气候梯度下潜在蒸散分布差异及影响因素

在荒漠、半荒漠生境,选择气候梯度下的榆阳区、盐池县和沙坡头区为研究样地,利用各研究样地气象站点11 a（2008-2018年）逐日气象数据计算潜在蒸散量,分析潜在蒸散量的空间分布及影响因素。结果表明:1）平均风速、日照时数、平均气温空间分布均存在显著差异（P<0.05）,而相对湿度空间分布无显著差异（P>0.05）。日照时数和平均气温均呈地带性特征分布,而平均风速呈非地带性分布。2）全年、春季和秋季潜在蒸散表现为榆阳区和沙坡头区显著>盐池县（P<0.05）,夏季潜在蒸散表现为沙坡头区显著>榆阳区和盐池县（P<0.05）,冬季潜在蒸散无显著变化（P>0.05）。3）相关分析表明,潜在蒸散与平均气温、平均风速、日照时数和相对湿度存在相关性（P<0.05）。多元回归分析表明,全年、春季和秋季潜在蒸散受平均气温、日照时数和平均风速的综合控制,而夏季主要受日照时数的影响,冬季受平均气温和相对湿度的影响。研究表明,潜在蒸散与气象因子密切相关,其空间变化受到平均气温、日照时数和平均风速的综合影响。但是,季节变化会改变气象因子的贡献率,夏季会削弱平均风速的贡献率,使夏季潜在蒸散的地带性特征明显,而冬季会提升相对湿度的贡献率,使冬季潜在蒸散分布无显著变化。     

横断山区温度及降雨气候资料空间信息化研究

[目的]研究横断山区温度及降雨气候资料的空间信息化。[方法]结合GIS的空间内插及数理统计学理论,对横断山脉我国区域109个稀疏气象站点10年间平均气温及降雨离散观测数据进行空间预测;在对横断山脉地理位置进行空间范围确定的基础上,以1：100万DEM为数据源,采用趋势面模拟及残差普通Kriging内插订正法得出研究区域的年均温及降水空间连续表面。[结果]利用少数分布不均匀的稀疏气候观测站点值。采用趋势面模拟与残差内插结合方法得到的气候连续空间结果较为科学合理。这种方法能将气温及降雨空间分布情况精确到栅格点,不仅考虑各观测数据间空间关联的宏观地理因子,同时还从生态学的角度考虑了各气侯因子与影响其空间分布的微地形因子,并进一步考虑了一些随机因素带来的气候观测值的误差项;通过对随机误差项采用最为常用的地统计普通Kriging内插,将这种随机误差进行较科学的空间分配,从而提高气候连续表面空间预测的精度;模拟结果基本符合客观规律,可用于该地区气候资料的空间信息化模拟。[结论]该研究为进一步进行横断山区生态及植被研究提供科学的空间基础数据：     

北方旱寒区冬油菜种植气候适宜性研究

【目的】分析北方旱寒区冬油菜种植分布和气候条件之间的关系,确定影响冬油菜种植分布的主要气候因子,在区域尺度上划分冬油菜种植气候适宜性区域,为改进冬油菜生产布局,合理调整农业生产结构和种植布局提供参考依据。【方法】利用多年不同油菜品种地理分期播种试验数据和长序列气候数据,筛选影响冬油菜种植分布的潜在气候因子,采用基于DEM的小网格推算法建立潜在气象因子空间数据库,并在此基础上利用MaxEnt模型分析北方旱寒区冬油菜种植分布与气候条件的关系,确定影响北方旱寒区冬油菜种植分布的主要气象因子,模拟北方旱寒区冬油菜的潜在空间分布概率,并划分北方旱寒区冬油菜种植气候适宜性区域。【结果】潜在气象因子对冬油菜种植分布的总贡献率达到0.89,按贡献率大小确定影响北方旱寒区冬油菜种植分布的主要气候因子包括：年平均温度、负积温、极端低温、最冷月最低温度、最冷月平均温度;冬油菜在北方旱寒区潜在分布概率为0-0.84,按其分布概率将北方旱寒区冬油菜种植区域划分为4个等级：不适宜种植区域、次适宜种植区域、适宜种植区域和最适宜种植区域;冬油菜种植北界,大抵以吉林南部、内蒙古南部、新疆南部为界限,与传统冬油菜种植北界相比较,向北推进了1 200 km,纬度由39°N提升到45°N。【结论】北方旱寒区超过50%的地区都可以种植冬油菜,冬油菜种植区北移是可行的,且具有很大的扩展潜力,冬油菜将成为北方旱寒区重要的油料作物。这将突破原有传统的冬油菜种植区划,改变冬油菜生产的布局结构。     

