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1961—2010年安徽省参考作物蒸散时空变化特征及成因

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应用生态学报 2014年第12期25卷 3619-3626页

作者：曹雯段春锋姚筠岳伟安徽省气象科学研究所合肥230031 安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031 安徽省气候中心合肥230031

基于联和国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式和60个台站1961—2010年逐日气象观测资料,估算了安徽省的参考作物蒸散量(ET0),在对ET0空间分布特征和时间演变规律进行分析的基础上,定量探讨了安徽省影响ET0变化的主导因素.结果表明:研... 详细信息

基于联和国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式和60个台站1961—2010年逐日气象观测资料,估算了安徽省的参考作物蒸散量(ET0),在对ET0空间分布特征和时间演变规律进行分析的基础上,定量探讨了安徽省影响ET0变化的主导因素.结果表明:研究期间,安徽省ET0的年平均值约为878.58 mm·a-1,夏季最大,冬季最小.年平均ET0呈现由北向南、由低海拔向高海拔递减的空间分布特征.ET0的变化主要归因于日照时数和风速,而气温和相对湿度的作用较小.由于日照时数和风速的共同负贡献明显超过气温和相对湿度的共同正贡献,导致安徽省ET0整体上以-1.61 mm·a-1的速率显著下降.ET0在春季呈不显著的微弱上升趋势;夏季ET0以-1.37 mm·a-1的速率显著下降;秋、冬季的ET0微弱下降,但趋势不显著.春、秋、冬季ET0变化的主导因子是风速;夏季的主导因子是日照时数.ET0变化的主导因子存在明显空间差异.有36.7%站点的年平均ET0变化的主导因子是风速,主要分布在淮北南部和沿淮地区;其他大部分地区的主导因子都是日照时数.

关键词：参考作物蒸散时空变化成因安徽省

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长江三角洲地区气温变化的周末效应

长江流域资源与环境 2012年第4期21卷 482-488页

作者：段春锋缪启龙马利王勇南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 南京信息工程大学计算机与软件学院江苏南京210044

基于1996～2010年长江三角洲地区4个省会城市的逐日地面观测资料,研究了气温指标(气温日较差,日平均气温,日最高气温和日最低气温)的周循环特征,并分析了春节、五一节、十一节长假期间与假日前后各7d气温指标的差异。结果表明:气温变化... 详细信息

基于1996～2010年长江三角洲地区4个省会城市的逐日地面观测资料,研究了气温指标(气温日较差,日平均气温,日最高气温和日最低气温)的周循环特征,并分析了春节、五一节、十一节长假期间与假日前后各7d气温指标的差异。结果表明:气温变化具有明显的周末效应现象,其中气温日较差和日最高气温最为显著;气温变化的周末效应存在季节差异,夏季周末气温指标值比工作日大,其他季节周末气温指标值比工作日小,其中春季周末效应最为显著。春节、五一节、十一节三大长假存在明显的假日效应,其中春节和十一节假日期间气温指标值相比假日前后7d小,五一节假日期间气温指标值相比前后7d大。由于三大节假日的时间更长,气温变化的假日效应比周末效应更为显著。人类经济活动的人为划分是引起气温变化的周末效应和假日效应的根本原因。

关键词：周末效应假日效应气温变化长江三角洲

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西北地区小型蒸发皿资料估算参考作物蒸散

农业工程学报 2012年第4期28卷 94-99页

作者：段春锋缪启龙曹雯王勇南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044 安徽省气候中心合肥230031 南京信息工程大学遥感学院南京210044

参考作物蒸散是水文循环的重要参量,它的准确估算对于农业水资源的合理规划和利用尤为关键。本文利用西北干旱半干旱地区123个气象台站1971-2000年的逐日气象观测资料,以FAO推荐的Penman-Monteith公式确定的参考作物蒸散为标准,建立了... 详细信息

