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气象大数据应用场景与气象服务技术预见研究——面向重庆农业领域

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农业现代化研究 2024年第1期45卷 150-164页

作者：罗孳孳唐云辉武强阳园燕赵雨佳张逸轩陈欢中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆401147 重庆市气象科学研究所重庆401147 重庆市农业技术推广总站重庆401120 重庆市人工影响天气办公室重庆401147 重庆市气象服务中心重庆401147

气象大数据在农业领域的应用尚处于模糊前端,优先发展重要应用场景的气象服务关键技术,对推动农业农村现代化具有重要的理论价值和现实意义。本研究基于文献计量和德尔菲法的定性与定量结合的技术预见方法,对“十四五”至2035远景重庆... 详细信息

气象大数据在农业领域的应用尚处于模糊前端,优先发展重要应用场景的气象服务关键技术,对推动农业农村现代化具有重要的理论价值和现实意义。本研究基于文献计量和德尔菲法的定性与定量结合的技术预见方法,对“十四五”至2035远景重庆农业领域气象大数据应用场景和基于场景的气象服务技术进行了预见。研究表明:“智慧农业”和“数字乡村”是我国农业领域气象相关大数据研究热点主题。气象大数据的重要应用场景和关键气象服务技术集中于农业产业链的产前和产中环节,农业生产与管理子领域遴选出了最多的5个重要场景和7项关键技术。关键气象服务技术预期实现时间集中在2026—2030年,研发应用风险总体偏大。此外,分析结果表明,“政、产、学、研合作不够”、“数据资源获取和共享不畅”、“研究经费投入不足”、“缺少科研和技术人才”是制约气象大数据在重庆农业领域应用的主要因素。针对这些制约因素,本研究提出了包括促进协同创新、破除“数据壁垒”、提高投入产出效益、培养复合型人才等方面的措施,以推动气象大数据在农业领域的创新发展。

关键词：技术预见大数据应用场景气象服务农业德尔菲调查文献计量

宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性季节变化研究

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农业机械学报 2022年第1期53卷 321-330页

作者：武强黄娜罗孳孳唐余学朱玉涵徐倩倩重庆市气象科学研究所重庆401147 重庆市江津现代农业气象试验站重庆402260 中国农业大学资源与环境学院北京100193 合肥市气象局合肥230041

为证实典型气象条件下宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性的差异和应用普适性,以季节为时间划分尺度,并选取典型气象条件时段,对比研究山地地形下垫面宇宙射线中子法(CRNS)与频域反射法(FDR)土壤水分连续观测效果差异。结果表明:山... 详细信息

为证实典型气象条件下宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性的差异和应用普适性,以季节为时间划分尺度,并选取典型气象条件时段,对比研究山地地形下垫面宇宙射线中子法(CRNS)与频域反射法(FDR)土壤水分连续观测效果差异。结果表明:山地地形下垫面,CRNS水平测量足迹的季节变化较为稳定,垂直足迹在耕作层范围内有一定波动。不同季节降水过程的量级差异是引起CRNS测量结果偏差的主要因素,夏秋两季,在高温少雨导致的持续失墒以及较大量级降水过程等土壤水分变化较为剧烈的时段,CRNS与FDR测量结果一致性较好,春季多为小量级降水,作物冠层截留作用导致二者一致性略差,冬季降水量与蒸散发接近平衡,且单次降水量级极小,CRNS与FDR偏差极小。分析典型土壤水分条件下的CRNS测量准确性变化,进一步明确了降水过程对CRNS准确性的干扰,而在持续高温干旱时段则一致性良好,均方根误差(RMSE)、纳什效率系数(NSE)和Kling-Gupta系数(KGE)分别达到0.014 m^(3)/m^(3)、0.925、0.919。研究可为CRNS的应用场景选取与数据质量控制提供科学依据。

关键词：土壤水分测量准确性季节变化宇宙射线中子法

基于站点资料的中小起伏山地近地气温推算研究

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干旱区资源与环境 2022年第10期36卷 142-150页

作者：武强张德军郭安红罗孳孳阳园燕张悦韩旭重庆市气象科学研究所重庆401147 国家气象中心北京100081 重庆市农业气象与卫星遥感工程技术研究中心重庆401147 重庆市江津现代农业气象试验站重庆402260

