基于GIS的山东省≥10℃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,采用混合插值和线性倾向估计方法,对山东省≥10℃初日、终日、持续日数和活动积温的时空变化特征进行了分析。结果表明:山东省≥10℃初日的空间分布呈现西部早,向东向北逐渐滞后的特征。≥10℃终日的空间分布呈现中部山区和胶东半岛高海拔地区早、南部地区和沿海地区晚的特征。≥10℃持续日数的空间分布呈现南部地区和济南西部及北部地区长、中部山区和胶东半岛高海拔地区短的特征。≥10℃活动积温的空间分布呈现西南地区高、中部山区和胶东半岛中北部低的特征。1961—2015年间,山东省17个气象站≥10℃初日均呈现提前趋势,17个气象站点平均气候倾向率为-1.38 d/10a;≥10℃终日,除烟台外,其余16个气象站点呈推迟趋势,17个气象站点平均气候倾向率为0.74 d/10a;17个气象站点≥10℃持续日数均呈增大趋势,其平均气候倾向率为2.12 d/10a;17个气象站≥10℃的活动积温均呈现增大趋势,17个站平均气候倾向率为63.10℃·d/10a。     

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.     

近50年秦岭南北≥0℃热量资源的时空分布规律

为向全球变暖背景下的陕西省秦岭地区生态环境建设和区域农业发展提供科学依据,采集1961—2010年该区域71个气象台站的资料,采用气象数据小网格推算、Mann-kendall突变检验、Morlet小波分析法,分析了秦岭南北近50年来稳定通过≥0℃的热量资源的积温、初日、终日和持续日数的变化特征,结果表明:近50年来秦岭南北≥0℃的积温增加、初日提前、终日推迟和持续日数延长,除秦岭北部≥0℃初日变化速度慢于秦岭南部外,秦岭北部≥0℃的积温、终日和持续时间变化速度快于秦岭南部;秦岭南北≥0℃的积温和持续日数发生由少到多突变的年份分别为2003和1997年,秦岭南北≥0℃初日发生由推迟到提前的突变年份为1997年,秦岭南北≥0℃终日发生由提前到推迟的突变年份为1972和1976年。秦岭地区≥0℃积温的空间变化相似,整体呈增加趋势。秦岭南北初日和持续日数具有相同的周期,秦岭南北的终日具有相同的短周期,而秦岭南北的积温具有相同的长周期。     

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。     

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。     

汉中市农业界限温度和积温的特征及变化趋势研究

利用1971-2013年陕西汉中11县区气温观测资料,采用五日滑动平均、距平和线性回归趋势方法研究各农业界限温度始终日期及对应积温的特征和变化趋势。结果表明:稳定通过0℃始日提前,终日略微推后,持续时间呈增加趋势;稳定通过10℃始日提前,终日平川推后、秦岭山区略微提前,持续时间呈增加趋势;稳定通过20℃始日提前,终日秦岭山区提前、平川微弱推后,持续时间平川呈增加趋势、秦岭山区呈略微减少趋势。各农业界限温度下的积温平川与山区差异较大,变化趋势存在差异,0℃积温呈减少趋势;≥0℃、≥10℃积温呈增加趋势;≥20℃积温平川、北部秦岭山区呈较明显的增加趋势,南部巴山区呈略微减少趋势。稳定通过0℃、10℃、20℃时间变长,正积温增加,作物生长季节变长,利于增加喜凉、喜温作物种植品种和扩大种植面积。     

1981—2018年新疆英吉沙县农业热量资源变化特征分析

利用1981—2018年英吉沙县国家气象站逐日平均气温资料,依据应用气候学原理,分别对各站≥0、5、10、15、20℃的初、终日期、持续日数及积温进行了统计计算。在此基础上,对各界限温度的分布特征和变化规律进行了详尽的分析。结果表明:英吉沙县≥0、5、10、15、20℃积温增加趋势明显,倾向率分别为144、127、151、208、116℃·d/10年,其中≥15℃的热量资源变幅最大;≥0℃初日平均提前1.5 d/10年,终日平均延后0.3 d/10年,持续天数平均延长4.0 d/10年;≥5℃初日平均提前3.0 d/10年,终日平均延后2.3 d/10年,持续天数平均延长8.8 d/10年;≥10℃初日平均提前3.1 d/10年,终日平均延后2.6 d/10年,持续天数平均延长5.7 d/10年;≥15℃初日平均提前6.8 d/10年,终日平均延后1.9 d/10年,持续天数平均延长5.2 d/10年;≥20℃初日平均提前3.5 d/10年,终日平均延后0.4 d/10年,持续天数平均延长1.8 d/10年;英吉沙县≥0、5、10、15、20℃积温及持续天数普遍增加是受起始日期提前和终止日期廷后共同影响。     

黄冈地区≥0 ℃积温演变规律分析

利用黄冈地区气象站1971—2010年日平均气温资料,采用Mann-Kendall检验、滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了近40年黄冈地区≥0℃年积温时空分布和突变特征。结果表明:在空间分布上,黄冈地区日稳定通过0℃的初日、终日分布规律不同,初日由南向北推迟,终日由南向北提前;在时间分布上,黄冈地区日平均气温稳定通过0℃的初、终日有共同分布规律,黄冈市和黄冈地区北部、中南部随年代变化趋势一致,初日在各年代呈现一致的提前趋势,终日在各年代大致呈现推迟趋势,但20世纪80年代均比70年代略有提前。近40年黄冈地区≥0℃积温具有突变特征,1993年为突变年。黄冈地区≥0℃积温的变化在线性增、减的基础上叠加了不同周期的波动变化。近40年来≥0℃积温变化存在27年和22年2个尺度振荡周期信号,其中以27年的尺度趋势较强,周期相对比较显著,22年的尺度周期性较弱。     

