2025年 03期
近60年来长江中下游地区极端气候变化特征分析
常清;尹红;张宁;王靖;乔嘉伟;利用中国2 419个气象观测站点的逐日最高气温、最低气温、降水量资料，基于气候变化检测和指数专家组(ETCCDI)定义的26个极端气候指数，采用MK-Sen趋势分析法，通过与中国1961—2022年的极端气候演变趋势对比，对长江中下游地区的极端气温、降水进行了变化特征分析。结果表明，1961年以来长江中下游地区的极端暖事件增多、加强，持续时间加长，而极端冷事件减少、减弱，持续时间缩短，且极端暖事件的增强程度大于极端冷事件的减弱程度。2022年长江中下游地区TXx(年最大日最高气温)、TNx(年最大日最低气温)、TX90p(暖昼)、TN90p(暖夜)、WSDI(持续暖日日数)突破历史极值，该区发生了极端高温。1961年以来长江中下游地区的降水呈增多、增强趋势，而2022年该区域降水强度骤降、强降水频率骤减，持续性干旱频率增多，该区发生了极端干旱。高温、干旱复合叠加，加剧了长江中下游地区暖干化程度。研究结果可为长江流域积极应对气候变化、防灾减灾提供科学依据。
1963—2022年庆阳市日照变化特征分析
王娟;焦美玲;韩晶;陈帆;贺涛;根据1963—2022年庆阳市的日照时数、总云量、相对湿度等观测资料，采用统计学方法和ArcGIS空间插值技术对近60年庆阳市日照时数的时空变化特征进行分析。结果显示：近60年，庆阳市日照时数明显下降(-23.6 h/10 a),20世纪70年代日照最充足，21世纪10年代日照最少，20世纪90年代以后日照呈阶梯式持续减少，年日照在2010年发生了突变；各季日照时数除春季(11.6 h/10 a)增加外其余三季(夏季-16.2 h/10 a、秋季-10.7 h/10 a、冬季-2.9 h/10 a)均呈现不同程度的下降趋势，春季日照时数整体充足，秋季和冬季近10年明显偏少；1963—2022年，庆阳市平均日照时数在2 268.7～2 537.3 h之间，北部最多，中南部次之，东北部最少，除华池县(18.7 h/10 a)和庆城县(5.5 h/10 a)日照时数呈增加趋势外，其他各站日照时数均有显著下降的趋势，总体特征和各个时间段都有西北部向东南部逐渐递减的特征；日照时数与总云量、相对湿度相关性极强，其次是水汽压，与大风日数相关性最弱。研究结果可为庆阳市发展光伏产业提供技术支撑。
山西省夏半年降水集中特征研究
李梦军;李清华;刘晓洁;李瑞萍;为探究山西省降水年内分布情况，揭示区域旱涝时空分布内在规律，利用山西省108个国家气象观测站1979—2022年5—10月逐日降水资料，应用经验正交函数(EOF)、Mann-kendall(MK)趋势分析等方法，分析了山西省夏半年降水集中度(PCD)和集中期(PCP)的时空分布特征，探讨了其空间分型及变化规律。结果表明：山西省夏半年降水量呈增多趋势(15.8 mm/10 a),PCD平均值为0.33,年际变化不明显，PCP平均值为7月30日，呈显著推迟趋势(4.0 d/10 a);山西夏半年降水量呈南多北少分布，PCD由西南向东北递增，PCP由西南向东向北递减，降水量较少(多)的区域降水集中(分散)且集中期较早(晚);EOF分解PCD和PCP主要为全区一致型，其次为南北反位相分布，再次为中部地区同南北反位相分布；降水量、PCD、PCP对暴雨、干旱的影响存在协同作用。研究表明PCD和PCP能够作为描述区域降水的补充参数反映旱涝特征，对防灾减灾及区域水资源管理具有参考意义。
保定上空可降水量特征及其与降水的关系
