晋陕蒙地区≥10℃积温的时空变化特征

利用1960-2014年晋陕蒙三省75个气象站逐日平均气温实测数据,采用多元线性回归模型的积温空间模拟方法和气候倾向率法,对晋陕蒙地区1960-2014年日平均气温稳定≥10℃积温的时空特征进行分析。结果显示：（1）从整个分析期来看,1960-2014年晋陕蒙地区日平均气温稳定≥10℃积温总体呈上升趋势,近55a积温增速为74.60℃·d·10a-1,93%的气象站点积温增加趋势显著（P＜0.05）,仅有7%的站点变化趋势不显著。（2）从空间分布来看,分析期内≥10℃积温平均值呈现由低纬度向高纬度、由低海拔向高海拔逐渐减少的规律。（3）从各年代积温线的移动情况看,＜1600℃·d、1600～3200℃·d占的区域面积占总面积比例呈现逐年代降低的趋势;3200～4500℃·d的区域面积占总面积的比例呈现逐年代升高趋势;＞4500℃·d所占区域面积占总面积的比例在1970-1979年、1980-1989年呈降低趋势,在1990-1999年、2000-2014年呈升高趋势。（4）从时段Ⅰ（1960-1989年）和时段Ⅱ（1980-2014年）气候带的变化情况看,中亚热带从无到有,北亚热带、暖温带区域面积逐渐增加,中温带和寒温带区域面积逐渐减少,气候带在气候变暖背景下呈北移西扩的趋势。总体上,≥10℃积温呈现出向高海拔扩张和高纬度北移的趋势。     

华东地区≥10℃积温的时空演变特征

利用1961-2013年华东地区86个气象台站的日平均气温等资料,采用趋势分析法、克里金空间插值法(Kriging)、Mann-kendall突变检验以及Pearson相关分析等方法,分析该区域近53a日平均气温稳定≥10℃期间积温、持续日数、初终日以及积温带的变化特征。结果表明：（1）近53a华东地区日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数呈显著增加趋势,气候倾向率分别为89.71℃-d-10a-1(P＜0.01)和2.96d-10a-1(P＜0.05),二者主要受初日提前和终日推迟的共同影响,且初日提前的影响更大。（2）日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数在空间分布上呈现明显的纬度地带性和垂直地带性特征,其变化趋势均呈现自东向西、自中部向南北两端递减的规律。（3）随着全球气候变暖,华东地区气候带的分布呈现明显的北移东扩,其中南亚热带、中亚热带的面积不断扩大,分别向北移动1.2、2.2个纬距;北亚热带约向北移动1个纬距,面积有所减小;暖温带的面积不断减小。（4）华东热量资源对平均气温的响应主要表现在积温的上升、持续日数的增加、初日的提前以及终日的延迟。     

气候突变后伊犁河谷两熟制作物种植区的变化及风险分析

利用伊犁河谷10个气象台站1961-2010年≥0℃和≥10℃积温、无霜期逐日气象数据指标,采用线性趋势分析、累积距平及t-检验和空间插值等方法对伊犁河谷热量资源的时空特征进行分析;结合当地两熟制种植方式即冬小麦-早熟玉米、冬小麦-早熟大豆和冬小麦-牧草对热量条件的要求,分析了气候突变前后两熟制种植区的变化情况;利用突变后历年热量资料计算各地热量大于两熟制所需热量临界值的保证率,分析了两熟制种植区的气候风险.结果表明,（1）50a来伊犁河谷≥0℃和≥10℃积温、无霜期分别以89.9℃·d/10a、88.0℃·d/10a及5.4d/10a的倾向率上升（P＜0.05）,并均在1997年发生了突变.（2）突变后伊犁河谷热量资源在空间分布上总体呈平原最多,丘陵次之,山区最少的特点.（3）伊犁河谷各区域突变前热量条件无法满足两熟制种植要求,突变后平原区域≥0℃和≥10℃积温、无霜期年平均分别达4217.7℃·d、3649.6℃·d和197d,均超过两熟制热量要求,且最低热量条件保证率85.7％,成为伊犁河谷两熟制最适宜种植区,若平原麦后复播大豆,其热量保证率可达93％以上,但复种早熟玉米仍有一定风险.研究结果可为伊犁河谷乃至整个北疆地区发展多熟制种植提供理论依据.     

