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寒地大豆气候生产潜力特征及其对气候变化的响应

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1615-1624页

作者：李秀芬吴双赵放朱海霞宫丽娟姜丽霞王萍赵慧颖黑龙江省气象科学研究所哈尔滨150030 中国气象局东北地区生态气象创新开放实验室哈尔滨150030 黑龙江省生态气象中心哈尔滨150030 哈尔滨市气象局哈尔滨150000

全面掌握黑龙江省大豆气候生产潜力演变及其对气候变化的响应特征,可为进一步挖掘高寒地区大豆生产潜力、实现大豆稳产高产提供参考和依据。基于黑龙江省80个气象站1961—2020年的气象资料,采用逐步订正法估算大豆光合、光温和气候生产... 详细信息

全面掌握黑龙江省大豆气候生产潜力演变及其对气候变化的响应特征,可为进一步挖掘高寒地区大豆生产潜力、实现大豆稳产高产提供参考和依据。基于黑龙江省80个气象站1961—2020年的气象资料,采用逐步订正法估算大豆光合、光温和气候生产潜力,利用空间插值、统计分析方法研究其时空特征,分析辐射、气温、降水等气候要素变化对气候生产潜力的影响。结果表明:研究期间,黑龙江省大豆光合、光温和气候生产潜力平均值分别为7533、6444和3515 kg·hm^(-2),时间变化上均表现为显著增加趋势,其增幅分别为125.9、182.9和116.1 kg·hm^(-2)·(10 a)-1;在空间分布上均表现为平原高山地低、由西南向东北逐渐减少。与1961—1990年相比,1991—2020年大豆气候生产潜力高值区扩大7.1%,低值区缩小5.1%。大豆气候生产潜力对气候变化响应明显,气候变暖致使黑龙江省大豆的潜在温度生长期延长。热量资源持续增加,配合相对充足的降水,有效减缓了光能资源下降对黑龙江省大豆生产的负面影响。未来“暖湿型”气候有利于全方位提高黑龙江省大豆气候生产潜力。

关键词：高寒地区大豆气候生产潜力气候变化响应暖湿气候

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黑龙江省大豆延迟型冷害指标构建及检验

中国农业气象 2024年第6期45卷 619-628页

作者：闫平季生太姜丽霞王冬妮王晾晾初征王春华陈宛彤于瑛楠田宝星中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 中国气象局东北地区生态气象创新开放实验室哈尔滨150030 黑龙江省气象科学研究所哈尔滨150030 黑龙江省气候中心哈尔滨150030 大连市旅顺口区气象局大连116000

黑龙江省大豆生长季冷害发生频次高、影响重,构建黑龙江省大豆延迟型冷害指标,对大豆防灾减灾、保障大豆安全生产具有重要意义。利用1961-2020年黑龙江省73县(市、区)大豆产量资料及气象站逐日温度资料,以5-9月各月月平均温度之和的距... 详细信息

黑龙江省大豆生长季冷害发生频次高、影响重,构建黑龙江省大豆延迟型冷害指标,对大豆防灾减灾、保障大豆安全生产具有重要意义。利用1961-2020年黑龙江省73县(市、区)大豆产量资料及气象站逐日温度资料,以5-9月各月月平均温度之和的距平值为致灾因子,利用致灾因子和减产率的线性关系确定冷害阈值,构建黑龙江省大豆延迟型冷害指标并验证。结果表明:研究区大豆在5个种植区轻度冷害阈值分别为-1.8℃、-1.9℃、-1.9℃、-2.0℃、-2.0℃,中度冷害阈值分别为-2.0℃、-2.2℃、-2.3℃、-2.4℃、-2.6℃,重度冷害阈值分别为-2.2℃、-2.5℃、-2.7℃、-2.9℃、-3.1℃。经检验,大豆延迟型冷害指标对冷害发生趋势判识平均准确率83%,对冷害发生等级判识平均准确率62%,典型冷害年判识冷害平均准确率93%。综上所述,大豆延迟型冷害指标界定及评价黑龙江省大豆生长季延迟型冷害准确率较高,指标获取容易且实用性强。

关键词：大豆延迟型冷害指标黑龙江省

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2024年黑龙江省农业气象年景分析

现代化农业 2024年第3期 2-4页

作者：季生太陈莉姜丽霞班晋王晾晾殷世平王萍纪仰慧闫平黑龙江省生态气象中心哈尔滨150030 黑龙江省气候中心黑龙江省气象科学研究所/中国气象局东北地区生态气象创新开放实验室/黑龙江省气象院士工作站

基于黑龙江省2024年气候趋势预测结果,结合土壤旱涝预测模型、“十四五”国家重点研发计划项目建立的低温对主要作物生长影响评价模型、黑龙江省气候中心气象灾害风险预估模型,对2024年农业气象年景、作物生长季天气气候趋势进行综合分... 详细信息

