沈阳市1951-2014年降水变化特征分析

利用沈阳市1951-2014年降水资料,运用气候统计诊断分析方法,研究了沈阳市近64a降水变化特征.结果表明:沈阳市5～9月是年降水量减少的主要时间段,平均每10a减少约24.471mm,近64a降水线性减少达156.6mm,在1975、1976年出现气候突变,突变后的1976-2014年比突变前的1951-1975年降水量平均减少99.3mm;春季表现为增加趋势,平均每10a增加12.0mm.分析结果对沈阳市水资源可持续开发、中长期降水评估、农业结构调整具有参考意义.     

气候要素、品种及管理措施变化对河南省冬小麦和夏玉米生育期的影响

为揭示气候要素和品种及管理措施变化对冬小麦和夏玉米生育期的影响,利用1980—2014年河南省30个冬小麦站点和18个夏玉米站点的物候观测资料和逐日气象资料,通过一阶差分结合逐步回归的方法分析生长季温度、降水和辐射3个气候要素变化以及品种及管理措施变化对冬小麦、夏玉米全生育期和各生育阶段长度的影响。结果表明:1)河南省冬小麦返青期推迟,拔节、抽穗和成熟期提前;返青-拔节期、拔节-抽穗期分别缩短了4.8±1.9和3.3±0.9 d/10年,抽穗-成熟期延长了2.3±0.8 d/10年,全生育期长度无显著变化趋势。夏玉米大部分站点物候期变化趋势不显著;44%的站点全生育期延长,主要表现在抽雄-成熟期延长2.5±1.4 d/10年。2)冬小麦生长季温度升高,33%的站点降水减少,总辐射无显著变化趋势;气候要素变化主要发生在返青-拔节期。夏玉米生长季温度升高的站点占39%,降水量无显著变化趋势,39%的站点日均总辐射减少;温度升高主要发生在出苗-拔节期,日均总辐射减少主要发生在出苗-拔节期和抽雄-成熟期。3)冬小麦全生育期长度对温度、降水和辐射变化均较敏感,夏玉米全生育期长度对温度和辐射变化敏感。温度、降水和日均总辐射变化使河南省冬小麦全生育期平均缩短了6.3±4.2 d/10年,使夏玉米全生育期平均缩短了0.8±0.9 d/10年;而品种等其他因素使冬小麦和夏玉米全生育期分别延长了5.2±5.4和2.6±2.6 d/10年。气候要素变化缩短了河南省冬小麦和夏玉米的生育期,品种及管理措施等因素改变减缓了气候的负作用。但是各要素变化对河南省冬小麦、夏玉米全生育期、各生育阶段长度的影响仍存在较大的不确定性。     

辽宁西部地区玉米发育期的降水满足度与干旱风险

为玉米生产防灾减灾服务,确保粮食生产安全,采用辽宁西部气象监测站1953—2013年气候资料,运用积分湿度指数、干湿指数、气候倾向率等气候诊断分析方法,评价辽西地区玉米全生育期降水满足度、干旱频率及变化趋势。结果表明:1)1953—2013年期间玉米全生育期大气降水减少,气候变化率为-11.594mm/10a,近10年(2004—2013年)减少76.7mm;耗水量增加,气候变化率为3.842mm/10a,近10年增加11.6mm;玉米全生育期水分平均亏缺66.9mm,近10年亏缺122.7mm;2)降水满足度为84.0%,气候倾向率为-2.512mm/10a,近10年降水满足度下降16.3%;3)辽西地区玉米全生育期内属于半湿润气候类型,半干旱年景占27.9%,近10年干湿程度升级为半干旱气候类型;4)干旱风险度平均为26.9%,干旱风险度升高趋势明显,2004—2013年比1953—1962年干旱风险度增加14百分点。     

1960-2014 年辽宁中西部地区农业生产期降水与干旱的分布规律

为极端气象灾害预测预报提供依据,采用气候倾向率、湿润指数和积分湿润指数等气候诊断分析方法对辽宁中西部地区的沈阳、阜新及锦州等13个气象站1960-2014年农业生产期(4-9月)的气候资料进行分析,研究该时段内该区域降水变化及干旱发生规律.结果表明:辽宁中西部地区4-9月降水年际变化呈减少趋势,其中中部平原、西南部沿海和西部丘陵区10年气候倾向率分别为-9.81、-10.431 和-10.786,分别线性减少54.0 mm、57.4 mm和59.3 mm.降水减少主要时段出现在7-9月,降水量减少达25.3%.湿润指数减小,气候干旱化明显,中西部平原区1995-2014年气候干旱化程度增加9.9%,西南部沿海区增加11.0%,西部丘陵区增加11.7%.辽宁中西部地区中、重度干旱存在9~11 年的准周期.降水的农业满足度整体下降,线性下降14.3%;1995-2014年降水的农业满足程度平均下降11.5%,造成干旱气候年增加7.3%~9.1%.辽宁中西部地区降水减少导致农业需水满足度下降,干旱频率增加,对大田农业生产已构成威胁.     