1961-2010年中国农业热量资源分布和变化特征

利用全国508个气象站点1961-2010年地面气象观测资料,采用气候倾向率和GIS方法研究了近50a全国尺度热量资源分布,并比较分析1961-1980年(Ⅰ)和1981-2010年(Ⅱ)两个时段的热量资源变化特征。结果表明:全国热量资源分布不均匀,总体特征为南多北少,东部主要受纬度的影响,西部则受地形影响。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ平均温度0℃、10℃和15℃等值线均存在北移现象;日平均气温≥0℃和≥10℃的持续日数平均增加5.5d和4.7d;日平均气温≥0℃和≥10℃积温分布和变化趋势相似,华南地区5500~6100℃·d(≥0℃积温)和5300~6500℃·d(≥10℃积温)积温带面积分别增加5.32×104km2和1.92×103km2。1961-2010年,平均温度气候倾向率为0.27℃/10a,增暖趋势显著,且北方增暖趋势较南方明显;最低、最高温度气候倾向率分别为0.37℃/10a和0.21℃/10a。≥0℃积温和≥10℃积温增加趋势大体一致,约为70℃·d/10a。近50a,全国热量资源(平均温度、最高、最低温度和积温)呈增加趋势,且最低温度变化幅度高于最高温度,对气候增暖起主要作用。气候增暖将对农业生产的空间分布产生影响,使基于原来指标和气候确定的农业气候区划边界与当前气候现实存在偏离,研究热量资源的分布和变化对合理利用热量资源,确定合适的农业气候指标和作物种植区域具有指导意义。     

黄土高原红枣种植区积温变化特征分析

为了揭示黄土高原红枣种植区积温的变化特征,为红枣产业的布局和科学管理提供依据。利用1971—2010年12个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计、M-K及小波分析等方法,对≥0℃,5℃,10℃积温及负积温的变化特征进行了分析。结果表明,40年来≥0℃,5℃,10℃积温呈增加趋势,气候倾向率分别为64.557℃/10 a,66.235℃/10 a,48.023℃/10 a。负积温呈减少趋势,气候倾向率为-33.759℃/10 a。持续日数呈增加趋势,各界限温度初日呈提前趋势,终日除10℃外均呈推后趋势。各界限温度积温均发生突变现象,负积温突变出现最早1986年,其次为≥0℃积温1995年,≥5℃、≥10℃积温1996年;各界限温度积温变化存在多时间尺度的周期变化特征,具有2～4,9～11,32～33 a左右的周期振荡,其中32～33 a左右的周期最为明显。黄土高原红枣种植区近40 a来0℃以上各界限温度积温和持续时间呈增加趋势,热量资源明显改善,适宜种植红枣的区域扩大;但需采取有效措施防御可能发生的干旱灾害及红枣病虫害。     

黑龙江省积温时空变化及积温带的重新划分

根据黑龙江省1981-2012年78个气象站点的逐日平均气温资料,运用5日滑动平均法计算≥10℃积温,并对其进行Kiring空间插值分析,研究气候变暖后黑龙江省≥10℃积温的时空变化,选取80％保证率计算黑龙江省各地区积温并对全省积温带进行重新划分.结果表明：（1）黑龙江省1981-2012年年平均气温为3.18℃,呈显著上升趋势（P＜0.05）,气候倾向率为0.21℃/10a;（2）时间分布上,20世纪80年代以来,黑龙江省≥10℃积温呈增加趋势,线性拟合增长率为83.95℃·d/10a（P ＜0.05）,1981-2012年积温均值为2645.39℃·d;（3）空间上,黑龙江省≥10℃积温年代际变化呈显著增加趋势,各积温带北移东扩现象显著;1981-2012年全省大部地区80％保证率下≥10℃积温高于2300℃·d,各积温带大致向北移、东扩了一个积温带.研究结果对黑龙江省农作物的种植区划具有指导作用.     

干季贵州省东西部区域干湿状况差异分析

利用贵州85个气象观测站1960年10月-2010年3月逐日平均气温、降水量、小型蒸发量等资料,选用线性趋势、M-K突变、Morlet小波、积温干燥度指数以及气候干湿指数等方法,对贵州干季（10月-翌年3月）气象干旱进行分析。结果表明：（1）1960-2010年贵州东西部区域干季降水量均无显著线性变化趋势,但有一定的阶段性变化特点;西部区域2002年之后降水量呈极显著减少趋势,其线性变化率为-59.5mm·10a^-1（P<0.01）,东部区域2005年之后降水量呈极显著减少趋势,其线性变化率为-97.7mm·10a^-1（P<0.01）。21世纪前10a贵州东西部区域气象干旱均呈加重趋势。两区域降水量的突变时段和周期性特征均存在显著性差异（P<0.05）,西部区域1979年发生由多到少的突变,存在5～7a的周期振荡,东部区域1995年发生由多到少的突变,存在2～3a的周期振荡。（2）近50a西部区域的积温干燥度、气候干湿指数的变化比东部区域明显偏大、偏低,西部区域的气象干旱比东部区域偏重。（3）贵州东西部区域的积温干燥度、气候干湿指数与降水距平百分率线性拟合率均较高,R²均在0.8以上,但西部区域更高,积温干燥度和气候干湿指数均能真实体现贵州东西部区域干季气象干旱程度。     