基于黑龙江省2024年气候趋势预测结果,结合土壤旱涝预测模型、“十四五”国家重点研发计划项目建立的低温对主要作物生长影响评价模型、黑龙江省气候中心气象灾害风险预估模型,对2024年农业气象年景、作物生长季天气气候趋势进行综合分析,对可能出现的农业气象灾害进行初步预测,并提出相应建议,以期为政府部门统筹布局全省农业生产、农民合理安排农事生产活动提供科学参考。分析认为,2024年年景属平丰年(与近5年比较),影响2024年粮食生产的主要农业气象灾害为春播期东部局地内涝和西南部干旱,出苗期西部干旱和东部局地内涝,春季和夏季阶段性低温,夏季局地大风、冰雹、暴雨、内涝和阶段性干旱等灾害,其中暴雨洪涝和低温冷害发生风险较高。

关键词：农业气象年景分析气象灾害

利用动态阈值决策树分类的华北平原冬小麦动态监测

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农业工程学报 2024年第8期40卷 125-132页

作者：乔梦琦周德成南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

华北平原是中国最大的粮食生产基地,准确监测其冬小麦种植面积及其变化对粮食产量预测和国家粮食安全具有重要意义。然而,不同土地利用产品所估算的小麦面积、空间分布及其动态变化均存在较大分歧,不能有效反映出冬小麦的长期变化特征... 详细信息

华北平原是中国最大的粮食生产基地,准确监测其冬小麦种植面积及其变化对粮食产量预测和国家粮食安全具有重要意义。然而,不同土地利用产品所估算的小麦面积、空间分布及其动态变化均存在较大分歧,不能有效反映出冬小麦的长期变化特征。该研究结合作物物候特征和已有小麦专题数据产品,首先构建动态阈值决策分类算法,以降低传统方法在阈值设定和样本筛选方面的不确定性;进而分析了2003—2022年华北平原区冬小麦播种面积的长期变化规律。结果表明:1)该研究提出的动态阈值决策分类算法能准确地提取冬小麦面积,平均总体精度为93.44%,且与统计数据具有较高的一致性;2)2003—2022年华北平原冬小麦种植面积整体呈上升趋势,不同地区变化类型差异较大;3)研究时段内,持续种植冬小麦的耕地面积仅占各年份种植范围总面积的5%,种植次数低于10 a的面积占比达55%;4)河北省中南部、山东省西部和河南省中北部冬小麦种植面积相对稳定,京津冀地区以及山区冬小麦播种面积变化相对频繁。该研究可为大尺度冬小麦动态监测提供了新的方法视角,并对科学制定耕地调控策略具有重要意义。

关键词：遥感农作物分类动态阈值决策树 MODIS 华北平原

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河南省PM-O双高复合污染的特征及影响因素

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环境科学 2024年

作者：王梦珂曹乐徐力强王宇曦孔海江高萌萌秦阳孟凯赵天良南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室河南省气象台鹤壁市气象局河北省气象科学研究所河北省气象与生态环境重点实验室

河南省大气中的PM2.5-O3双高复合污染对该地区的经济、社会和生活都有重要影响，且呈现出比单一污染更加复杂的性质。因此，使用河南省17个地级市的空气质量数据、地面气象数据、边界层高度和其他污染物(CO)浓度、排放源清单等，深入分... 详细信息

河南省大气中的PM2.5-O3双高复合污染对该地区的经济、社会和生活都有重要影响，且呈现出比单一污染更加复杂的性质。因此，使用河南省17个地级市的空气质量数据、地面气象数据、边界层高度和其他污染物(CO)浓度、排放源清单等，深入分析了河南省2014年5月至2023年12月PM2.5-O3双高复合污染事件的时空分布、形成原因和影响因素，并结合PSCF和CWT方法揭示了复合污染的可能源区。结果表明：①由于政府对PM2.5污染的管控以及疫情影响，2014～2023年河南省双高复合污染事件总体呈现下降趋势，但2022年疫情后的复工复产，复合污染发生频次又出现反弹。2018年前，由于严重的PM2.5污染，臭氧浓度是决定复合污染发生与否的主要因素。2018年后，PM2.5浓度的下降使其重要性上升。特别是河南省5～9月PM2.5浓度的下降，是近年来复合污染发生频次降低的主要原因。②复合污染的月际分布呈现出双峰型，在4月和10月达到峰值，分别对应于臭氧上升、PM2.5下降和臭氧下降、PM2.5上升的两个时期，而7～8月的雨季对复合污染有减轻作用。③河南省复合污染的严重程度为：北部>中部>南部，地形对复合污染的严重程度也有一定影响。④复合污染发生时的气象条件为：温度、比湿和CO浓度适中，介于PM2.5污染和臭氧污染之间，低风速和低边界层高度。⑤2022年河南省发生复合污染期间，除省内东部和北部城市的污染物排放和输送外，省外东部(安徽省)和东北部(山东省)也是其污染的主要源区。以上源区的污染物传输，叠加河南省内的排放，是造成该时期河南省双高污染的重要原因。

