第一章绪论
众所周知全球气候变化是一个复杂而又重大的热门话题,全球科学家围绕着这一课题进行着卓越而富有成效的研究,特别是全球气候变暖对人类生存环境的影响已经成了全球科学家的共识。全球气候变化影响广泛,其影响领域涉及人类生存的社会系统与之相协调的自然生态系统”,具体来说,人类社会体系受气候变化影响最突出的表现形式是生命财产、社会生产活动和自然灾害的频繁发生的损失逐年增加。同时生命过程的变化与生物物种的变化是气候对自然生态系统影响的主要表现形式。在全球气候变暖大背景下,温度、降水、日照时数在内的主要气候要素值均发生了明显的变化。在北半球生活的人们感受这种变化最为深刻。根据亚洲、北美洲、欧洲、澳洲涉及数千个气象站的几十年乃至近百年的观测资料显示全球气候变化的整体趋势:即平均温度不断升高;降水增多,各地区频繁发生极端天气事件;但地区差异性很大,特别是北半球大陆地区对气候变化反应尤为明显。各国政府对21世纪的气候变化极为关注。由世界上许多国家政府和科学家组成的政府间气候变化委员会在20世纪90年代初、中期、21世纪初三次对全球气候变化状况进行了评估,得出以下结论:1、2000年之前全球地表平均温度已经上升雪盖与冰区范围逐渐减少,非极地冰川出现大范围退缩;20世纪全球海平面平均上升0.1-0.12m、在过去的40年里,近地球内大气层温度增高。因此,研究随着全球气候变暖的大背景导致辽宁农业生态环境的改变,对农作物熟制、布局和种植结构调整方面产生的影响,是一件十分有意义的工作。
1.1选题的目的和意义
随着全球气候变暖的持续发展,必然对局地的气候产生深远的影响。特别是涉及农业生产的气温、积温、无霜期、降水的变化对局地的农业生产必然产生重大而深远的影响。从有关研究现状来看,随着全球气候变暖的大背景辽宁也经历着气候变化的洗礼,这直接导致了农业生态环境的改变,对农作物熟制、布局和种植结构调整都将产生影响。特别是近些年辽宁省气象灾害频发尤其是重大极端气候事件频发对辽宁农业生产的可持续发展产生重要的影响。辽宁省地处中高纬地区,是我国气候变暖趋势较明显的地区之一,属气候变化敏感区。国内外对有关辽宁气候变暖的研究己有不少,但多数只关注时间序列较短的气生产结构布局、耕作制度研究。但在作物引进特别是经济作物引进上气候资源应用较少,另外在服务内容比较单一,具体农业项目的应用案例较少。
1.2国内外开展全球气候变化研究现状
目前国内外研究全球气候变化的重心在于对厄尔尼诺和拉尼娜现象成因的研究。选用工pCC报告中给出了当前计算气候变暖的七种模式:加拿大气候中心模式CCC、日本东京大学模式CCSR、澳大利亚科学与工业委员会模式CS工R0、德国马普研究所模式DKRZ、美国普林斯顿大学模式GFDL、英国气象局模式HADL、美国国家大气研究中心模式NCAR。另外中国气象局国家气候中心模式NCC95、中国科学院大气物理研究所模式GOALS/LASG在预测气候变暖方面效果也不错。目前主要的研究成果如下:
1、英国气象学家沃克在20世纪20年代首先发现科学界称之为沃克环流。沃克主要观点是:厄尔尼诺和拉尼娜现象的产生与walker环流高强度状态的结束(或低强度状态的开始)有关,而且整个环流体系的强度不断在变化,周期时间跨度在3-5年,并且沃克发现环流与厄尔尼诺和拉尼娜现象出现的日期相吻合。
2、与冬半年活动频繁的强东亚大槽活动有关。在ENSO循环动力学研究中,主要在厄尔尼诺事件发生机制方面取得了创新性成果,揭示了东亚冬季风异常对ENSO发生的重要激发作用,研究表明赤道西太平洋暖池次表层海温的异常及其东传是ENSO发生的直接原因。中国学者李崇银研究表明:冬半年东亚大槽的活动强弱是直接导致厄尔尼诺和拉尼娜现象的诱因。如果东亚大槽活动频繁,则在厄尔尼诺发生之前的冬半年,东亚大槽不仅活动频繁,厄尔尼诺现象发生。反之则拉尼娜现象发生。但两种现象均有一共同特点即造成热带中西太平洋地区偏东信风的持续减弱和对流层活动的增强。而造成这一结果的是能量通过地球波动从东南方向扩散到中西太平洋地区,所以说厄尔尼诺和拉尼娜的产生的根本原因在于中西太平洋地区大气环流的持续异常。
