基于帕默尔指数石河子地区干湿变化特征

为探究石河子地区气候变化特征,指导石河子地区农业生产,以及预测北疆地区气候变化趋势。依据石河子地区石河子、乌拉乌苏、莫索湾、炮台4个气象观测站1961—2009年逐日气温和降水数据等资料,研究了石河子地区的干湿发生频次变化特征。结果表明：石河子地区年干旱发生频次呈下降趋势,1960s和1970s中后期全年干旱严重,1982年后旱情有所缓解;干旱发生频次突变时间为1985年。年际湿润发生频次呈上升趋势,突变时间为1967年。四季干湿发生频次与年际干湿发生频次一致,夏秋季节干旱发生频次下降趋势明显,其湿润频次上升变化同样较为明显。石河子地区年内干湿发生频次中,干旱平均发生频次为26.25次,湿润平均发生频次为7.9次,干旱发生频次远高于湿润发生频次。气候变化下,石河子地区呈明显的湿润化趋势。     

石河子地区极端干湿事件变化特征

为探究气候变化下石河子地区极端干湿事件的演变特征,基于石河子地区1961—2012 年逐日气象资料,计算各气象站年和月的地表湿润指数,进行标准化后统计极端干湿事件频次,并进一步分析极端干湿事件的变化特征。结果表明,近52 年来,石河子地区极端干旱事件频次呈减少趋势,速率为-0.45 次/10 a;而极端湿润事件频次呈增加趋势,速率为0.39 次/10 a;夏半年和冬半年极端干旱事件频次均呈减少的趋势,变化速率分别为-0.20 次/10 a、-0.25 次/10 a;而夏半年和冬半年极端湿润事件频次呈增加趋势,速率分别为0.11 次/10 a 和0.12 次/10 a;突变分析表明,石河子地区年极端干旱和极端湿润事件频次分别在1986 年和1967 年发生突变;近52 年来石河子地区年极端干旱事件频次存在12~13 年左右的主周期和2~3 年的次周期,而极端湿润事件频次仅存在6~8 年的小周期。极端干旱事件的减少和极端湿润事件的增加表明气候变化下石河子地区的湿润化趋势。     

河北南部农作物生长季降水满足度与干旱风险度研究

探明冀南地区农作物生长季降水量的变化及其满足度与干旱风险度，有望为农业产业结构调整、干旱风险规避和农业生产管理提供参考。利用邯郸、邢台、衡水区域具有代表性气象监测站1971—2020年的降水和气温数据，采用气候诊断分析方法，选用综合湿润指数及其干湿指数研究降水量对农作物生长季的满足程度、干旱变化特征及干旱风险程度。结果表明：1971—2020年冀南地区农作物生长季降水量呈增加趋势，线性增加38.9 mm；农作物生长季降水满足度和干湿指数呈上升趋势，线性上升12.5%和0.18；农作物生长季干旱风险度呈显著下降趋势，2002/2003年出现上升突变，突变之后最大干旱风险度下降8.9个百分点，年平均干旱风险度下降12.6个百分点。干旱发生的主要时间段在4—5月（播种—苗期），其干旱程度约下降1个等级。1971—2020年冀南地区干旱频率较高，4—5月降水增加对春季干旱风险起到了一定的缓解作用，但仍存在2～3年一次大旱的概率，因此，农业结构调整势在必行。     

共和盆地贵南地区近50a降水特征及变化规律

为了掌握青海省共和盆地贵南县大气降水变化规律,为合理利用降水资源提供参考,笔者利用共和盆地贵南县气象局1961—2010 年的逐月降水资料,分析共和盆地贵南县降水的变化趋势,采用MK检验法和t 检验法对贵南县降水量突变情况进行分析。结果表明：近50 年来降水量总体上呈微弱增多趋势;春季、冬季降水分别在1963 年、1971 年发生一个由少到多的突变,年降水量分别在1976 年、2004 年出现了由多到少和由少到多转变,春季、夏季和汛期降水量分别在1982 年、2002 年和2004 年发生了一个由少到多的转变。     