马鸿青;董疆南;徐义国;王亚婷;为深入了解河北省保定市上空水汽的时空分布，基于2018年12月—2021年11月保定市6个地面观测站逐时降水和地基全球定位系统(GPS)可降水量(Pwv)以及第五代欧洲再分析资料(ERA5),采用统计学方法对各代表站Pwv时间变化及其与降水的关系进行了深入分析。结果表明：GPS-Pwv月际变化存在明显的单峰型，海拔与GPS-Pwv存在反向关系。季节不同GPS-Pwv距平日变化有差异，春季，西北部山区和平原代表站GPS-Pwv平均距平日变化均为双峰结构，浅山区代表站为多峰结构；夏季，GPS-Pwv平均距平日变化都以单峰结构为主，各站出现最大变幅；秋季，浅山区和平原代表站为多峰结构，西北部山区代表站和春季类似；冬季各站GPS-Pwv平均距平日变化平缓，各站出现最小变幅。降水与GPS-Pwv存在密切关系，GPS-Pwv峰值出现时刻比降水开始时间滞后0～2 h发生的频次最高，其次是超前降水1～3 h。受不同天气系统影响，降水期间Pwv大小和降水结束之后Pwv变化趋势均不相同，降水效率与Pwv峰值高度相关。此研究不仅揭示了本地水汽的时空变化特征，而且为降水预报提供了有利的技术支撑。
新疆昌吉州春季高山积雪边缘线变化及其影响分析
冯娟;买吾拉夏·木巴热克;张伊婕;刘宗会;周国宏;以新疆昌吉回族自治州春季2010—2022年逐日MODIS积雪产品提取的积雪边缘线高度数据与气象站点观测的温度、降水以及坡度为主要数据源，利用积雪持续时间比率法、空间插值法、回归分析法等方法分析昌吉州春季积雪边缘线高度的空间分布规律及其影响因素。结果表明：近13年昌吉州春季积雪边缘线高度缓慢上升，平均积雪边缘线高度2010年最低(2 574.7 m),2012年最高(2 912.7 m)。在春季积雪边缘线高度场上，昌吉州南部山区积雪边缘线高度等值线分布密集，且变化梯度较大；北塔山区域分布较稀疏。温度、降水和坡度对昌吉州春季积雪边缘线高度的相对贡献率分别为32.2%、63.7%和4.1%,且在不同区域其相对贡献率存在差异。降水是影响昌吉州春季积雪边缘线高度的主要因素，昌吉州东部山区(阜康市至木垒县)最为明显，其次为西部山区(玛纳斯县至昌吉市),最后为北塔山区域，相对贡献率分别为73.3%、62.8%、57.5%。
鲁西北日光温室农业小气候资源分析
吴泽新;王萌萌;高霞;张全军;以德州市3个县有代表性的日光温室为例，研究鲁西北日光温室内与外温度的关系，分析日光温室光、热和空气湿度等设施农业小气候资源，为设施农业引种、新品种推广、合理调整种植时间、减轻气象灾害等提供技术支撑。基于2017—2022年5个日光温室作物生长季逐日气象资料，运用数理统计和对比分析方法，分析气温、地温、太阳总辐射、空气湿度的平均状况、极值以及其变化规律；探讨不同天气状况下室内气温变化特征。结果显示，日光温室增温效果显著，秋春季日平均气温增升3～8℃,冬季增升12～15℃,阴雨、寡照天气严重影响增温效果；室内气温与室外一样有明显的日变化，室内增温比室外快，晴天最高温度出现时间比室外提早1.8 h,多云天气提早1.5 h,阴天提早1.0 h,而最低气温出现时间比室外晚1.0 h左右；生长季各月平均气温在14.0～20.6℃,1月最低，4月最高，极端最高气温可达47.0℃,极端最低气温达-0.2℃,耕作层平均地温在13.8～19.5℃,日太阳总辐射7.8～15.5 MJ/m2,空气相对湿度在80%左右。研究表明鲁西北日光温室小气候资源较丰富，能满足喜温蔬菜或作物生长发育，但也可能发生低温冷害、冻害以及高温热害等灾害。
气候变化背景下气象灾害对河北省主要粮食作物产量的影响分析
