黑龙江省≥10℃积温时空变化特征

积温是作物种植界限的重要参考依据, 分析其变化特征可为农业气候区划、合理种植农作物等提供科学依据. 基于黑龙江省62个气象站点1961-2014年的逐日平均气温资料和地理信息数据, 采用多种气候统计方法, 建立多元线性回归模型, 分析了近54年来黑龙江省≥10℃积温的时空变化特征.结果表明: 1961年以来, 黑龙江省≥10℃积温初日明显提前, 终日显著推迟, 持续日数增加,≥10℃ 积温显著上升, 在1994年发生突变;≥10℃积温随着纬度的增加逐渐降低, 随海拔的升高而减少, 低于1 900℃积温区域所占面积有逐年减少的趋势, 2 700℃以上积温区域所占面积呈显著增加趋势; 随着黑龙江省积温的增加, 积温带明显向北、向东移动, 第一和第二积温带面积显著增加, 第六积温带面积显著缩小.     

气候变暖对甘肃夏秋季作物种植结构的影响

采用≥0℃、≥10℃积温和<0℃负积温与冬小麦、春小麦、玉米种植面积对比分析.结果表明:陇中旱作区<0℃负积温与冬小麦种植面积为显著正相关、与春小麦种植面积为显著负相关;≥0℃积温与河西灌溉区春小麦和陇东南旱作区冬小麦种植面积为较显著负相关;≥10℃积温与河西和河东玉米种植面积为显著正相关.气候变暖使陇中冬小麦种植面积迅速扩大、春小麦种植面积减少;陇东南冬小麦和河西春小麦种植面积减少;甘肃省玉米种植面积迅速扩大,夏秋作物种植结构发生显著改变.     

基于DEM的农业指标温度分析——以甘肃河东地区为例

基于甘肃河东地区61个气象近30a(1971—2000年)的气温资料计算了≥0℃、≥10℃积温;利用地理信息系统(GIS)技术对≥0℃和≥10℃积温进行了数据栅格化.结果表明:甘肃省河东地区≥0℃积温、≥10℃活动和有效积温与经度和海拔的相关性达到极显著水平,推算积温与实际积温的相对误比较小,数据栅格化的≥0℃积温、≥10℃活动和有效积温空间分布比实际积温更突显地域差别,这种巨大差异对农业结构的多样性发展提供了条件;气候变暖使热量资源增加,对农业的影响还与降水资源有关系.     

全球变暖、长江水灾与可能损失

全球大幅度变暖,使得水循环加快,蒸发和降水增强。长江中下游地区在20世纪90年代已呈现出明显增温趋势,达到 0．2～0．8℃,最大增温区域在长江三角洲地区。降水在长江流域中下游地区增加明显,增加值为5％～20％。20世纪90年代是继50年代后,长江流域性洪水灾害高发的10年。长江流域是我国经济发展的核心地区,对长江流域725个县洪水灾害脆弱性分析结果表明,近 1／3的地区是洪水灾害高脆弱性地区。按照1998年社会经济状况,若遭遇1954年型、1991年型、1996年型和1998年型的洪水时,洪水灾害造成的可能损失分别为589、55、70和196亿美元。气候模拟预测表明,21世纪长江流域地区的增温可能达到 2．7℃,导致降水可能增加 10％,径流可能增加37％。在全球变暖的趋势,以及区域社会经济可持续发展造成不透水面积增大和单位经济价值升高的共同影响下,长江流域发生相当于1870年、1954年和1998的千年、百年和20年一遇洪水的可能性增大,甚至可能发生超过上述频率的特大洪水。     

暖湿气候对赛里木湖的影响

赛里木湖集水面积1408km²,湖面面积457km²,最大水深86m,总蓄水量210×10⁸m³,是新疆最大的高山湖泊,湖面海拔2073m,四周高山环绕.20世纪80年代以后,赛里木湖及邻近地区,气温逐渐升高,降水增多,气候趋向暖湿.20世纪80年代气温比前20a平均升高0.4～0.6℃,90年代气温比80年代升高0.3～0.4℃,比前20a平均升高0.7～1.0℃,比前30a平均升高0.6～0.8℃.20世纪90年代,切德克水文站降水量比多年平均多5.4%;匹里青水文站降水量比多年平均多7.0%;温泉气象站增加最多,比多年平均增加20.3%.赛里木湖相邻地区降水径流增多,赛里木湖区的降水径流增大,导致湖水位上升.     

