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2022年  13卷  第4期

研究报告
海南岛气候特征分析
吴胜安, 邢彩盈, 朱晶晶
2022, 13(4): 315-323. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.001
摘要:
为了更全面系统地了解海南岛的气候特征,更好地服务于经济和社会,利用海南岛18个市县气象站1951—2020年的逐日和逐月气象观测资料,从气候态、极端态和灾害态对海南气候进行了分析,结果显示:海南各地年平均气温均高于23 ℃,中部山区低东南沿海高,月际变化呈近似对称的单峰型分布,6—7月达最高;年雨量900 mm以上,东西差异大,五指山脉东部和东南迎风侧降水高值中心可达2 000 mm以上,月际变化呈阶梯状、非对称单峰型分布,高峰月在9月;年日照时数在1 700 h以上,沿海高于北部内陆和中部山区,月际变化呈双峰型分布,主峰在7月、次峰在5月、低谷在2月,显示出明显的雨、热、光同季特征。海南岛北部极端最高气温高于南部,两者均在38 ℃以上,高值中心可达41.1 ℃;中部山区极端最低气温低于四周,最低值达−1.4 ℃;各地最多年雨量在1 500 mm以上,最少年雨量少于1 500 mm;最长连续雨日在26 d以上,多出现9—10月,最长连续无雨日接近或超过30 d;各地最大日雨量超过300 mm,最大过程雨量在600 mm以上。海南岛高温集中在5—7月,全岛平均高温日约20 d,呈北多南少分布;五指山以北地区低温阴雨较为常见,年均低温阴雨过程1~2次,低温阴雨日数约10 d,五指山以南相对罕见;暴雨日数东多西少,全岛平均年暴雨日约8 d,月际分布呈非对称单峰型,5—10月平缓增多,10—11月断崖式下降;暴雨灾害以单站暴雨为主,半岛范围暴雨是小概率事件,全岛性暴雨非常罕见,均出现在2000年后;气象干旱常见,西部和南部沿海冬春连旱频繁,在秋季台风降雨少时,其他地区也易见冬春连旱。
海南岛干旱的气象特征及监测指标
李伟光, 张京红, 刘少军, 车秀芬, 陈小敏, 邹海平
2022, 13(4): 324-330. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.002
摘要:
为科学制定应对干旱措施,减轻干旱对海南生态和生产的影响,从降水分布、干旱成因、干湿状况、水分平衡及监测指标等角度描述海南岛干旱的气象特征。结果表明,海南岛降水时空分布不均匀:冬春少、夏秋多,空间上东多西少;从干湿指数看,11月到翌年4月气候干燥,5月开始逐渐变湿,8、9、10月最为湿润。地表实际蒸散发量中间山区高,四周平原台地低。从月降水满足实际蒸散发需水量的能力来看,海南岛的冬春季节降水充沛月比例较低,普遍在20%以下;南部和西部尤为严重,监测海南岛干旱发生发展,旱季适宜用6个月或12个月时间尺度的 SPEI指数,而雨季适宜用3个月时间尺度的SPEI指数。
海南岛30年空中云水资源时空特征分析
李光伟, 邢峰华, 敖杰, 毛志远
2022, 13(4): 331-338. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.003
摘要:
为了解海南岛空中云水资源的时空分布特征和变化趋势,利用ERA-I再分析资料分析了1981—2010年海南岛夏半季、冬半季、年平均大气可降水量(PW)、总云量(TCC)、低云量及高云量的时空分布特征。结果表明:海南岛区域PW存在明显的时空差异,具有南湿北干、海洋大于陆地、夏半季大于冬半季的特点,海南岛年平均PW低值中心位于五指山地区,南海海域为相对的高湿区;海南岛西部及华南沿海是华南地区年平均总云量低值区,华南地区高值中心位于四川盆地东部,南海南部是次高值区域,海南岛夏半季和冬半季总云量最大值分别为63.20%和54.26%;海南岛夏半季以高云为主,高云量大于44%,冬半季以低云为主,低云量最大值为41.88%,高云量则普遍小于17%;海南岛PW年变化为明显单峰结构,8月为峰值。30年海南岛PW和总云量年平均距平存在较明显的年代际变化。
