1965-2018年河南省参考作物蒸散量季节变化及成因分析

[目的]分析河南省季节主要气象影响因素,为该区域的水资源合理规划和农业水资源利用效率的提高提供依据.[方法]以河南省99个气象站1965-2018年逐日气象资料为基础,采用Penman—Monteith公式计算逐日参考作物蒸散量,利用气候倾向率法、相关分析法和偏相关分析法分析季节变化特征和主要影响因子.[结果]1965...     

横断山区参考作物蒸散量时空变化分析

参考作物蒸散量是表征气候干旱程度以及水资源供需平衡的重要指标。本研究利用横断山区31个气象站1960—2013年逐月气象资料,采用联合国粮农组织推荐的彭曼公式计算研究区各站点逐月参考作物蒸散量,建立31个站点蒸散量序列,利用气候倾向率、累积距平法、多元逐步回归分析以及基于GIS中的反距离插值技术等方法,分析横断山区蒸散量的空间分布及时间变化趋势。结果表明:横断山区参考作物蒸散量由南向北递减。受气温上升、日照时数减少、风速及相对湿度降低的影响,研究区蒸散量变化呈上升趋势。1960—1968年研究区参考作物蒸散量逐步降低,1968—1984年研究区参考作物蒸散量逐步增加,1984—2004年研究区参考作物蒸散量逐步降低,2004—2013年研究区参考作物蒸散量逐步增加。参考作物蒸散量变化趋势区域差异性明显。就贡献率而言,研究区北部参考作物蒸散量减少与平均风速相关性大;研究区南部参考作物蒸散量增加与平均日照时数相关性大;研究区中部参考作物蒸散量增加与平均气温相关性大。     

内蒙古参考作物蒸散量时空变化特征

利用内蒙古地区50个站点1959~2009年逐日气象资料,采用FAO56 Penman-Monteith方法计算出逐年参考蒸散量,探讨参考作物蒸散量的年际变化特征,运用ArcGIS软件分析参考作物年均蒸散量的空间分布规律,并分析其与气象因子的相关性。结果表明,51年间,内蒙古自治区的参考作物年蒸散量变化速率为-15~42 mm/(10年);全区的参考作物年均蒸散量从东北部向西部方向呈逐渐增大的趋势;风速和太阳总辐射量是影响参考作物蒸散量变化的主要因子。     

宁夏参考作物蒸散量的时空变化特征分析

为了确定合理的灌溉制度,保护生态环境,应用Penman-Monteith公式以宁夏2000-2012年的气象观测资料计算了参考作物蒸散量。在此基础上采用克里格(Kriging)插值方法,生成宁夏参考作物蒸散量分布图。结果表明,宁夏地区平均参考作物蒸散量的多年平均值为964.92mm,ET0随时间呈显著下降趋势,下降幅度约为1.14mm·a~(-1)。年参考作物蒸散量的空间分布总趋势自北向南逐渐减小,北部引黄灌区最大1 136.40mm·a~(-1),南部山区最小706.0mm·a~(-1)。年内季节变化为夏季春季秋季冬季;逐月变化呈单峰变化趋势,峰值出现在6月,5-7月参考作物蒸散量均较大,占年值的43%,这与当地气候相吻合。     

川滇农牧交错带参考作物蒸散量演变特征及驱动因子分析

应用川滇农牧交错带24个地面观测站点1961—2015年的逐日气象资料,选用Penman-Monteith公式计算各站点逐日参考作物蒸散量(ET₀)和地表湿润指数(SWI),并采用气候倾向率、反距离插值法(IDW)、Mann-KendalL突变检验、主成分回归分析等方法分析研究区的ET₀和SWI时空变化特征以及各主要气象因子对不同区域参考作物蒸散量演变的影响程度。结果表明,1961—2015年,川滇农牧交错带ET₀呈下降趋势,SWI呈缓慢上升趋势,1987年为ET₀和SWI的突变年;湿润区与半湿润区可近似以横断山区边界作为分界线;全区四季参考作物蒸散量均在下降,冬季时空演变不显著;平均风速是影响ET₀变化的主导因子,日照时数和相对湿度次之,ET₀对最低气温响应最弱。     

