河南夏季高温气候特征及500 hPa环流型

对河南省40个代表站1961～2005年45年夏季大于等于35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析。方差累积贡献率和空间分布特征显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%,据此得出河南夏季大于等于35℃高温日数的时空分布类型:全省一致型、西北—东南差异型和西南—东北差异型。第1模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第2模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小,第1模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少的趋势,且存在2～4年、8～14年的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多的时段。应用逐日20:00500hPa ECMWF北半球格点资料,对1991～2005年15年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

广东省40多年来高温天气的时空变化特征

利用广东省76个气象站1962～2004年高温日数资料,通过经验正交函数分解和小波变换方法,对广东省高温天气的时空变化及低频振荡特征进行了研究。结果表明,广东高温天气的空间分布以全省一致型为主,部分年份还呈现南北差异型分布。高温日数波动在20世纪90年代末及以后最剧烈,其次为80年代,在60年代末至70年代初期间最稳定;气候突变发生在1998年。对时间系数进行小波变换发现,前两个特征向量的时间系数均具有显著的周期振荡特征,周期尺度也随时间的变化而变化。     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%。据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型。第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小。第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2~4 a、8~14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中。应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500 hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%.据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型.第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小.第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2～4 a、8～14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中.应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型.     

河南省大雾的时空分布特征及500hPa环流特点分析

对河南省45年的大雾日数进行分析研究，结果表明：河南省年平均大雾日数秋冬季多，春夏季少，雾日主要集中在11月到翌年1月；大雾区域分布极不均匀，总体来说是东多西少，平原和盆地多山区明显少，全省有5个多雾中心。选择40个代表站进行经验正交函数（EOF）展开分析，前三个模态的积累方差贡献率为76．5％，通过相关系数和第一模态的时间系数分析，全省大部分地区大雾日数呈增加的趋势，与温度变化趋势相同。小波分析存在2～4年、8～10年和19～22年的周期变化。进一步对历史上典型多雾年和少雾年500hPa高度距平场分析，发现多雾年与少雾年欧亚中高纬度地区高度距平趋势恰好相反，多雾年呈＋-＋分布，而少雾年呈-＋-分布。     

1971—2018年陕西省人体舒适度日数时空变化特征

根据1971—2018年陕西省94个气象观测站逐日气象资料,采用线性倾向率、累积距平、小波分析和EOF分析等方法,对陕西省人体舒适度日数时空变化特征进行了统计分析。结果表明: 陕西全省大部分时间体感状态为从冷到舒适,日数占85.2%;体感状态为暖和以上日数较少,无炎热和酷热天气。1981—2018年陕西省平均人体舒适日数为132 d,呈显著增多趋势,线性倾向率为0.524 d·a^-1,四季中春、夏两季人体舒适日数增加最为显著。人体舒适日数存在准4 a和准8 a的振荡周期,滑动T检验表明陕西省及三个地区的人体舒适日数均在1997年左右发生了明显的突变。陕西全省3—11月均存在舒适日,舒适日数主要分布在5—9月,陕北7—8月舒适日数较多,陕西中部6—8月舒适日数较多,陕西南部6—9月舒适日数较多。年人体舒适日数呈现南多北少的空间分布特征,陕南汉中和安康地区最多。EOF分析结果显示,年均人体舒适日数异常分布在全省存在一致性。倾向率空间分布表明陕西全省80%的地区人体舒适日数均呈增长趋势,仅榆林北部、延安北部和安康东部11个区县人体舒适日数呈减少趋势。陕西全省不舒适日数变化呈显著减少趋势,倾向率为-0.548 d·a^-1,其中冷不舒适日数减少显著。陕西省人体不舒适主要表现为冷不舒适,主要集中在陕北西北部、南部山区和中部的太白和华山两个高山区; 人体热不舒适主要分布在在陕南的汉中和安康地区及关中的西安地区,且日数很少。     