超级杂交稻制种基地气候风险的细网格分析

[目的]避免和减轻超级杂交稻制种气候风险。[方法]应用数理统计方法建立气候要素值与地理要素值之间的关系模型,确定不同时段温度递减率,然后根据超级杂交稻制种基地气候风险等级指标,结合细网格点的纬度、经度和海拔高度等地理信息数据,进行细网格推算和分析。[结果]当不育系的育性转换临界温度指标为23.5℃时,其无风险制种区域主要分布在祁东、祁阳、常宁、耒阳及阳明山以南的道县、宁远、新田、临武、宜章等地,面积约0.8万km2;低风险区主要分布在湘中及湘东,面积约5.9万km2。[结论]该研究为超级杂交稻制种基地布局提供科学依据。     

近31年来云南省潜在蒸散量的时空演变

根据云南省52个气象站点1981-2011年气象数据,以Penman-Monteith公式计算各站点各年的潜在蒸散量(ET0),应用M-K趋势检验法和Kriging插值法分析其时空变化特征。结果表明:1近31年来,云南省各站点潜在蒸散量年际间变化无一致规律,各站点变异系数范围在2.8%~9.0%;从全省来看,潜在蒸散量整体呈上升趋势,变化不显著,年际变化率为0.19 mm·a~(-1)。2 20世纪80、90年代至21世纪10年代,全省平均潜在蒸散量呈下降—上升变化;3个年代蒸散量变化率分别为1.71、2.55、2.70 mm·a~(-1)。3空间分布上表现为由南向北递增,中部偏北地区为高值区,西南和东部边缘地区值偏小;不同年代不同地区潜在蒸散量变化幅度不同,20世纪90年代相对于80年代潜在蒸散量下降区域占了全省面积的69.7%;21世纪10年代相对于20世纪90年代上升区域面积达到了76.0%,而相对于20世纪80年代仅为45.6%。     

1961-2008年塔城地区气候变化特征

根据新疆塔城地区7个气象台站1961-2008年的气候资料,采用气候倾向率、累积距平、t检验和Mor-let小波等方法,对塔城地区1961-2008年年平均气温、日照时数、降水量、平均风速、年潜在蒸散量以及湿润指数的变化特征进行了分析。结果表明,1961-2008年塔城地区年平均气温、降水量呈升高(增多)趋势,日照时数、年平均风速和潜在蒸散量呈减少(减小)趋势,湿润指数呈增大趋势;突变检测表明,塔城地区1961-2008年年平均气温在1988年开始发生了突变性升高;降水量在1986年开始发生了突变性增多;日照时数、平均风速也分别在1981年、1985年发生了突变性减小,受气温、降水、日照和风速的综合影响,潜在蒸散量也于1985年发生了极显著的突变性减小,湿润指数在1986年发生了突变性增大。综合气温、降水和湿润指数的变化可以认定,塔城地区的气候在1986-1988年出现了"暖湿化"趋势;自然正交分解表明,塔城地区年平均气温、日照时数、降水量、平均风速、潜在蒸散量以及湿润指数的空间分布特征均是同向性,其中年平均气温、平均风速、湿润指数的空间分布特征的同向性强于日照时数、降水量和潜在蒸散量。各气候要素分别存在3～23a的不同时间尺度的周期性变化。     

