利用东北三省71个气象站点1961-2012年地面气象观测资料，分析年代、年、季、月、旬各级尺度下气温和无霜期的变化特征。结果表明：气温和无霜期等值线存在年代际北移的现象，1980-1999年气温和无霜期增幅最大，与1961-1979年相比，3℃温度等值线北移约1个纬度，气温高于3℃的面积增加了1.14×10.5km2，无霜期155d等值线北移2～4个纬度，无霜期大于155d的面积增加了2.02×10.5km2。1961-2012年东北地区温度升高速率为0.30℃10a-1，冬季增幅最大（0.47℃10a-1），夏、秋季增幅较小，无霜期增加速率为3.5d10a-1，初霜日推迟8.1d、终霜日提前9.8d。2月气温增幅最大（0.8℃10a-1），是造成冬季气温增幅大的主要原因，2月下旬（第51-60天）气温气候倾向率达到峰值，约1.00℃10a-1，水汽含量变化可能是产生这一现象的主要原因。

利用Berkeley Earth提供的高精度陆地表面日平均气温格点资料，计算1951-2012年黑龙江省≥10℃年活动积温，用自然正交分解（EOF）法对积温年代际和年际变化的时空特征，以及积温变化对全省水稻单产的影响进行分析。结果表明：研究期积温年代际变化可分成平稳期Ⅰ（1951-1993年），转换期（1993-2000年）和平稳期Ⅱ（2000-2012年），3个阶段的平均气温均呈递增趋势。平稳期Ⅱ与平稳期Ⅰ相比，平均积温全省大部普遍升高200℃·d以上，升高幅度最大的区域在该省西南部，达240～320℃·d。在平稳期Ⅱ，2100℃·d积温线已北移通过黑河地区到达大兴安岭，说明水稻种植北界可以达到北部较寒冷的黑河地区。黑龙江省水稻生长季年活动积温和水稻单产均存在准2a周期为主的短期年际变化。相关分析表明，在哈尔滨、齐齐哈尔、大庆、绥化、伊春以及佳木斯市，积温的短期年际变化对水稻产量的影响较大，而在南部的尚志、牡丹江和鸡西，其影响则不大。

针对PenmanMonteith模型冠层阻力的参数化问题，以南京地区2012-2013年水稻为研究对象，参照Jarvis的气孔阻力模型，建立了水稻的冠层阻力rc与气象、环境因子（太阳净辐射、饱和水汽压差、气温和土壤水分）的关系模型，并以蒸渗仪实测蒸散量资料为对照，对模型的精度进行检验。结果表明，所建水稻冠层阻力模型的拟合度2012年为0.911，2013年为0.810，将模型应用于Penman Monteith公式计算稻田蒸散量，两年的拟合精度分别为0.967和0.953，能较精确地估算稻田耗水量。对模型的敏感性分析表明，饱和水汽压差的拟合参数a2对模型的影响最显著。模型在一定程度上解决了冠层阻力计算复杂，观测量大且易产生观测误差的问题，可作为稻田蒸散的计算方法之一。

通过对PenmanMonteith模型（PM模型）进行微分处理，从理论上分析了土壤热通量、储热项、表面层阻力和空气动力学阻力对PM模型模拟稻田蒸散的误差贡献；在此基础上提出储热项修正和稳定度修正建议，并对水稻4个生育期修正后的PM模拟结果与原始模型模拟结果进行比较。分析表明：按照一般量级关系，净辐射、土壤热通量、储热项、表面层阻力、空气动力学阻力误差分别为5%、10%、100%、20%和20%时，对蒸散误差的贡献率分别为26.8%、5.36%、53.6%、11.11%、3.17%。在水稻移栽拔节、拔节抽穗、抽穗灌浆、成熟4个生育期，10cm土层的储热量均大于田间水层的储热量，且土层和水层储热量均随生育期推进而降低。水层储热在前两个生育期对蒸散的影响比后两个生育期大，与原始模拟值相比，前两个生育期仅考虑土壤储热修正后7：00-14：00蒸散降低幅度为0.04～0.073、0.02～0.11mm·h-1，仅考虑水层储热修正后蒸散降低幅度为0.006～0.038、0.003～0.015mm·h-1；仅考虑空气动力学阻力修正后4个生育期的蒸散值平均降低了0.00064、0.0134、0.0055、0.0024mm·h-1。