文中于大巴山区中小起伏山地的典型区域,利用代表性气温观测站与实测海拔资料,计算气温直减率与地形因子温度效应项,比较不同海拔基础气象站得到的研究区域近地气温推算效果。结果表明:研究区域不同季节气温随海拔高度上升均表现出良好... 详细信息

文中于大巴山区中小起伏山地的典型区域,利用代表性气温观测站与实测海拔资料,计算气温直减率与地形因子温度效应项,比较不同海拔基础气象站得到的研究区域近地气温推算效果。结果表明:研究区域不同季节气温随海拔高度上升均表现出良好的线性递减关系,海拔4~10hm范围内,不同季节气温直减率随高度变化趋势有所差异,海拔10hm以上,各季节气温直减率变化趋势趋于一致。局地冷湖效应对气温以及气温直减率随海拔变化有明显影响。地形因子温度效应项表现出与地形走向的相关性,以冷效应为主,局地冷效应超过-3.0℃,热效应可达1.4℃;同一位置不同季节之间存在一定差异,总体表现为夏秋季冷效应略强,春冬季冷效应略弱。对比不同海拔高度基础站点对研究区域验证站点气温模拟效果,2~12hm海拔范围内,接近研究区域平均海拔位置基础站的气温推算效果最好,平均绝对误差最小达到0.8℃,推算准确率最高可达74.0%。12~21hm海拔范围内,基于实测气温直减率的气温推算对局地冷湖效应的影响有较好的修正效果,平均绝对误差最小为1.1℃,推算准确率最高为57.4%。

关键词：近地气温中小起伏山地气温直减率地形因子温度效应气温推算

重庆春播期间降水特征及其与北太平洋海温的关系

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气象 2011年第9期37卷 1134-1139页

作者：周浩程炳岩罗孳孳重庆市气候中心重庆401147

运用NCEP/NCAR全球高度场再分析资料、美国NOAA全球海温资料以及重庆34个站春播期间降水资料,对重庆春播期间降水特征及其与前期秋季海温场的关系进行分析。结果表明:重庆春播期间降水与前期秋季北太平洋暖流附近(20°～40°N、165°E～... 详细信息

运用NCEP/NCAR全球高度场再分析资料、美国NOAA全球海温资料以及重庆34个站春播期间降水资料,对重庆春播期间降水特征及其与前期秋季海温场的关系进行分析。结果表明:重庆春播期间降水与前期秋季北太平洋暖流附近(20°～40°N、165°E～140°W)的海温有显著负相关关系,而与北太平洋阿拉斯加暖流附近(40°～60°N、165°E～140°W)的海温则有显著正相关关系,即南、北海温呈现相反的相关性。当前期秋季北太平洋副热带地区海温异常偏高,中高纬度地区海温异常偏低时,后期重庆春播期间降水将异常偏多;反之,北太平洋副热带地区海温异常偏低,中高纬度地区海温异常偏高时,重庆春播期间降水将异常偏少。针对秋季北太平洋南、北海温异常的反相分布特征定义了用于诊断和预测重庆春播期问降水的判别指数,该指数代表了北太平洋海温异常南北反相的分布特征。该前期判别指数具有重要的天气气候学意义和一定的指示和预测能力。其代表的北太平洋海温异常与西太平洋区域500 hPa高度场有密切联系,其可使大气环流场产生持续性的异常,大气环流的异常特征能一直持续到春播期间,将影响重庆春播期间降水变化。

关键词：春播期间降水海温异常大气遥相关大气环流

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重庆市秋马铃薯农业气候区划与决策系统设计

重庆市秋马铃薯农业气候区划与决策系统设计

作者：罗孳孳重庆师范大学

学位级别：硕士

秋马铃薯是重庆市重要的晚秋作物，常年播种面积在100万亩以上。秋马铃薯秋种冬收，上市时间正好填补了市场销售空档，价格高、效益好，受到广大农户的欢迎。因此，秋马铃薯具有重要的推广价值。同时，重庆市秋季光热资源丰富，常年晚... 详细信息