渭河流域气候变化及干湿状况时空分布分析

【目的】揭示渭河流域气候要素变化规律,明晰干湿状况分布及演变规律,为该流域减灾防灾决策提供支持。【方法】利用渭河流域21个气象站1960－2010年共51年的气象观测资料,采用FAO Penman-Monteith公式计算该流域各气象站的潜在蒸散量和干燥指数,通过气候倾向率、Mann-Kendall法、R/S法、小波分析、滑动平均等方法,对该区域气候要素、干燥指数的变化特征及干湿状况进行分析。【结果】（1）渭河流域51年来的降水量以1.69 mm/年不显著线性趋势减少,潜在蒸散量以0.24 mm/年不显著线性趋势增加,两者均存在17年和28年左右的变化周期;降水量与潜在蒸散量空间分布差异较明显,均呈东多西少、南多北少、由东南向西北递减的格局。（2）干燥指数以0.005/年不显著线性趋势增加,且增加趋势具有正的持续性;有8年和28年左右的干湿周期;干湿状况为东湿西干,南湿北干,呈现由东南向西北逐渐变干的格局。（3）预测该流域2010年后最湿润年份出现在2024年左右,最干燥年份出现在2019年左右。【结论】渭河流域多年来有降雨减少、潜在蒸散变大、逐渐变干的趋势,应采取应对措施减轻旱涝灾害及其不利影响。     

山地小气候模型在帽儿山地区气候模拟中的应用

利用山地小气候模拟模型(MTCLIM)对帽儿山地区气候进行了模拟,由已测数据作为输入变量,对帽儿山张家沟集水区2002年最冷月均温、最热月均温、降水量、蒸散发等进行了模拟估算,结果表明:高海拔地区年积温低于低海拔地区,符合随海拔高度的增加温度降低的一般规律;最冷月均温、最热月均温分布规律与积温的分布规律相吻合,它们的空间分布与地形变化基本上是一致的。但是由于植被因素的作用,潜在蒸散量略有不同。用帽儿山气象站1989—2001年实测数据对模拟结果进行验证,两者数据基本符合。将MTCLIM模型与GIS技术相结合,采用不同的垂直递减率,运用Kringing方法对气象因子的时间、空间分布的模拟,不仅可以了解温度、降水、辐射等因子的分布情况,还可以为生态学过程研究奠定坚实的基础,同时也可以为植被动态模型提供气候数据支持,揭示森林植被变化的动态过程,实现森林景观与功能的耦合。     

新疆潜在蒸散分形特征与R/S趋势分析

[目的]分析新疆潜在蒸散的时间序列,判断时间序列的分形结构,对新疆潜在蒸散的变化趋势进行预测.[方法]应用Penman-Monteith模型计算了新疆53个气象台站1955～2008年的潜在蒸散量时间序列,并采用配分函数(统计矩)判定该时间序列的分形结构,再利用重标极差分析法(R/S)对新疆潜在蒸散变化趋势进行预测.[结果]配分函数τ(q)与q的线性关系非常明显,对于高阶q取值为10,20,…,100时也成立,依然有较好的线性关系.三个区域年平均潜在蒸散量时间序列存在明显的Hurst现象,Hurst指数分别为0.896 0、0.719 4、0.788 9.[结论]南疆区、北疆区、天山山区1955～2008年潜在蒸散时间序列是一个单分形结构.新疆潜在蒸散变化存在着持续性.其中,南疆区潜在蒸散的持续性最强,天山山区次之,北疆地区最弱.     

基于GIS的江西省农业气候资源小网格推算研究

利用江西省84个气象台站1971-2000年的气候观测资料和站点地理信息资料,建立江西省温度、日照和降水等气候资源的数学推算模型.并在GIS支持下,对模型进行小网格推算和残差订正,保证每个网格点上的气候资源值是比较准确的.同时绘制气候资源分布图,将其与江西省气候资源实际分布情况进行初步分析和比较,发现两者的空间分布趋势具有一致性,而且更加细腻、真实.说明推算模型能够反映江西省气候资源的分布规律,具有良好的统计意义和实际意义,可为气候区划工作奠定良好的基础.