利用辽宁省凌河流域10个气象站1965-2006年的逐日气象资料，采用FAO推荐的P-M公式计算各站逐日参考作物腾发量（ET0），在分析生长季（4-9月）各气象要素及ET0变化趋势的基础上，用基于敏感系数的贡献值法探讨各气象要素变化对ET0变化的贡献。结果表明：近42a来，凌河流域生长季ET0以21.46mm·10a-1的速率极显著降低（P＜0.01），平均值为706.73mm，其中最大值发生在5月，最小值发生在9月；ET0高值区集中在朝阳和北票等地，低值区位于义县一带。研究区生长季太阳辐射以0.293MJ·m-2·d-1·10a-1的速率递减；除阜新外其余各站风速均呈极显著下降趋势（P＜0.01）；在全球气候变暖的背景下，过去42a凌河流域生长季平均气温以0.289℃·10a-1的速度上升，其中4月和9月变化显著（P＜0.05），7月相对稳定。研究区生长季相对湿度变化不大。敏感性分析结果表明，流域内生长季平均ET0对各气象要素变化的敏感性大小依次为太阳辐射＞相对湿度＞风速＞温度，但在研究时段内，显著变化的风速对ET0变化贡献最大，其次为太阳辐射，温度对ET0变化的贡献最小。太阳辐射和风速变化对ET0变化的贡献在流域西部较大，而在东部较小；温度变化对ET0变化的贡献总体上表现为由流域中部向东西两端递减；相对湿度变化对ET0变化的贡献在空间分布上较分散。

利用作物生长模型模拟苗期和拔节期发生不同时长干旱（用连续无雨日数表示）时玉米的生长过程，分析单一发育期干旱和两个发育期同时发生干旱对玉米籽粒形成和产量的影响。结果表明：（1）苗期或拔节期分别发生10～40d的持续干旱，均会对玉米籽粒灌浆产生负面影响，并最终导致产量下降，且干旱持续时间越长对灌浆的影响越早，减产越严重。当玉米苗期和拔节期分别发生持续10d干旱时减产率分别为3.24%和3.5%，持续20d干旱时分别减产7.89%和8.31%，持续干旱30d时分别减产12.33%和13.71%，持续干旱40d时分别减产达21.6%和23.94%。（2）当玉米苗期和拔节期均发生持续时间为5、10、15、20d干旱时，分别减产1.77%、9.02%、18.93%和31.28%。可见，拔节期同等程度干旱造成的玉米减产幅度均大于苗期干旱，两个发育期同时发生干旱导致的减产率远大于单一发育期干旱相叠加产生的效应。

将8～10a树龄的陕西富士系苹果树的花枝放入人工霜箱内，以子房受冻为观测标准，在10～-5℃的温度区间对样本进行降温处理，得到花朵子房组织温度随时间的变化曲线，由温度曲线确定其过冷却点和结冰点；在此基础上，利用人工气候箱模拟7组不同低温条件和持续时间，观测苹果花的受冻率，确定苹果花期霜冻指标；通过对历史实际灾情的调查，得到果树自身修复影响因子，获得新的苹果花期霜冻指标。结果表明，陕西富士系苹果花的过冷却点为-2.5～-4.0℃；苹果花受冻既与低温强度有关，也与低温持续时间密切相关，温度越低或持续时间越长，受冻率越高；研究区实际调查结果显示，花朵受冻后可部分恢复坐果，果树的这种自身修复可使花朵受冻率减少约18个百分点，据此建立了新的陕西富士系苹果花期霜冻灾害气象指标；经比较，新指标对霜冻灾情的吻合率大于原指标，且霜冻级别越高吻合程度越高。

