1.1 CropWatch农气监测指标相关性
CropWatch农气监测指标采用农业区域的气候变量的平均值计算(参见附录C的定义以及表1.1 2018 1-4月数值)。
尽管它们用相应气候学变量相同的单位来表示,但采用的是空间平均值,并使用潜在农业产量进行权重计算。例如,在“撒哈拉至阿富汗沙漠”地区,只考虑尼罗河谷和其它耕地区域。“撒哈拉至阿富汗沙漠”是65个全球制图报告单元(MRU)之一,MRU是识别全球气候特征最大的监测单元。MRU尺度的监测指标(降水、温度和光合有效辐射)的相关性直接来自于气候学。例如,降水和温度的正相关(R=0.425)来自于赤道附近温度区域的高降水。
因此,监测指标距平特征在描述监测期间情况上比均值本身更有意义。65%的地区降水接近常年平均,整体降水高于15年(2003-2017)平均的8%。大部分地区温度接近常年平均(偏低0.1°C),65个地区中有58个的光合有效辐射均低于常年平均,导致光合有效辐射整体显著偏低5%。最后,潜在生物量(BIOMSS)依赖于降水和温度,监测期内对潜在生物量的影响80%来自于降水,20%来自于温度。全球潜在生物量均值高于常年平均8%(55%的地区均高于常年平均)。
降水高于常年平均,光合有效辐射低于常年平均是从一年前开始持续至今的特征(表1.1),因为日照是光合作用的主要驱动因子,这必然会对农业产生影响。降水增长是否能弥补日照减少的影响还有待观察,特别是在大部分都是草地的半干旱地区。
表1.1全球制图报告单元(MRU)2018年1月-4月与过去15年同期降水、温度和光合有效辐射距平(%)
监测期 | 年份 | CropWatch Indicator | ||
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| 降水 | 温度 | 光合有效辐射 |
1-4月 | 2017 | +13% | -0.2°C | -2% |
4-7月 | 2017 | +9% | -0.1°C | -2% |
7-10月 | 2017 | +6% | +0.1°C | -3% |
10月-1月 | 2017-2018 | +8% | -0.1°C | -4% |
1-4月 | 2018 | +8% | -0.1°C | -5% |
1.2降水和潜在生物量
以上已提及,降水和潜在生物量具有直接的相关性,潜在生物量距平将根据降水距平在章节中描述。以下区域降水轻度偏高(接近10%),但潜在生物量并未减少,包括:乌克兰至乌拉尔山脉(MRU58),乌拉尔山脉至阿尔泰山脉(MRU62)。美国玉米主产区(MRU13)降水显著偏高26%,潜在生物量降低8%。
降水负距平
降水负距平最大的情况对一些地区有影响,可以归为7类。尽管这些特征在2017年大部分都具有相对独立性,北美亚北方带(非耕地区)和蒙古南部及相邻地区,还有中国海南、中国内蒙古及长城沿线区等东亚其它地区在降水最高值(最大正向距平)方面均具有一些相似性。
A.中国和喜马拉雅山南部地区
2个地区在降水匮缺区域“中心”,包括中国青藏区(MRU 39, -34%)和喜马拉雅山南部(MRU 44, -30%)。这2个地区监测期内降水均在110-120mm之间,且东面和西面被其它降水匮缺区域包围,尤其是旁遮普至古吉拉特地区(MRU 48, -20%),中国华南区(MRU 40, -17%)以及中国长江中下游区(MRU 37, -18%)。旁遮普至古吉拉特地区(MRU 48)、中国长江中下游区(MRU 37)在2017年JFMA监测期遭受了降水匮缺,降水较常年平均分别减少19%和21%。在中国华南区,2017年降水匮缺为7%。
纵观整个区域,由于温度影响,降水下降超过了潜在生物量的下降(平均分别为-24%和-11%)。差异最大的地区在中国青藏区(降水偏低34%,潜在生物量偏少13%)以及中国华南区(降水偏低17%,潜在生物量偏低4%),差异最小的地区在旁遮普至古吉拉特地区(降水偏低20%,潜在生物量偏低14%)。
B.马达加斯加岛西南地区
最大的降水匮缺发生在马达加斯加岛西南地区(MRU 06),主要的半干旱区域处在生长季末期,监测降水为274mm,偏低46%(常年平均在500mm以上)。潜在生物量偏低26%,是所有地区中偏低最多的。
C.澳大利亚南部
昆士兰至维多利亚(MRU 54)降水偏低25%,西南的纳拉伯至达令河(MRU 55)降水偏低相对少些,偏低15%。
D.北美洲
降水匮缺影响2个地区:美国西海岸(MRU 16,偏低23%),扩展至美国加州和加拿大不列颠哥伦比亚南部;墨西哥西南部及北部高原(MRU18)降水匮缺只有11%。然而在去年,美国西海岸(MRU 16)同期降水充沛。
E.南美洲
潘帕斯草原(MRU 26)遭受了中等的降水匮缺(偏低14%),南锥半干旱地区(MRU 28)降水匮缺进一步加大(偏低19%)。潘帕斯草原当前正处于夏季作物生长期,很可能会对作物生长产生不利影响。详情参见灾害章节(5.2)。同样的地区在2017年降水充足,分别偏高34%和21%。这2个地区潜在生物量预计比降水情况要好些,锥半干旱地区(MRU 28)偏低5%,潘帕斯草原(MRU 26)偏低10%。
F.亚洲东部和东北部