1968—2017年湖南省冰雹时空分布特征

基于湖南省92个站点1968—2017年冰雹观测资料,采用回归分析、小波分析、主成分分析等方法,研究了湖南冰雹时空分布特征。结果表明,湖南近50年冰雹天气年际下降趋势显著,近20年来有记录的冰雹天气发生频次明显降低。湖南初次降雹的时间都集中在1—3月。冰雹月季变化显著,一年中以3月冰雹最多,2月的次之,从5月份起雹日骤然减少。春季是降雹最多的季节,占雹灾总数的56.06%,冬季的次之,夏季和秋季冰雹发生频率分别仅为全年的2.53%和0.69%。年冰雹日数主要存在4~5 a和19 a左右的振荡周期,20世纪90年代前还存在明显的9~10 a的振荡周期。各季节冰雹日数振荡周期不一。湖南冰雹空间分布呈自湘西北向湘东南递减的规律,年冰雹日数的空间分布特征与春季、冬季冰雹分布特征相似。湘北和湘中地区冰雹天气年际变化以下降趋势为主,湘南地区其气候趋势变化不明显。对湖南近50年冰雹日数进行主成分分析的前3个主要模态,在空间向量场上分别呈现出全省一致型、地势主导型和南北呼应型。     

中国小麦干热风灾害研究进展

小麦干热风灾害是危害我国北方麦区的主要农业气象灾害之一。基于已有研究成果和实际灾情,从干热风的概念、分类及研究方法出发,对小麦干热风灾害的危害机理、气象环境成因、致灾指标、时空分布、监测预报及防御措施等方面进行了系统归纳阐述,并对未来小麦干热风灾害研究方向进行展望。我国小麦干热风灾害主要分为高温低湿型、雨后青枯型及旱风型3种,形成的气象环境成因主要受干热风天气系统、气候变暖、土壤墒情的影响,致灾指标主要分为形态学、气象学、综合指数指标。小麦干热风灾害的危害总体呈东西两边重、中间轻的分布格局,主要发生在黄淮海平原、河西走廊和新疆3个地区。气候变暖背景下,大部分地区的干热风年日数在20世纪80—90年代出现突变,近30年呈明显加重扩大趋势。基于土壤墒情影响的小麦干热风灾害等级指标构建、小麦干热风过程的灾害监测预警方法、气候变化背景下小麦干热风灾害时空分布新变化及其气象环境成因等是今后研究的重点方向。     

贵州夏季暴雨的气候特征

 利用贵州52个测站的1961-2006年历年夏季（6-8月）逐日降水资料,分析了贵州夏季暴雨的时空分布特征、周期振荡及其突变特征。结果表明：46 a来贵州夏季暴雨量呈增加趋势,并存在明显的年际、年代际变化特征;暴雨日数和暴雨量在1985年发生突变;暴雨日数和暴雨量均存在15 a和准10 a的周期振荡;暴雨日数和暴雨量EOF分解的第一特征向量的荷载场空间分布基本一致,表明全省呈偏多（少）的一致型同位相分布。     

贵州夏季暴雨的气候特征

利用贵州52个测站的1961-2006年历年夏季（6-8月）逐日降水资料,分析了贵州夏季暴雨的时空分布特征、周期振荡及其突变特征。结果表明：46 a来贵州夏季暴雨量呈增加趋势,并存在明显的年际、年代际变化特征;暴雨日数和暴雨量在1985年发生突变;暴雨日数和暴雨量均存在15 a和准10 a的周期振荡;暴雨日数和暴雨量EOF分解的第一特征向量的荷载场空间分布基本一致,表明全省呈偏多（少）的一致型同位相分布。     

冬小麦晚霜冻害时空分布与多时间尺度变化规律分析

冬小麦晚霜冻害主要发生在中国的黄淮区域,河南占黄淮区域面积较大,是中国小麦的主要产地,又是晚霜冻害的重发区,因此文章以河南为例,从构成晚霜冻害的最低温度和小麦发育期两个因素出发,提出了晚霜冻害指数构建方法,使晚霜冻害指标定量化,并从多年数据库中计算出逐年晚霜冻害发生强度和发生天数.由于小麦发育期观测资料序列较短,影响了大尺度小麦晚霜冻害变化规律的分析,因而提出了冬小麦发育期资料推算方法;对计算出的近50年晚霜冻害资料进行EOF分析和Morlet小波分析,以发现晚霜冻害的时空分布与多时间尺度变化规律.结果表明:冬小麦晚霜冻害发生频率较高,高发区频率超过40%,且在20世纪70-90年代有增多的趋势;发生强度和天数变化趋势基本相似,具有发生强度较重区对应着发生天数较多区的趋势,且前者对小麦产量的影响大于后者;晚霜冻害发生强度的重发区分布在豫东南和豫西南,轻发区主要分布在淮河以南及豫西部分地区,其中第1模态分布型存在16年、第2模态分布型存在准2年的多时间尺度变化规律;发生天数的多发区主要分布在豫北北部和豫西南边界,少发区在豫东北及豫西南中部,其中第1模态分布型存在着准4年、第2模态分布型存在准3年和准6-7年的周期.     