参考作物蒸散是水文循环的重要参量,它的准确估算对于农业水资源的合理规划和利用尤为关键。本文利用西北干旱半干旱地区123个气象台站1971-2000年的逐日气象观测资料,以FAO推荐的Penman-Monteith公式确定的参考作物蒸散为标准,建立了基于相对湿度与10m高度处风速的由20cm小型蒸发皿换算参考作物蒸散的Kp模型。结果表明:西北地区参考作物蒸散ETref与蒸发皿蒸发Epan的相关系数达到0.967,两者之间存在明显的线性相关关系。与单站模型和全区模型相比,分区域Kp模型的精度介于两者之间,同时具有一定的推广价值,建议使用。

关键词：蒸散作物模型蒸发皿蒸发折算系数 Penman-Monteith公式

气象要素时间分辨率对参考作物蒸散估算的影响

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农业工程学报 2015年第14期31卷 158-164页

作者：段春锋曹雯黄勇温华洋刘俊杰安徽省气候中心合肥230031 安徽省气象科学研究所合肥230031 安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031 安徽省气象信息中心合肥230031

参考作物蒸散（reference evapotranspiration,ET0）的准确估算是农业水资源合理利用的重要环节.为了明确气象要素不同时间分辨率对参考作物蒸散估算的影响,该文基于寿县国家气候观象台2007-2013年观测资料,将1min时间分辨率数据平均值... 详细信息

参考作物蒸散（reference evapotranspiration,ET0）的准确估算是农业水资源合理利用的重要环节.为了明确气象要素不同时间分辨率对参考作物蒸散估算的影响,该文基于寿县国家气候观象台2007-2013年观测资料,将1min时间分辨率数据平均值作为真实值,分析了10、20、30、40、60 min、4次/d（02：00、08：00、14：00、20：00）和3次/d（08：00、14：00、20：00）这7种不同时间分辨率对逐日气温、风速、太阳辐射、相对湿度和日、月及年参考作物蒸散（ET0）估算的误差情况.结果表明：ET0和气象要素的误差整体上随时间分辨率降低而增大.4个气象因子中,日平均风速估算受时间分辨率变化的影响最显著,误差最大;其次是太阳辐射.逐日ET0估算在7种时间分辨率的平均绝对相对误差（mean absolute relative error,MAPE）依次为0.53%、1.01%、1.38%、1.72%、2.46%、4.72%和6.14%,表明10至60min时间分辨率的估算效果相较3次/d和4次/d有明显改善.10至40 min的绝对误差超过95%都在？0.20~0.20 mm/d区间内,误差较小且集中度高;太阳辐射时间分辨率变化对 ET0估算误差贡献最大,其次是风速,这主要是由于两个要素本身对分辨率较敏感且分别是 ET0辐射项和动力项的主要组成因子.时间分辨率的变化对累计后长时间尺度 ET0的影响较小,月和年ET0的误差明显小于逐日ET0,月ET0在7种时间分辨率的MAPE值依次为0.13%、0.21%、0.27%、0.40%、0.50%、1.18%和1.48%;各年ET0相对误差（relative error,PE）的绝对值多数均小于0.50%.

关键词：蒸散气象误差分析参考作物蒸散气象要素时间分辨率

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安徽省参考作物蒸散模型参数化

农业工程学报 2016年第S2期32卷 60-68页

作者：曹雯杨太明陈金华王晓东段春锋安徽省气象科学研究所合肥230031 安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031 安徽省农业气象中心合肥230031 安徽省气候中心合肥230031

模型参数优化是准确估算参考作物蒸散(reference crop evapotranspiration,ET0)的关键问题之一。该研究基于安徽省81个地面气象站点1961—2011年逐日气象数据和合肥、武汉、南京、杭州和南昌5个辐射站1993—2011年的逐日辐射数据,评估... 详细信息

