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文章标题：The impact of intra-annual temperature fluctuations on agricultural temperature extreme events and attribution analysis...
标题译文：中国年内温度波动对农业极端温度事件的影响及归因分析
发表期刊：Science of the Total Environment
在线时间：2024.07.26
通讯作者：房世波
作者单位：中国气象科学研究院
研究背景
Background
全球平均表面温度自 19 世纪下半叶以来上升了 1.09 ℃，引起了对长期温度变化趋势的广泛研究。温度变化呈现出非恒定和非线性模式，表现为各种时间尺度上的波动和振荡。特别地，年内温度波动对农业生态系统有显著影响，但目前对年内温度波动与农业极端温度事件之间定量关系的了解尚不充分。文章基于1960-2022年中国九个农业区域的日气象数据，目的是研究年内温度波动的变化，并量化这些波动对作物生长期极端农业温度的影响。此外，还进行了气候指标的归因分析。
主要结果
Results
温度波动的年内和日际变化：
日平均温度的标准差与中国的日平均温度呈明显的负相关。年内温度变化在DOY1-DOY90期间最为显著。随着温度的持续上升，从DOY 91-DOY300标准差逐渐降低，之后又逐渐增加。
年内温度波动的时空变化：
多数区域的年内温度波动呈现轻微下降趋势，1989年之后比之前更低，尤其在区域IV中统计显著。空间分布上，从北向南年内温度波动呈现显著的下降趋势，且与纬度显著正相关。区域V与其他区域相比，尽管平均温度相似，年内温度波动却更低，可能与地形和植被覆盖有关。
年内温度波动对农业极端温度事件的影响：
年内温度波动在生长期间适度加剧了极端农业热冷事件，由于作物物候期加速和与气候变暖不同步的雨热条件而给农业生产带来了严重挑战。在几乎所有地区，温度波动与极端温度之间的正相关比例远大于负相关比例（站点百分比：20.5%），而负相关仅集中在中国南方（站点百分比：3.7%）。
年内温度波动的归因分析：
空间分布上，平均气温、相对湿度和海拔与年内温度波动呈负相关，而与作物蒸散发（ET0）呈正相关。这些因素综合影响了年内温度波动的空间分布，其中平均气温影响最大。时间分布上，大气环流指数和海表温度变化直接影响了年内温度波动。
文章图表
Figures & tables
Fig. 1: 研究区域概览，包括气象站点分布、种植系统和主要作物。
Fig. 2: 不同年同一日温度的时间分布垂直比较：(a) 日温度箱形图和标准差，箱表示不同年份同一日的站点平均温度；(b)：不同地区日标准差变化。
Fig. 3: 基于五天滑动标准差的不同地区1960年至2022年年内温度波动的时间变化：(a) 年变化；(b) 日变化。
Fig. 4: (a)中国年内温度波动的空间分布及(b) 与纬度的趋势。
Fig. 5: 各区域阈值下年内温度波动与农业极端温度事件相关性的热图：*表示相关性达到显著水平（P < 0.05），**表示相关性达到极显著水平（P < 0.01）。
Fig. 6: 各站点年内温度波动与极端温度事件相关性的空间分布：P和N分别表示具有统计学意义的正相关和负相关，P < 0.05确定统计学意义。以下相同。
Fig. 7: 年内温度波动的空间分布和相关性散点图：(a) 平均温度，(b) 相对湿度，(c) 参考作物蒸散发（ET0），(d) 海拔。
作物生理生态
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