气候变化对河南南部冬小麦播种期的影响

以位于河南省南部地区的驻马店市为研究区域,利用1961～2003年驻马店市冬小麦播种期内气象观测资料,采用相关分析等数理统计方法对气候变化对冬小麦播种期的影响进行分析,结果表明：在河南南部地区,传统播种期内气温逐渐升高;气候适宜冬小麦播种期逐渐推迟;传统播种期内降水量有所减少。并利用1981～2003年驻马店市冬小麦作物观测资料进一步分析了按照传统观念播种小麦存在的弊端。从而得出结论：在河南南部地区,冬小麦的播种必须打破传统的种植观念,适当晚播,才有利于冬小麦产量的进一步提高。     

北方地区小麦蚜虫气象适宜度预报模型构建

根据1958—2015年我国北方地区8个主产省（市）小麦蚜虫分省发生面积和发生程度资料、1958—2015年601个气象站点相应逐日气象资料和农业气象站小麦发育期资料,采用相关分析、主成分分析和逐步回归等方法,并利用相关系数法进行因子普查,结合小麦蚜虫适宜生理气象指标和华北、黄淮小麦生育期规律,筛选影响小麦蚜虫年发生程度的关键气象因子,构建分区域的小麦蚜虫气象适宜度预报模型,并将气象适宜度指数划分为非常适宜、适宜、较适宜、不适宜4个等级,以反映气象条件对小麦蚜虫发生发展的适宜程度。结果表明:筛选出影响华北小麦蚜虫年发生程度的8个关键气象因子,影响黄淮小麦蚜虫年发生程度的6个关键气象因子。建立的华北、黄淮模型回代检验等级准确率分别为91.2%,93.1%,2016—2018年3年外推预报平均准确率均在75%以上;利用黄淮模型反演苏皖两省2016—2018年小麦蚜虫发生等级、异地检验3年预报效果均较理想。模型适用于从气象角度对华北、黄淮及江淮地区小麦蚜虫发生等级进行监测和预报。     

气候变化背景下河南省冬小麦品种更新特征

利用河南省30个农业气象站1981-2010年共196个冬小麦品种的观测数据和同期气象数据,采用相关分析和回归分析方法,研究了气候变化背景下冬小麦生育期长度、积温需求和产量构成要素等品种更新特征。结果表明：30年来,河南省冬小麦生长季平均气温升高明显,营养生长期增温速率高于生殖生长期,降水量变化趋势不明显。不同区域品种更新的主要特征是出苗-抽穗天数减少（2.8~5.9 d/10a）、抽穗-成熟天数增加（1.3~2.5 d/10a）;完成各生育阶段所需积温（>0℃积温）总体呈增加趋势,其中抽穗-成熟期尤为明显（26~50℃?d/10a）。有效穗和穗粒数与营养生长期长度或同期积温无显著相关,千粒重随生殖生长期延长而显著增加。豫南地区生育期天数比（抽穗至成熟天数/出苗至成熟天数）和同期积温比（抽穗至成熟积温/出苗至成熟积温）随时间增加,积温比对产量变化的解释性高于天数比;豫中和豫北地区生育期天数比随时间增加,但积温比无明显的时间变化趋势,单产提高与生育期天数比增加有关。气候变化背景下河南省冬小麦品种更新特征是营养生长期缩短、生殖生长期延长、千粒重增加,从而提高了产量。     

Spatial Distribution and Temporal Variation of the Winter Wheat Late Frost Disaster in Henan, China

