西北各省季节降水变化及其贡献的差异分析

利用中国西北地区124个气象台站1951?2015年逐日降水资料,通过计算各季节降水量及降水日数贡献率,解析西北五省（区）不同季节各等级降水量及降水日数贡献率差异,明确不同季节降水量和降水日数变化对年降水量和降水日数变化,以及同季节内不同等级降水量和降水日数变化对当季降水量和降水日数变化的作用,以探究西北地区降水的时空变化特征。结果表明：（1）1951-2015年,西北地区年降水日数以0.1d·10a-1（P＜0.01）的速率极显著减少,各站点年平均降水日数及线性变化趋势差异较大;（2）1951-2015年,西北地区年平均降水量以3.9mm·10a-1（P＜0.01）的速率极显著增加,变化显著区域主要分布在新疆及青海地区;（3）研究区域降水季节分布不均,主要集中在夏季,其中各省（区）夏季降水量贡献率在50%～63%,降水日数贡献率在35%～48%,春秋两季降水接近,冬季降水最少;各季节降水均以小雨和中雨为主,各省（区）两者降水日数累计贡献率均在90%以上,暴雨仅发生在夏季且降水日数贡献率低于1%,秋季各等级降水分布与春季基本一致;（4）夏、秋季节降水量和降水日数变化是年降水和降水日数变化的主要原因,小雨至中雨降水量和日数变化是导致季节总降水量和降水日数变化的最主要原因,而春、冬季降水在年降水、大雨至暴雨在当季（年）降水中不占优势,故其作用不明显。     

我国三北地区春季第一场透雨指标的确定

利用我国北方地区1951～1995年降水和气温资料，以考虑降水量和温度的春旱指标为基础，统计确定了东北、华北和西北地区东部等地春季第一场透雨的指标和分区，并分析和讨论了各分区出现第一场透雨的特征和概率。这对监测和预报春季干旱的发生和缓解具有较好的指示作用。     

西北地区夏季降水的气候特征分析

利用西北地区119站1961-2000年夏季（6-8月）降水资料，统计分析了各站历年夏季降水的平均场、方差场和各年代际平均值分布特征与整体总量逐年平均值的年际和周期变化特点，结果表明：西北地区夏季降水可划分为3个基本气候分区，即北疆区、中西部盆地沙漠区和东部季风影响区。中西部盆地沙漠区降水量和降水量方差均最小，处于稳定的干旱状态；东部季风影响区降水量的方差变化较大，降水的不稳定性增加，干旱频率增大；北疆区降水量较大，变差处于另外两区之间，表明旱涝影响微弱。各区的降水量在不同年代际间也具有不同的特点，降水量的变化会直接影响到当地主要旱地作物的产量。     

2021年秋季气象条件对农业生产的影响评价

2021年秋季（9−11月）,全国平均气温为10.5℃,较常年同期偏高;全国平均降水量为157.9mm,为1961年来最高值,尤其西北地区、华北、黄淮区域平均降水量均为1961年以来历史同期最高值;全国平均日照时数为564.9h,为1961年以来第9低值。东北地区大部初霜期较常年明显偏晚,全国秋收区光温条件总体利于作物灌浆成熟和收晒。西北地区东部、华北大部和黄淮北部秋季前期多雨和寡照突出,属典型“埋汰秋”,麦播期普遍推迟7～15d,秋季中后期天气转好,冬小麦播种速度加快。秋末华北、黄淮、西北地区东部冬小麦发育期较常年普遍偏晚7～25d,处于分蘖期的占比低于常年和2020年同期,全国冬小麦晚弱苗比例高于常年和2020年同期。南方大部地区秋播期间农田土壤墒情适宜,冬小麦、油菜播种和出苗顺利,发育期基本接近常年。     

典型年份渭河流域蓝水绿水时空差异分析

以西北地区湿润/干旱过渡地带的渭河流域为例,采用降水距平百分率和标准化降水指数识别湿润年、正常年和干旱年,同时结合SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型的输出结果分析各典型年该流域蓝水绿水的时空分布差异。结果表明：（1）采用降水距平百分率和标准化降水指数两种方法确定1983、1997和2007年分别为湿润年、干旱年和正常年;（2）模型评价的结果表明,SWAT模型的月径流模拟的精度较高,可以准确描述渭河流域的径流变化过程;（3）在流域尺度上,绿水流的变化在湿润年、干旱年和正常年的变化相对稳定,绿水系数在湿润年、干旱年和正常年分别为82.06%、93.47%和87.72%;（4）从空间分布来看,蓝水绿水资源在渭河流域的分布呈现自东南向西北减少的趋势,绿水系数的空间分布表明在湿润年份（1983）或地区（东南部）绿水比重明显低于干旱年份（1997）或地区（北部）。     