1961-2005年新疆博州地区农业热量因子的时空变化

利用Mann-Kendall检验法分析了新疆博州地区1961-2005年的气候生长期、无霜期、大于10 ℃活动积温、夏秋季平均气温、 夏半年炎热天气等农业热量因子的时空变化特征. 结果表明: 1)博河上游地区1981-2005年25 a气候生长期缩短了7.8 d;博河中游与艾比湖以南地区1961-2005年45 a气候生长期分别延长12.4 d 和6.7 d;2)博河上游地区终霜显著提前, 25 a间无霜期延长了17.0 d, 博河中游与艾比湖以南地区初霜显著推迟, 45 a里无霜期分别延长了15.8 d和13.5 d. 3)≥10 ℃活动积温初日普遍提前, 终日普遍后推, 积温累积值普遍增加;博河上游一带25 a≥10 ℃活动积温持续期延长了16.5 d, 博河中游与艾比湖以南地区45 a间分别延长了17.6 d与4.5 d;4)艾比湖以南地区6-8月里的炎热天气平均以0.8～1.1 d·(10a)-1的速率显著增加, 年炎热天气平均以3.2 d·(10a)-1左右的速率增加;5)博河上、中游与艾比湖以南地区夏秋季(8-9月)平均气温分别以0.20、 0.40、 0.17 ℃·(10a)-1的速率增加;6)博州农业热量"高值中心"强度增加不大, 但高值区域扩大化, 离高值区越远, 变幅越大.     

乌鲁木齐河源区44a来气候变暖特征及其对冰川的影响

应用乌鲁木齐河源区大西沟气象站1961-2004年44 a逐日气象观测资料,从最高、最低气温、日较差及积温变化角度分析了河源区的气候变暖特征.结果表明:最低、最高、年平均气温、冬季极端最低气温均呈升高趋势,并且最低气温的上升幅度大于最高气温的上升幅度,呈非对称性变化;气温日较差有显著变小的趋势;日照时数有变少的趋势,可能与大气中水汽含量的增加、云量增多有关,显示了大气水汽温室效应在气候变暖过程中的重要作用.河源区云量出现主要在下午到晚上,其增多显示的水汽温室效应使最低温上升明显,进而对冰川的消融和冰川冰的增温产生影响.计算了稳定通过T≥0℃的气候积温,其与冰川物质平衡相关性最大.最后讨论了积温变化趋势与1号冰川物质平衡的关系以及冰川对气候变化的敏感性.     

2050年前气候变暖冰川萎缩对水资源影响情景预估

根据有不确定性的综合预测 ,到 2 0 5 0年左右青藏高原温度可比 2 0世纪末升高 2 .5℃左右 ,其导致冰川强烈消融的夏季升温为 1.4℃ ,将使平衡线上升 10 0m以上 .冰舌区消融冰量超过积累区冰运动来的冰量 ,冰川出现变薄后退 ,初期以变薄为主融水量增加 ,后期冰川面积大幅度减少 ,融水量衰退 ,至冰川消亡而停止 .考虑冰川大小 ,冰川类型响应气候变暖的敏感性有重大差别 ,应用新编中国冰川目录的统计数据 ,选择若干区域 ,预估 2 0 5 0年前冰川萎缩对水资源影响情景 .祁连山北麓河西地区 ,天山北麓准噶尔盆地南缘 ,天山南麓吐鲁番 哈密盆地的多数出山河流的冰川 ,以面积小于 2km2 者占绝对优势 ,对气候变暖最为敏感 ,衰退迅速 ,本世纪初期出现融水量高峰 ,中期融水量减少 ,对每条河流的影响以 10 6～ 10 7m3 ·a-1计 .少数流域如疏勒河、玛纳斯河等 ,冰川融水量占河川径流 1/ 3以上 ,有若干 5～ 30km2 左右中等规模冰川存在 ,预期至本世纪中期才出现融水高峰 ,融水增加值以 10 8m3 ·a-1计 .塔里木盆地周围高山冰川总面积达 2 2 0 0 9km2 ,有面积超过 10 0km2 、冰舌为厚表覆盖的大冰川 2 2条 ,退缩缓慢 ,冰川融水量在叶尔羌河、玉龙喀什河与阿克苏河等占 5 0 %～ 80 % .现在塔里木河干流主要靠天山西南部     

