南宁站蒸发皿蒸发变化特性及成因分析

基于南宁气象站1954-2012年气象数据,采用距平法、Mann-Kendall检验法、突变分析法及相关分析法等方法分析了蒸发皿蒸发的变化趋势以及蒸发皿蒸发与其他气象要素（降水、气温、日照时数、风速、相对湿度等）的相关性,识别影响蒸发皿蒸发变化的主导因素。结果表明：1954-2001年期间,蒸发皿蒸发主要呈现下降趋势;日照时数与蒸发皿蒸发的相关性最高,其次为风速和相对湿度,说明影响南宁站蒸发皿蒸发变化的主要因素是日照时数、风速及相对湿度。     

气候变化对河北省宁晋县冬小麦 低/高产年产量的影响

采用河北省平原区粮食生产大县宁晋县1982—2018年冬小麦产量数据和对应气象数据,对其进行Mann-Kendall（M-K）趋势检验和Sen斜率分析,利用HP滤波法将冬小麦产量分离为气候产量和趋势产量,筛选产量变化较大的年份并揭示主要气象影响因子,进而分析冬小麦产量与气候变化的关系。研究结果表明：冬小麦生育期平均气温、最高气温和最低气温均呈显著上升趋势,上升幅度分别为0.05、0.03和0.07 ℃/a,平均风速呈显著下降趋势,下降幅度为-0.01 m·s-1·a-1;冬小麦实际产量多年平均值为5 330 kg/hm2,实际产量和趋势产量均呈显著上升趋势,气候产量无明显变化趋势,但是变化范围为-1 245~1 376kg/hm2（-41%~26%）,说明年际间变化较大;分析典型高产年和低产年气候要素对冬小麦产量的影响,发现播种 返青期极端低温（1986年12月8日和9日日最低气温达到-21.2 ℃,1993年1月14—25日最低气温平均值达到-14.1 ℃）,拔节-抽穗期补灌不及时（1993年）以及种植后期降水量过多（2008年）会导致小麦减产,日照时数的提高和播种-拔节期气温的升高有利于小麦高产;不同年份造成减产的主导气象要素不同表明了气候要素对小麦减产的复杂性,而不同年份造成增产的主导气象要素相似则表明了气候要素对小麦增产的一致性。     

新疆地区气象要素变化对潜在蒸散发量的影响

基于乌鲁木齐站和喀什站1954—2008年气象资料,运用P-M法计算了各站点的潜在蒸散发量,运用Mann-Kendall非参数统计检验法统计分析了两站气象要素的变化趋势,并分析了各气象要素与潜在蒸散发量的相关性。结果表明:①1954—2008年,喀什站气温和相对湿度呈显著上升趋势,风速呈显著下降趋势,乌鲁木齐站气温呈显著上升趋势,风速和日照时数呈显著下降趋势;②气象要素的变化趋势不具有规律性,不同季节的变化趋势不同;③气温、风速、日照时数与潜在蒸散发量均呈正相关关系,相对湿度与潜在蒸散发量呈负相关关系,气温和相对湿度是乌鲁木齐站潜在蒸散发量的主要影响因素,气温和风速则是喀什站潜在蒸散发量的主要影响因素。     

新疆焉耆盆地参考作物蒸散量变化的气象因素定量分析

本文根据新疆焉耆县气象站1961—2010年逐日气象观测数据,采用Penman-Monteith模型分析了ET0对最高气温、最低气温、风速、日照时数、相对湿度的敏感性,并结合各气象要素的多年相对变化定量探讨了影响ET0变化的主导因素。结果表明:近50年来,研究区ET0以-1.818mm/年的趋势减少,夏季减少趋势最显著,1983年前后ET0发生突变。平均风速和日照时数的敏感系数较低,但其减小趋势极显著,多年相对变化较大;全年、春、秋和冬季对ET0变化的主导因子是平均风速,夏季是日照时数。     