关键词：河南省复合污染气象条件排放潜在源贡献分析(PSCF) 浓度权重轨迹分析法(CWT)

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东北地区入春日期变化特征及前期信号场

大气科学 2024年第4期48卷 1392-1404页

作者：李尚锋邵祺多尹路婷高枞亭廉毅吉林省气象科学研究所长白山气象与气候变化吉林省重点实验室/中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室长春130062 东北冷涡研究重点开放实验室沈阳110016

本文利用1961~2020年水平分辨率为0.25°×0.25°的CN05.1日平均气温资料、NCEP/NCAR逐日再分析数据和NOAA逐日海表温度资料,对东北地区入春日期变化特征及前期信号场进行了分析,结果表明:(1)东北地区入春呈由南向北推进的特征,大部地... 详细信息

本文利用1961~2020年水平分辨率为0.25°×0.25°的CN05.1日平均气温资料、NCEP/NCAR逐日再分析数据和NOAA逐日海表温度资料,对东北地区入春日期变化特征及前期信号场进行了分析,结果表明:(1)东北地区入春呈由南向北推进的特征,大部地区集中在第26和27候。东北地区入春日期近60年来呈显著提前的特征。(2)入春偏早典型年份,3月份东北地区地表温度和降水均呈现正距平特征,入春偏晚典型年份则相反;500 hPa环流场上,入春偏早典型年份,西西伯利亚平原、贝加尔湖和勘察加半岛存在一个低压槽、高压脊和低压槽的Ω形态环流配置,而入春偏晚典型年份,乌拉尔山地区存在一个高压脊,其东侧为一个强的斜槽,槽底位于东北地区上空,该环流配置从第22候持续到第26候。(3)入春偏早典型年份,前冬北太平洋最明显的关键区海温信号为赤道中东太平洋呈现类La Niña的模态,北大西洋格陵兰岛以南的海域和西太平洋菲律宾以东的海域为明显的海温正距平,入春偏晚典型年份则位相相反,通过相关分析发现,前冬北大西洋和西北太平洋关键区海温均对东北地区入春日期有较好的指示性。

关键词：东北地区入春日期前期信号环流配置

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多种模式降水预报的稳定性特征研究

气象 2024年第4期50卷 420-433页

作者：曲巧娜吴炜山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省气象科学研究所济南250031

预报的稳定性是指对同一时段在不同时间发布的多时效预报结论的一致性,是模式预报质量的一个重要方面,较大的不稳定性会给使用者造成困扰。为深入了解业务常用模式的稳定性,使用相对标准偏差指标计算不同时效预报的降水量波动大小,并改... 详细信息

预报的稳定性是指对同一时段在不同时间发布的多时效预报结论的一致性,是模式预报质量的一个重要方面,较大的不稳定性会给使用者造成困扰。为深入了解业务常用模式的稳定性,使用相对标准偏差指标计算不同时效预报的降水量波动大小,并改进了Flip-Flop指数(改进后简称FF_(norm)),计算多时效降水量预报变化趋势的翻转程度,衡量预报变化趋势的稳定性,对2种全球模式(ECMWF、NCEP-GFS)、3种区域模式(CMA-MESO、CMA-SH9、HHUPS-ST),在中国6个气候分区中降水预报的稳定性进行对比分析,分为实况有降水和暴雨及以上降水2种情况进行了讨论。结果表明:实况有降水时,相对区域模式来说,全球模式的多时效降水预报的相对标准偏差较小,即模式降水量预报的波动较小;各模式对西南区的西部、东北区的东部以及华南区的南部预报的波动性相对较小,西北区的西部波动性较大。就多时效降水量预报变化趋势而言,2种情况下均为CMA-MESO、NCEP-GFS和ECMWF的稳定性较好,其FF_(norm)指数小于HHUPS-ST和CMA-SH9模式,其中CMA-MESO对西南区、华南部分地区降水量预报变化趋势的稳定性较为突出;CMA-SH9的指数最大,多时效降水量预报变化趋势稳定性较差;各模式对长江中下游地区的FF norm指数相对较大,多时效预报趋势的稳定性较差。有降水时,CMA-MESO随时效临近的降水量预报变化趋势稳定(单调递增、单调递减或不变)的频次最多,其次是NCEP-GFS,2种降水情况下,该2种模式的降水量预报均为随时效临近单调递增次数大于递减次数,且CMA-MESO单调递增特征尤其显著。以上特征能够为模式调试和预报决策提供参考。