利用湖南双季稻区66个气象站1961-2013年5月逐日气温资料，建立5月低温强度指数，对5月低温的时空分布和强度特征进行分析，并采用大气变量物理分解法探寻5月低温天气过程的前期信号。结果表明：5月低温在研究区具有南少北多的地域特点，根据影响范围主要可分为全省一致型、湘中以北型和湘北型3种空间分布形态。5月低温过程强度较大，80%达中度及以上程度，影响范围较广，50%的低温过程影响双季稻区70%以上的站点。研究期内15次5月低温过程中有14次分别在850hPa和300hPa图上出现温度扰动和位势高度扰动负值中心，因此，通过追踪850hPa层的温度扰动能提前5～10d预测5月低温的出现。温度扰动的移动路径主要有东路、西北路和西路3条，且以东路为主。移动路径为东路时，出现湘北型5月低温概率最大，为西北路时，一般出现湘中以北型5月低温。

依据江西省14个农业气象观测站2000-2013年农业气象观测资料、6月下旬-7月中旬逐日最高气温资料，探讨早稻高温热害的主要影响因子，建立江西省双季早稻灌浆乳熟期高温热害影响评估模型，并利用2000-2012年早稻产量、灾害调查资料和2012-2013年早稻分期播种试验资料进行验证。结果表明，过程最大升温幅度、过程极端最高气温和高温持续日数，为早稻高温热害的主要影响因子。在此基础上，结合主成分分析法构建灌浆乳熟期高温热害评估和指数计算模型，其历史回代和分期播种试验检验的准确率均比较高，可以用来定量评价江西省早稻灌浆乳熟期高温热害发生程度。据此确定的高温热害评价指标为：高温热害指数（HTDI）≥0.60时为重度高温热害，早稻减产率＞10%；HTDI在0.30～0.60时，发生中度高温热害，早稻减产5%～10%；HTDI在0.10～0.30时，发生轻度高温热害，早稻减产小于5%。

利用1991-2012年广西龙州、玉林、来宾、永福、兴安植保站褐飞虱灯诱虫情资料，对近22a广西褐飞虱发生特点进行分析，并利用HYSPLIT平台模拟褐飞虱迁入高峰日后向轨迹，研究广西褐飞虱的主要迁入路径。结果表明：（1）近22a来，广西5个代表站褐飞虱的迁入始见期、首次迁入高峰期均呈偏早趋势，提前率分别为1.1d·10a-1和1.8d·10a-1；而迁入终见期呈推迟趋势，5站平均推迟率为2.6d·10a-1。（2）偏南路径（包括西南、正南、东南）是广西各稻区褐飞虱春、夏季迁入的主要路径，占春夏季总迁入过程数的94%以上；偏北路径只发生在桂北地区，不到总数的6%；中南半岛、海南岛和广东省是广西褐飞虱春、夏季迁入的主要虫源地。（3）秋季褐飞虱回迁以东北路径为主，兴安站褐飞虱回迁路径中，东北路径占89%，从广东迁入的路径占11%；而龙州站东北和偏东路径共占83%，偏南路径占17%；玉林、来宾、永福3站秋季迁入峰期不明显；江西、湖南、广东等地的稻区是广西褐飞虱秋季迁入的主要虫源地。（4）当7月850hPa高空以偏南气流为主时，会引发广西褐飞虱的灾变性迁入；当7月850hPa高空以偏北气流为主时，褐飞虱发生偏轻。当9月925hPa高空以偏北气流为主时，利于褐飞虱从湖南、江西等地南迁至广西，广西褐飞虱发生偏重，而以偏南气流为主时，发生则偏轻。

通过构建中国大陆地区1950-2009年县域单元的冰雹灾害案例数据库，并采用GIS技术，对近60a冰雹灾害发生时间、区域范围、县域频次等进行统计分析，揭示了雹灾的时空格局变化规律。结果表明：（1）中国大陆地区雹灾空间分布呈现一带多区的特点，从东北至西南形成一个雹灾带，有黄土高原、环渤海、东北平原、云贵高原、江淮平原、新疆阿克苏、青海东部和华中地区共8个多雹灾区；（2）雹灾季节变化明显，长江中下游和华南地区雹灾主要集中在2-4月，其它地区集中在5-9月，随着年初至年末月份的变化，多雹灾区呈由南向北推进，然后再南撤的变化过程；（3）1987年以前，年冰雹灾害发生的县次数总体呈上升趋势，1987年之后呈下降趋势，20世纪70年代-90年代中期为雹灾高发期。