徽成盆地玉米生育期气候变化影响分析

对1983—2012年徽成盆地玉米生育与光热水变化的关系进行了分析。结果表明,21世纪以来,气候因素对玉米产量的影响显著提高,其中,玉米播种期和其他生育期提前,播种—出苗、拔节—乳熟期时间缩短,七叶—拔节期时间延长;玉米全生育期降水减少,播种—抽雄期雨量呈明显减少趋势,抽雄—成熟期呈增多趋势,春季第1场好雨(日雨量≥10 mm)时间推迟,春旱几率增加;全生育期气温升高,播种—拔节期气温趋降,拔节—成熟期趋升;积温增加趋势显著,其中,播种—出苗期略减,抽雄—乳熟期减少,出苗—拔节和乳熟—成熟期增加明显,21世纪以来呈增加趋势;光照略增,其中,出苗—抽雄期趋增,抽雄—乳熟期趋降,其他发育期变化小;随时间变化,玉米产量呈增加趋势,21世纪以来增产明显;玉米生育期降水量与产量呈正相关;气温与产量在1991—2000年呈正相关,21世纪以来呈负相关;日照时数和积温与产量在1983—1990年呈正相关,1991—2012年转为负相关。     

吉林省春玉米生长期干旱指标研究

【目的】通过确定春玉米干旱指标为吉林省春玉米防灾减灾对策和措施的制定提供参考和气象依据。【方法】基于吉林省春玉米主要种植区(公主岭、农安、榆树)的历史气象资料,利用平行分析法分析当地春玉米种植气候条件的适应性;采用三次多项式拟合模拟趋势产量,从而分离出气象产量;分析相对气象产量与发育期各旬降水量的Pearson相关性;利用降水量、降水负距平、干燥度3个指标构建了春玉米干旱指标;引入干旱综合风险指数进行风险评估。【结果】(1)春玉米全生育期中,除乳熟-成熟期的温度条件略低外,其余光热条件基本能满足各发育期的要求,影响产量的主要因子是降水条件;(2)通过对丰歉年降水量的对比得到三地春玉米各发育期平均降水量干旱指标:出苗-拔节期为112.8 mm;拔节-抽雄期为102.9 mm;抽雄-乳熟期为139.6 mm;乳熟-成熟期为32.2 mm;(3)以降水负距平和干燥度为指标,由减产率得到三地春玉米全生育期轻旱、中旱、重旱、特旱的的干旱指标;(4)以干燥度为指标,得到各发育期轻旱、中旱、重旱、特旱的干旱指标;(5)公主岭遭受干旱风险较高,农安风险较低,榆树的干旱综合风险指数介于公主岭和农安之间。【结论】根据干旱指标及当地具体情况,农业部门可以制定有针对性的应对干旱措施,从而提高玉米的产量及质量。     

新乡市近65a降水和干旱变化特征分析

【目的】掌握新乡市近65a(1951-2015)的降水和干旱特征,旨在为新乡地区农业提供干旱预警.【方法】采用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)对新乡市近65a的干旱状况进行计算,采用线性倾向法对降水和干旱进行趋势分析,采用滑动t检验法对其突变情况进行分析.【结果】新乡市春、夏和冬季降水呈现逐渐下降的趋势,气候倾向率分别为-16.9、-17.3和-0.15mm/10a;年、春季和夏季降水在1977、1982和1977年发生突变,突变前后平均值变化率分别为-14.5%、16.6%和21.0%;年SPI12呈现微弱下降的趋势,气候倾向率为-0.10/10a,全年和四季干旱均有增加趋势.年SPI_(12)无突变,春季、秋季和冬季SPI12发生突变的年份分别是1978、1977、1978年.【结论】近65a来新乡市降水量有下降的趋势,旱情日益严重.     

