山东省农作物旱涝灾害时空分布特征与降水变化的关系

【目的】探明山东地区农作物旱涝灾害时空分布特征与降水变化的关系,为建立健全气象灾害风险防范体系提供参考。【方法】利用1980—2020年山东省农作物的旱涝受灾、成灾面积资料和降水观测数据,分析主要农作物旱涝灾害面积的时空分布特征,研究农作物旱涝灾害发生特征与降水变化的关系。【结果】1980—2020年山东省农作物平均受灾和成灾面积分别占农作物总面积的25.34%和11.70%,旱灾对农作物的影响较大,占总灾害面积6成以上;旱涝灾害面积呈明显的年际和年代际波动,旱灾面积2003年之后显著减少。干旱灾害区域影响较大的农作物主要是小麦、玉米、棉花和果树,涝灾区域的主要农作物是花生、蔬菜和果树。山东省年降水量由东南向西北逐渐递减,全省多年平均降水量647.6 mm,夏季降水最多,占全年降水的62.1%。全省平均年降水量呈显著增加趋势,速率为28.1 mm/10a,降水偏少和偏多年与农作物旱涝灾害年份基本对应。【结论】山东中部、西部和山东半岛东北部区域,农作物干旱成灾面积与年降水相关系数超过-0.4,涝灾面积与年降水相关程度和显著相关区域范围均小于旱灾。     

安徽省夏季降水变化及其对旱涝的影响研究

[目的]探讨安徽省夏季降水变化对旱涝灾害的影响。[方法]通过对降水时间序列线性趋势分析、距平计算和小波变换来研究降水变化规律;采用旱涝Z指数计算气候旱涝指数。[结果]结果表明:夏季降水强度增强趋势明显,极端降水事件增多,以淮北显著;夏季淮北准2年和准8年周期振荡较明显,沿江江南准16年周期较明显;全省平均入梅日期6月16日,出梅为7月10日,梅雨量年际变幅大。[结论]安徽省极端降水事件有增加的趋势,气候旱涝灾害频繁现象从20世纪90年代起越来越明显。     

张家口地区49年区域旱涝变化特征分析

利用张家口地区14个观测站的49年（1965—2013年）降水量资料,通过计算单站旱涝指标（Z指数）、区域旱涝指数（W指数）,采用线性趋势法、Mann－Kendall法（简称M－K法）对该区域进行旱涝及其变化特征分析;选取4年典型旱年与4年典型涝年的NCEP/NCAR再分析资料,对比分析其500 hPa环流形势的异同。结果表明,49年张家口地区年W指数存在弱下降趋势,年际变化幅度较大,年和季均有旱涝交替、连旱或连涝的特征。W指数出现极值的年份与降水量极值年份相对应,具有一致性,因此W指数可很好的反映张家口地区的旱涝特征。M－K突变检测分析得出,年、季旱涝突变主要发生在1968年（秋季、冬季）和1995年（年、春季、夏季、秋季）。利用NECP/NCAR再分析资料得出,旱年乌拉尔山东部到贝湖一带高压脊较强,张家口受暖脊控制;涝年贝湖低槽和我国东北冷空气活动频繁,张家口多受我国东北冷空气和贝湖低槽控制。     

1980—2019年青藏高原降水时空变化特征分析

利用青藏高原79个站点的降水观测资料和ERA-Interim再分析资料,分析了青藏高原1980—2019年全年和4个季节降水的气候特征,并通过滑动平均、Mann-Kendall突变检验等方法分析高原降水的时空变化特征。结果表明：（1）高原全年降水量为西北—东南向的均匀带状分布,降水量自东南部向西北部逐步递减;4个季节中,夏季平均降水量最多、冬季最少,春秋两季次之。（2）近40年来,高原年降雨量呈较为迅速的上升趋势,在20世纪80年代降水量为增多的趋势,20世纪90年代初期开始略有减少,1998年以后又表现为波动式的增多;4个季节的降水量变化趋势均趋向增多,其中上升变率较快的为春季降水量,冬季降水的上升速率则较为缓慢。（3）夏季降水偏多年的风场与散度场一致反映出低层的异常辐合、高层的异常辐散;水汽输送也是影响降水的重要因素。     