东北地区冬半年积雪与气温对冻土的影响

利用东北地区121个气象站逐日冻土深度、积雪深度、平均气温、地表平均气温及降水量数据,分析了1964—2017年冬半年冻土的变化特征及气象要素对冻土的影响。结果表明：东北地区积雪深度、平均气温、地表平均气温与冻土深度相关系数较高,降水量相关性不大。20世纪60年代平均气温、地表平均气温及负积温最低,最大冻土深度为历年代最深;随着气候变暖,最大冻土深度以6.15 cm?（10a）^-1的速率显著减小。冬半年平均最大冻土深度为123 cm,呈显著纬向分布,自辽东半岛向大兴安岭北部递增;随纬度和海拔高度的增加,平均气温和地表平均气温降低,负积温增加,且由北向南地气温差增大。最大冻土深度全区有90%以上的站点减少,减少速率以0.1~10 cm?（10a）^-1为主。冻土持续时间随纬度升高而增加,月最大冻土深度和积雪深度最大值分别出现在3月和1月,最大冻土深度的增加要滞后于积雪深度的增加。由于积雪对地温的保温作用,积雪深度较浅时,冻土深度增加较明显,随着积雪深度的增加,冻土深度变化较小,积雪对冻土起到了保温的作用。对于高纬度地区站点,30 cm左右为积雪的保温界限值;对于沿海站点,积雪保温的界限值在5 cm左右;在相同地形下,冻土深度较浅区域积雪的保温值因海拔高度、气候特点而异。最大冻土深度对地表平均气温升温的响应更为显著,地表平均气温和平均气温每升高1 ℃,最大冻土深度将减小8.4 cm和10.6 cm,负积温每减少100 ℃?d,最大冻土深度减少4.9 cm。     

大兴安岭区域未来气候变化趋势及其对湿地的影响

基于未来2种排放情景下的RCM-PRECIS输出的大兴安岭区域气温与降水量预测数据,采用Mann-Kendall(简称M-K)非参数检验法和线性倾向率法,分析大兴安岭区域2015-2050年气候变化趋势及其对湿地的影响.结果表明,在未来2种情景下,2015-2050年的年平均气温升高显著,A2情景的增温速率(0.54℃·(10a)^-1)高于B2情景(0.41℃·(10a)^-1),与东北地区增温速率(0.56℃·(10a)^-1)一致,B2情景增温速率低于东北地区增温速率;大兴安岭区域自2032年气温开始出现增暖突变现象,增温幅度显著增大.2种情景下季节平均气温的增温速率大小依次为夏季、冬季、春季和秋季,A2情景夏、冬、春、秋季分别为0.59、0.56、0.56、0.52℃·(10a)^-1,B2情景分别为0.48、0.47、0.42、0.37℃·(10a)^-1;各季突变增温时间点和增温趋势显著时段存在差异.2种情景下2015-2050年的年降水量有微弱的减少趋势,M-K检测基本无显著变化;季节降水总体而言,大兴安岭区域未来36a降水量仍以夏季为主,占全年降水量的60%左右;春季和秋季次之,各占全年降水量的18%~19%.未来大兴安岭区域气候呈现暖干化趋势,其中21世纪20、40年代大兴安岭湿地受到气候暖干化的胁迫相应较强,未来气候暖干化趋势是大兴安岭湿地生态系统萎缩和退化的主要诱因之一,未来大兴安岭湿地生态系统仍将受到气候暖干化趋势的巨大威胁,面临萎缩和严重退化趋势.     

