIS9.3为研究平台,运用其空间分析模块中的普通克里格法对研究区内的气象因子,即年、季平均气温和年、季降水量的气象信息进行空间插值,分析出该流域气温和降水的空间分布特征,并在此基础上揭示此气候特征对农业产生的影响.     

辽宁本溪满族自治县近50年气温和降水特征分析

[目的]研究近50年辽宁本溪满族自治县气温和降水量变化特征。[方法]利用1961~2010年本溪满族自治县气象观测资料,采用常规数理统计方法,对该县单站较小尺度的气温、降水年代际气候特征变化进行分析。[结果]1961~2010年本溪满族自治县气温年均值为7.0℃,历年年平均气温随着年份的变化趋势升高明显,气候倾向率达0.517℃/10a,近50年趋势升高2.6℃;近10年比20世纪60年代平均升高2.0℃,而近20年平均气温升高不明显;春、夏、秋、冬季气温存在不同程度的升高趋势,其中以冬季最为明显。年降水量、四季降水量变率较大,稳定性较差;历年平均降水量为781 mm,年降水量呈下降趋势,气候倾向率为-16.941 mm/10a;春季和冬季降水量呈增加趋势,夏季和秋季呈减少趋势,且春季和冬季降水量变率大于夏季和秋季。[结论]该研究为大尺度气候分析提供气候背景,也为当地管理部门了解和掌握地方性气候变化特征、防灾减灾提供依据。     

Analysis on Temporal-spatial Distriboution and Change Trend of the Temperature in Beibei District

[目的]分析北碚区气温时空分布及变化趋势.[方法]利用北碚地区6个地面气象观测站1951～2010年气温观测资料,运用EOF、线性趋势等分析方法对北碚区近60年来气温的时空分布及变化的主要特征进行分析,揭示该地区气候特征.[结果]近60年北碚区气温总体呈上升趋势,平均增温速率为0.045℃/10a,其中秋季增温最为明显,而夏季呈减温趋势;1～7月平均温度呈逐渐升高趋势,8～12月呈逐渐降低趋势;从空间分布来看,全区气候呈现西部地区温度较高、中部较低的分布状况;全区平均温度异常空间分布主要有全区一致偏高(低)型、南北反向型和东西反向型.[结论]该研究为有效防灾减灾提供理论依据.     

西天山北坡地区近50年来气温和降水变化分析

[目的]分析西天山北坡地区近50年来气温和降水的变化特征。[方法]根据西天山北坡地区3个气象站1961～2010年的气温、降水资料,利用线性趋势分析法及5年滑动平均等方法,分析了该地区50年来的气候变化。[结果]西天山北坡地区气温呈现明显增暖趋势,近50年的年均温以0.3℃/10a的速率显著升高,但各季节温度上升率不同,秋季〉冬季〉春季〉夏季。西天山北坡地区50年来的年降水量总体呈相对增多趋势,从年降水量来看,平均以16.9 mm/10a的速率明显增加;从季节降水量来看,除秋季外,其他3个季节在近50年表现出显著的增加趋势,增幅为3.2～11.2 mm/10a,夏季增幅最大,秋季经历了80年代的降水小高峰后,近20年降水量略有下降。[结论]西天山北坡地区气候呈现暖湿化趋势。     

近50年建昌县霜期设施农业生产中光热气候资源变化特征

[目的]研究近50年建昌县霜期设施农业生产中光热气候资源变化特征。[方法]利用近50年建昌县气候资料,采用常规数理统计方法,分析了1960～2009年建昌县霜期光照、气温变化趋势。[结果]1960～2009年建昌县霜期日照时数、日照百分率呈减少趋势,气候倾向率分别为-55.556 h/10 a、-2.39%/10 a,近50年分别减少了278 h和12%;1981、1982年发生了气候跃变,跃变前后日照时数、日照百分率分别减少161 h和7%。霜期气温总体呈升高趋势,平均气温、平均最高、最低气温气候倾向率分别为0.386、0.392和0.567℃/10 a,近50年分别上升了1.93、1.96和2.84℃;1987、1988年发生气温跃变,跃变前后霜期平均气温、平均最高、最低气温分别升高了1.3、1.2和1.7℃。近50年来,建昌霜期光照资源减少,而热量资源增加,形成光热互补。[结论]该研究为当地霜期设施农业的发展提供了气候依据。     