秋马铃薯是重庆市重要的晚秋作物，常年播种面积在100万亩以上。秋马铃薯秋种冬收，上市时间正好填补了市场销售空档，价格高、效益好，受到广大农户的欢迎。因此，秋马铃薯具有重要的推广价值。同时，重庆市秋季光热资源丰富，常年晚秋作物播种面积在400万亩以上，具有发展秋马铃薯的巨大气候生产潜力与可利用土地资源。重庆市立体气候明显，属马铃薯单、双季混作区，有广大的秋马铃薯适宜种植区。但目前秋马铃薯生产的现状仍是以农户分散种植为主，适宜与不适宜种植、种植效果好坏仅凭经验判断，缺乏科学的区划依据。秋马铃薯生产实践中，往往遭遇各种气象灾害与气候问题，造成秋马铃薯产量波动，品质难以保证，影响了重庆市秋马铃薯产业的发展。本研究针对秋马铃薯生产中的气候问题，从秋马铃薯生育季节的气候特点与马铃薯生理特性分析入手，利用重庆市1971～2000年气象观测资料与1：25DEM，采用ARCGIS软件，通过不同插值方法比选，选择最优方法对气象要素进行空间扩展，建立了秋马铃薯生育期间日照、积温、降水的农业气候资源区划与高温、秋绵雨、冻害农业气象灾害区划。并在以上区划工作的基础上，选取积温、日照、冻害三个关键气象影响因子，建立了重庆市秋马铃薯的气候适宜性区划。将重庆市划分为了日照一般早中熟、日照丰富早中熟、日照一般少冻害早熟、日照一般多冻害早熟、日照丰富少冻害早熟、日照丰富多冻害早熟6个气候适宜区。结果表明，秋马铃薯气候适宜区主要集中在重庆中西部以及东北部低坝河谷地区，东南部大部地区为不适宜区。在区划研究的基础上，设计了秋马铃薯精细化气象服务系统。搭建了系统框架，设计了功能模块，并对各功能模块及其所涉及的种植规划决策、农用天气预报等关键技术方法进行了阐述。论文建立了重庆市秋马铃薯的农业气候区划，为我市秋马铃薯产业的布局与规划提供科学参考。设计了秋马铃薯精细化气象服务系统，提出通过系统为秋马铃薯生产提供气候综合决策与精细化的农业气象服务，使秋马铃薯生产从“靠天吃饭”向“看天管理”转变成为可能。

关键词：秋马铃薯农业气候资源农业气候区划农业气象灾害决策系统

基于露点法空气相对湿度估算的马铃薯晚疫病始发期预报

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江苏农业学报 2023年第8期39卷 1658-1667页

作者：武强罗孳孳郭安红阳园燕刘晓菱张德军韩旭中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气象科学研究所重庆401147 国家气象中心北京100081 重庆市巫溪县农业技术推广中心重庆405800 重庆市江津现代农业气象试验站重庆402260

为解决山地环境下马铃薯晚疫病等农业病虫害预报应用场景对近地空气相对湿度数据资料的切实需求,本研究以连续性空气温度、湿度数据集为基础样本,分析不同环境条件下露点法估算空气相对湿度的准确性,讨论以环境温湿度条件为协同参照指... 详细信息

为解决山地环境下马铃薯晚疫病等农业病虫害预报应用场景对近地空气相对湿度数据资料的切实需求,本研究以连续性空气温度、湿度数据集为基础样本,分析不同环境条件下露点法估算空气相对湿度的准确性,讨论以环境温湿度条件为协同参照指标的露点法估算空气相对湿度的质量控制有效性。以马铃薯晚疫病始发期预报为例,论证基于露点法空气相对湿度估算的马铃薯晚疫病始发期预报效果。结果表明,露点法空气相对湿度估算值与实测值一致性较好,决定系数、平均绝对误差、相对误差、一致性系数分别为0.44、8.07%、0.11%、0.97,但在实际环境空气相对湿度较小的情况下,存在明显的高估。不同环境条件对露点法估算空气相对湿度准确性的影响不同,估算准确性随环境湿度增大而提高,实际空气相对湿度为60%以上时,准确性较高;估算准确性随环境温度的变化表现为环境温度在10℃以上时,准确性较高。应用露点法估算的空气相对湿度对马铃薯晚疫病始发期进行预报,预报漏报率普遍在30.0%以下,最低为16.7%。结合作物病害发生与防控的实际情况,露点法估算空气相对湿度在马铃薯晚疫病始发期预报中表现出良好的应用效果。