1957—2017年河南省潜在蒸散量的时空分布特征

在气候变暖的大背景下,全球平均气温开始持续上升,干旱灾害也日益严峻,严重影响了农作物的生长发育.河南省是全国干旱地区小麦作物主产最多的省份,基于河南省17个国家标准气象站1957—2017年的气象资料,利用彭曼-蒙特斯公式计算河南省近61年的潜在蒸散量,分析河南省潜在蒸散量的时间变化特征,采用M-K法分析潜在蒸散的突变情况,利用ArcGIS分析潜在蒸散的空间分布特征.结果表明,1957—2017年河南省潜在蒸散量年际变化呈现下降趋势,蒸散量在904～1252 mm,其中春季潜在蒸散量呈上升趋势,其他三季呈下降趋势.通过突变检验得知,1973年为年潜在蒸散突变年份,1969、1977、2003、1971年分别为四季突变年份,春季水分亏缺最严重,远高于其他季节,因此河南省春旱情况严重.河南省大部分地区呈现缺水现象,但南部地区如信阳市却出现降水量高于全年蒸散量的情况.     

四川省气候干湿变化的特征及其影响因子

为四川农业区划及生产应用提供科学依据,选择1980-2016年四川省32个气象站点逐日气象数据资料,采用Penman-Monteith模型计算各站点参考作物蒸散量和地表湿润指数(SWI),并运用气候倾向率、敏感性系数、气象因子敏感系数贡献率与Arcgis空间插值等方法分析SWI,研究四川省气候的干湿变化特征及其影响因子。结果表明:四川气候总体呈干旱化趋势,东部与南部干旱趋势较大,其余地区均呈湿润趋势;SWI相对1980s、1990s、2000s和2010s4个年代际呈先逐渐变湿润再逐渐变干旱的过程,其季节差异较大,冬春季呈季节性干旱;敏感性最高的气象因子是日照时数,其次是相对湿度;对SWI贡献率最大的气象因子是相对湿度,其次是日照时数。     

1961-2010年鲁南地区参考作物蒸散量时空分异特征及气候归因

使用鲁南地区6个气象站1961-2010年逐日气象数据和Penman-Monteith方法计算了各站参考作物蒸散量,利用K-W检验、M-K突变检验、回归分析、相关分析等方法对鲁南地区ET0的时空分异特征和影响因子进行分析。结果表明:鲁南地区年ET0平均值在1 000~1 100mm之间,日照与内陆站差异显著;近50年微山、滕州、费县、枣庄年ET0呈极显著下降趋势,倾向率为-2.56~-3.48mm·a-1,临沂和日照变化趋势不显著;鲁南地区ET0夏季最大,春季次之,冬季最小;微山、滕州、枣庄、费县夏季ET0气候倾向率占年ET0气候倾向率的49%~67%。年ET0极显著减小的主导因子是平均风速或太阳辐射。夏季ET0极显著减小的主导因子是太阳辐射,内陆站春季、秋季、冬季ET0显著减小的主导因子是平均风速,日照站春季ET0极显著增大的主导因子是水汽压差。     

山东冠县参考作物蒸散量与蒸发皿蒸发量特征分析

为指导冠县农业生产及合理利用水资源,利用1961-2017年冠县气象局逐日蒸发皿蒸发量、平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度、日照时数和平均风速等气象要素,采用气候倾向率和相关性方法分析冠县蒸发皿蒸发量与参考蒸散量的变化特征。结果表明:参考蒸散量日均值为3mm,蒸发量日均值为5mm,蒸发量大于蒸散量的值;月蒸散量平均值为93mm,月蒸发量平均值为156mm,均表现为下降趋势。蒸散量春夏秋冬值分别为340、440、238、1034mm;蒸发量春夏秋冬分别为609、659、354、169mm;蒸散量年平均值为1 110mm,蒸发量年平均值为1 893mm,两者均表现为明显的下降趋势;冠县处于鲁西平原地区,受地形的影响较小,蒸散量与蒸发量两者表现为显著相关。     

聊城市参考作物蒸散量的多时间尺度特征及影响因子

为聊城市估算和科学分析作物需水量提供依据,选取1961—2015年聊城市8个气象观测站点的逐日气象资料,应用Penman-Monteith法计算该地区参考作物蒸散量(ET0),并与气象因子进行相关性分析。结果表明:参考作物蒸散量的日值为3.04mm,年内极大值呈下降趋势,极小值呈上升趋势;月值1月最小(30.88 mm),6月最大(164.48 mm);春、夏、秋、冬各季值分别为332 mm、435 mm、237 mm和102mm;年值为1108mm;不同尺度的参考作物蒸散量呈下降趋势。参考作物蒸散量与日气象因子气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,其中与最高气温的典型相关系数最高,达0.841 3。不同尺度的参考作物蒸散量下降的主要影响因素为平均风速和日照时数。     