2020/2021年度冬季气象条件对农业生产的影响

2020/2021年度冬季平均气温为1961年以来第8个高值，仍属暖冬年，季内气温起伏显著，前冬冷后冬暖。平均降水量较常年同期偏少25%。平均日照接近常年同期，其中四川盆地东部、江南中西部以及华南较常年同期偏多。北方冬麦区大部气温偏高，多次强降温过程对小麦无明显不利影响，2月西北地区东南部、华北南部、黄淮大部出现降水，降水过程平缓、持续时间长，土壤蓄墒好，水热条件利于冬小麦安全越冬及返青生长。南方大部冬季光热充足，后冬的降水缓解了前期的旱情，利于油菜、小麦、冬种作物以及经济林果等生长发育。2020年12月、2021年1 月中东部地区遭遇4次大范围寒潮天气过程，导致南方部分露地蔬菜、经济林果遭受不同程度寒冻害。新疆北部、东北、内蒙古东部多大风降温降雪天气，不利农牧业生产。     

华北石质山区杏树蒸腾规律和蒸降差分析

以河南省济源市石质山区8a生梯田杏树为例,利用热扩散植物液流技术（TDP）测算得到2005年和2006年杏树逐日蒸腾数据,结合同步观测的降水量数据,分析了华北石质山区杏树蒸腾耗水规律及水分供求关系,旨在为该地区节水杏园的发展提供依据。结果表明：（1）杏树蒸腾速率（TR）呈现出明显的日际变化特征,且在同一生长期内,晴天-多云日的蒸腾速率高于阴天。（2）从全年来看,4-8月杏树蒸腾速率相对其他月份要高,其中,5月（6月）蒸腾速率为全年最大时期;1月（12月）蒸腾速率为全年最低水平。（3）在华北石质山区,2005年和2006年的年际总降水量与杏树蒸腾耗水量差值分别为-263.25mm和-220.47mm,说明周年降水可以满足杏树蒸腾耗水的需要。但各月的蒸降差差异很大,7-9月降水量大于蒸腾量;其他大多月份降水不能满足杏树耗水的需要。     

石灰性土壤中控制有机碳分解的因子

我国华北、西北地区有大面积的石灰性土壤,其中相当一部分是农地。     

基于GLDAS-2数据的中国极端降水事件时空变异性研究

全球气候变化导致极端降水事件频发,为了做好应对极端事件的准备,利用GLDAS-2.0数据集进行可靠性分析后,提取9个极端降水指标,使用M-K检验方法分析了1948—2014年中国极端降水事件时空变化特征及其突变趋势。结果表明：全国发生极端降水事件的频率增高,西北、西南和中南地区的年降水量增强趋势明显,连续湿润天数变少,强降水变多,其中西北地区变化最为明显;西北地区中西部,中南与西北、华东的两个交界范围,极端降水相关指标突变趋势明显。结果显示西北地区中西部,西南和中南交界地区以及中南和华东交界地区发生极端降水的频率高,应提前做好应对各种自然灾害的准备。     

中国西北地区降水相态分离及其变化分析

降水相态的转变会对中国西北地区水资源、生态环境和农业生产活动产生非常重要的影响。为明确中国西北地区降水相态转变规律,该研究基于西北地区1961-2017年国家气象站观测的日降水、气温、相对湿度、大气压以及站点高程数据,利用湿球温度动态阈值模型对降雪和降雨进行分离,并对分离结果精度进行验证;基于此分析了区域不同相态降水的时空变化特征,探讨了雨雪分离阈值变化及降水相态的影响因素。结果表明：1961-2017年西北地区不同相态的降水量均呈显著增加趋势,降雨量的增加速率为9.80 mm/10 a,降雪量的增加速率为1.07 mm/10 a,雪雨比呈不显著减少趋势,减少速率为0.07%/10 a。但空间变化趋势具有区域差异性,总体表现为\     