新疆乌昌地区热量资源精细化时空变化分析

利用新疆乌鲁木齐市和昌吉回族自治州16个气象站1961-2009年的逐日平均气温和最低气温资料,使用线性趋势分析、Mann-Kendall检测以及基于ArcGIS的三维二次趋势面宏观地理因子模拟与反距离加权残差订正相结合的方法对农业气候热量要素的变化趋势、突变特性、各热量要素多年平均值及其突变前后变化量的精细化空间分布进行研究。结果表明：乌昌地区热量资源具有显著的区域性差异,年平均气温、7月平均气温、无霜冻期、≥0℃和≥10℃活动积温在空间分布上均表现为＂平原高于山区、北部高于南部＂的格局。受冬季逆温的影响,在山前倾斜平原至中山带,1月平均气温较北部平原和高山带高,而冬季负积温较北部平原和高山带少。在全球变暖背景下,近49a,乌昌地区年平均气温、1月和7月平均气温、≥0℃和≥10℃活动积温以及无霜冻期均有不同程度的升高或增多趋势,并于1973-2004年间先后发生了突变性的升高或增多,冬季负积温呈显著的减少趋势,并于1988年发生了突变性的减少,热量资源总体呈较明显的增多趋势。但各地热量资源的变化具有显著的区域性差异,突变后较突变前各热量要素增加量的空间分布总体表现为＂平原多于山区,城市密集区多于周边地区＂的分布格局。     

近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析

在冬小麦主产区内选取113个气象站点的1961-2008年逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和气候线性倾向率方法,分析冬小麦生育期内农业气候资源变化趋势和特征。结果表明：研究区域近50a冬小麦生育期内≥0℃积温呈明显的增加趋势（P〈0.01）,90年代初期以来,≥0℃积温增加趋势更加显著（P〈0.05）;冬小麦生育期内的降水量变化趋势不显著,也不存在突变现象,但降水量年际间变化较大;冬小麦生育期内参考作物蒸散量的变化趋势不显著,80年代出现弱的减少趋势（P〈0.1）,90年代以后有弱的增加趋势（P〈0.1）;冬小麦生育期内的初霜冻日期呈推迟趋势（P〈0.01）,终霜冻日期呈提前趋势（P〈0.01）,导致霜冻日长度呈减少趋势。21世纪初初霜冻日的推迟趋势、终霜冻日的提前趋势更加显著（P〈0.05）。     

近50年华东地区热量资源变化特征分析

利用1961-2010年华东地区87个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计等方法,对华东地区近50a来≥0℃和≥10℃积温及其持续天数和起止日期的时空分布特征进行分析,以了解气候变暖对该地区热量资源分布的影响。结果表明,1961-2010年华东地区气温持续增高,回归系数达0.24℃/10a,趋势系数为0.68(P<0.01),各项热量资源指标与气温呈显著正相关(P<0.05)。随着气候变暖,≥0℃和≥10℃的积温及持续天数普遍显著增加;≥0℃积温为5000、6000℃.d和≥10℃积温为4500、5500℃.d,以及≥0℃持续天数为300、340d和≥10℃持续天数为220、240d的等值线从华北平原南部和长江下游地区向北大幅推进,长江下游地区北移幅度较大,≥0℃和≥10℃积温及持续天数明显北移的起始年代分别为20世纪90年代和21世纪前10a。≥0℃和≥10℃积温及持续天数普遍增加是受起始日期提前和终止日期延后的共同影响,而前者的影响更明显。     

吉林春大豆生育期变化及其对气候变暖的响应

基于1981−2014年吉林省4个代表站大豆生育期观测资料和同期气象观测资料,运用数理统计方法,分析大豆关键生育期的时间变化趋势及其与气候变暖的关系,并建立当地大豆生长发育速率对气温变化的响应模型。结果表明：大豆生长发育时空变化明显,平均而言,大豆播种和成熟日期分别为5月4日和9月24日,全生育期143d,需≥10℃活动积温2640.8℃?d,吉林省东部地区大豆主要发育期偏晚,生育期内平均气温与活动积温均偏低。吉林大豆主产区在20世纪90年代气温出现突变,大豆生长季气温明显升高（P＜0.01）,5−9月气温平均增长速率为0.34℃•10a⁻¹,大豆出苗−成熟期气温平均增长速率为0.43℃•10a⁻¹。34a间,大豆播种期、出苗期和三叶期显著推迟（P＜0.05）,成熟期无明显变化,营养生长期对气候变暖的响应更为显著,大豆生育期逐渐缩短（P＜0.01）。大豆生长发育速率与平均气温均呈极显著正相关（P＜0.01）,随着气候变暖,大豆生长速度加快,总体上,全生育期内平均气温每升高1℃,大豆生长发育速率增加2.8%,生育期缩短约5.4d。     