随州市中稻生长季农业气候资源变化研究

基于随州市2个国家气象站1959—2018年60年的逐日地面气象观测数据,计算并分析了气候变化背景下该地区中稻生长季内热、光、水等农业气候资源的变化特征。结果表明,随州市≥10℃积温气候倾向率为30.6(℃·d)/10年,增加趋势显著;广水市≥10℃积温气候倾向率为82.5(℃·d)/10年。随州市≥20℃积温增加趋势不显著;广水市≥20℃积温增加趋势显著,≥20℃积温气候倾向率为89.2(℃·d)/10年。日照时数呈显著减少趋势,随州市日照时数气候倾向率为-35.4 h/10年,广水市日照时数气候倾向率为-25.3 h/10年。随州市太阳辐射减少趋势显著,太阳辐射气候倾向率为-42.4 MJ/(m2?10年),而广水市太阳辐射减少趋势不显著。年际间生长季内降水量波动大,变化趋势均不显著。随州市参考蒸散量减少趋势显著,参考蒸散量气候倾向率为-24.7 mm/10年,广水市变化趋势不显著。     

东北春玉米适宜生长期农业气候资源变化及其影响分析

为探讨气候变化对东北春玉米适宜生长期的影响,利用1961²015年东北三省123个气象台站逐日气象资料,分析了≥10℃初日和终日之间农业气候资源的时空变化,采用公认的不同熟性玉米积温指标绘出玉米种植北界图,并探讨了缺水率的变化趋势。结果表明:近55 a东北三省春玉米适宜生长期热量资源分布自西南向东北逐渐减少,平均气温和≥10℃积温的气候倾向率分别为0.14℃/10 a和54.2(℃·d)/10 a,热量资源呈增加趋势;日照时数自西南向东北逐渐减少,气候倾向率为-8 h/10 a,呈减少趋势;降水量自西北向东南逐渐增加,气候倾向率为-4.7 mm/10 a,呈减少趋势;参考作物的蒸散量自西南向东北逐渐减少,增减趋势不明显;可种植界限的变化,早熟品种东移北扩最明显的时段为19812015年东北三省123个气象台站逐日气象资料,分析了≥10℃初日和终日之间农业气候资源的时空变化,采用公认的不同熟性玉米积温指标绘出玉米种植北界图,并探讨了缺水率的变化趋势。结果表明:近55 a东北三省春玉米适宜生长期热量资源分布自西南向东北逐渐减少,平均气温和≥10℃积温的气候倾向率分别为0.14℃/10 a和54.2(℃·d)/10 a,热量资源呈增加趋势;日照时数自西南向东北逐渐减少,气候倾向率为-8 h/10 a,呈减少趋势;降水量自西北向东南逐渐增加,气候倾向率为-4.7 mm/10 a,呈减少趋势;参考作物的蒸散量自西南向东北逐渐减少,增减趋势不明显;可种植界限的变化,早熟品种东移北扩最明显的时段为1981²000年,中熟品种北移、中晚熟品种东扩最明显的时段为20012000年,中熟品种北移、中晚熟品种东扩最明显的时段为2001²015年;水分亏缺最严重的时段为20012015年;水分亏缺最严重的时段为2001²015年。     

三江源温性草原蒸散量计算方法的比较

【目的】对比分析了三江源温性草原蒸散量的计算方法,为牧区蒸散量的合理使用提供依据。【方法】以小型自动气象站气象观测资料为基础,采用FAO Penman-Monteith(FAO P-M)、Penman1948(P-48)、Priestley-Tay-lor(P-T)和FAO Penman 1979(F-79)4种不同方法,估算了三江源温性草原参考作物蒸散量,并对计算结果进行了对比分析。【结果】三江源温性草原的参考作物蒸散量季节分布极不均匀,表现出春季、夏季、秋季、冬季依次减小的趋势。并且FAO P-M公式的计算结果与其他3种方法(P-48、P-T和F-79)的计算结果呈正相关,但与F-79公式计算结果间差异不大,与另两种方法计算结果间的差异显著。通过偏差分析可知,P-48公式计算的结果偏大,P-T公式计算的结果偏小,造成偏差的主要原因是4种模型各自选用了不同的辐射项和动力项。【结论】在利用气象数据计算蒸散量的过程中,要根据当地需要采用不同的公式。在三江源温性草原,可采用F-79修正式代替标准的FAO P-M公式计算参考作物蒸散量。     