2021年秋收作物生长季农业气象条件评价

基于主要农区2346个气象台站观测数据和历史同期观测资料,利用作物气候适宜度和农业气象灾害指数等方法,分析了2021年玉米、一季稻、晚稻、大豆和棉花等主要秋收作物生长季的农业气象条件。结果表明,秋收作物生长季内,农区大部分地区≥10℃积温较常年同期偏多100～250℃·d,热量条件好,大部降水正常,土壤墒情适宜。夏季（6-8月）光温水条件匹配较好,利于玉米、水稻、大豆等作物开花授粉、灌浆结实以及棉花开花、结铃。总体上秋收作物主要生育期内干旱影响偏轻,气象条件对作物生长发育和产量形成有利。但局地暴雨洪涝频发,河南受灾严重,部分农田绝收。西北地区东部、华北大部、黄淮北部作物生育后期多雨寡照,不利作物灌浆成熟及收获。东北地区阶段性低温、西北地区东北部干旱、南方和新疆高温危害等对局地玉米、水稻、棉花等作物造成一定不利影响。     

三工河流域40年来气温、降水变化特征分析

分析了三工河流域40a来气温、降水变化的基本特征，所得的主要结果如下：（1）阜康、天池的气温和降水的变化有线性增加的趋势，气候由暖干向暖湿转变。（2）阜康、天池各季平均气温的变幅以冬季最大，夏季最小；各季的降水以夏季最大，冬季最小，总体趋势是温度升高、降水增多。（3）自60年代来气温基本上呈上升趋势，每年代增幅都在0．3℃以上；降水没有气温变化明显，但降水量在增加。（4）阜康的气温和降水分别具有5．0年左右和3．3年左右的周期；天池的气温具有2．7年左右的主周期和8年左右的次周期，降水则存在2．9年左右的主周期和4．4年左右的次周期。     

广西南部后汛期降水的年际变化及其与低纬度环流系统的遥相关

本文用近４０年（１９５～１９９０年）降水资料，统计出广西南部后汛期降水的年际变化特征，并初步分析了低纬度环流系统对广西南部后汛期降水年际变化的影响。结果表明：（１）广西南部后汛期降水年际变化较大，有明显的准三年变化周期；（２）广西南部后汛期降水的年际变化与同期的副高年际变化有密切联系；（３）广西南部后汛期降水与赤道东太平洋海温及厄尔尼诺现象有明显的遥相关关系。     

东亚季风与西北地区干旱关系探究

运用中国西北站点资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究东亚夏季风对西北地区夏季干旱影响,分析西北地区夏季降水量时空分布特征和东亚夏季风演变及与干旱关系。结果表明:东亚夏季风对西北地区夏季干旱情况有明显影响,季风强弱不同年份将带来西北地区夏季干旱情况的差异,强季风指数年的东亚夏季风区低空西南夏季风气流和高层东风气流明显偏强,雨带偏北,江淮流域和长江中下游明显干旱。弱季风指数年的东亚夏季风强度偏弱,夏季降水主要集中江淮及长江中下游流域,降水以三类和二类雨带居多,西北区降水稀少,干旱少雨。     

宁夏六盘山3种典型植物群落水分利用特征及其组分的季节变化

为深入认识干旱缺水区水通量分配和植被类型变化对群落水分利用特征的影响,在宁夏六盘山叠叠沟小流域,利用热扩散技术、微型蒸渗仪、树干径向变化记录仪及文献资料等方法研究了三种典型植物群落的蒸腾（T_r）、蒸散（ET）和水分利用效率（WUE）及组成的季节变化。结果表明:生长季三种植物群落ET（mm）为:华北落叶松林（429.7） > 沙棘林（379.3） > 草地（206.9）,分别大于、约等于、小于同期的降雨量,均呈现低—高—低的月变化趋势。冠层蒸腾是蒸散的主要分量,生长季T_r/ET为:华北落叶松（48%） > 沙棘（39%）;华北落叶松林T_r/ET随季节持续降低,沙棘林T_r/ET随季节先升高后降低,最大为50.4%。生长季WUE（g/kg）为:草地（3.1） > 华北落叶松林（2.7） > 沙棘林（2.35）。其中,华北落叶松林WUE变化与其T_r/ET月变化相同,从WUE在林分各层的分布来看,乔木层WUE为4.04 g/kg,草本层为1.36 g/kg;沙棘林WUE表现为生长季前、中期较高而后期较低的变化趋势,其中灌木层WUE为2.32 g/kg,草本层WUE为2.37 g/kg;草地WUE在生长季前、中期均保持在3.2~4.8 g/kg。研究表明:无论是在水分充足季节（生长季中期）,还是水分有限季节（生长季初期和末期）,植被不可能完全利用所有的降水,但水分利用特征存在种间差异。     

