山西省近50年地表干燥度变化趋势分析

利用山西省39个气象站1960—2010年的气象资料,结合地形特征,将山西省分为6个气候敏感区,采用潜在蒸散量和降水量的比值来计算干燥度指数,在此基础上使用IDW插值法生成山西省干燥度的分布图,并分析了近50 a山西省地表干燥度变化趋势。研究结果显示：(1) 山西省多年平均干燥度指数为2.21,属于半干旱区;干燥度空间分布与气候、地形等因素密切相关,南北差异显著。整体上山西省中北部地区较为干旱,干燥度指数为2.36,东部南部则较为湿润,干燥度指数为1.93;由于降水和蒸散都呈下降趋势,因此,近50 a山西省干燥度指数虽有所上升,但变化幅度仅为0.04·10a^-1,干旱化趋势并不显著;(2) 近50 a来,除山西省北部地区干旱状况有所缓解外,其它地区干旱状况均呈增加趋势;(3) 干燥度季节性差异显著,冬春干燥异常,夏秋则较为湿润。总体而言,气候变暖虽未加剧山西省的干燥程度,但暖干化趋势应引起足够的重视。     

山西中部太阳辐射与光合有效辐射的特征研究

利用辐射观测站太原站1960~2003年的辐射资料和气象资料序列,探讨了计算山西中部太阳辐射和光合有效辐射的方法,并对太阳辐射和光合有效辐射的分布特征进行了系统分析。结果表明,利用日照百分率建立的经验公式可以比较精确地计算山西中部的太阳辐射,其相对误差除冬、夏个别月份大于1%外,其他月份均小于1%;在3种计算方法中,选出了符合山西实际的光合有效辐射计算方法,效果较好。山西中部太阳辐射年内差异明显,呈现单峰型,5月是太阳能利用的最佳时段;从太阳辐射和光合有效辐射的空间分布看,盆地较少,丘陵和山区较多。     

山西省春季气候变化及其对农业生产的影响

利用山西省39个气象站1960-2005年春季平均气温和降水量资料,采用M-K方法,分析了山西省春季气候变化的区域特征。结果表明:春季平均气温全省呈现一致升高的趋势,但存在纵向差异,升温明显区域集中在中部断陷盆地一带;各气候区春季降水变化趋势不明显,主要以年际间的波动为主,西北部春季降水呈现微弱增多的迹象。春季气候的这种变化对农业生产有利也有弊。     

玉米产量与生态气候因子的关系

采用多元积分回归的方法,对山西省1971-2000年玉米产量与生态气候因子的关系进行分析研究。结果表明：气温和降水对玉米产量的影响大,日照影响小,北部影响大,中南部影响小。春玉米播种期和苗期降水影响大多为正效应,拔节-抽雄期气温和降水影响为显著正效应,日照时数在全生育期普遍偏多,影响多为负效应,光能资源丰富,光能利用潜力大。夏玉米拔节-开花期气温影响为显著负效应,运城地区降水在拔节-成熟期为负效应,尤其成熟期阴雨天气对产量影响较大。研究结果揭示了山西生态气候因子对玉米不同生长阶段的正负效应及影响程度,为山西玉米生产充分利用生态气候资源,趋利避害、优产高产提供一定的理论依据和决策参考。     

1958—2013年山西降水的季节变化及统计特征

为了研究56年来山西旱涝的演变特征,系统分析山西地区旱涝灾害的季节变化,基于山西38个气象观测站1958—2013年的逐月降水观测资料,应用线性倾向估计、M-K突变检测和Morlet小波等方法,分析了山西降水的气候变化。结果表明：（1）56年来山西年平均降水量为377.6~600.2 mm,降水从北至南递增,中部小东西部大,且东部大于西部。（2）春季各地降水为55.7~107.4 mm,从北至南增加,北中部呈经向分布,南部为纬向分布;夏季降水为230.1~355.6 mm,大值区集中在东部;秋季降水为76.6~157.7 mm,纬向分布特征明显,从北至南递增,大值区位于东南部;冬季降水为5.1~24.4 mm,分布同春季降水类似。（3）山西年降水随时间呈显著下降趋势,下降幅度为12.6 mm/10 a;四季降水除冬季小幅增加外,春夏秋均有不同程度的下降。（4）山西年降水在1967年发生了显著突变,春季突变年份为1965、1982、1992、2002年,夏季突变年份为1977年,秋季突变年份为1969、2007年,冬季突变年份为1971、1980、1988、1991年。（5）山西年降水在不同时间尺度上存在3个周期,分别为7、15和26年;春季降水存在2个周期,分别为7和24年;夏季存在3个周期,分别为4、8和18年;秋季存在2个周期,分别为2和8年;冬季存在2个周期,分别为4和15年。     