东北春玉米适宜生长期农业气候资源变化及其影响分析

为探讨气候变化对东北春玉米适宜生长期的影响,利用1961~2015年东北三省123个气象台站逐日气象资料,分析了≥10℃初日和终日之间农业气候资源的时空变化,采用公认的不同熟性玉米积温指标绘出玉米种植北界图,并探讨了缺水率的变化趋势。结果表明:近55 a东北三省春玉米适宜生长期热量资源分布自西南向东北逐渐减少,平均气温和≥10℃积温的气候倾向率分别为0.14℃/10 a和54.2(℃·d)/10 a,热量资源呈增加趋势;日照时数自西南向东北逐渐减少,气候倾向率为-8 h/10 a,呈减少趋势;降水量自西北向东南逐渐增加,气候倾向率为-4.7 mm/10 a,呈减少趋势;参考作物的蒸散量自西南向东北逐渐减少,增减趋势不明显;可种植界限的变化,早熟品种东移北扩最明显的时段为1981~2000年,中熟品种北移、中晚熟品种东扩最明显的时段为2001~2015年;水分亏缺最严重的时段为2001~2015年。     

喀什噶尔河流域参考作物蒸散量变化趋势及其主要影响因素分析

根据喀什噶尔河流域2个气象台站的历史气候资料以及P-M公式,计算流域各地逐年参考作物蒸散量,采用线性回归方法,分析了近50年各站气候要素、年参考作物蒸散量的变化特征及参考作物蒸散量变化的气候成因。结果表明,全流域平均气温、日照时数、空气相对湿度呈升高趋势,年平均风速呈减小的趋势,降水量变化不明显;年参考作物蒸散量与平均气温、日照时数、风速呈正相关关系,与平均相对湿度呈负相关关系,与降水量没有直接的相关性;受各气候要素变化的综合影响,近50年喀什噶尔河流域的参考作物蒸散量总体呈减小趋势,这与全球和我国大部分地区的变化基本一致。     

江苏省农业气候资源及未来情景预估

利用江苏省60个气象台站1961-2012年地面气象观测资料与Reg CM4.0区域气候模式模拟的RCP4.5和RCP8.5排放情景下数据,分析江苏省近52年的农业气候资源的变化趋势并预估未来时段(2015-2050)光、温、水等农业气候资源的变化特征。结果表明:近52年,太阳总辐射呈下降趋势,变化率为-2.78 MJ/m2,≥0℃活动积温呈上升趋势,气候倾向率变化为每10年89℃,降水量和参考作物蒸散量年际波动明显,其中1970s的平均降水量和1980s的平均参考作物蒸散量最少。与基准气候相比(1961-2005年),未来2种气候情景下≥0℃活动积温、太阳总辐射均呈递增趋势;全省大部分地区降水量在RCP4.5情景下呈现递增趋势,RCP8.5情景下呈现递减趋势,参考作物蒸散量在2种情景下大体变化趋势一致,2种情景下水分盈亏差异较大,其中RCP8.5情景下苏北地区水分短缺显著。研究结果可为江苏省农业气候资源利用、农业生产和布局提供科学指导。     

江淮区域农田参考作物蒸散量变化特征及其成因分析

为深入了解江淮区域农田参考作物蒸散变化特征及其对气候变化的响应,利用联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,简称FAO)推荐的Penman-Monteith模型和位于江淮区域的安徽省滁州地区7个站点1961—2017年逐日气象观测资料计算该地区的参考作物蒸散量(ET_0),在分析ET_0区域时空变化特征的基础上,探讨影响区域农田ET_0的主导气象因子。结果表明,研究区域ET_0的年平均值为993.8 mm,夏季最大,春、秋季次之,冬季最小,空间上呈西北大东南小的分布特征。ET_0的年际变化呈显著减小趋势,变率为-1.41 mm/年,从季节上看,除春季略有增大外,其余3季均呈减小趋势,其中夏季的减小趋势最明显,ET_0的减小趋势是一个突变现象,突变点为1972年。气温和相对湿度的变化引起ET_0的上升,为正贡献;风速和日照时数的变化引起ET_0下降,为负贡献,其中风速是该地区ET_0变化的主导气象因子。探讨江淮区域农田参考作物蒸散量对气候变化的响应,对加强该区域农业灌溉效率和优化农业水资源配置具有重要参考意义。     