近50年锦州地区降水及旱涝变化特征分析

根据1960-2005年锦州地区降水资料,对年际、春季和夏季降水序列通过线性趋势估计法和谱分析法分析了锦州自20世纪60年代以来降水的演变趋势及周期变化,并且根据降水量和降水量距平百分比统计了锦州近50年旱涝变化特征。结果表明,锦州地区年降水量和夏季降水量呈波动减少的趋势,而春季降水却呈上升的趋势。年、春季和夏季降水序列都存在3-5年的高频震荡。通过旱涝统计,锦州地区平均近2年就出现一次干旱。     

辽宁阜新地区降水特征变化及农业旱涝趋势分析

[目的]研究降水特征和干旱趋势变化,为地方农业经济发展、农业结构调整服务。[方法]采用气候倾向率和干湿指数分析方法。[结果]近48年,阜新地区降水量、降水日数在减少,导致干旱频率增加,尤其经过2次连年干旱之后更加明显;年降水量趋势减少68mm;农作物生长季降水量趋势减少77mm;≥0.1、≥5.0、≥10.0mm降水日数趋势减少分别为11.8、3.3和0.8d。干湿指数K值趋势下降0.197,农作物生长季干旱频率增加23.4%,播种出苗阶段中旱频率增加20.0%,作物旺盛生长阶段轻旱频率增加20.5%,成熟收获期中旱频率增加32.2%。     

华北夏季旱涝时空分布特征及环流分析

为分析华北基本气候概况,首先统计1951—2013年夏季6—8月以及3个月平均降水情况,然后分析3个月降水区域距平,并进行夏季平均降水时空分析及500、700、850 h Pa的环流分析。结果表明,华北夏季各月降水递减,转变发生在20世纪80年代。时空分析中,距平场的前3个特征量的累积解释方差达到54%,也出现类似于区域距平分析结果,即华北的确在变干旱。不同高度的旱涝环流分析表明,对华北降水影响较大的是副高,其位置的异常使华北降水变化很大,引起旱涝变化。     

辽宁本溪市自然降水趋势变化与农业旱涝程度分析

采用线性回归、气候倾向率、积分湿度指标和干湿指标分析辽宁本溪降水趋势变化和旱涝频率及发生时段。结果表明,在近55年里,本溪年降水量倾向率为-30.749mm/10a,趋势减少165mm;植物生长季降水量倾向率为-31.371/10a,趋势减少173mm。气候类型有所转变,由20年前是轻涝型转为湿润型。农业需水满意程度在150%以上,年平均降水盈余290mm;中涝至重涝有10年,约五年一遇;出现轻旱有5年,约十年一遇。春季中旱以下约十年二遇,中涝以上约十年一遇;夏季中涝以上约二年一遇;秋季中涝以上约十年二遇,中旱以下约十年四遇。7、8月重涝出现频率54.5%。5月和9月是干旱发生频率较高时段。     

1976-2017年西南地区夏季不同等级降水时空变化特征

利用西南地区116个站点1976-2017年的逐日降水资料,运用Mann-Kendall突变检验、滑动T检验、反距离权重插值和经验正交函数分解(EOF)等方法,统计分析了近42年西南地区夏季不同等级降水的时空分布特征.结果表明:西南地区夏季不同等级平均降水量以中雨为主,降水量和降水日数的年际变化具有一致性;受厄尔尼诺和热带风暴的影响,总降水量波动增加,总降水量分别在1998年和2006年发现最大值和最小值,且大雨的降水量在1984年有突变发生.在空间分布上,西南地区不同等级的降水量和降水日数分布一致,受地形因素和大气环流影响,小雨和中雨表现为中间高两边低的特点,而大雨和暴雨则表现为东高西低的特点;EOF结果显示西藏和川西地区的暴雨降水量年际变化主要为缓慢增加型,川东和重庆地区的年际变化则主要为明显增加型,云南东部和贵州大部分地区则为缓慢减少型.     