3、与地球自转速度变化有关,自50年代以来,地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布,一反常态呈4~5年的波动变化,一些较强的厄尔尼诺年平均发生在地球自转速度发生重大转折年里,特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关,即地转速率短期加速时,赤道东太平洋海温降低;反之,地转速率短期减慢时,赤道东太平洋海温升高。这表明,地球自转减慢可能是形成厄尔尼诺现象的主要原因。分析指出,当地球自西向东旋转加速时,赤道带附近自东向西流动的洋流和信风加强,把太平洋洋面暖水吹向西太平洋,东太平洋深层冷水势必上翻补充,海面温度自然下降而形成拉尼娜现象。当地球自转减速时,“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力,赤道洋流和信风减弱,西太平洋暖水向东流动,东太平洋冷水上翻受阻,因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。
4、与海底火山热泉喷发有关。位于赤道东太平洋海底的火山和热泉,由于地震等地壳运动,造成高达几百度的热液温度喷出,从而引发海水温度持续升高,从而影响正常的上述海域的大气环流规律。
第二章资料与研究方法
2.1资料来源
选取辽宁省52个国家基本气象站和一般站1956来的气候资料和物候期观测资料,来自辽宁省20个国家基本物候观测站,数据跨度为自1981年以来25年。辽宁省气象局气候中心气象档案馆提供所有气候资料和物候资料。辽宁省农业统计年鉴提供农业种植面积和作物产量资料。同时收集了辽宁气候变化中的有关数据和灾情调查,查阅和网上搜索了有关资料。
2.2研究方法
利用线性气候倾向率方法和法进行农业气候资源突变性检测计算辽宁气候变暖的事实;线性趋势倾向率方法验证气候变化对生物物候期变化导向;通过地理信息系统来模拟积温、作物分布区域年代分布多少范围的变化区间。
第三章 辽宁气候变化特征分析 ..........................17-32
3.1 光能资源基本特征及变化趋势....................... 18-21
3.1.1 太阳辐射量基本特征及变化....................... 18-19
3.1.2 日照时数的基本特征及变化....................... 19-21
3.2 热量资源的基本特征及变化趋势....................... 21-26
3.3 无霜期的基本特征和变化趋势....................... 26-27
3.4 水分资源基本特征和变化趋势....................... 27-31
3.4.1 降水量与水资源量的地区分布....................... 27-29
3.4.2 降水率变化趋势分析....................... 29-30
3.4.3 水分盈亏变化趋势分析....................... 30
3.4.4 气候变暖对降水的影响 .......................30-31
3.5 本章小结....................... 31-32
第四章 气候变暖对辽宁农业生产的影响....................... 32-42
4.1 气候变暖对主要农作物种植结....................... 32-36
4.2 气候变暖对自然物候的影响....................... 36-37
4.2.1 春季植物展叶期提前 .......................36-37
4.2.2 秋季植物枯黄期推后....................... 37
4.2.3 自然物候变化直接受温度影响....................... 37
4.3 气候变暖对土壤质量的影响 .......................37
4.4 气候变暖对农业水分资源的影响....................... 37-38
4.5 气候变暖对农作物病虫害的影响....................... 38-39
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