需要提及3个地区,采用降水匮缺降序分别为:东亚(MRU 43)偏低18%,其中包括朝鲜半岛;西伯利亚东部(MRU 51)偏低16%,对相关渔业和林业生产有影响,中亚东部(MRU 52)偏低10%,对该区域畜牧业有影响。在以上地区中,2017年只有东亚存在降水匮缺严重的情况,偏低43%。在东亚和西伯利亚东部,尽管降水匮缺,但潜在生物量指数接近常年平均。
G.地中海流域
该区域发生了中等的干旱,对北非地中海(MRU 07,降水偏低11%)的影响比欧洲南部(MRU 59, 降水偏低9%)要更严重。这2个地区2017年监测的降水匮缺更为严重,降水分别偏低20%和34%。
降水正距平
H.中国东北附近的5个地区
这些地区首先是蒙古南部(MRU 47),监测期累计降水达276mm(常年平均为117mm),降水距平为+276%,去年同期为+309%。另外4个地区包括中国黄淮海区(MRU 34;2018年,+36%;2017年,+15%)、中国内蒙古及长城沿线区(MRU35;2018年,+35%;2017年,+60%)、中国黄土高原区(MRU36;2018年,+38%;2017年,+23%)、中国东北区(MRU38;2018年,+31%;2017年,-1%)。其中,中国东北区是唯一一个在去年降水接近常年平均的地区。除了蒙古南部潜在生物量距平为+177%,其它地区预计均接近+30%。
I.中国海南
中国海南(MRU 33)降水较常年平均偏高57%(2017年偏高52%),它是在降水匮缺地区南部的一个单独降水偏高的区域。东南亚大陆降水为常年平均。中国海南还经历了低温(-1.0°C)。
J.非洲东部
东非高原(MRU 02)和非洲之角(MRU 04)2个非洲东部地区的降水分别偏高16%和26%。这意味着雨季开始了,但在去年同期则遭受了干旱(降水分别偏低27%和30%)。
图 1.1全球制图报告单元(MRU)2018年1月至4月与近15年同期降水距平(%)
图 1.2全球制图报告单元(MRU)2018年1月至4月与近5年同期生物量距平(%)
1.3 温度
许多地区的温度较常年平均偏高或偏低,在描述降水距平的时候已经提及。在北美洲的高纬度地区监测到温度较常年平均偏高较多(2.1°C至5.6°C),暂时不会对作物产量产生影响,但如果高温一直持续下去将会影响作物产量。尽管以下所描述的温度特征会部分与光合有效辐射特征相同,但两者在统计学上并不具有相关性。
K.赤道和热带区域低于常年平均
美洲和非洲的大部分赤道和热带区域温度略低于常年平均。尽管距平并未超过1°C,但在空间上的特征却十分连续。最冷的地区是非洲之角(MRU 04),较常年平均偏低1.5°C。
L.北美洲中东部区域低于常年平均
美国北部大平原绝对是最冷的地区,较常年平均偏低2.2°C。这些地区除了西部外,均被低温区域包围。
M.乌克兰至阿尔泰山脉的凉爽区域
这些区域包括乌克兰至乌拉尔山脉(MRUs 58)和乌拉尔山脉至阿尔泰山脉(MRUs 62)2个地区,温度分别较常年平均偏低0.8°C和1.2°C。
N.地中海北部至亚洲东部的高温区域
高加索地区(MRU 29)温度较常年平均偏高1.9°C,在冬季来说十分显著。在帕米尔地区(MRU 30),温度较常年平均偏高1.4°C。剩下的区域从欧洲沿地中海地区及土耳其(MRU 59)一直到中国黄土高原区和中亚东北部(MRU 36和MRU 52),温度距平从0.5°C至0.7°C不等。
图 1.3全球制图报告单元(MRU)2018年1月至4月与近15年同期温度距平(°C)
1.4 光合有效辐射
除了南美洲东部,非洲、东南亚沿海、澳大利亚大部分地区以及欧亚北部部分地区,大部分陆域区域日照低于常年平均,约占90%的陆地范围。
O.大的欧亚和非洲负向距平区域以中国和喜马拉雅山南部为中心
中国黄淮海区(MRU 34)日照较常年平均偏低最多,达14%;其次为偏低9%的3个地区,分别为中国长江中下游区(MRU 37)、中国黄土高原区(MRU 36)和中国甘新区(MRU32)。该区域与喜马拉雅山南部(MRU 44,也是偏低9%)在南部接壤,向西亚(MRU 31, -7%)、南亚(MRU 45, -5%)和东南亚大陆区域(MRU 50, -7%)过渡。
P.接近常年平均的区域
少数区域十分突出,包括3个独立地区,光合有效辐射距平均为1%,分别为:大洋洲的昆士兰至维多利亚(MRU 54)、非洲的马达加斯加岛西南地区(MRU 06)和阿根廷中北部(MRU 25)。
Q.负距平区域
拉丁美洲南锥半干旱地区日照较常年平均偏高5%。
图 1.4全球制图报告单元(MRU)2018年1月至4月与近15年同期光和有效辐射距平(%)
1.5极端距平组合
马达加斯加岛西南地区降水少(-46%),温度较常年平均略低(-0.8°C),光合有效辐射较常年平均偏高5%。非洲之角(MRU04)和中国海南(MRU 33)均为高降水(分别偏高26%和57%)、低温(分别偏低1.5°C和1.0°C)以及低光合有效辐射(分别偏低6%和5%)。
3个地区降水接近常年平均但光合有效辐射低于常年平均(-7%-至-11%),温度低于常年平均(-0.9°C至1.2°C),分别为:乌拉尔山脉至阿尔泰山脉(MRU 62)、几内亚海湾(MRU 03)和东南亚大陆(MRU 50)。最后,新西兰(MRU 56)、欧洲沿地中海地区及土耳其(MRU 59)以及高加索地区(MRU 29)光合有效辐射较常年平均偏低7%至9%之间,温度较常年平均偏高(+0.7°C、+0.7 °C和+1.9°C)。