关键词：多时效降水量预报相对标准偏差改进的Flip-Flop指数稳定性

西安市大气污染物时空演化特征及对人体健康评价

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环境科学 2024年第6期45卷 3746-3755页

作者：徐传奇白杨唐远薇张欣宇王志瑞呼婧婧杨锦涛山西师范大学地理科学学院太原030031 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测研究站新疆沙漠气象与沙尘暴重点实验室新疆树木年轮生态实验室乌鲁木齐830002

西安市是我国西北政治、经济和文化中心,工业发达,但空气污染事件对社会经济的高质量发展带来极大挑战,探究该地区大气污染特征并厘清其对人体健康产生的影响至关重要.对西安市2015~2021年大气污染物的时空趋势变化特征进行分析;其次,... 详细信息

西安市是我国西北政治、经济和文化中心,工业发达,但空气污染事件对社会经济的高质量发展带来极大挑战,探究该地区大气污染特征并厘清其对人体健康产生的影响至关重要.对西安市2015~2021年大气污染物的时空趋势变化特征进行分析;其次,利用空气质量指数(AQI)、综合空气质量指数(AAQI)和空气质量健康指数(HAQI)结合Air Q2.2.3模型量化各污染物对人体的健康效应.结果发现,研究区整体空气质量呈良好状态,各大气污染物呈现下降态势.污染物主要以PM_(10)、PM_(2.5)和O_(3)为主,地形特征和人为排放的混合式污染是研究区的主要污染特征.AAQI和HAQI相较于AQI对污染水平表现出较好的分类效果,HAQI揭示研究区全年约有80%左右的人口暴露于不健康的空气中,其中冬季暴露于不健康空气中的人群最多,其次为秋季、春季,夏季最少.Air Q2.2.3模型量化出归因于PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、CO、NO_(2)和O_(3)的总死亡率比例分别为0.99%、2.04%、0.41%、1.72%、8.76%和3.67%,且呼吸系统和心脑血管疾病死亡率的可归因比例与总死亡率变化规律较为一致.

关键词：大气污染物时空演化空气质量人体健康超额风险

三峡库区陆地生态系统净初级生产力时空演变及其影响因素

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中国农业气象 2024年第5期45卷 493-505页

作者：范莉叶钊祝好张继朱玉涵中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室/重庆市气象科学研究所/重庆市农业气象与卫星遥感工程技术研究中心重庆401147 重庆市气象学会重庆401147

陆地生态系统碳循环是全球及区域气候变化及人类活动影响研究的重要内容,三峡库区作为长江流域重要的生态环境保护和修复区域,在全球及区域碳循环和气候变化研究中发挥着极其重要的作用。本文基于2000-2021年太阳辐射、气温、CO_(2)浓... 详细信息

陆地生态系统碳循环是全球及区域气候变化及人类活动影响研究的重要内容,三峡库区作为长江流域重要的生态环境保护和修复区域,在全球及区域碳循环和气候变化研究中发挥着极其重要的作用。本文基于2000-2021年太阳辐射、气温、CO_(2)浓度及归一化植被指数等数据,依据C-FIX模型,调整参数建立三峡库区(重庆段)陆地生态系统净初级生产力(NPP)估算模型,引入重心模型、趋势分析等方法定量分析2000-2021年植被NPP时空变化特征,同时利用相关分析方法结合Miami模型定量区分气候变化与人类活动影响NPP的相对作用。结果表明:(1)研究区植被NPP整体呈波动上升趋势,有94%的区域植被NPP变化趋势率为正值,集中分布于长江沿线及以北的大部地区。2000-2021年区域年平均NPP由666.02gC·m^(-2)增加至809.04gC·m^(-2),增幅为17.68%。(2)研究区NPP空间分布整体呈现由东北向西南逐渐递减的格局,年平均NPP767.3gC·m^(-2)·a^(-1),其中NPP>800gC·m^(-2)·a^(-1)的区域占研究区总面积的46%,主要分布在海拔400-900m的区域。(3)研究区植被NPP重心呈现出由西南向东北移动的趋势,说明东北部植被NPP增量和增速高于中西部。(4)研究区植被NPP变化对气温作用更为敏感,植被NPP与年气温的偏相关系数为-0.68~0.94,呈正相关区域占比高达95.6%｡植被NPP与年降水量的偏相关系数为-0.83~0.82,呈正相关区域占比75.7%,分布于长江沿线以北的大部地区及武隆和涪陵的大部区域。(5)气候变化和人类活动对研究区植被NPP变化过程的相对作用存在显著的空间异质性,处于植被恢复状态的区域占总面积的93.63%,其中45.24%的区域受气候变化影响,46.72%的植被恢复区由气候变化和人类活动两者共同作用促成。

关键词： C-FIX模型 NPP 重心模型时空变化三峡库区驱动机制