气象因子和土壤水分变化对河北省夏玉米产量的影响

利用国家农业气象站河北省10个站点2001年-2010年的农业气象、夏玉米产量和农田土壤湿度等资料,采用线性回归分析等方法,研究了河北省夏玉米产量与降水量、积温及土壤湿度之间的关系。结果表明:多数站点夏玉米产量与降水量、积温、土壤相对湿度呈正相关关系。在夏玉米生长季节内当降水总量为250～450mm、积温大于2 200℃、土壤相对湿度大于田间持水量的70%时,河北省玉米产量可达其最高产量的70%以上。若降水量低于250mm,需通过灌溉补充土壤水分,以保障玉米产量。     

气候变化对灌区农业需水量的影响研究

气候变暖不仅影响水资源量及其时空分布的变化,而且也会使农作物蒸发蒸腾量增加,从而加剧农业水资源供需矛盾。因此,研究气候变化对农业需水量的影响对保障农业用水安全具有重要的意义。本文利用陕西省宝鸡峡灌区11个气象站28 a的气象资料,分析了灌区气候变化特征;计算了主要作物需水量和农田灌溉需水量;利用单因素敏感性分析法研究了气候变化对农业需水量的影响。研究结果表明:灌区年平均气温显著上升,降水量持续下降,蒸发量明显增大,大部分地区相对湿度和风速显著下降,而日照时数有所增加;冬小麦、玉米、棉花和油菜生育期需水量明显增加;各气候因素对农田灌溉需水量影响顺序为:降水量>相对湿度>最高气温>日照时数>平均气温>风速,气温的上升、相对湿度的下降、降水量的减少以及日照时数的增大使作物需水量明显增大,而灌溉面积减小使农业需水量有减少的趋势。     

陕西省潜在蒸散发的敏感性及变化成因分析

潜在蒸散发(ET_0)是准确估计作物需水量和合理制定农田管理制度的重要参考依据,分析其对气象要素的敏感性对评估区域陆地水资源利用效率具有重要意义。根据陕西省1955-2015年的20个气象站的逐日实测气象数据,利用Penman-Monteith方程计算逐日ET_0,应用敏感性公式计算ET_0对最高气温、最低气温、相对湿度、平均风速、日照时数等5个关键气候要素的敏感系数,探究敏感系数的时空分布规律及变化趋势;并结合气象要素的多年变化定量分析的变化ET_0成因。结果表明:(1)ET_0对气象要素的敏感系数年内变化幅度依次为:相对湿度日照时数最低气温风速最高气温。(2)陕西省年均ET_0对气象要素的敏感程度均在"中"等级以上,相对湿度最为敏感;年际敏感系数显著增减变化趋势南北差异大,且空间分布特征表现不一。(3)ET_0与关键气候要素之间呈现的复杂非线性关系,使各气象站ET_0变化的主导气象要素也不尽相同,存在明显空间差异。     

滦河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

以滦河流域5个气象站1957 -2008年的气象资料和4个水文站1956-2000年的天然径流资料为基础,采用Mann - Kendall非参数趋势检验法、累计距平法、滑动平均法等方法,分析了流域内气温、日照时数、降水量、相对湿度等主要气象要素以及径流量的变化趋势.结果表明:绝大部分气象站点的年均气温都表现出显著上升趋势,Kendall倾向度为0.28 ～0.43℃/10a;年日照时数均呈显著减少趋势,Kendall倾向度为3.32～8.21 h/a;降水量均呈减少趋势,但不显著,夏季降水量的减少趋势最为显著;相对湿度除承德气象站有显著增大趋势外,其他站点均呈现下降趋势,其中乐亭站达到显著下降水平;径流量均呈不显著减少趋势,潘家口水库水文站年入库径流量的Kendall倾向度为-1799万m3/a.     