福建省年降水时空变化特征

基于1961-2010年福建省64个县域气象观测站的降水数据,采用趋势分析、回归分析、EOF分解和REOF分解等方法,分析了福建省年平均降水的时空变化特征．结果表明,1961—2010年,福建省年平均降水量呈增长趋势,趋势系数为0．178,回归系数为2．866mm·a-1．福建省的年降水从空间上主要可分为3个区,1区主要位于闽北和闺中地区,2区主要位于闽南和中南部沿海,3区主要位于闽东地区,其中1区的年降水量最大．     

安徽省畜禽粪污时空特征及产生物天然气潜力研究

从县级尺度上,评估安徽省 103个县（区）的畜牧业（包括猪、牛、羊和家禽）粪污资源潜力,旨在为安徽省畜禽粪污资源化利用和生物天然气产业发展提供参考。采取文献调研和实地调查相结合的方法,收集安徽省各县(区)近年来畜禽粪污的资源总量、可收集量、可利用量等数据。利用能值潜力估算模型估算各县区生猪、肉牛、奶牛、羊、蛋鸡和肉鸡的粪污产生量,估算畜禽粪污产生物天然气潜力,解析其时空分布特征。结果表明：2014—2017年安徽省畜禽粪污资源总量呈上升趋势,2017年安徽省畜禽粪污资源量达到0.6 亿t,不同区域之间畜禽粪污资源量差异显著,皖北、皖中、皖南的粪污资源量占比分别为56.99%、31.29%和11.72%。利用畜禽粪污产生物天然气潜力达到19 亿m³,开发潜力大于5万 m³·km^-2的县区有16个,潜力较大的县区主要集中于皖中及皖北地区。安徽省畜禽粪污“转废为宝”潜力巨大,发展生物天然气的资源禀赋条件优异,可开发潜力较大,安徽具备产业化发展生物天然气的资源基础。     

安徽省台风降水气候特征及其对农业的影响

利用1951-2008年安徽省台风、降水及灾情资料,采用线性趋势、气候倾向率以及T检验等方法,分析台风气候特征及其对农业的影响.结果表明:影响安徽省的台风以登陆闽、浙的台风为主;台风对安徽省的影响以7-9月为主,台风年发生1.7个,年代际变化先减少后增多的趋势;台风持续天数以2～4 d居多;安徽省台风降水南部多于北部、山区多于平原的特征明显;台风暴雨站次以及过程雨量≥100 mm站次呈不显著的年代际减少趋势.台风对安徽省淮北地区农业基本无影响,而对江淮至沿江东部以及江淮之间西北部危害较为严重;台风对农业的影响年际变化大,年平均造成的农作物受灾面积和农业经济损失分别占各类气象灾害总损失的3%和6%,近年来台风对农业的危害有加重趋势;另一方面,台风也是一种资源,其充沛的降水对缓解伏旱和高温天气十分有利.     

福建省降水时空分布规律分析

以1961～2000年福建省11个主要地市23个雨量站的实测资料为基础,分析了福建省年降水量地理分布特征,降水量的年内分配和年际变化特性。     

浑善达克地区温度和降水的时空变化特征分析

浑善达克地区年均温度空间上变异表现为由西南向东北逐渐降低;近60年年均温度呈上升趋势,区域间温度差逐渐缩小。年降水量地域间差异较大,自东向西递减;近60年降水量变化总趋势不明显,但波动性较大。Mann-Kendall检验表明,浑善达克地区5个气象站点年均温度在20世纪70~90年代发生突变;除阿巴嘎旗以外,20世纪60年代以后,浑善达克地区降水量呈下降趋势,说明整个研究区域趋于干化。以朱日和与二连浩特为代表的西部地区,较东部有明显暖干化趋势,生态环境脆弱。在全球气候变化背景下,浑善达克地区气候暖干化趋于一致,需及时调节生产生活模式,减轻气候变化带来不利影响。     