湖北省近45年≥10℃界限温度的变化特征分析

根据湖北省20个代表站点1961～2005年逐日平均气温,计算并分析历年≥10℃界限温度的初终日、持续日数、活动积温及其变化趋势和年代变化。结果表明,45年来,全省大部≥10℃界限温度初日呈提前趋势但不显著,≥10℃界限温度终日变化不大;各站点≥10℃界限温度持续日数都表现出延长的趋势;≥10℃界限温度活动积温除建始、郧西、英山、利川等边缘山区呈不显著的减少趋势外,其他大部分地区均呈显著增加趋势。从年代变化看,全省大部≥10℃界限温度初日为先提前后推迟至20世纪90年代后持续提前的趋势;≥10℃界限温度终日年代变化趋势与初日变化趋势基本相反;≥10℃界限温度初终日间隔日数,20世纪60～70年代都呈增加趋势,20世纪70～80年代大部分减少,20世纪90年代缓慢变化,进入20世纪大幅增加;≥10℃界限温度活动积温随着年代呈波动性的上升趋势。可见湖北省近45年≥10℃界限温度的初终日期、持续日数、活动积温都发生了一定变化,可能对农业生产布局造成一定影响。     

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。     

吉林省 ≥10℃ 积温空间分布特征

积温作为一个地区重要的热量资源指标,对作物生长发育有显著的影响。为明确吉林省积温空间分布状况,基于吉林省51个气象站的地面累年日平均气温资料和地理信息数据,通过建立多元线性回归模型、ArcGis空间插值等方法对吉林省≥10℃积温空间分布特征进行分析。结果表明:吉林省≥10℃积温与经度、纬度、海拔都呈现负相关关系;≥2 500℃·d积温带面积占吉林省面积的74.19%;吉林省≥10℃积温空间分布总体呈现"自东南向西北,由山地向平原逐渐增加"的布局;吉林省≥10℃积温最大值位于四平市,最小值位于长白山国家级自然保护区。     

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。     

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.     

青海省积温变化特征分析

利用青海省1961 ～2010年逐日气温资料,采用气候趋势系数、小波分析等方法,分析了近50年来青海省积温的变化特征.结果表明,1961 ～2010年日平均气温通过0、3、5、10℃的初日均呈提前趋势,终日呈推后趋势,积温显著增加;在东部农业区及柴达木盆地积温指标对气候变暖的响应尤为明显;各界限温度普遍存在8 ～10、14～16年的周期,0、3、5、10℃初日、终日及积温的空间分布总体表现出北早南晚、北晚南早、北多南少的分布形式.     

热量条件变化对积温及作物生长季的研究

通过研究热量条件的变化,分析原阳1981—2012年热量奈件（月、四季及≥0℃、≥10℃的活动积温及持续日数）的变化特征,建立多年平均气温与积温和持续日数的线性相关关系。结果表明,原阳县作物生长季内平均气温较20世纪80年代上升0．5℃。≥0℃的初日、终日分别提前11d和推后8d,作物生长期延长19d;≥0℃的积温增加153．9℃·d;≥10℃的初日、终日以及持续日数与80年代相比无明显变化。年平均气温与≥0℃、≥10℃积温有显著的线性相关关系。     

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。     

桐城市农业热量资源对气候变化的响应分析

根据1961—2017年桐城市气温及初、终霜期等气象资料,采用数理统计方法,分析了桐城市的气温和稳定通过0与10℃农业热量资源及初、终霜期的变化特征及其对气候变化的响应规律。结果表明,桐城地区气候总体呈微弱的变暖趋势,且冬、春季气候变暖明显,夏、秋季节则呈变凉趋势,并存在3个温暖期和2个温凉期。农业热量资源越来越丰富,≥0℃初日和≥10℃初日均呈微小的提早趋势,但1997年以后存在明显的推迟;≥0℃终日和≥10℃终日均呈延迟趋势,且1997年以后延迟明显;≥0℃和≥10℃初日与终日之间的持续日数均呈延长趋势,2011年以后延长显著;活动积温虽然总体是增多的,但20世纪80年代中期以前是呈减少的趋势,以后则呈增多的趋势,尤其是2011年以来活动积温显著增多。无霜期显著增多,2011—2017年无霜期长达264.6 d。     

平塘县1970—2010年积温气候特征分析

利用平塘县一般气象站1970—2010年的逐日气温资料,分析稳定通过10℃积温及积温日数的年际变化、年代变化以及其初终日变化,计算0℃以上每1℃范围内积温分布特征。结果表明:平塘站稳定通过10℃年积温呈上升趋势,尤其进入21世纪后上升幅度加大;而稳定通过10℃的年日数变化平缓,多年平均为254 d,均在平均值附近波动;稳定通过10℃的初终日变化较大,初日在4月之前就出现的保证率为90%,终日92.7%出现在12月中旬之前。分析平塘站1970—2010年每1℃积温分布可得到界限内积温随温度界限呈单峰曲线变化,峰值对应温度界限为24℃。     

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.