贵州1960-2016年气温时空变化特征

气温是气候变化研究中最主要的构成要素之一,对区域生态环境有着重要的影响。运用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法对贵州省19个气象站近57年温度资料进行了年与季节尺度变化特征分析,结果表明:贵州近57年年和季节温度均呈现明显的波动上升趋势,年升温速率0.13℃/10 a,春季、夏季、秋季、冬季升温速率分别为:0.11℃/10 a,0.09℃/10 a,0.18℃/10 a,0.17℃/10 a,进入21世纪后升温进程加速,但在空间分布上差异性显著,气温升温区域与降温区域交替并存;年均温和秋季气温在2001年发生突变,春季和冬季均温分别在2005年、1987年发生突变,突变前后温度变化差异较大,夏季气温未检测到突变现象;另外,贵州气温变化周期性特征并不明显,缺乏能量较大、信号稳定的全时域周期振荡;冬季温度周期性变化特征较为复杂,呈现出5~7,10~15 a等多个时间尺度的周期特征。     

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.     

1901—2019年上海合作组织国家气候时空变化特征

为了应对和缓解区域潜在气候变化情况,基于1901—2019年Climatic Research Unit(CRU)长时序的月平均气温和逐月降雨量格点数据集,分别采用一元线性回归法、5年滑动平均和Pettitt检验等方法分析了上合组织国家气温、降雨量的时空变化特征。结果表明:(1)1901—2019年年平均气温和降雨量整体均呈显著增加趋势,其变化趋势分别为0.142℃/10 a(p<0.05)和2.395 mm/10 a(p<0.05),2000年之后上升最为显著。(2)气温变化具有显著的区域差异,由南向北随纬度升高变化速率逐渐加快,大部分区域小于0.2℃/10 a(p<0.05)。(3)气候变化具有显著的季节性特征。各季节气温呈显著增加趋势,春季升温速率较快(0.2℃/10 a,p<0.05),夏季气温变化速率较慢(0.08℃/10 a,p<0.05); 春季降雨量变化趋势大(0.75 mm/10 a,p<0.05),夏季降雨量呈不显著的增加趋势(0.29 mm/10 a)。(4)上合组织气候突变遵循纬度分异规律,随纬度和海拔的升高突变时间推迟。综上,上合组织国家气候存在暖湿化趋势,春季气候变化趋势显著高于夏季,且随纬度升高,气温变化趋势逐渐加快。     

1961-2016年江西省气候时空变化特征

利用中国气象数据网提供的江西省及周边地区30个气象站点的月气候数据,采用ANUSPLIN软件对各气象要素进行插值获得江西省空间数据,通过对1961—2016年江西省地区降水量、平均气温、最高气温、最高气温进行了时空变化特征分析,结果表明:近56年来,江西省气候变化特征以增温为主,特别是20世纪80时代之后更为显著,最低气温是平均气温增温的主要贡献者;降水量呈波动变化趋势,20世纪60年代为枯水期,而90时代为丰水期;夏季气候变化以降水增加为主,增加速率为20.0 mm/10 a （p<0.05）,其他季节以增温为主;空间上,江西省北部地区增温增湿趋势更为显著;各气象要素变化特征在季节上具有一定的空间差异性,春、秋、冬季在江西省北部地区表现为显著增温趋势,夏季在江西省东北部地区增湿增温显著。     

长治农业气候资源的变化特征分析

对1961-2000年长治市11个县（市）平均气温和降水资料的变化特征进行统计分析。结果表明：长治气候趋向变暖，特别是20世纪90年代气温升高明显，冬季增温的贡献最大；降水为减少趋势，从1977年开始降水减少明显，1977—1984年为降水匮乏期，1985—2000年呈波动性减少。进一步分析发现：气候变化导致盛夏农业干旱事件发生的频次增多，90年代几乎每年盛夏出现干旱事件；暴雨过程次数从80年代起逐渐减少，90年代减少明显；80年代初开始终霜冻日期提前，初霜冻日期推迟；70年代起无霜期逐渐延长；稳定≥10℃的活动积温随年代增加。这些变化必将影响到农业生产的布局和结构。