流域水文气象变化趋势及相关性分析

采用Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析法,对松花江流域及水资源二级区1956-2010年的水文气象要素进行趋势分析,并采用Pearson相关系数方法,分析了研究区天然径流与气象要素之间的相关关系。趋势分析结果表明:松花江流域的气温呈显著上升趋势,降水呈不显著的减少趋势,日照时数、相对湿度和风速呈显著的减小趋势,潜在蒸散发呈显著增加趋势,天然径流深呈不显著的减少趋势。相关性分析结果表明,影响天然径流变化的主要因素是降水量,蒸散发变化也对径流有较为显著的影响作用,相对湿度减少和温度升高也在一定程度上通过对蒸散发的影响间接作用于径流变化。     

河北省潜在蒸散量时空变化特征及气候影响因素

潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,准确估算和科学分析其气象影响因素,对于优化调整农业种植结构及合理配置水土资源具有重要意义。根据河北省及相邻行政区内24个气象站点1960-2016年的逐日气象数据,采用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量(ET0),利用敏感系数和贡献率对ET0变化的气候影响因素进行分析,结果表明:近57年来河北省ET0多年平均值为1 095.70mm,整体呈显著下降趋势,平均下降幅度为-8.91mm/(10a);ET0年内变化率夏季最高,冬季最低;ET0空间分布大致自西向东呈半环状递减趋势,四季与年尺度格局基本一致。河北省年平均ET0对相对湿度表现为负敏感,对其他气象因子表现为正敏感。ET0年变化对各气象因子的敏感程度依次为相对湿度>最高气温>平均风速>日照时数>平均气温>最低气温,其变化对气象因子的敏感性存在空间差异。平均风速是河北省ET0全年及春、秋、冬三季变化的主导因子,日照时数为夏季ET0变化的主导因子。空间分布上,西北部地区ET0变化的主导因子为平均气温,东北部地区为日照时数,中南部及沿海地区ET0变化的主导因子为平均风速。该研究成果可为水资源的优化配置及区域干旱评价提供一定的理论支撑。     

气象因子在海河流域蒸发悖论中的作用机理

蒸发是水文循环的重要环节。利用Mann-Kendall趋势检验方法检测了海河流域1961-2006年蒸发皿蒸发量的演变趋势。结果表明:海河流域蒸发皿蒸发量呈现出显著的下降趋势。利用相关分析、偏相关分析和主成分分析方法,研究了蒸发皿蒸发量与平均气温、相对湿度、平均风速和日照时数4种气象因子之间的关系。基于这4种气象因子,建立了模拟蒸发皿蒸发量的经验公式(E-THWS公式),并利用这一公式的微分形式揭示了这4种气象因子在海河流域"蒸发悖论"中的作用。结果表明:平均气温和相对湿度对海河流域蒸发皿蒸发量的增加作用要小于平均风速和日照时数的减少作用;平均风速的下降是蒸发皿蒸发量下降的主要原因。     

南水北调西线工程引水区气候变化趋势分析

以南水北调西线工程引水区及邻近地区共13个气象站近60年的降雨、温度、日照时数、平均风速、平均湿度、平均水汽压资料为基础,分别运用Mann-Kendal法、Hurst系数法和小波方法对气象系列进行趋势、持续性和周期性分析。结果表明:各气象站温度年序列均呈显著上升趋势,而四季中的冬季上升尤为明显;降雨年序列92%的站点呈不明显上升趋势,但在春季上升显著;日照年序列64%的站点呈下降趋势。在空间分布上,气候因子趋势显著的站点多集中在河源段。各气象因子的Hurst系数均大于0.5,说明系列正持续性效应明显,未来变化趋势与过去基本一致。此外,各气象因子序列具有较明显的6¹8年震荡周期。     

三峡水库蓄水后库区气候要素变化趋势分析

为获取三峡水库建成蓄水后各种水循环要素的变化情况,基于2004～2016年库区12个沿江代表站的气象数据,采用趋势分析法和相关分析法研究了三峡库区相关气候要素的变化情况,并与前人的相关研究成果对比,探讨其变化趋势及变化原因。结果表明:水库蓄水后,由于下垫面的改变,水库年均气温呈弱的下降趋势,年均降水量与降水日数增加,年均相对湿度减小,风速增加,蒸发量下降;影响蒸发量的主要因素是年均气温、年均相对湿度与日照时数。研究成果可为气候变化背景下三峡库区水分、能量循环研究提供理论依据和参考。     

