基于Kriging插值的黄河流域降水时空分布格局

采用国家气象局整编的1960-2000年黄河流域97个气象站点的系列资料和Kriging插值方法,对黄河流域降水时空结构及其变化特征进行了分析.结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;就年际变化而言,20世纪60年代和80年代降水偏多,尤其是80年代黄河流域年平均降水与正常值相比要偏高许多,而70年代和90年代降水偏少,目前正处于降水偏少时期.黄河流域上游的降水增加趋势相当明显,而中游和下游降水则明显减少;就降水年内分配而言,降水高度集中在汛期（6-9月）,且上、中、下游降水均以7、8月最多,但下游7、8月降水较中、上游更为集中.研究结果和分析结论对了解黄河流域水资源演变具有十分重要的意义.     

耕层土壤含水量消长规律的分析

利用濉溪县耕层土壤含水量和同期观测的降水量、蒸发量资料,研究表明:耕层土壤含水量的消长与基期土壤含水量、期间降水量和蒸发量呈多元直线相关关系,其中耕层土壤含水量增加量主要取决于基期土壤含水量和降水量;土壤含水量减少量主要取决于蒸发量和基期土壤含水量。耕层土壤相对含水量在50%~65%,需降水或补充灌溉22.9~49.3 mm的水量。降水效力与基期土壤含水量、降水量呈多元指数曲线关系,蒸发效力与基期土壤含水量呈指数曲线关系。耕层土壤含水量的消退呈"快—缓慢—滞缓"的变化过程。使耕层相对含水量达到80%以上的一次降水(过程)过后,连续11.2~47.1 d无降水,耕层相对含水量尚可维持在60%以上。     

基于混合地理加权回归与克里格的区域降水量空间插值方法

基于四川省区域范围内144个气象站点的实测降水数据,在综合考虑空间位置、地形等影响因素的基础上,采用改进的回归克里格模型,即混合地理加权回归克里格模型（MGWRK）对四川省年降水量的空间分布进行空间插值,并与普通克里格（OK）、全局回归克里格（GRK）和地理加权回归克里格（GWRK）等模型的插值效果进行对比分析。结果表明：（1）应用逐步回归法筛选确定的用于回归分析的影响因子组合为经度、纬度和坡度,可有效消除解释变量间的多重共线性,为后续的空间插值奠定基础;（2）同一回归变量在地理加权回归（GWR）与全局回归（GR）两种回归模型中的AICc（修正的赤池信息量准则,Corrected Akaike Information Criterion）值之差（ΔAICc）可用于定量判定各回归变量的空间非平稳性类型,据此将变量坡度设为全局变量,经度和纬度设为局部变量进行处理。在此基础上,通过MGWRK模型对四川省年降水量进行空间插值;（3）MGWRK插值模型综合考虑了空间位置、地形等多个影响因素及其与降水相互关系的空间非平稳性特征,相对于传统的OK和GRK法具有更高的插值精度。     

白洋淀流域气温、降水和径流变化特征及其相互响应关系

运用Mann-Kendall趋势检验、突变检验和小波分析法,对白洋淀流域1957—2012年7个气象站点气温、降水和3个典型水文站点径流量的变化趋势、突变点及周期性变化进行了分析,并探讨了径流与降水和气温的响应关系,以期为该地区生态环境保护和水资源合理利用提供基础数据支持。结果表明,研究区年均气温呈上升的趋势,并在1988年后上升趋势增大,其中,冬季和春季的气温增幅对气温升高贡献较大;降水量变化相对复杂,整体呈波动下降的趋势,其中,夏季降水量减少幅度最大,达1.72 mm·a~(-1)。受气温升高和降水量的直接影响,典型站点径流量呈明显下降趋势,并在年际尺度上与气温呈负相关,与降水变化呈显著正相关;在年内尺度上,则与气温和降水变化呈显著正相关。夏季径流量减少幅度最大,阜平、倒马关和紫荆关站分别下降0.85 m~3·s~(-1)·a~(-1)、0.72 m~3·s~(-1)·a~(-1)和0.66 m~3·s~(-1)·a~(-1)。3个指标的周期性变化都比较明显,其中径流和降水的波动变化基本一致,表明径流对降水的响应比较突出。径流变化不仅受气温和降水的影响,还受到水利工程建设、各类农业措施等多种因素的影响。     