模型参数优化是准确估算参考作物蒸散(reference crop evapotranspiration,ET0)的关键问题之一。该研究基于安徽省81个地面气象站点1961—2011年逐日气象数据和合肥、武汉、南京、杭州和南昌5个辐射站1993—2011年的逐日辐射数据,评估日尺度的净长波辐射、气压和水汽压模型在安徽地区的适用性;并结合已有研究获得的最优逐日太阳辐射参数化估算模型,建立安徽省本地化逐日ET0模型的最优参数化方案,探讨模型参数优化对ET0估算的影响。结果表明:7种净长波辐射估算参数化方案中,邓根云法的精度最高,在安徽地区的适用性优于其他方案,建议作为安徽本地化方案使用;FAO56 Penman-Monteith公式中推荐的气压估算模型和基于实测平均气温和相对湿度估算水汽压的模型在安徽省基本适用,但该研究认为在资料能够获取的情况下直接使用实测值为最优。与基于实测资料计算的ET0相比,该研究建立的本地化最优模型估算的ET0在日、月和年尺度上的相对误差分别为15.5%、9.05%和6.12%,能较好地适用于安徽地区。FAO56 Penman-Monteith公式推荐的参数化方案由于高估了安徽地区的太阳辐射,低估了净长波辐射,导致其与基于实测资料计算的ET0值相比,在日、月和年尺度上高估ET0达40.0%以上,不推荐安徽地区直接使用。研究可为安徽省准确估算作物需水量、农业旱涝评估和合理调度水资源等提供依据。

关键词：蒸散模型参数化安徽

塔克拉玛干沙漠周边地区潜在蒸散时空演变特征及其主要影响因素

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中国沙漠 2012年第6期32卷 1723-1730页

作者：段春锋缪启龙曹雯南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044

潜在蒸散是区域干湿状况评价、作物需水量估算和水资源合理规划的关键因子。基于FAO推荐的Pen-man-Monteith公式和16个台站1961—2009年逐日气象观测资料,估算塔克拉玛干沙漠周边地区的潜在蒸散量ET0,在对ET0的时空演变特征进行分析的... 详细信息

潜在蒸散是区域干湿状况评价、作物需水量估算和水资源合理规划的关键因子。基于FAO推荐的Pen-man-Monteith公式和16个台站1961—2009年逐日气象观测资料,估算塔克拉玛干沙漠周边地区的潜在蒸散量ET0,在对ET0的时空演变特征进行分析的基础上,探讨了影响该地区ET0变化的主要因素。结果表明,塔克拉玛干沙漠周边地区独特的自然地理条件导致多年平均潜在蒸散的分布和变化具有明显的空间差异。49a来塔克拉玛干沙漠周边地区年和四季ET0变化整体上均为下降趋势,时间演变过程中在20世纪90年代初期均由下降趋势转为缓慢上升趋势。空间上,ET0变化在北部地区多为显著下降趋势,而南部地区多不显著;春、夏、秋3季ET0变化趋势的空间分布与年情况比较一致,但冬季ET0呈上升趋势的站点明显增多。影响塔克拉玛干沙漠周边地区多数站点ET0变化的主导因子是风速;第二影响因子春季和夏季主要是日照时数,而影响秋季和冬季ET0变化的主要是平均气温。

关键词：潜在蒸散变化趋势偏相关系数塔克拉玛干沙漠周边地区

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中国夏季夜雨的空间分布特征

自然资源学报 2013年第11期28卷 1935-1944页

作者：段春锋曹雯缪启龙柳克安徽省气候中心合肥230031 南京信息工程大学南京210044 安徽省气象科学研究所合肥230031

夜雨作为降水日变化中的特殊现象,是一种独特的气候资源。论文借助2 046个经质量控制的自动气象站逐小时降水资料分析中国夏季夜雨空间分布特征,并比较分析不同典型夜雨区和非典型夜雨区的降水日变化特征。结果表明:中国夜雨现象站点多... 详细信息

夜雨作为降水日变化中的特殊现象,是一种独特的气候资源。论文借助2 046个经质量控制的自动气象站逐小时降水资料分析中国夏季夜雨空间分布特征,并比较分析不同典型夜雨区和非典型夜雨区的降水日变化特征。结果表明:中国夜雨现象站点多且分布较广。降水峰值时间多出现在下午和后半夜,其中东部多发生在下午,西部多发生在后半夜;夜雨现象最明显的区域是青藏高原、四川盆地、云贵高原,此外在山脉及附近区域也普遍存在,北方和西部最明显;而夜雨现象不明显的区域在长江中下游以南区域;中国大部分地区夜间的降水前半夜少于后半夜,而青藏高原东部、四川盆地大部分地区呈现前半夜多于后半夜。地形对降水日变化的主要影响为双日波特征,降水峰值不仅出现在下午,也出现在后半夜;其次,波动性更大。山区夜雨的成因与独特地形的热力差异引起的山谷风环流有关,而下午的峰值与太阳辐射加热大气引起的热对流有关;高原夜雨与山区不同,可能与夏季对流性的积状云比较多有关。