濉溪县小麦生产水环境分析与抗旱对策

濉溪县50个小麦生产周期平均降水量274.1mm,雨日47.3d,蒸发量955.3mm。2010-2012年平均地表水2.2亿m3,浅层地下水2.1亿m3,埋深降至3.0～4.5m。旬降水量、雨日和蒸发量、降水过程与旬次呈抛物线关系。播种期、分蘖越冬期和拔节孕穗期降水20mm以上的保证率为66%、24%和58%。随着时间的推移,降水量略有减少,全生育期和返青至抽穗期雨日减少趋势明显;越冬期、返青至抽穗期、抽穗成熟期和全生育期蒸发量明显减少。耕层土壤含水量增长与雨前含水量、过程降水量多元直线相关,含水量消退与雨后含水量、无雨时段蒸发量多元相关。干旱7周期4遇,涝渍8周期1遇。因此,应蓄水保墒,及时人工增雨,适时补充灌溉。     

近35年吴桥县夏玉米水分亏缺变化趋势分析

为探讨自然降雨和有限灌溉条件下提高夏玉米的产量和水分利用效率。本研究利用1981—2015年吴桥气象数据和SIMETAW模型,分析黑龙港流域夏玉米全生育期及播种-出苗、出苗-拔节期、拔节-吐丝期和吐丝-成熟期4个生育阶段的有效降水量、需水量、降水耦合度和水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势,同时分析水分亏缺对夏玉米产量的影响。结果表明:1)近35年来夏玉米全生育期水分亏缺指数呈不显著下降趋势;降水耦合度呈不显著上升趋势;需水量呈显著上升趋势。生育期延长是夏玉米需水量上升的主导因素,30年来生育期延长20多天;2)夏玉米全生育期干旱程度主要为无旱和轻旱,概率分别为51.43%和45.71%,播种-苗期和吐丝-成熟期水分亏缺指数最高;3)一般年份,夏玉米需水量与降水耦合度高,降水基本能满足夏玉米生产;水分亏缺严重的年份,应在吐丝-成熟期补灌1次。     

辽宁省降水资源的时空变化及分布特征

为辽宁省大气降水资源的合理规划与利用提供科学依据，选择1960－2019年辽宁省62个自动气象站降水监测资料，采用气候诊断分析方法，研究辽宁省降水资源的时空变化及分布特征。结果表明：1) 年降水量，辽宁各地年降水量平均为440.9～1084.9 mm，由西向东呈逐渐增大趋势，高值中心平均降水量＞900.0 mm，低值中心平均降水量＜500.0 mm，各地年降水倾向率平均为－36.88～－0.65 mm/10a，从西北至东南呈逐渐减小，东部山区的凤城、宽甸、丹东和东港一带为降水倾向率负值中心，倾向率≤－20.00 mm/10a，降水量线性减少120 mm以上，年降水量突变点在1975年，突变前后降水量平均减少43.8 mm。2) 季节降水量，春季各地降水量平均为67.3～148.6 mm，由东至西呈逐渐递减趋势，降水量突变不显著；夏季各地降水量平均为296.1～709.7 mm，从东南至西北呈逐渐递减趋势，降水量突变点在1968年，突变前后夏季降水量平均减少52.7 mm；秋季各地降水量平均为68.1～184.5 mm，东南至西北呈逐渐递减趋势；秋季降水量出现2次由多变少的突变点，降水量突变点分别在1965年和1994年；冬季各地降水量平均为5.4～42.1 mm，从东南至西北呈逐渐递减趋势，冬季降水量突变点不显著。随着降水量的减少，未来水资源供需矛盾更加突出，西北地区干旱强度与频率增大，东南地区干旱频率增加。     

陇东黄土高原塬区夏季气候变化对春玉米发育及产量的影响

利用地处陇东黄土高原塬区的庆阳市西峰区1990—2018年夏季平均气温、降水量、日照时数、春玉米发育期及产量资料,分析了夏季平均气温、降水量、日照时数的变化特征及其对春玉米发育期和产量的影响。结果表明,夏季平均气温呈上升趋势,上升速率为每10年0.46℃;降水量呈波动增加趋势,增加速率为每10年4.22 mm;日照时数呈减少趋势,减少速率每10年为4.76 h。夏季平均气温偏高年较偏低年春玉米各平均发育期均提前,全生育期日数缩短,平均气候产量偏低;夏季降水量偏多年较偏少年春玉米各平均发育期均推迟,全生育期日数延长,平均气候产量偏高;夏季日照时数偏多年较偏少年春玉米各平均发育期均提前,但对全生育期日数和平均气候产量的影响不明显。夏季气象因子影响气候产量最显著的是降水量,其次是气温,日照时数与气候产量的相关性不显著。平均气温影响气候产量相关最显著的是拔节-抽雄期;降水量影响气候产量相关最显著的是拔节-抽雄期;日照时数影响气候产量相关最显著的是开花-吐丝期。     