施氮和增雨对内蒙古半干旱地区草原土壤微生物群落碳源利用潜力的影响

已有许多研究证明,中国北方草地生态系统的植物群落结构和组成对气候变化和氮沉降较为敏感,但是关于草原土壤微生物群落响应多重环境因子变化方面的研究较薄弱。水和氮是陆地生态系统生产力的两大限制性因子。本研究在内蒙古多伦半干旱草原地区进行增雨和施氮的野外控制试验,以模拟未来该地区的降水变化和氮沉降,使用微生物群落水平生理图谱法,监测样地土壤理化指标和土壤微生物群落碳源利用潜力的变化。3年的跟踪监测结果显示:增雨显著提高了半干旱草原地区土壤含水量和有机质含量;施氮和增雨同时施氮则显著提高了土壤可溶性氮含量,降低了土壤pH;施氮和增雨都没有单独引起土壤微生物群落碳源利用潜力的显著变化,而在同时增雨和施氮试验处理下,微生物群落碳源利用潜力得到提高,说明在水和氮都充足的条件下,土壤微生物碳源利用潜力才会显著提高。以上研究结果预示着在未来降雨增加和氮沉降的全球变化背景下,中国北方半干旱草地生态系统的碳循环速率可能会加快。     

有关天气气候征兆预报法中“百日后降雨”说法的数学验证

利用北京台站1951-2010年的逐日气象资料(包括降水量、最大风速及其风向),对文献[3]提出的"天气气候征兆预报法"进行验证。文献[3]提出根据3种征兆,即"西南风或南风"、"风力3级以上"、"没有降雨"来预报未来100±5d的降水情况的方法,据称,该方法准确率达93%以上。验证结果表明,根据文献[3]的条件,100±3d内降水准确率为77.0%,100±5d内降水准确率为84.7%,结果与文献[3]接近。进一步弱化文献[3]中设定的条件表明,无需这些条件,任一组±3d降水准确率均为77.0%左右,说明文献[3]中的3项征兆与"百日后降雨"没有必然关联。北京台站60a的实际降水概率与征兆法预报"百日后降雨"准确率比较接近,说明文献[3]揭示的是北京的客观降水概率,与"征兆"无密切关联。     

黔中地区烤烟大田期的降水变化趋势分析

利用1961~2000年黔中地区3个站点的候降水量资料,分析了烤烟大田期的降水特征及趋势变化。结果表明,该区降雨充沛,适宜优质烟叶的生产,但各年份及各生育期间降水变异系数较大,在旺长期出现阶段性干旱的频率较高。从移栽到团棵期、旺长期,该区的降水量表现为大约20年为1个周期,呈逐渐增加趋势;烤烟成熟期的降水变化波动较小,其中1990年以后降水增加显著。     

气候变化背景下内蒙古马铃薯关键生长期气候适宜性分析

内蒙古是我国马铃薯主产区之一,在气候变化背景下探讨马铃薯的区域适应性有重要的现实意义。依据内蒙古地区119个站点逐日气象观测数据,采用气候适宜度评估模型,分1961—1990年、1991—2015年2个气候年代对内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜度的空间特征及变化趋势进行分析。结果表明:1)1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期综合气候适宜度为0.62,气候条件总体优越,且日照适宜度温度适宜度降水适宜度。2)从空间分布上看,温度适宜度由西向东呈"低—高—中"的带状分布,降水适宜度由西向东、由北向南递增,日照适宜度西高东低;综合光温水三要素影响,阴山南北麓东段及大兴安岭南麓区为气候适宜度的高值区,具有适宜生产马铃薯的气候资源优势。3)从年代变化上看,1961—1990年,综合气候适宜度除东部偏北及西部偏北呈微弱的下降,总体呈增加的趋势;1991—2015年大部地区综合适宜度由上升转为下降趋势。4)气候变化背景下,1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜性以0.004 0×(10a)~(-1)的倾向率下降,其中日照适宜度基本持平,降水适宜度、气温适宜度呈不同程度的下降趋势,对马铃薯生长发育不利。因此,马铃薯开花—可收期应注意水热条件的管理,研究结果可为马铃薯气候资源利用与管理提供参考。     

千河流域近50年降水变化特征及对径流量的影响

以渭河左岸较大支流千河流域为研究对象,基于长期气象观测资料,就不同时间尺度(包括月、年、10年)降水特征及其变化规律进行了分析,结合降雨量变化的分析结果,对流域径流量变化的原因进行探讨,指出降水减少是千河流域径流量减少的最直接、最主要的原因.此外,人类活动影响也起到一定的作用.     

3种常用农业气象干旱指标及其在实际应用中的修订

不可能存在一个适用于各种情况的通用的农业气象干旱指标,在实际应用中,由于各干旱指标均具有一定的局限性,一些研究者会在原有指标的基础上,针对要解决的具体问题对指标进行改良和修订。本研究在介绍降水距平百分率、帕尔默干旱指数、CI干旱指数这3个常用农业气象干旱指标的基本原理及优缺点的基础上,对应用者对这3个指标的修订进展进行了综述,为使用者了解要更准确使用这些指标进行农业干旱监测评估提供基本思路。