全球变暖情景下黑河山区水循环要素变化研究

利用有关水文气象台站的观测资料,对近50年来黑河上游山区流域降水、气温与径流深等水循环要素的变化进行了分析,结果表明：该区域的平均气温变化总体上呈上升的趋势,且其升温幅度高于全球过去50年的升温幅度;降水与径流的变化均呈增加的趋势,但增幅不是十分显著,且径流增长的增幅要大于降水量,这意味着径流的增长并不完全依赖降水的增加,气温上升导致的冰川和高山积雪及地下冻土层融水增加也是影响黑河上游山区流域径流变化的重要原因。根据降水和气温未来的变化趋势,预计在未来50年中, 除非遭遇到特别极端的气候组合,黑河山区径流仍将维持过去50年来缓慢增加的趋势,但增幅非常有限,最大变幅基本在目前多年均值的±5%左右。     

高原地区农作物水热指标与特点的研究进展

通过对作物农业气象条件鉴定、作物农业气象试验研究、作物生态气候适应性分析和作物农业气候区划以及农业气象灾害调查记载对比评估分析等手段, 整理和总结了髙原地区7种粮食作物、6种经济作物、6种特色作物、7种瓜果作物和4种中药材等共计30种农作物水热指标以及冬小麦和春小麦土壤水分指标. 高原地区作物水热指标具有4个明显特点, 釆用不同积温界限值来确定不同作物属性热量指标, 喜凉、中性、喜温和喜热作物分別釆用≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃和≥15 ℃积温界限值作热量指标. 不同温度带作物适宜的热量指标差异明显, 有随温度带愈冷凉作物热量指标呈偏低的趋势. 不同水分气候区作物水分指标差异较大, 有随湿润度增加作物水分指标呈递减的趋势. 作物水热指标随气候变化而发生缓慢变化, 气候变暖使作物全生长期延长, 对同一熟性品种而言, 需要热量指标比变暖前有提高趋势; 气候变干使作物水分指标有增加趋势. 农作物水热指标是衡量作物适生种植的重要标准, 是引种、作物布局、栽培管理、髙产优质安全生产的重要科学依据, 是气象为农业服务必不可少的基础资料, 也是服务工作的前提.     

河西内陆河流域出山径流对气候转型的响应

对甘肃河西内陆河流域出山径流变化过程与趋势的研究表明,从20世纪80年代中后期开始,受西风环流降水的影响,祁连山区中、西部的黑河、疏勒河流域的气候环境发出了由增温变干转为变湿的讯号,具体表现为随着山区气温升高,降水量增加,出山径流相应增大.采用区域气候模式预测和水文统计模式的计算,亦同样证实出山径流有显著的增加趋势.但受季风影响的祁连山东部的石羊河流域则尚未出现这种转变,从20世纪50年代起,出山径流量持续下降,表明其气候环境仍向增温变干的方向发展.     

塔里木河源流水资源变化趋势预测

在分析了塔里木河流域源流40a来的水量变化及其影响因素的基础上,选择有物理意义的气温、降水作为预报因子,并用PPR建模,预测在西北气候转向暖湿的背景下塔里木河流域水资源量.预测的结果:气温升高0.5～2.0℃,5条源流水量将随着气温的升高而增加;降水增加10%～30%,冰川融水占比重大的河流随降水增加年径流量减小;气温升高2.0℃降水增加10%～30%,年径流量增加明显,但随着降水增多又有所减少.     

青藏铁路沿线多年冻土区地温场变化规律

青藏铁路通过约550km的多年冻土区,统计和分析青藏高原多年冻土分布区主要气象台站的资料可以看出,近30a来高原多年冻土区的气候变化总的趋势是向着气温升高的方向发展的,气温的变化对多年冻土热状态的扰动主要表现在地温场的变化上.30多年来高原气温升高0.45℃左右,并引起冻土地温平均升高了0.2～0.3℃.分析青藏铁路通过的多年冻土地区典型地段测温孔资料,发现多年来气候转暖已经使冻土上部(20m以上)地温明显升高,影响深度已经波及到了40m.     