影响海南岛的热带气旋强度和路径的主要特征(1949—2020年)
吴佳妮, 樊晶, 李勋, 邢彩盈
2022, 13(4): 339-347. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.004
摘要:
为了探索影响登陆海南岛热带气旋(TC)的基本规律,助力防灾减灾及热带高效农业高质量发展,利用中国气象局1949—2020年TC最佳路径数据集,对影响及登陆海南岛TC强度和路径主要特征进行统计分析。结果表明:(1)影响海南岛TC的数量下降趋势明显,平均每10 a下降4.857个,其中热带低压和台风强度等级以上的TC下降趋势最明显,登陆海南岛TC数量下降趋势不显著, 影响海南岛的TS数量则呈明显上升趋势;(2)6—10月是TC登陆海南岛的频发期,9月达到频数峰值;(3)影响海南岛较弱强度TC的生成源地大部分位于南海东北部海面,较强TC主要源自菲律宾以东至加罗林群岛之间的洋面;(4)TC登陆海南岛后重新入海,平均历时10.8 h。TC登陆海南岛时强度越弱(强),越有可能在穿越海南岛时强度维持(衰减)。
两类季风槽特征及海南岛的强降水机制
陈红, 郭冬艳, 吴俞, 李勋
2022, 13(4): 348-357. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.005
摘要:
为了提高海南季风槽暴雨预报水平,深入了解南海季风槽天气气候特征及其对强降水形成的影响,提高海南季风槽暴雨预报水平,利用NCEP再分析资料(1°×1°)及海南岛降水资料,统计分析了2001—2020年的5—9月205次南海季风槽活动及海南岛强降水(3站以上暴雨)过程的时空分布特征,季风槽位置按分为两类(Ⅰ、Ⅱ类),分别对其强降水过程的高低空环流形势场和物理量场进行多样本合成对比分析。结果表明:(1)影响海南的季风槽过程年均出现10.3次,年均58.4 d,一次过程平均5.7 d,其中强降水占7.1%,主要发生在8月和9月,Ⅰ类季风槽在8月最活跃,9月最易产生强降水,Ⅱ类季风槽最活跃和强降水占比最高的月份均为9月,两类强降水的暴雨高频区分布差异较大,Ⅱ类更容易出现极端降水。(2)高层南亚高压的辐散作用、中低层强盛的季风和季风槽是发生强降水的前提,但季风槽位置不同导致影响降水的系统配置有区别。Ⅰ类强降水的发生与季风槽切变线位置、结构密切相关,季风将水汽和能量向槽区输送,季风槽低层辐合、高层辐散的配置特征使低层的对流和上升运动得以建立和加强从而产生降水,暴雨高频区与切变线南侧、气旋式环流右侧辐合条件最强的区域对应;Ⅱ类则与季风槽北侧低空急流有关,低层水汽和能量通过低空急流向位于急流左前方的海南岛输送,并在海南岛产生强烈的辐合上升运动,导致强降水发生。(3)降水强弱分布与海南岛钟状特殊地形结构也有紧密联系,两类季风槽暴雨高频区均与地形强作用区有很好的对应,但由于低层背景风不同,二者存在明显差别。
4种配对方法在海南秋季雷达定量估测降水中的效果对比
董凌宇, 林晓斌, 翁小芳
2022, 13(4): 358-366. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.006
摘要:
为了获得更稳定、更精确的海南秋季暴雨定量降水估测产品,利用2017—2018年9—11月海口多普勒雷达体扫复合仰角资料和自动气象雨量计资料,采用传统配对法、概率配对法、窗口概率配对法和窗口相关配对法,分别得到不同区域的气候Z-R关系,并对小时雨强和面雨量估测降水误差进行对比分析。结果表明,4种配对法均存在对弱降水事件估测偏大,强降水事件估测偏小的倾向;估测降水的效果随雷达探测距离的增大而下降;PMM法优于其他3种方法,小时雨强的平均绝对误差在4 mm·h−1以下,面雨量偏差最低仅为2.1%。
海南省自动土壤水分站数据质量控制方法研究
施晨晓, 羊清雯, 陈珍莉, 刘霄燕, 王小洁