关键词：降水日变化地形夜雨夏季中国

西北地区生长季参考作物蒸散变化成因的定量分析

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地理学报 2011年第3期66卷 407-415页

作者：曹雯申双和段春锋南京信息工程大学应用气象学院南京210044

基于FAO Penman-Monteith公式计算了我国西北地区126个测站1961-2009年的生长季(4-10月)参考作物蒸散(ET0)对平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射的敏感系数,并结合各气象因子的多年变化特征定量讨论参考作物蒸散变化的原因。结果表明:... 详细信息

基于FAO Penman-Monteith公式计算了我国西北地区126个测站1961-2009年的生长季(4-10月)参考作物蒸散(ET0)对平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射的敏感系数,并结合各气象因子的多年变化特征定量讨论参考作物蒸散变化的原因。结果表明:风速和气温的敏感性虽然相对较低,但因其显著变化,成为引起ET0变化的主导因子,贡献达到-5.22%和3.29%;太阳辐射和相对湿度敏感性较大,但因变化小,贡献仅为-0.76%和0.63%。空间上,气温在西北地区对ET0变化多为正贡献,风速和太阳辐射多为负贡献;相对湿度在西部多为负贡献,东部为正贡献。估算的4个气象因子共同作用引起的ET0变化在趋势、数值和空间分布上均与ET0的实际变化基本一致,两者的相关系数高达0.99,表明结合敏感性分析和气象因子的多年变化来解释西北地区ET0变化的原因兼具合理性和可行性。而且该方法弥补了趋势分析法、相关分析法和敏感性分析法的不足,为定量分析ET0变化成因提供一条新思路。

关键词：参考作物蒸散 Penman-Monteith公式西北地区

中国西北潜在蒸散时空演变特征及其定量化成因

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生态学报 2012年第11期32卷 3394-3403页

作者：曹雯申双和段春锋南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044

潜在蒸散是区域干湿状况评价、作物需水量估算和水资源合理规划的关键因子。基于FAO推荐的Penman-Monteith公式和126个台站1961—2009年逐日气象观测资料估算西北干旱半干旱区的潜在蒸散量ET0,并对其空间分布特征进行了讨论。通过非参数... 详细信息

潜在蒸散是区域干湿状况评价、作物需水量估算和水资源合理规划的关键因子。基于FAO推荐的Penman-Monteith公式和126个台站1961—2009年逐日气象观测资料估算西北干旱半干旱区的潜在蒸散量ET0,并对其空间分布特征进行了讨论。通过非参数化Sen趋势分析法和M-K统计检验法方法分析潜在蒸散的时间演变规律,并定量探讨了西北地区影响ET0变化的主导因素。结果表明:49 a来,西北地区ET0的年平均值约为980.63 mm,其中夏季的值最大,冬季的值最小。年平均ET0的大值区位于西北日照时数的高值中心,低值区主要位于海拔高,气温低的山区。西北地形和气候的多样性导致多年平均潜在蒸散的变化及其原因具有明显的时空差异。ET0的变化主要归因于风速和气温,而相对湿度和日照时数的作用较小。由于风速的负贡献超过气温的正贡献,导致年平均ET0整体上呈下降趋势。四季中,春冬两季的ET0缓慢上升,冬季的变化率是春季的两倍;夏秋两季的ET0有所下降,但只有夏季的变化趋势显著。春、夏、秋三季ET0变化的首要主导因子是风速,而冬季的首要主导因子是气温。空间上,西风带气候区ET0降低主要归因于风速的减小,陕南地区ET0下降主要归因于日照时数的减少,其它地区ET0上升的主要原因是气温的增加。

关键词：潜在蒸散主导因子定量化西北地区