采用SPOT VGT S10产品数据，通过S G滤波处理，重构NDVI时间序列，分析陕西关中地区冬小麦返青期和抽穗期在遥感影像上NDVI时序曲线变化特征，对冬小麦的返青期和抽穗期进行遥感识别。通过与站点观测的生育期数据比较，遥感识别的均方根误差大部分在±20d之内，返青期均方根误差（RMSE）为14.29d，抽穗期RMSE为9.16d，表明基于SPOT VGT数据对关中地区冬小麦返青期和抽穗期进行遥感识别是可行的。采用差值模型基于环境减灾小卫星（HJ星）数据进行渭南市2012年冬小麦抽穗期长势监测研究，结果显示大部分地区2012年冬小麦长势稍好于2011年，经与实地调查资料比较，监测结果与实际情况基本一致。采用HJ星数据进行冬小麦长势监测，结果纹理清晰，且以同源数据提取的冬小麦种植面积作为掩膜剔除非麦区域，降低了重采样带来的误差，用其进行长势监测研究具有明显优势。

基于农业气象灾害系统构成体系和灾害风险理论，依据海南岛18个气象台站1961-2012年9-11月逐日降水数据、地理信息数据、耕地面积和冬种瓜菜种植面积资料，借助GIS技术，采用加权法和自然断点法对海南岛冬种瓜菜暴雨洪涝灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性进行指标构建和风险分析，在此基础上构建冬种瓜菜暴雨洪涝灾害综合风险指数，并将该指数应用于海南岛冬种瓜菜暴雨洪涝灾害的风险区划。结果表明，海南岛东部和东北部地区为冬种瓜菜暴雨洪涝灾害高和次高危险区，其中万宁市大部、琼海市和屯昌县南部、陵水县中部风险最高；西部为次低和低风险区；其余地区为中等风险区。灾情验证结果表明，实际灾情的空间分布与风险区划结果基本吻合。研究结果可为海南冬种瓜菜生产布局、避减灾害风险提供依据。

利用2000-2012年SPOTVGT NDVI数据，通过差值及相关分析法，对陕西省植被覆盖的时空演变进行研究，并对植被指数（NDVI）与气候因子的关系进行分析。结果表明：（1）2000-2012年，陕西省植被覆盖改善区域明显大于退化区域，植被覆盖增加区域主要分布在陕北风沙过渡区和黄土高原地区，减少区域主要分布在关中平原地区和陕南部分地区。（2）月平均NDVI与月平均降水量和气温呈极显著相关关系（P＜0.01），相关系数分别为0.875、0.885。（3）2000-2012年，陕西全省NDVI增长速率为0.109·10a-1，说明生态恢复建设取得一定成效。（4）陕西NDVI变化具有明显的季节性，夏季和秋季NDVI增加最快，冬季增长最慢，且NDVI对降水、气温的响应存在时滞性。

基于全国气象台站实时观测数据和同期历史资料，对玉米、一季稻、晚稻、大豆、棉花等主要秋收作物生长季内的农业气象条件进行分析。结果表明，2014年秋收作物主要生长季内，全国大部农区≥10℃积温较常年同期偏多50～200℃·d，热量条件较好。东北地区南部、华北东部和黄淮东北部降水量较常年同期偏少25%～50%，其余地区降水量接近常年同期。日照时数接近常年同期或偏少，其中长江中下游地区较常年同期偏少200～300h。暴雨洪涝、高温热害等农业气象灾害较2013年偏轻，但西北地区东南部、黄淮、华北东部、东北地区南部等部分农区秋收作物生长关键期遭遇近5a最重夏伏旱，对玉米产量影响较大，西南地区东部、江淮、江汉、江南东部阶段性阴雨寡照天气对作物生长发育不利。江南、华南大部气象条件总体较好，“寒露风”、暴雨洪涝等农业气象灾害持续时间短、范围小，影响轻。