共和盆地贵南地区近50年降水特征及变化规律

为了掌握青海省共和盆地贵南县大气降水变化规律,为合理利用降水资源提供参考,笔者利用共和盆地贵南县气象局1961—2010年的逐月降水资料,分析共和盆地贵南县降水的变化趋势,采用MK检验法和t检验法对贵南县降水量突变情况进行分析。结果表明:近50年来降水量总体上呈微弱增多趋势;春季、冬季降水分别在1963年、1971年发生一个由少到多的突变,年降水量分别在1976年、2004年出现了由多到少和由少到多转变,春季、夏季和汛期降水量分别在1982年、2002年和2004年发生了一个由少到多的转变。     

1960—2020年松嫩平原干湿时空演变及其与涛动指数的关系

松嫩平原是中国重要的商品粮基地和湿地分布区,干湿演变关乎区域粮食安全和生态安全。基于松嫩平原及其周边36个气象站逐日的气温、降水、风速等气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了各站点月地表湿润指数,标准化后进一步计算了极端干湿事件频次;然后运用趋势分析法、克里金插值法探究了极端干湿事件频次的时空演变特征,并采用交叉小波分析了干湿事件演变与涛动指数的关系。结果表明：（1）1960—2020年松嫩平原年极端干旱事件频发,过去60年均值为7.86次,而年极端湿润事件较为少发;年极端干旱事件频次呈明显的下降趋势,年极端湿润事件频次呈上升趋势,其气候倾向率分别为-0.10次/10 a和0.02次/10 a。（2）空间上,松嫩平原大部分地区极端干旱事件频发且呈不明显的减弱趋势,极端湿润事件少发且变化趋势呈明显的东增西减的变化趋势特征。（3）松嫩平原干湿演变与涛动指数密切相关,年极端干旱事件频次与北极涛动指数、大西洋北美涛动指数和北大西洋涛动指数呈正相关,年极端湿润事件频次与三者主要呈负相关;极端干湿事件与南方涛动指数在年际尺度上和年代尺度上位相关系有明显的差异。（4）极端干湿事件频次演变与区域社会经济部门用水量密切相关,影响区域的水安全。本研究可以为气候变化松嫩平原农业-湿地系统水资源规划和管理提供支撑。     

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。     

基于SPI的大兴安岭林区气候干湿时空变化

明确气候变化背景下大兴安岭林区气候干湿状况的变化特征,可为更好地预测森林火灾、保护森林资源提供科学依据。利用黑龙江省大兴安岭林区6个气象站1974—2016年的逐日降水量资料,采用标准化降水指数(SPI),分析了该区域1974—2016年气候干湿状况的变化规律。结果表明:1974—2016年,黑龙江省大兴安岭林区气候总体呈湿润化趋势,但阶段性变化明显,特别是进入21世纪以来,气候干湿波动剧烈;年尺度上,仅呼玛的气候呈不明显的干旱化,其他各站的气候状况均表现为湿润化趋势;季节尺度上,呼玛夏季、塔河秋季的气候表现为不同程度的干旱化趋势,其他各站点各季节的气候均表现为不同程度的湿润趋势;且相关分析结果表明,夏季降水对年气候干湿状况的变化起到决定性的作用,为大兴安岭林区气候湿润化的主要贡献者。     

基于CI指数石河子农垦区干湿变化特征

为了为了探究气候变化下石河子农垦区干湿演变特征,基于石河子农垦区1954—2012年的逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水、日照时数、风速等资料,运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了石河子农垦区CI指数的年际、季节、年代和月变化特征。结果表明：（1）石河子地区年均CI指数和四季（春夏秋冬）CI指数都呈增加趋势,气候倾向率分别为0.08/10 a、0.05/10 a、0.08/10 a、0.09/10 a和0.11/10 a;20世纪60—70年代研究区域干旱频发,80年代—2012年干旱发生次数相对较少;（2）春季和夏季的CI指数无明显突变,秋季、冬季和年均的CI指数发生了突变;四季的CI指数都有明显的周期性,但年均CI指数无明显的周期性。     