2022, 13(4): 367-375. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.007
摘要:
为了提高土壤水分观测数据的准确性,利用2013—2018年海南省自动土壤水分资料,根据土壤水分自动站的观测原理及观测数据的特点并结合海南省气候特征,统计分析得到不同土层不同土壤要素的阈值,提出一种适用于小时土壤水分观测资料的可行质量控制方案。结果表明,将质量控制方案应用到2019年全省自动站土壤水分观测小时资料中,海南省土壤水分自动观测数据质控方案具有很好的适用性;全年各月可用率均在90%以上;除9月外,平均可用率均在97%以上;与现行的RASM审核软件相比,降低了错检率和漏检率。
气象条件对中国橡胶树种植的影响
刘少军, 蔡大鑫, 佟金鹤, 李伟光
2022, 13(4): 376-381. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.008
摘要:
为了有效规避气象灾害的影响,充分利用气候资源优势,挖掘橡胶树(Hevea brasiliensis )的产胶潜力,笔者从气象条件对全球橡胶树种植分布及中国橡胶树种植区北界的影响、气象灾害(台风、寒害)对中国橡胶种植区的影响、中国橡胶树种植气候适宜区分布、中国橡胶树主产区产胶能力差异及原因等方面入手,归纳总结了气象条件对中国橡胶树种植的影响,并就如何保障中国天然橡胶稳产高产提出如下建议:首先要合理选择橡胶树栽培种植的气候高适宜区开展种植;其次要加强橡胶树抗风、抗寒、抗旱等高产栽培技术的研究;同时,在整个橡胶产业布局优化中,需要保证在高气候适宜区内有一定面积的橡胶战略性种植,大力发展橡胶树的林下经济;强化橡胶生产气象服务保障工作,减少极端天气气候事件对橡胶生产的影响。
两系杂交水稻南繁制种安全敏感期低温过程的气候特征
吴慧, 陈小敏, 邢彩盈, 朱晶晶, 吴胜安, 胡德强
2022, 13(4): 382-390. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.009
摘要:
为了给两系杂交水稻南繁制种生产安排提供气象参考,利用海南岛南部4个两系杂交水稻南繁制种市县1961—2020年气象观测站逐日气温资料,采用线性倾向估计和小波分析方法,统计分析了这些地区两系杂交水稻制种育性安全敏感期低温过程的气候特征及其变化。结果表明:(1)4个市县两系杂交水稻制种安全敏感期多年平均低温日数为3.6 d·a−1,低温日数从多到少依次是东方、乐东、陵水、三亚。近60 年平均低温日数最多时期主要出现在3月26日和3月17日,但最近10 年主要出现在3月24—26日。(2)大部分低温过程持续时间为3~7 d,>10 d和< 3 d的低温过程出现概率低,并且只发生在东方和陵水。(3)近60年,低温过程次数、总日数、最长持续时间、出现范围呈现出显著的线性减少、缩短、减小趋势。但2010年以来,一些年份低温过程次数仍然偏多,有近半数年份出现了大范围低温过程,个别年份出现罕见的长时间低温过程。在气候变暖背景下,近10年部分市县、部分时段低温气候风险由最高等级下降为最低等级。(4)4个市县年平均低温过程次数、总日数和最长持续时间均具有显著的短周期振荡特征。在南繁水稻制种生产中应充分考虑3月中旬至4月中旬的低温气候风险。
琼中绿橙气候品质认证技术研究
张亚杰, 陈升孛, 杨静, 张明洁, 张京红
2022, 13(4): 391-396. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.010
摘要:
为了助推琼中绿橙气候品质认证工作,提升绿橙的附加值和市场竞争力,以琼中县国家气象站1981—2010年和区域自动气象站2020年的气象观测数据为资料,从种植气候适宜性、当年生长季气候条件、企业生产管理水平等3方面,选取琼中绿橙气候品质认证指标,构建了琼中绿橙气候品质认证模型。对2020年11月份采摘的琼中绿橙进行了气候品质等级认证,认证评分为93.5分,等级为“优”。
基于MODIS NDVI的海南岛植被覆盖面积的反演技术
杨静, 张亚杰, 张京红, 张明洁