北京玉米生育期气候资源分析

利用北京市6个气象站平夏玉米种植生态区1960~2008年气温、降水和日照等资料,采用线性趋势法、线性回归法、M-K II法和Pettitt法对近49a北京平原地区夏玉米各生育期农业气候资源时间变化趋势及突变特征进行分析。结果表明,近49a北京市夏玉米全生育期≥10℃有效积温呈明显的增多趋势,不同生育期≥10℃有效积温均呈增长趋势;降水量及日照时数则表现出明显的下降趋势,各生育期内降水变化相对平稳,表现出波峰波谷的曲线波动;日照时数除抽雄至吐丝期外,其他生育期下降趋势均表现出极显著水平。突变检测表明,北京市夏玉米≥10℃有效积温在播种至拔节期、拔节至抽雄期、抽雄至吐丝期内M-K方法未检测出突变点,但在吐丝至成熟期内的时间序列上M-K方法和Pettitt方法检测认定1996年为一致的突变点;各生育期内日照时数时间序列变化突变点基本出现在20世纪80年代中期~90年代初期;全生育期及各生育期内降雨量均未检测出突变点,且夏玉米各生育期内降雨量时间序列变化相对平稳,不存在显著的突变点。     

榆中县近42年降水突变及周期变化分析

【目的】掌握黄土丘陵区降水特征、趋势变化和周期演变规律.【方法】利用榆中1971-2012年的日降水量资料,采用Mann-Kendall法和小波分析等方法,对榆中42a来的降水变化和突变现象进行了研究.【结果】近42a来区域年降水量变化在231.1~555.5mm,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-3.68mm/10a,1971-1979年属于降水最多的年代,榆中年降水量的突变不太明显.四季降水量变化呈现不同的趋势,其中春季和冬季降水量呈现增多的趋势,夏季和秋季降水量呈现减少的趋势.四季降水突变情况有所差异.夏季降水从2009年开始发生了由多到少的突变.秋季降水在20世纪80年代初发生了突变.春季和冬季降水量没有发生突变.区域年降水量存在21a的最强显著周期和28a、8a的尺度变化周期,且8a尺度是榆中最稳定的变化周期.【结论】黄土高原丘陵区降水呈下降变化趋势,具有一定的周期和规律变化.     

1960－2019年天津市农作物生长季的降水量与旱涝变化特征

为天津市农业生产上的科学管理决策、适宜农作物品种(系)选择、生产结构调整及早期旱涝灾害预警与防治提供科学依据,利用天津市1960－2019年的气象观测数据,选取Z指数旱涝指标采用气候诊断分析方法,研究农作物生长季旱涝变化特征,并分析气象要素与旱涝的相关性。结果表明：天津市1960－2019年农作物全生育期和旺长期降水量减少,倾向率分别为－13.629 mm/10a和－21.413 mm/10a;苗期和成熟期降水量增加,倾向率分别为2.546 mm/10a和5.238 mm/10a;农作物全生育、旺长期Z指数呈减小趋势,向干旱偏移,苗期和成熟期Z指数呈增大趋势,向湿润偏移;1980年后农作物苗期和旺长期大旱与重旱频率增加,成熟期大涝与重涝频率增加;Z指数与气温、日照时数、风速和蒸发量呈负相关,与降水和空气相对湿度呈正相关,其中日照时数、蒸发量和空气相对湿度对Z指数影响显著或极显著。近60年来,天津市在气候变暖环境下,降水量减少,作物旺长期和苗期近年来干旱频率增加。     

鲁中地区夏玉米水分盈亏及灌溉需水量的时空变化特征

利用1980—2014年鲁中地区气象资料和夏玉米生育期资料,采用Penman-Monteith模型和单作物系数计算夏玉米各生育阶段需水量,利用美国农业土壤保持局推荐方法计算有效降水量、水分盈亏系数(CWSDI)和灌溉需水量,分不同生育期进行时空变化分析探讨。结果表明:近35年来,鲁中地区夏玉米全生育期和各生育期需水量均随时间变化呈减少趋势,拔节—抽雄期是需水量最大的阶段,随时间变化减少幅度最大,全生育期需水量主要空间变化规律一致,减少强度中心在中北部地区。全生育期和各生育期有效降水随时间变化呈增加趋势,2003年是突变增加的开始年份,全生育期增加强度中心在南部山区,拔节—抽雄期增加强度中心在中部平原。全生育期CWSDI随时间变化呈增加趋势,拔节—抽雄期增加幅度最大,自南向北递减。为满足夏玉米需水要求,全生育期平均灌溉需水量228 mm,拔节—抽雄期是灌溉需水量最大的阶段,随时间变化呈减少的趋势,减少强度中心在中部地区。研究结果可为鲁中地区夏玉米干旱监测评估、适时灌溉和提高水分利用效率提供数据支撑。     