The winter wheat late frost disaster(WFD) occurs mainly in the Yellow and Huaihe River area,of which Henan Province covers the most part.Henan is the major area of wheat production in China,but it is severely hit by the WFD.In this study,we construct a WFD index based on the minimum temperature and the winter wheat development period(WDP).The WFD degrees and days at 30 agrometeorological stations in Henan Province during the period of 1981-2004 are calculated.For the large-scale temporal variation analysis of WFD,the 24-yr WDP observation series is relatively short,so it is expanded by using the relation between the turning green date of winter wheat and the 5-day running mean temperature and that between the stem elongation phase and the effective cumulative temperature above a critical value of 2.5 ℃.The WFD data are also expanded for the last 50 years and are analyzed by using the empirical orthogonal function(EOF) and the Morlet wavelet methods.Characteristics in the spatial distribution and temporal variation of WFD are revealed.The results show that the frequency of WFD is generally high,exceeding 40% in parts of Henan,and exhibits a rising trend in the period of 1970-1990.The variation trend of WFD degrees is similar to that of WFD days,and the areas with higher WFD degrees coincide the areas with more WFD days.Moreover,the WFD degree has a greater impact on the winter wheat yield than the WFD days.The areas with high WFD degrees lie in the southeast and southwest of Henan,and the areas with low WFD degrees lie in the south of the Huaihe River and parts of western Henan.Temporal variations of the first and second EOF modes of the WFD degree display 16-and quasi-22-yr periodicities,respectively.The areas of high(low) WFD frequency are distributed in the northern Henan and the southwest border of Henan(the northeast Henan and the middle part of southwest Henan).The temporal variation of the first(second) EOF mode of WFD days exhibits a periodicity(periodicities) of quasi-4 yr(quasi-3 and quasi-6-7 yr).     

河南省小麦锈病发生面积与降水量的关系研究

在研究河南省小麦锈病发生发展特点的基础上,利用相关分析方法,普查出与锈病关系密切的关键旬降水因子。在对锈病进行小波分析后发现,未来8 a内锈病发生的总体趋势偏重,3 a内锈病发生程度将低于平均水平。同时,对关键旬降水量也利用小波进行了分析。最后,采用多元回归方法建立了河南省锈病发生面积与关键降水单元的关系模型。     

河南省春季和秋季降水时空变化的特征研究

进行人工增雨作业和规划必须了解目标地区的气候背景,才能有较好的作业效果,因此根据河南省1971～2001年114个气象站点4月和10月的降水资料,采用具有分类显著性检验的聚类统计检验分析方法进行分区,并在此基础上对降水距平百分率、降水强度和雨日数等参数作分析,研究其各分区降水的时、空变化特征和演变规律.结果表明:(1)河南省4月和10月降水量和雨日数具有明显的区域性分布特征,均呈现北少南多、东北少西南多的特点;月平均降水量从北向南增大主要是雨日数从北向南的增加起决定性的作用,其中以中雨雨日数的增加起主导作用.(2)4月各分区降水量和雨日数的年际演变趋势均呈减少趋势;10月各分区的降水量呈减少趋势,但雨日数的年际演变呈现不同的趋势,个别分区强度较小降水(小雨和中雨)的雨日数呈增加趋势.(3)从旱涝年份情况上看,4月和10月各分区在31年中均以干旱、少雨年居多,并且均以无降水日、小雨雨日占多数.其中,4月河南省最北部的分区(分区1)和最南部的分区(分区5)是干旱年出现最为频繁的区域,其余分区干旱年出现的频数较接近;各等级强度降水的雨日数均以分区5最多,以分区1最少;10月河南最北部的分区(分区1)是旱涝年发生最为频繁的区域,其余分区旱涝年出现频数较接近,各等级强度降水的日数均以河南最南部的分区(分区4)最多,而分区1最少.这些结果对河南省开展人工增雨作业布局规划和人工增雨效果检验是有重要参考价值的.     

基于位温的小麦发育期的小网格推算方法

在小麦晚霜冻害定量评估和遥感定量监测中, 需要不同空间尺度的冬小麦发育期网格资料。 该文以河南省为研究区域, 根据大气的物理特性, 提出一种机理性强、考虑地形、基于位温的气象资料的小网格推算方法, 并在小麦发育期小网格推算中具体应用。 首先根据河南省不同气候类型, 对其进行生态分区; 利用二十多年小麦发育期观测资料, 分别建立不同分区内小麦返青-拔节期积温数理方程; 在内插资料时为了考虑海拔高度的影响, 在ARCGIS软件支持下, 利用位温方程和状态方程, 通过推算出小网格上的位温、 计算不同海拔高度的气压等气象要素, 进而推算小网格上的气温资料, 最后依据小麦发育期积温模型, 推算与遥感监测资料相匹配 (分辨率为1.1 km×1.1 km) 的小麦拔节期网格资料。 结果表明: 利用此种方法推算的小麦发育期平均绝对误差在 2 d 左右, 在小麦晚霜冻害监测允许的误差范围内; 通过推算位温、气压等方法间接推算气温再推算小麦的发育期, 较不考虑海拔高度直接内插气温及其他进行高度订正的方法误差有所减小。