基于气象因子敏感性的参照蒸散发简化计算模型

Penman-Monteith（P-M）参照蒸散发计算模型参数众多,对于实测资料匮乏地区,难以适用。基于四川若尔盖湿地1980~2007年的月值气象数据,利用单因子分析法,并结合DAAG共线性诊断、残差标准差、F检验和t检验,对影响该地区参照蒸散发的气象因子的敏感性进行分析可知,按敏感性大小排序依次为最高气温、日照时数、最低气温、最大相对湿度、最小相对湿度及风速。运用多元线性逐步回归法,建立了由各气象因子构成的参照蒸散发的优化计算模型。利用P-M计算结果作为参照值,对所构建模型进行了验证。结果表明,该优化计算模型有效可行,可替代P-M模型计算若尔盖湿地蒸散发量。      

Relative importance of meteorological variables in evapotranspiration: Factor analysis approach

Evapotranspiration is the most important variable next to rainfall in the context of irrigation to crops and it is a multivariate phenomenon as it is influenced by many hydrological variables. In this paper, the relative importance of different variables involved in evapotranspiration has been investigated through a multivariate technique, namely factor analysis. Monthly data pertaining to eight meteorological stations located in two tropical states of India are used in this analysis. Factor analysis was applied to determine the relative effect of rainfall, temperature (maximum and minimum), wind speed, relative humidity, and sunshine duration on evapotraspiration. The analysis was performed in two stages: in the first stage, the principal components were obtained and in the second stage, a set of factors was derived using Varimax factor rotation. Three factors were extracted which explained more than 85% of the total variation in the original data set. The identified factors were related to physical processes influencing the evapotranspiration. The results of the study reveal that the variables, relative humidity, temperature, and wind speed, are those with the most influence in the evapotranspiration process, in that order. The variables rainfall and sunshine duration have been found to have less influence on the ET process.     

京津冀地区近 55 年气候演变特征分析

基于京津冀地区22个气象站1961-2015年的逐月气候资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检测、Morlet小波分析、反距离权重插值(IDW)等方法,研究了近55a来京津冀地区气象要素的时空演变规律。结果表明:(1)京津冀地区整体呈现出降水减少、气温上升、日照减少、相对湿度降低、风速下降的趋势。(2)各气候要素都在1979-1989年间发生了突变,年降水在1996年发生了第二次突变。(3)各气候要素均表现出多时间尺度耦合的复杂特性,其第一主周期尺度介于8~25a之间。(4)年均温由南向北递减,中、西部为升温速率的高值区;降水及其变率均自东向西递减;日照时数由南向北递增,而其变率则与之相反;相对湿度由东南向西北递减,其变率则由西南向东北递减;平均风速及其变率的高值中心均为张北和塘沽。     

黑龙江省参考作物蒸散量变化及气象因子分析

为研究中纬度寒区参考作物蒸散量时空变化及影响因子变化,揭示参考作物蒸散量与各气象因子间响应关系,基于黑龙江省34个标准气象站点数据资料,运用Penman-Monteith公式方法计算逐日参考作物蒸散量。利用累积距平、气候倾向率、趋势分析和突变检验、Hurst指数方法,分析了黑龙江省参考作物蒸散量时空变化特征及气象因子间响应关系,明确了产生差异性的主要原因。结果表明:整体上,黑龙江省1990—2019多年平均参考作物蒸散量呈下降趋势;春季相对湿度是影响参考作物蒸散量变化的主要气象因子,而冬季影响参考作物蒸散量较大的气象因子是平均气温;全省高蒸散区集中在以泰来为中心的西南部,低蒸散区集中在以呼中为中心的西北部;风速和气温是影响黑龙江省南部地区参考作物蒸散量变化的主要气象因素,相对湿度是影响北部地区参考作物蒸散量变化的主要气象因素;对未来变化趋势预测表明,黑龙江省Hurst指数为0.60~0.69,说明未来参考作物蒸散量变化呈与现在相同的下降趋势且具有一定持续性。