黄土高原层状云系发展阶段的云物理特征及降水机制分析

由于对复杂云结构特征认识与实时监测识别能力的限制,当前的人工增雨实际作业中,催化最佳时机、最佳部位的判定还是非常困难的,为充分发挥地基、空基和遥感等先进探测装备的作用,建立最佳作业潜力区的实时识别技术,利用2010年4月20日机载DMT云粒子测量、GPS、雷达和卫星等对山西省层状云系发展阶段的探测资料,分析云的微物理结构特征及降水机制,对提高人工影响天气催化作业的科学性具有重要意义,同时为短时临近预报提供新的依据。结果表明：本次探测层状云系发展阶段为多层结构,垂直方向上有3层云,云层之间夹有2个干层,云系厚度约为4500 m,较深厚,高层是冰云Cs,中低层是冷性的As和Ns,符合自然“播种—供水”的降水机制。垂直方向对应3个丰水区,在5400~5600 m高度的丰水区,对应温度为-9~-11.2℃左右,是云粒子快速增长区,凝华增长和冰晶聚合是该区的主要物理过程,3600 m附近大量过冷水存在为降水粒子的长大提供了较好的条件,2800~3200 m高度层（0℃层附近）为融化和碰并增长层。从高层至低层,云粒子谱型有较强的规律性。从本次飞机观测云的结果来看,层积云粒子谱型在降雨形成前,主要为单峰型,降雨形成初期为双峰型。大云滴和部分小冰晶粒子谱型均呈多峰分布,且在800 μm以下出现了明显的不连续现象。探测过程中云粒子浓度在较大的时空范围内起伏较小,而相应时空范围内冰晶粒子浓度均小于10 /L,该云区对于实施人工催化是非常有利的。     

54年来中国西北地区降水量的变化

利用国家气候中心提供的743个站的逐日降水资料,选取西北5省(区)资料年代长度大于30年的166个站的逐日降水资料.通过计算分析西北地区年和各季节的降水量距平百分率、年降水日数、年降水强度.发现近54年来,我国西北5省(区)总降水量呈下降趋势,距平为正和负值的年份大致相当,年际间振幅较大,降水日数明显减少,降水强度有弱的增强趋势.     

物料C/N对鸡粪锯末高温堆肥腐熟过程主要指标的影响研究

用鸡粪与锯末为原料进行高温好氧堆肥试验,研究物料C/N为15、25和40时对鸡粪锯末高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH、碳素、氮素和碳氮比等主要指标的影响,以期探讨鸡粪锯末的不同配比对碳素和氮素转化的影响,为优化堆肥提供理论依据。结果表明:1)鸡粪与锯末在C/N=25时达到的温度最高为66℃,达到最高温度所需最短时间为3d,C/N=15的处理次之。2)堆肥过程中各处理的pH变化基本一致,都是先上升后下降的趋势。3)在堆肥结束时,各处理的全碳量均有所降低。T2和T3处理全氮含量呈不断升高的趋势,T1处理全氮含量呈先下降后上升的趋势。在堆肥结束时,T1处理全氮含量有所降低。T1、T2和T3处理的C/N在堆肥结束时都有所下降,其中T1表现为先升高后下降。4)堆肥结束时,各处理的NH4+-N含量分别比最高时降低了44.12%、74.37%和56.83%,NO3--N质量分数分别比开始时增加了855.72、731.68和532.23mg/kg。综合判断,物料碳氮比为25时有利于鸡粪锯末高温堆肥中碳素和氮素的转化。同时鸡粪中添加锯末对C/N=15的堆体温度起到一定的正面影响。     

山西省近50年地表干燥度变化趋势分析

利用山西省39个气象站1960—2010年的气象资料,结合地形特征,将山西省分为6个气候敏感区,采用潜在蒸散量和降水量的比值来计算干燥度指数,在此基础上使用IDW插值法生成山西省干燥度的分布图,并分析了近50 a山西省地表干燥度变化趋势。研究结果显示：（1）山西省多年平均干燥度指数为2．21,属于半干旱区;干燥度空间分布与气候、地形等因素密切相关,南北差异显著。整体上山西省中北部地区较为干旱,干燥度指数为2．36,东部南部则较为湿润,干燥度指数为1．93;由于降水和蒸散都呈下降趋势,因此,近50 a山西省干燥度指数虽有所上升,但变化幅度仅为0．04·10a－1,干旱化趋势并不显著;（2）近50 a来,除山西省北部地区干旱状况有所缓解外,其它地区干旱状况均呈增加趋势;（3）干燥度季节性差异显著,冬春干燥异常,夏秋则较为湿润。总体而言,气候变暖虽未加剧山西省的干燥程度,但暖干化趋势应引起足够的重视。     

山西省1981—2010年大气能见度变化趋势研究

采用线性倾向率以及气候变化趋势检验的方法分析了近30年山西能见度的变化特征,同时应用平均值法、累积百分率分析法和Ridit分析法,利用山西省109个地面站的大气能见度资料及相关的地面气象常规资料（1981—2010年）对能见度变化趋势进行分析,发现山西11个城市大气能见度空间分布呈现自西北向东南递增的趋势;30年来由于空气污染,11个城市的大气能见度均显著下降,山西省1981—2010年年、春、夏、秋、冬能见度年平均值变化一直处于下降趋势,线性倾向率与年变化趋势系数均为负,四季中夏季的下降趋势最明显,高于年总下降趋势,春季的下降趋势最小,年总下降趋势高于春、秋、冬季的下降趋势。能见度的4个季节的差异呈减小趋势,能见度下降最明显的为夏季。从山西省1981—2010年平均能见度的月和季变化可以看出,能见度有明显的月和季变化特征。能见度的月变化呈多峰分布,3个峰值分别出现在2、6、9月,最大值出现在6月;能见度的季变化呈单峰分布,夏季最高、秋季次之、冬季最低。