2022, 13(4): 397-403. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.011
摘要:
为了给合理监测海南岛植被生态环境变化提供理论依据,基于2015、2017年海南岛MODIS NDVI数据、地表覆盖数据,利用一元线性拟合、均方根误差分析、相关系数分析等方法开展了海南岛植被覆盖面积反演技术研究。结果表明:2015年海南岛最主要的地表覆盖类型为森林,主要分布在五指山山脉一带;其次是耕地,主要分布在海口、临高、澄迈、文昌、东方等沿海一带;植被覆盖面积(森林、草地、灌丛、湿地)占总面积的65.67%,2017年地表覆盖状况与2015年类似;海南岛植被覆盖率总体较高,中部山区市县植被覆盖率高于沿海市县,其中,五指山植被覆盖率最高,其次是琼中、白沙;海口植被覆盖率最低,其次是文昌、定安;海南岛NDVI植被覆盖面积反演的最佳阈值为0.70,在此阈值下,NDVI对2015、2017年植被覆盖的空间识别率分别达78.64%、78.74%;海南岛各市县植被覆盖面积与NDVI反演值的最佳拟合模型为:y=0.898 9x+62 708 142.60,拟合值与真实值的相关系数为0.91,均方根误差占平均值的17.50%,较反演值误差减少了7.23%,沿海市县植被覆盖面积拟合偏差率较大、内陆市县拟合偏差率较小。
海南岛臭氧污染时空特征及其成因分析
符传博, 佟金鹤, 徐文帅, 刘丽君
2022, 13(4): 404-409. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.012
摘要:
近年来,海南岛臭氧污染特征及其来源分析和防治工作引起了普遍重视。海南岛城市臭氧(ozone, O3)浓度较稳定,但O3污染超标事件还是时有发生。从最大8 h滑动平均O3浓度(O3-8h)和超标天数上看,其分布特征呈现海南岛北部和西部偏高,中部、东部和南部偏低;其月变化表现为“双峰型”,最大值出现在10月份。人为排放的氮氧化合物(NOX)和挥发性有机物(VOCS)是海南岛O3污染产生的重要前体物;高温、低湿、低风速和有利风向会造成O3浓度升高;气候变化也会在一定程度上影响着海南岛O3污染的变化。
海南气候康养指数的构建及评估
张京红, 张明洁, 张亚杰, 杨静
2022, 13(4): 410-415. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.013
摘要:
为全面定量评估海南省的康养气候条件并明确其在全国的地位,从气候环境康养角度出发,综合考虑气候条件、空气质量、生态环境等与气候康养密切相关的自然资源,采用加权指数求和的方法构建气候康养指数,并统计分析了2016—2019年海南省18个市县(三沙市除外)及长春、北京、杭州、西双版纳等国内23个城市,共41个城市的逐月和四季气候康养指数。研究结果表明:(1)海南省18个市县1−12月的气候康养指数均排在全国41个城市的前列,尤其是11月到翌年4月,康养气候条件优势明显;(2)春、夏、秋3季:气候康养条件以中部地区的五指山、白沙和琼中最优;冬季:除五指山、白沙外,南部的保亭和三亚康养气候条件最优;(3)总体而言,中部地区的五指山、白沙、琼中康养气候条件最优。
综 述
海南岛主要农业气象灾害特征及防御措施分析
陈小敏, 李伟光, 梁彩红, 白蕤, 吴慧
2022, 13(4): 416-421. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.04.014
摘要:
为减轻气象灾害对海南农业生产造成的损失,对海南岛主要农业气象灾害的危害、时空分布特征和防御应对措施进行了归纳和分析。结果表明,海南农业气象灾害的种类繁多,台风、干旱、暴雨洪涝、低温和高温热害等都严重影响海南的农业生产;各种气象灾害具有明显的时空差异。应加强农业气象灾害的监测、评估、预警和生物技术研究,科学应对气候变化对农业生产的影响,提高农业、农村防灾减灾能力和水平,促进海南农业的健康稳定发展。