基于SPI的大兴安岭林区气候干湿状况时空变化研究

明确气候变化背景下大兴安岭林区气候干湿状况的变化特征,可为更好的预测森林火灾、保护森林资源提供科学依据。利用黑龙江省大兴安岭林区6个气象站1974—2016年的逐日降水量资料,采用标准化降水指数(SPI),分析了该区域近43年气候干湿状况的变化规律。结果表明：近43a,黑龙江省大兴安岭林区气候总体呈湿润化趋势,但阶段性变化明显,特别是进入21世纪以来,气候干湿波动剧烈。年尺度上,仅呼玛的气候呈不明显的干旱化,其他各站的气候状况均表现为湿润化趋势;季节尺度上,呼玛夏季、塔河秋季的气候表现为不同程度的干旱化趋势,其他各站点各季节的气候均表现为不同程度的湿润趋势。且相关分析结果表明,夏季降水对年气候干湿状况的变化起到决定性的作用,为大兴安岭林区气候湿润化的主要贡献者。     

大同市气象干旱变化趋势分析

基于1955-2009年大同市年、月降水资料,利用降水距平百分率作为气象干旱指标,分析了大同气象干旱发生年、季特征时间演变及对农业的影响。研究表明,近55年来大同市年降水量以8.6 mm/10年速度递减;共出现了20个旱年,出现频率为36%,平均每2.8年出现1个旱年;大同四季干旱发生频率依次为春季32.7%、冬季30.9%、秋季25.4%、夏季21.8%;冬季重旱年最多,其次是夏季,春季、秋季重旱年较少。秋季向湿润化发展趋势不明显;春、夏、冬季干旱均有增强趋势,造成了大同干旱化增强的总趋势。以农作物关键期（4-9月）降水量分析,从1980年开始大同由总体偏涝转为偏旱。年、季干旱出现频率同样表明,20世纪80年代干旱出现频率明显增强,到90年代达到极值。结合农业旱灾资料,进一步分析气象干旱对农业的影响,并提出了抗旱对策和建议,旨在对当地防旱减灾起到积极的指导作用。     

辽宁西部半干旱区近50年降水趋势及周期变化

为了研究掌握辽西地区的降水趋势演变和周期变化规律,以充分利用降水资源进行抗旱减灾,根据典型代表性气象站逐年降水观测资料,采用数理统计方法、Mann-Kendall非参数相关检验、线性趋势拟合、距平累积和有序聚类分析法,分析辽西年降水和汛期降水的变化特征。结果表明：辽宁西部年降水量、汛期降水量年际间波动较大,近50年存在较明显的逐渐减少趋势。其中,年降水气候倾向率为-10.073 mm/10 a,趋势减少50.2 mm;气候倾向率-17.388 mm/10 a,趋势减少86.9 mm。年降水存在7年、20年周期;汛期降水存在8年、15~17年、20~22年周期。年降水突变点在1980年,突变前后年降水量下降9.4%;汛期降水突变点在1981年,突变前后降水量下降13.1%。辽宁西部降水逐渐减少,加剧了农业干旱,严重影响了地方农业经济的发展。     

基于标准化降水指数的1981—2013年西藏干旱时空特征分析

为了研究西藏干旱时空分布特征,利用西藏38个气象站点1980—2013年的月降水资料,采用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,分析了西藏旱季和雨季的干旱及重旱频率分布特点。结果表明:东南部旱季干旱频率较高,西部雨季干旱频率较高;而旱季和雨季的重旱频率高的地区都在中、东部;20世纪90年代旱季干旱和重旱发生频率最高,21世纪初雨季干旱和重旱频率最高。对西藏不同区域干旱强度演变情况分析表明,各区域1981—2013年旱季和雨季干旱强度变化都不一致,总体来说,沿江一线和东部地区变化相对稳定,南部边缘变化相对较剧烈。     