关键词：露点法空气相对湿度马铃薯晚疫病始发期预报

基于MODIS-NDVI的水稻遥感估产——以重庆三峡库区为例

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西南农业学报 2009年第5期22卷 1416-1419页

作者：范莉罗孳孳重庆市气候中心重庆401147

以重庆三峡库区为研究对象,利用MOD IS-NDVI为遥感特征参量,分析水稻关键生育期的长势并对产量进行预测。考虑到NDVI数据饱和的局限性,选取库区各区县0.2～0.8范围内的NDVI值与作物产量建立水稻估产模型,进行相关性分析,估算出的水稻产... 详细信息

以重庆三峡库区为研究对象,利用MOD IS-NDVI为遥感特征参量,分析水稻关键生育期的长势并对产量进行预测。考虑到NDVI数据饱和的局限性,选取库区各区县0.2～0.8范围内的NDVI值与作物产量建立水稻估产模型,进行相关性分析,估算出的水稻产量表明,各关键生育期的相关性系数均在0.75以上,且与实产数据对比表明,各区县预测精度均在90%以上,可见利用MOD IS-NDVI能够有效的进行水稻监测和估产。

关键词： NDVI 遥感水稻估产

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重庆地区青蒿气候适宜性区划研究

西南大学学报（自然科学版） 2013年第7期35卷 139-143页

作者：罗孳孳杨世琦曾永美刘灿重庆市气象科学研究所重庆401147 重庆师范大学地理与旅游学院重庆400047

以青蒿适宜的气候环境调研与相关资料为基础,研究了青蒿生长发育与青蒿素合成积累过程所依赖的气候条件,确定了青蒿气候区划的指标因子.将重庆地区青蒿气候适宜性划分为最适宜、偏凉适宜、偏暖适宜、偏冷较适宜、偏热较适宜、不适宜6个... 详细信息

以青蒿适宜的气候环境调研与相关资料为基础,研究了青蒿生长发育与青蒿素合成积累过程所依赖的气候条件,确定了青蒿气候区划的指标因子.将重庆地区青蒿气候适宜性划分为最适宜、偏凉适宜、偏暖适宜、偏冷较适宜、偏热较适宜、不适宜6个等级,并应用1∶25万DEM和GIS分析技术进行了区划.结果表明,最适宜区集中于武陵山区的酉阳、秀山与三峡库区的涪陵、万州等地的山地、丘陵地带,南川、丰都、黔江、彭水等地也有零散的最适宜区.这些地区海拔在350～750m之间,是发展青蒿产业的最佳区域.

关键词：青蒿气候适宜性区划

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重庆市油桐气候区划精细化研究

西南大学学报（自然科学版） 2013年第7期35卷 144-150页

作者：杨世琦高阳华罗孳孳曾永美重庆市气象科学研究所重庆401147 黔南州林业调查规划院都匀558000

重庆市有适宜油桐生长发育的优越气候,属于全国油桐中心栽培区.但重庆境内地形复杂,山地立体气候明显,在海拔、气温、降水、日照等多种气象因子影响下,油桐生长分布有一定规律.本文选取1971-2000年气候数据,基于GIS进行空间化分析,同时... 详细信息

重庆市有适宜油桐生长发育的优越气候,属于全国油桐中心栽培区.但重庆境内地形复杂,山地立体气候明显,在海拔、气温、降水、日照等多种气象因子影响下,油桐生长分布有一定规律.本文选取1971-2000年气候数据,基于GIS进行空间化分析,同时结合实地调研等相关资料,对油桐生长进行气候区划,划分出光温匹配最适宜区、气候温热适宜区、气候温凉适宜区、气候炎热较适宜区、气候冷凉较适宜区、光照一般较适宜区和气候寒冷不适宜区等7个不同类型栽培区,为油桐种植提供客观的参考依据.

关键词：油桐气候区划 GIS