淮北市气温和降水空间分布特征分析

利用2008—2017年淮北市各站的气象资料,采用统计学方法,分析近10年淮北市气温和降水的时空分布特征。结果表明,近10年淮北市年平均气温由北向南、年平均最低气温由西向东趋于升高,年平均最高气温和最低气温≤0℃、最高气温≥35℃的天数自西向东趋于减少,但趋势不明显;四季降水量、雨日空间差异显著,四季降水量具有明显的纬向分布特征,并表现出显著的季节性差异;全年和春秋冬季雨日纬向分布特征明显。     

2015年灵璧县气候条件分析及其对农作物生长的影响

[目的]分析灵璧2015年的气候变化特征、主要气象灾害及其对农作物生长的影响。[方法]选取灵璧2015年1～12月平均气温、降水、日照气象要素值与常年对比分析,采用曲线图、数据对比等方法进行统计分析。[结果]2015年灵璧县年平均气温偏高,降水量偏少,日照时数较常年偏少;年极端最高气温为38．2℃,≥35℃的高温日数为14 d;年极端最低气温为－9．3℃;全年无霜期为232 d,较历年平均偏多25 d。年内雷雨大风、连阴雨、干旱、雾霾等气象灾害频繁,对当地农业生产和人们生活均产生较为突出的不利影响。[结论]2015年灵璧县气候属异常年份,气候条件弊大于利。     

三江平原佳木斯地区气温变化特征

[目的]研究三江平原佳木斯地区气温变化特征。[方法]利用三江平原佳木斯地区佳木斯、桦南、富锦、扶远4站1961～2010年温度资料,分析了三江平原佳木斯地区的气温变化趋势、气候突变和异常年份。[结果]三江平原佳木斯地区年平均气温有明显的升高趋势,升幅为0.249～0.412℃/10 a,各地年平均气温上升幅度表现为东部南部北部西部;年平均气温在20世纪80年代初发生了气候突变,佳木斯、桦南、富锦年平均气温在1981年发生气候突变,扶远在1984年出现气候突变;佳木斯、富锦、桦南年平均气温在20世纪60年代中期和后期异常偏低,桦南、扶远、佳木斯在2007～2008年异常偏暖,富锦在90年代初异常偏暖,各季平均气温异常在各地出现的年份不尽相同。[结论]该研究为今后三江平原佳木斯地区的气温预报提供了理论参考。     

基于GIS的东北地区气象要素空间插值方法

[目的]研究东北地区气象要素的最佳空间插值方法。[方法]利用ArcInfo GIS软件的地统计分析工具,采用反距离加权插值、径向基函数法和克里格插值等多种空间插值方法,对东北地区年降雨量和月平均气温等气象要素进行空间插值研究,从而确定最适宜某个气象因子的插值方法。[结果]对于月平均气温,克里格方法的空间插值效果较好;对于年降水量,利用径向基函数法效果较好。[结论]东北地区月平均气温和年降水量存在明显地区差异,月平均气温南高北低,年降水量西北少、东南多。     

结合MODIS云产品的黑龙江省2015年人工增雨潜力研究

[目的]研究2015年黑龙江省人工增雨潜力的时空分布.[方法]利用再分析资料计算降水转化率,并通过结合MODIS卫星云产品,从人工增雨的微物理条件出发进一步研究了黑龙江省2015年春季和秋季的增雨潜力.[结果]在春季的松嫩平原大部分地区以及秋季的松嫩平原与三江平原大部分地区,降水量和降水转化率均较小,存在一定的增雨潜力;春季,松嫩平原北部和三江平原中部存在适宜进行暖云催化增雨的区域;秋季,从松嫩平原北部至三江平原西侧存在许多适宜暖云催化增雨的区域,同时在松嫩平原北部与三江平原西侧的局部地区存在适宜冷云催化增雨的区域.[结论]该研究可为科学合理开展人工增雨规划及作业提供依据.     

近50年商丘气温的时空变化特征分析

[目的]分析1961～2010年商丘市气温的时空变化特征。[方法]选用商丘8个气象站点1961～2010年的气温资料,采用趋势分析法分析商丘市年平均气温、年平均最高和最低气温、年极端最高和最低气温以及年平均气温日较差的时空演变特征,利用M-K等方法确定气温突变年。[结果]年平均气温、年平均最低气温和年极端最低气温分别以0.122、0.255和0.488℃/10a的速率上升;年平均最高气温变化趋势不明显;年平均气温日较差和年极端最高气温分别以-0.217和-0.292℃/10a的速率下降。从空间分布上看,年平均气温、年平均最低气温和年极端最低气温均为东部增幅大,西部增幅小;年平均气温日较差东部减幅大,西部减幅小;年极端最高气温西部减幅大,东部减幅小;年平均最高气温有增有减。年平均气温、年平均最低气温和年平均气温日较差均在1997年前后发生突变;年平均最高气温没有明显的突变点;年极端最高气温在1973年前后发生突变;年极端最低气温分别在1989和1999年前后发生突变。[结论]该研究对商丘市农业生产结构调整、区域气候规划、合理利用气候资源和应对气候变化起着重要指导意义。     