不同降水年型下长岭县向日葵需水规律研究

为了探讨降水对向日葵生长需水的影响,划分不同降水年型（丰水年、平水年、枯水年）,分别计算不同降水年型的向日葵需水量,并分析向日葵的生长需水及水分来源的变化规律。研究结果表明：向日葵不同生育阶段对水分的需求量不同,初期和后期较小,中期最大,而且越是干旱的年份向日葵需水量越大;丰水年向日葵需水量与有效降水量的耦合度最高,平水年次之,枯水年最低;不同降水年型向日葵不同生长阶段土壤水的消耗量不同,枯水年土壤水消耗量最大,生长季前期对土壤水的影响较小,后期开花到成熟阶段影响较大。     

安庆市近60年降水变化特征分析

为了研究安庆市近60年降水以及四季降水变化特征,并预测短期内安庆市降水趋势,为区内农业生产和防汛抗旱提供科学依据和指导,利用Morlet小波对安庆市近60年降水数据进行分析。结果表明,安庆市降水集中在春、夏2季,年降水量呈微弱递增趋势,经历6次丰枯循环,2010年后将进入新的丰水期。四季降水变化趋势各不相同,春季和秋季呈下降趋势,夏季和冬季呈上升趋势。安庆市近60年间小尺度周期震荡显著,周期性强,年际间降水变化幅度大,降水丰枯交替频繁,易出现洪涝灾害和干旱,但是出现严重干旱的概率较小。春、夏季节时期,安庆地区受季风环流影响,大气环流年际变化频繁,降水变率大,丰枯交替频繁,小尺度周期震荡显著,年际间降水变化幅度大,突变点多,旱涝灾害频发。而秋、冬季节受西风带影响,盛行偏北气流,气流较春夏季节偏干燥,降水变率小,年际间降水变化幅度相对较小,旱涝交替较春夏季节缓慢,小尺度周期震荡不显著。     

不同降水年型下水氮调控对小麦产量及生物量的影响

水和氮是影响西北黄土高原雨养农业区粮食生产的主要因素,但其增产效应受降水年型影响明显。本水氮调控试验利用APSIM模型在甘肃省定西市安定区1971—2018年气象数据,分析了不同降水年型下水氮管理对小麦产量和生物量的变异系数、可持续性指数的影响,明确了各年型产量与施氮量、降水量之间的关系。结果表明,模型模拟的小麦产量和生物量的决定系数R2均在0.90以上,一致性指标D均在0.95以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在15%以下,表明该模型在研究区具有较好的模型拟合度和适应性。通过二元二次回归方程探讨了其最优产量下的水氮优化组合,在当年年降水总量的基础上,干旱年小麦达潜在最优产量时(3492.6kghm–2),降水需增加39.73%,应施氮182.73 kg hm–2;平水年小麦达潜在最优产量时(4514.5 kg hm–2),降水需增加45.26%,应施氮208.26 kg hm–2;湿润年小麦达潜在最优产量时(4890.3 kg hm–2),降水需增加46.31%,应施氮211.15 kg hm–2。研究结果可为研究区不同降水年型下缓解小麦干旱和养分胁迫,节约化肥资源和农业可持续性发展提供理论依据。     