新疆参考作物蒸散量空间变化规律研究

为全面了解参考作物蒸散量的空间变化对作物种植和生态环境的影响,本文运用相关系数法、一元线性方程及GIS空间分析功能,分析了新疆59个气象站近60年的月参考作物蒸散量在不同经纬度、海拔区的变化规律及空间分布特征。研究结果表明：在不同经度区, 3-10月的月参考作物蒸散量与经度之间呈正相关关系,其余各月与经度之间呈负相关;在不同纬度区,5-9月的月参考作物蒸散量与纬度之间成正相关关系,其余各月与纬度呈负相关关系;在不同海拔高程区,4月和9月的月参考作物蒸散量与海拔高程呈显著负相关、5-8月呈极显著负相关关系;11-3月的参考作物蒸散量与海拔之间呈正相关关系,其中3月相关性最低,可以忽略。从整体空间分布看在不同的经度区,4-10月从低经度到高经度（从西到东）相关性逐渐增加,2,3,11,12月参考作物蒸散量从高纬度到底纬度（从北往南）逐渐增加最明显;1月大部分地区亦是从高纬度到低纬度呈增加趋势,为此可得出新疆月参考作物蒸散量在不同的经纬度、海拔区存在明显的空间区域差异。     

四川冬春季参考作物蒸散量时空变化及其成因

为深入认识四川冬春季参考作物蒸散量(ET₀)的变化特征,利用1980—2016年四川35个气象站的逐日气象观测资料,采用泰森多边形、气候倾向率和克里金空间插值等方法对其冬春季ET₀的时空变化特征进行分析,并通过敏感性和贡献率分析了ET₀的变化成因。结果表明:ET₀的年代际变化呈先降后增的趋势,空间上呈明显的西南高东部低的分布特征,且高值区范围持续扩大,低值区范围波动缩小。ET₀的年际变化呈上升趋势,春季ET₀气候倾向率和空间差异明显大于冬季,且ET₀高值区与低值区空间分布受海拔高度影响明显。ET₀的同一日多年平均值自初冬至初春逐渐上升,1月22日—5月2日仅有8 d的ET₀值低于多年日平均值,具有明显连续的高值时段。ET₀对日照时数的变化最敏感,其次是对相对湿度与平均气温,对三者均呈高敏感性。平均气温的正贡献率是引起ET₀变化的主导因子,其次是相对湿度。研究时段内平均气温的升高对ET₀的正效应和相对湿度的降低对ET₀的负效应,超过了日照时数减少对ET₀的减少效应,导致四川地区冬春季ET₀呈上升趋势。     

淠史杭灌区多年参考作物蒸散量的分析研究

根据淠史杭灌区灌溉试验站总站近16年的气象数据,通过采用彭曼-蒙蒂斯公式,计算淠史杭灌区多年年参考作物蒸散量和各月日均参考作物蒸散量,并对参考作物蒸散量的年际、各月日均变化规律及各月日均参考作物蒸散量与月份的关系进行分析研究。结果表明：（1）淠史杭灌区年参考作物需水量距平显示淠史杭灌区参考作物蒸散量呈波动性变化特征,年参考作物蒸散量距平2009年为0.82,2019年最大为92.30mm,淠史杭灌区ET0多年平均值为919.12mm,ET0最小值在2008年为829.11mm,最大值在2019年为1011.42mm。（2）多年各月日均参考作物蒸散量变化趋势相同,但日均月际ET0变化较大,最大出现在7月,最小出现在1月,淠史杭灌区多年各月日均参考作物蒸散量与月份呈二次函数关系,回归系数()为0.913。该研究找出了淠史杭灌区多年各月日均参考作物蒸散量与月份具有较好的二次函数关系,在相似气候背景条件下,可应用于为淠史杭灌区估算参考作物蒸散量及作物需水系数,以期为淠史杭灌区工程规划、设计和管理及农业节水灌溉提供科学依据。