蓬莱葡萄全生育期气象条件分析

[目的]掌握葡萄生育期蓬莱的气象条件和规律。[方法]对蓬莱葡萄全生育期的温度、降水、日照、热量等气象条件进行了分析。[结果]蓬莱4月中、下旬、5月下旬和6月上旬的平均气温分别为11．5、13．9、19．1和20．6℃,6月初到9月中旬白天大部分时间的温度在25℃以上,8月上旬至10月上旬的平均气温为17．4—25．4℃。蓬莱冬季的平均气温为-0．4℃。蓬莱的年平均降水量为618．6nm。4月中旬到10月上旬的降水量为515．4mm,占全年降水量的83．3％;4月中旬至6上旬的降水量为89．4mm,占整个葡萄生长期降水量的17.3％;6月中旬到8月中旬的降水量为300．9m,占整个葡萄生长期降水量的58．4％。蓬莱葡萄生长期的日照时数为1598．6h。[结论]整体上,蓬莱的气象条件有利于葡萄的生长发育。     

基于GIS的关中—陕南地区降雨量空间插值分析

[目的]比较4种空间插值方法的插值效果,分析研究区域降水空间分布特征。[方法]以陕西省关中—陕南地区为例,采用该地区72个气象观测站点59年的降水量资料,结合GIS空间插值技术,以国际科学数据共享服务网站30 m×30 m网格DEM为基础,选取IDW、普通克里金插值法、协同克里金插值法和径向基函数插值法对关中—陕南地区72个观测站多年平均降水量进行空间插值,并分区域随机选取其中10个站点的降水量数据对4种插值方法的插值效果进行检验,以此确定最佳插值方案,分析研究区域的降水空间分布特征。[结果]顾及地形因素的协同克里金插值效果最佳,并能真实地反应研究区域的降水空间分布特征,普通克里金法次之,反距离加权法和径向基函数法较差。对插值结果的进一步分析显示,该研究区域降水呈现明显的纬度地带性分布特征,且降水受地形、地貌等因素影响较大。[结论]顾及地形因素的协同克里金插值法效果最优,适用于该区域。     

张家口地区水热因子的空间插值及其变化趋势分析

在DEM和已有降水模拟数据的基础上,充分利用GIS空间插值技术和气象统计数据,完成了对张家口地区多年年均温和降水量的空间模拟。研究表明,张家口地区年均气温受地形影响很大,中西部和东南部山区属低温区,洋河河川区年均气温7℃以上,属于高温区,其余丘陵、低山区年均气温一般在4～6℃;区内气温年较差偏大,进一步表明张家口地区大陆性气候特征显著;1992～2001年的年均温模拟结果高值区较1949～2001年明显增加,是全球气候变暖的又一例证。张家口地区年均降水量有从东南向西北减少的趋势,降水分布不均匀;局部地区由于受地形变化的影响,年降水量的空间分布有一定的起伏变化,形成几个高值区,崇礼县降水相对较高,而康保、张北等坝上地区降水相对较少。实践证明,GIS空间插值技术是将统计数据栅格化的理想手段和工具,该研究对张家口地区的农业生产有一定的实际指导意义。     

东北低温农区近四十年气温降水变化及其对面源氮磷输出影响

为了解在全球气候变化背景下,流域氮磷输出对雨温条件变化的响应,选取我国三江平原典型低温农区,在详细分析1975—2014年历史气象数据的基础上,利用SWAT模型,明确了阿布胶河流域的氮磷流失特征。结果表明:研究区近40年日平均气温以0.132℃·10a~(-1)的微弱趋势上升,降水量自20世纪80年代开始呈下降趋势,总减少量不超过140 mm,且年际差异较大(11.60~415.50 mm);N、P输出与降水量显著正相关,丰水年的输出量分别是枯水年的1.5、2.5倍,且对降水变化的敏感性随降水量升高而降低;N、P输出总体与温度呈负相关,随温度的变化率分别为0.937 kg·hm~(-2)·℃~(-1)和0.161 kg·hm~(-2)·℃~(-1)。多年氮磷输出量在温度升高和降水减少的情势下上升,表明人为因素对污染输出可能产生更大影响,未来在低温农区开展面源氮磷输出对气候响应的针对性研究中有必要考虑自然和人为效应的区分。