王朋朋;薛思嘉;谭国明;张晓辉;周士茹;利用1980—2022年河北省夏玉米、冬小麦产量数据以及同期河北省气象灾情资料，分析气候变化背景下河北省主要气象灾害演变规律，并运用通径分析法，探讨影响主要粮食作物产量的直接影响因子与间接影响因子。结果表明：河北省夏玉米与冬小麦生育期内均呈平均气温升高、降水量增多、日照时数减少的特点，与夏玉米相比，冬小麦生育期内气候条件的变化幅度更大。主要气象灾害中成灾面积最大的是旱灾，其次为风雹灾、水灾、病虫害，冷冻害成灾面积最小。近43年河北省气象灾害总成灾面积呈减少趋势，其中旱灾、病虫害成灾面积减少，风雹灾、水灾、冷冻害的成灾面积增加。通径分析结果显示，影响夏玉米生产的主要气象灾害排序依次为旱灾、病虫害、风雹灾、水灾、冷冻害，影响冬小麦生产的主要气象灾害排序为旱灾、风雹灾、病虫害、水灾、冷冻害；旱灾是影响河北省主要粮食作物生产的主要气象灾害；与冬小麦相比，夏玉米受气象灾害的影响相对较小。
基于历史统计资料分析京津冀地区农产品投入减碳特征
薛思嘉;王朋朋;杨梅;刘园园;李璠;张皓;为探讨京津冀地区农作物生产碳排放特征，利用2003—2022年京津冀地区耕地面积、作物产量、农作物种植面积、农产品投入物用量等历史统计资料，引入LMDI方法，分析京津冀地区农作物生产的碳排放特征以及影响因素。结果表明：近20年京津冀地区农作物生产投入物用量呈先增加后减少趋势，农用柴油用量峰值出现在2007年，化肥、灌溉、农药、农膜用量峰值出现在2012—2014年之间；各投入物碳排放变化趋势与用量变化类似，峰值均出现在2007年，2022年碳排放量较2007年减少了45.4%。在各投入物碳排放量中，化肥的排放量最高，其次是农用柴油、灌溉、农药、农膜，在碳排放总量中占比分别为45.3%、42.6%、5.7%、3.3%、3.1%。京津冀地区农作物生产单位产量、单位面积碳排放强度均呈先升高后降低趋势，均于2007年达到峰值，2022年单位产量、单位面积碳排放强度分别较2007年降低了51.4%、40.2%。化肥和农用柴油是京津冀地区最主要的农作物生产碳排放源，农作物生产投入物的碳排放受到多种因素影响，其中效率因素是研究期间主要的减碳因素，经济因素是研究期间主要的增碳因素。
基于大数据的胡萝卜气象灾害时空演变特征与预警分析
孙沛;孟莹;郜凌云;贾越;方缘;为及时分析胡萝卜气象灾害时空演变特征，对不适合胡萝卜生长的气候灾害进行预警保护，从而提高胡萝卜产量，本文提出了一种基于大数据的胡萝卜气象灾害时空演变特征与预警分析方法。该方法从时间和空间两个维度分析了胡萝卜在异常温度和异常降水气象灾害下的演变特征和气象要求，进而获得气象灾害等级、灾害指数及风险值；基于胡萝卜生长需求，通过实时监测作物栽植的气象变化，并布设监测点获取数据；利用熵权法计算当地气温和降水两个指标的权重，得到预警模型的预警等级；此外，利用大数据面向农户建立长时间记忆神经网神经元预警模型，在多雨、高温情况下进行灾害预警。实验结果表明，本文提出的方法能够有效实现灾害预警，在该方法的指导下胡萝卜产量提升了82.8 kg/hm2,可为胡萝卜及其他农作物的气象灾害防御提供参考。
软土深基坑的空间变形效应研究
郭淋;李忠享;陆海军;为有效掌握软土区基坑的空间变形特征，以基坑支护结构坑顶沉降、侧位移及地表竖向沉降为研究对象，先结合现场监测成果开展基坑现阶段的空间变形特征分析，再利用鸟群算法、Elman神经网络和混沌理论构建基坑变形组合预测模型BSA-Elman-CT,并通过其预测结果评价基坑空间变形的发展特征。结果表明：在基坑现阶段空间变形特征中，坑顶沉降变化范围为12.43～20.08 mm,均值为16.68 mm,均小于变形预警值；随深度增加，侧位移呈现先增加后减小特征，且随施工过程持续，对应变形值呈增加趋势，但增加幅度不同，统计得到的最大侧位移值为25.55 mm,也小于变形预警值；随距基坑边缘的距离增加，地表竖向沉降逐步减小，当距离达8～14 m后，基坑施工对周边土体的沉降影响基本可以忽略，且地表沉降也在控制范围内。同时，通过变形预测，支护结构坑顶沉降和侧位移的后续变形呈小速率增加规律，这两类监测项目的累计变形具有收敛趋势；但地表竖向沉降不仅会进一步增加，且增加速率偏大，收敛特征不显著。总体来看基坑空间变形特征较为显著，可为其施工安全评价提供理论参考。