宋元时期中国西北东部的冷暖变化

根据历史文献中的作物种植界线、种植制度变化、植物及异常气象水文物候等记载,并辅以树轮、湖泊沉积等自然证据指示的冷暖变化状况,分析了宋元时期(960～1368A.D.)我国西北地区东部的冷暖变化特征。主要结论是： 960A.D.前后,西北东部地区冷暖程度与今(即 1951～1980年)基本一致; 960s～1040s,气候逐渐增暖; 1040s～1110s,气候较今暖; 1110s以后,气候转冷; 12世纪末,气候又再次明显转暖; 1260A.D.之后,温度下降,自13世纪末进入寒冷期。西北东部的这一冷暖变化过程不但与毗邻地区湖泊、特别是树轮等所指示的冷暖变化过程较为一致,而且与中国东部地区的冷暖变化也基本一致,但13世纪后期的降温幅度较中国东部更为明显。     

过去2000年中国东部冬半年温度变化

根据近年收集、整理的历史文献冷暖记载及过去有关研究结果,对中国东部地区过去2000年冬半年的温度状况进行了定量推断,重建了中国东部地区过去2000年分辨率为10～30年的冬半年温度距平变化序列,并分析了中国东部过去2000年的冷暖变化阶段与变化幅度。结果发现:在过去2000年中,中国东部冬半年温度高于1951～1980年平均值且持续时间超过百年的暖期有4个,其中最暖的30年出现在1230’s～1250’s(较1951～1980年高0.9℃);低于1951～1980年平均值且持续时间超过百年的冷期有3个,其中最冷的30年出现在1650’s～1670’s(较1951～1980年低1.1℃)。在冷暖期之间相互转换的过程中,冬半年温度一般都出现1℃左右的升、降温;在冷暖期内,一些幅度较大的升、降温也与之相仿;在相邻的两个30年中,温度变化幅度达0.5℃以上的有19次之多。对比过去2000年中的冷暖交替变化还可以看出:20世纪回暖时的升温幅度与过去2000年中的其他回暖过程所出现的幅度相似,特别是与5世纪末至6世纪的回暖极为相似;而在当前温暖阶段中,1981～1999年较1951～1980年升高了0.5℃,不但使其接近过去2000年中的最暖30年,而     

全球气候增暖对甘肃农作物生长影响的研究进展

系统总结了甘肃省科技攻关重大项目“甘肃干旱生态环境对全球气候变暖的响应研究”等3个课题的主要成果和研究进展。在揭示甘肃省现代气候变化基本特征是冬暖夏干的基础上,比较系统地综述了越冬作物（冬小麦、冬油菜）、喜凉作物（春小麦、马铃薯、胡麻）和喜温作物（玉米、棉花、酿酒葡萄）等8种主要农作物的生长发育、适生种植区高度和种植面积、产量和品质等对现代气候变化的响应特征。现代气候变化对甘肃农作物生长的影响非常突出,已对农作物安全生产与农业可持续发展构成了严重威胁。其研究结果为建立现代农业发展模式,旱作农业生产机制,农作物安全生产提供科学的指导意见。     

气候变化对玛纳斯河的径流量影响预测模拟分析

山区积雪和冰川融水径流是内陆干旱区的重要水资源, 研究全球变暖情景下温度对融雪径流的影响具有重要意义. 以典型的内陆河玛纳斯流域上游为例, 利用基于度-日因子算法的SRM(Snowmelt Runoff Model)融雪径流模型, 根据当前变化趋势和年内分配模拟出20种假定来模拟未来气候情景(气温上升1 ℃、 2 ℃、 3 ℃、 4 ℃和降水变化率为0、 ±10%、 ±20%的随机组合情况)下的河道径流量, 从而计算出径流量的变化率, 分析了温度和降水变化对径流量的影响. 结果表明: 对于以雪冰融水为主要补给的玛纳斯河, 随着温度和降水的增加, 径流量也会增加, 并会使融雪径流提前. 假定降水量不发生大的变化, 温度增高1 ℃, 径流量增大13%~16%; 在气温一定时, 降雨量增加10%, 径流量增加2%左右, 说明气温和降水都对干旱区内陆河山区径流形成具有重要影响. 该研究对制定气候变化情景下的水资源适应对策具有重要指导意义.