铁观音茶树灌溉技术研究I： ——铁观音茶树主栽区的降雨特征分析

铁观音茶树是福建省最主要的茶树栽培品种。近年来多次的高温干旱天气,使铁观音茶叶蒙受重大的经济损失。为了配合福建山地水利工程建设的顺利开展,本项目研究首先收集来自铁观音茶树主栽区3测站的42年逐日降雨量数据,然后采用适配曲线法、滑动平均处理和集中度等方法,分析逐年降雨总量的分布频率、降雨量的年变动趋势、降雨量的集中度和降雨量的季节性分布特征。结果表明3测站的滑动曲线时间序列的降雨变异较为显著,1979年以后3测站的年降雨量在平均值上下波动的幅度比1979年前的波动幅度大。3测站的5月-9月为湿季,10月-11月为干季。3测站1979年前干季的降雨量分别占全年的7.5％, 6.0％和5.8％,1979年后分别占全年的5.8％, 4.7％和5.0％,均呈现降低的趋势,显然秋季的降雨量不能满足铁观音茶树的生长需求。为此,山地水利工程应以铁观音秋茶生产季节的需水量为建设依据,以保障铁观音茶叶的优质和高产。     

1981-2016年庆阳市地表湿润状况时空变化特征分析

根据甘肃省庆阳市8个气象站1981-2016年降水量、温度、日照等观测资料,利用改进后的Thornthwaite公式计算潜在蒸散量,从而得出庆阳市地表湿润指数,并利用地表湿润指数对庆阳市地表湿润状况的时空变化特征进行分析,得出：近36年庆阳市干湿状况的总体特征与各个时间段的空间分布特征均为北干南湿,湿润度从西北向东南递增;平均地表湿润指数随年代变化具有波动减小的趋势,其变化倾向率为0.05/10a,表示庆阳市具有越来越干的趋势;80年代为最湿润时期,该时期庆阳市整体湿润水平较高,90年代最干,各地地表湿润指数均低于30年平均值,2000年以后庆阳市略变湿润,但干湿分布呈现出两极化的特征,西北部与东南部干湿差异增大;降水量与潜在蒸散量随时间变化呈现出相反的特征,降水量随时间递增而减小,而潜在蒸散量随时间递增而增大;地表湿润指数与降水量和潜在蒸散量有极强的相关性,其次是日照,与气温相关性最弱。     

近50年湖北省多时间尺度干旱演变特征

干旱对水文循环、生态系统、工农业生产及社会生活具有重要影响。为此,基于标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了湖北省近50年不同时间尺度干旱演变特征。结果表明：不同时间尺度干湿变化频率、持续时间、干旱强度、发生范围存在明显差异,但其年际变化特征基本一致,程度略有差异。在6个月及更长时间尺度上,20世纪60年代前期、70年代前期及80年代至90年代前期是湖北省较为湿润的时期,90年代后期以来尤其是21世纪初的10年湿期明显减少,干期明显增加;在季节尺度上,近50年湖北省春、秋季呈干旱化趋势,夏、冬季呈湿润化趋势,其中秋季干旱化趋势最为显著;1个月时间尺度干湿变化阶段性、趋势性特征最不明显。各时间尺度干旱发生强度均有加重趋势,最严重干旱事件集中发生在近20年。干旱发生范围时间序列变化与干期阶段变化的特征非常一致,其中极端干旱在近10年大范围发生的频率显著高于过去40年。     

青海湖水位波动对流域气候暖湿化特征的响应研究

为了揭示青海湖水位变化及农牧业特征对气候暖湿化的响应,通过分析流域气象、水位以及草地NDVI变化、建立水位评估模型,计算各因素贡献率,定量评估各要素对湖水位和农牧业的影响。结果表明,流域气候呈显著暖湿化趋势,降水量总体呈弱的增加态势,但近15年增加显著并在2003发生突变;流域内平均气温、最低气温和最高气温均呈显著的升高趋势（P<0.01）。湖水位从1961年开始下降趋势显著,速率为-0.5 m/10 a（P<0.01）;2004—2015年的近10年连续上升,上升速率达1.44 m/10 yr（P<0.01）并在2004年发生了突变。前一年降水量、流量及蒸发量对水位影响大,贡献率大小依次为流量、降水量和蒸发量。因此,近15年降水量增加及其导致的河流径流量增加可能是水位上涨的主要原因。