建平地区1959-2013年温光水资源特征分析

为了搞好"三农"气象服务,采用1959—2013年建平地区气候资料,运用现代气候统计诊断技术,分析了建平南北地区温光水资源特征和变化趋势。结果表明:建平县以奴鲁尔虎山山脉为界分为差异明显的南北2个气候区,岭南区年平均气温为8.5℃、年日照时数为2 813h、年降水量461.3mm;岭北区年平均气温为5.6℃、年日照时数为2 934h、年降水量438.3mm。气温升高明显,岭南区气候倾向率为0.243℃/10a、岭北区为0.095℃/10a;日照时数明显减少,岭南区气候倾向率为-36.922h/10a、岭北区为-35.454h/10a;降水存在减少趋势,岭南区气候倾向率为-12.065mm/10a、岭北区为-9.754mm/10a。年平均气温在1987年突变升高,突变之后升高0.5~0.9℃;日照时数在1983突变减少,突变之后减少103~111h。气温升高降水减少暖干旱化趋于严峻,扩建农田水利设施,调整农业产业结构势在必行。     

基于作物水分亏缺指数的河南省冬小麦干旱时空特征分析

以河南省1961—2014年14个站点的逐日气象数据以及冬小麦生育期数据为基础资料,以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,利用多种数理统计方法分析河南省冬小麦干旱时空分布特征。结果表明:河南省冬小麦干旱覆盖范围广,其CWDI指数存在准2～4年及准2～6年的周期变化;各干旱等级中,轻旱无突变发生,而中旱与重旱及以上分别在1973年和1965年发生了突变;轻旱的覆盖范围以3.25/10年的速率下降,中旱、重旱、特旱的覆盖范围则分别以2.52/10年、0.68/10年、0.47/10年的速率上升,以轻、中旱为主,重旱次之,特旱最少,其中,轻旱频率高发区集中在豫南及豫西南,中旱频率高值区以许昌、商丘、宝丰、卢氏等地为主,重、特旱主要发生在豫北一带;极重风险区分布为拔节-抽穗期全生育期乳熟-成熟期,重度风险区分布为全生育期拔节期-抽穗期乳熟-成熟期,中度风险区分布为乳熟-成熟期拔节-抽穗期全生育期。     

建平老哈河流域大气降水资源特征分析

为了使气象为"三农"服务,掌握大气降水资源程度,采用建平气象站1960-2012年各月降水量和降水日数资料,运用气候诊断分析方法,研究建平老哈河流域大气降水资源的变化特征。结果表明:历年降水量和降水日数的年际变化呈减少趋势。其中,年降水量气候倾向率为-4.872mm/10a,年降水日数气候倾向率为-1.412d/10a,≥5.0mm降水日数气候倾向率为-0.031d/10a。降水量和降水日数的年变化则是以7月份为最高值的正态分布。夏季降水减少明显,气候倾向率为-12.094mm/10a。分析大气降水资源的特征变化可为"三农"气象使用技术服务提供依据和参考。     

辽宁新民近50年作物生长季农业旱涝程度分析

采用线性回归、气候倾向率、积分湿度指标和干湿指数分析方法,系统分析降水与农业需水和旱涝程度。结果表明,近50年作物生长季降水倾向率为-19.983mm/10a,降水量趋势减少约100mm。有6～7成的年景降水基本满意,自然降水农业需水满意程度趋势下降23%。因降水减少,气候类型在转变,由半湿润、偏旱型转向中旱气候类型。生长季平均缺水56mm,有36%的年份受干旱威胁;春季旱情最重,概率为64%;秋季次之,概率为58%;夏季最轻,概率为24%。5月播种出苗阶段干旱概率为70%,对农业生产影响最大。     

山西省降水特征和玉米产量变化分析

[目的]探究自然降水对玉米产量影响。[方法]采用滑动平均法和线性回归等进行分析。[结果]山西省年平均降水量以9.3mm/10a的速度在减少,降水极端偏少的年份在近15年来出现的概率较大;春季降水量总体变化不太明显但呈略增趋势,夏季以8.5mm/10a速度递减,减少趋势比较明显。在玉米产量形成中,春、秋季降水量对玉米最终产量的影响相对于夏季要小。夏季降水量对玉米的产量形成关系非常密切,降水对气候产量的贡献表现为正相关。在山西省,玉米产量达到4500kg/hm2需要430mm的降水量,而夏季降水量则需达到260mm,其降水量多少对玉米生产起着决定性的作用,尤其是夏季。[结论]降水量的不断减少将加速山西省干旱的发展,对山西省的农业生产和发展十分不利。