青海云杉林冠截留特征研究

运用统计建模的方法，系统研究了青海云杉（Picea crassifolia）林冠截留与降水、林分郁闭度间的关系。构建包含林分郁闭度因子的改进模型，通过模拟认为，复合模型I=a（1－e^-PC）＋bPC模拟精度高，参数物理意义较明确，其中参数a（1.3627）代表了林冠吸附容量系数，b（0.1835）代表了区域的降雨蒸发系数，较好地解释了青海云杉林冠截留吸附、湿润与蒸发物理过程的机理。分析表明，青海云杉林冠截留率随降水的变化曲线可分为快变期（完满郁闭度截留率大于36.1％，降水小于5mm）、渐变期（完满郁闭度截留率36.1％～20.40％，降水5～25mm）和稳定期（完满郁闭度截留率小于20.4％，降水大于25mm）3个阶段，完满郁闭度林冠稳定截留率为20.4％，反映了青海云杉树冠几何形态特征与截留特征间的关系。观测期间青海云杉现实林分林冠截留率平均值为19.36％～23.96％，完满郁闭度林分截留率的平均值为25.67％。青海云杉树干次茎流率均低于0.1％，平均为0.0182％，树冠的几何形态结构（枝叶的分布与排列）不利于形成树干茎流。     

持续农业具有环境和经济效益

持续农业具有环境和经济效益根据西北地区基金会（ＮＷＡＦ）对持续农业对经济、环境和社会影响的研究报告“ＡＢｅｔｔｅｒＲｏｗｔｏＨｏｅ”指出，最好的持续农业实践证明，持续农业具有有效的和可计量的环境效益，并在经济上能与传统农业相媲美。该报告是西北地区基金...     

2009年春季气候对农业生产的影响

2009年春季（3—5月）,全国平均气温比常年同期偏高,降水量和日照时数接近常年同期。农区大部积温偏多,热量和光照充足,大部地区土壤墒情适宜,干旱和洪涝发生范围较小,利于冬小麦、油菜生长发育和产量形成,也利于春播工作顺利进行和春播作物生长发育;但西北地区东北部、华北西部、黑龙江及内蒙古东北部出现阶段性干旱、长江中下游出现低温阴雨寡照等农业气象灾害,对农业生产造成一定影响。     

华北地区降水蒸发差与西太平洋副热带高压的关系

为揭示华北地区当代水资源受大气内部运动规律制约和海气相互作用的影响,采用小波相关和交叉小波变换方法,分析了华北地区降水蒸发差与西太平洋副热带高压脊线和北界位置变化的时频相关。结果表明,2000年以来华北南部的水资源短缺问题有所缓解,但以北京为中心的华北东北部仍处于持续缺水期;华北地区降水蒸发差与副高脊线及北界位置变化相关密切,存在年际和年代际尺度的显著相关振荡,与副高脊线的年代际尺度相关凝聚性最强;时域中年际尺度相关存在局部化特征,年代际尺度相关具有阶段性。分析认为,2000年以来副高脊线和北界位置偏北并维持反气旋型环流,有利于水汽向华北输送,使得华北降水增多成为近年来华北南部降水蒸发差增大的主要原因;而华北东北部仍处于持续缺水期,与东亚季风减弱不利于西南气流的水汽输送以及蒙古高原显著增暖导致蒸发增大等因素有关。副高强度和位置异常影响东亚季风强度和西风带槽脊位置引起华北降水和气温变化发生异常,对华北地区降水蒸发差的年际和年代际变化具有重要作用。     

1961-2013年河南省极端降水事件时空变化特征

以1961—2013年河南省17个站点逐日降水量数据为研究对象,运用Sen’s倾向估计、Mann-Kendall显著性检验和空间插值等方法,分析了河南省11个极端降水指数时间和空间变化特征及其影响因素。结果表明:（1）过去53年,河南省极端降水指数变化趋势不显著。（2）河南省区域内,东南部极端降水量、降水日数、降水强度大于西北部。过去53年,商丘和西华降水量、降水日数和降水强度显著增加,而安阳、新乡、孟津、三门峡等地显著减少。（3）将河南省极端降水指数与其他区域进行了比较表明,极端降水指数存在区域性差异。（4）极端降水指数与纬度因素之间相关性强于经度和海拔因素。（5）除CDD指数外,其余指数与年总降水量均具有较高相关性。其中,极端降水量（R95p）、年降水日数降水量（R10,R20和R25）对年总降水量贡献最大。