黑龙江省农业界限温度时空变化特征分析

利用黑龙江省78个站点1965~2014年日平均气温数据,采用五日滑动平均法、线性倾向估计法、距平分析法和SPSS相关性分析法,分析黑龙江省稳定通过≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃农业界限温度起止日期及持续日数特征。结果表明,黑龙江省1965~2014年,≥0℃、≥3℃、≥5℃、≥10℃界限温度起始日期均呈提前趋势,每10年分别提前1.2、0.8、1.1和1.6 d;终止日期呈延后趋势,每10年分别延后1.5、1.1、0.9和0.8 d;对应的界限温度持续日数依次为209.9、191.5、179.0和141.1 d,界限温度持续日数呈增加趋势,每10年分别增加2.8、1.8、2.1和2.4 d。界限温度空间变化随纬度降低起始日期呈提前趋势,终止日期呈延后趋势,持续日数从北至南呈U型增加趋势,其中东南部大庆地区和西南部牡丹江地区起始日期出现较早,终止日期延后较多,持续天数普遍高于北部地区。除≥10℃界限温度,各界限温度起止日期及持续日数与年平均气温均在0.01水平上显著相关。     

福建省降水空间模拟模型研究

应用福建省68个站点1961-1990年30 a平均降水量,建立降水空间模拟通用模型。该通用模型经交叉验证,其平均误差、平均绝对误差及平均误差平方的平方根均较距离反比法、距离平方反比法、改进的距离反比法和梯度距离平方反比法更小,具有较高的精度,模拟精度达92.01%,能较客观地反映降水与经纬度、海拔的关系,可应用于降水的空间模拟。这不仅为降水的空间模拟提供了一种新方法,而且为地理信息系统(geographic information system,GIS)辅助的降水空间分布规律研究、实现福建省降水格局空间模拟和为福建省降水预测提供科学依据。     

抚河流域降水序列趋势和突变特征分析

采用一元线性回归分析、累积距平、Spearman秩次相关系数和Mann-Kendall方法对抚河流域1979-2008年春季、夏季、秋季、冬季以及年均降水序列特征和趋势进行分析,应用Mann-Kendall突变分析法分析其时间序列突变点。结果表明:(1)抚河流域降水年内主要集中于3-6月份,10-12月份较少;年际变化上,降水较多年份主要集中在20世纪90年代后期,降水较少的年份主要集中在本世纪初,尤其是2003年前后。(2)抚河流域春季、夏季和年均降水均存在减少趋势,在冬季存在增加趋势,但趋势并不显著,在秋季基本无趋势变化。(3)抚河流域四季和年均降水大致经历增加-减少-增加-减少4个阶段。(4)春季降水序列突变点为1992年和1995年;夏季降水序列突变点为1986年、1997年和2007年;秋季降水序列存在1997年一个突变点;冬季降水序列突变点发生在1988年和1991年;年均降水序列突变时间分别发生在1985年、1998年和2005年。就整体来说,抚河流域降水突变时间发生在20世纪80年代后期和90年代后期。     

福建雨季降水时空非均匀分布特征分析

利用福建53年雨季（5～6月）66个常规气象站月降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析格点资料及NOAA海温重建资料,使用经验正交函数分解（EOF）、奇异值分解（SVD）、相关分析等方法,分析福建雨季降水的时空分布特征,结果表明：福建雨季的降水在空间上表现一致,即全省旱或全省涝;但存在显著的空间非均匀分布的第二类分布特征,即南旱北涝或南涝北旱。通过分析南北不均匀分布异常年的同期、前期大气环流和海洋特征,发现南旱北涝年近地面层温度场分布呈显著的北冷南暖特征,西太平洋副热带高压偏西偏强,且位置偏南,副高北侧低层较强的西南风将暖湿水汽输送到较北位置,此时南海夏季风强度偏弱,赤道中东太平洋为异常冷水覆盖;前期冬季乌拉尔山阻高偏强、西太平洋副高面积偏大、强度偏强、西伸点偏西,赤道中东太平洋海温偏高而西风漂流区海温偏低。南涝北旱年则基本反之。研究结果揭示了福建省降水时空分布不均的气象基础,对农事安排与防旱抗涝工作具有指导意义。     

基于分形理论的安徽省旱、洪涝灾害时序特征分析

基于安徽省1949-2003年的旱、洪涝灾害统计资料,运用分形理论重构了其嵌入相空间序列,探讨了其时序的分形特征,计算出了分维数.结果表明,安徽省旱、洪涝灾害受灾面积的时序分布具有分形特征,相应的饱和分维数分别为d=2.56和d=3.55.饱和关联维数对应的嵌入空间的最小维数为8.R/S分析结果显示,20世纪80年代以来,安徽省旱、洪涝灾害受灾面积呈扩大态势.