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基于主成分分析淮北五道沟日尺度地温对气象要素的响应

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中国农业气象 2024年第4期45卷 351-362页

作者：孙博王怡宁吕海深王发信朱永华周超高佩方晶晶卢怡然河海大学南京210098 南京水利科学研究院南京210029 安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院五道沟水文实验站蚌埠233000

为探讨淮北地区地温对气象要素的响应关系,对未来地温进行预测,利用五道沟水文实验站1986-2021年0-320cm深度土壤内9个土层地温和8个逐日气象要素(平均气温、水面蒸发、日照时数、降水量、1.5m高度平均风速、平均空气相对湿度、绝对湿... 详细信息

为探讨淮北地区地温对气象要素的响应关系,对未来地温进行预测,利用五道沟水文实验站1986-2021年0-320cm深度土壤内9个土层地温和8个逐日气象要素(平均气温、水面蒸发、日照时数、降水量、1.5m高度平均风速、平均空气相对湿度、绝对湿度和水汽压力差)实测资料,分析地温与气象要素的相关关系,利用主成分分析法对8个气象要素进行数据降维,以提取出的主成分作为输入构建PCA-BP地温模拟模型,并与仅使用平均气温作为输入的BP神经网络模型进行对比分析。结果表明:(1)除平均气温外,地温还受水面蒸发、绝对湿度、水汽压力差等气象要素影响,气象要素对地温的影响随土壤深度的增加而减弱。深层地温对气象要素的响应表现出时滞性特点,滞后时间随土层深度增加而增加。(2)0-80cm处PCA-BP地温模型在预测未来1、3、7d后地温时精度较高,R^(2)(决定系数)均高于0.79。由于地温对气象要素响应的滞后性,预测天数增加时,PCA-BP地温模型对深层地温的预测精度提高。(3)引入新的气象要素作为输入,可提高地温预测模型的精度;与仅使用平均气温作为输入的BP模型对比,PCA-BP模型在预测未来3d和7d后地温表现更优。

关键词：地温气象要素响应关系预测模型滞后性

城市化对福建省气温和地温变化影响的比较研究

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热带气象学报 2024年第1期40卷 115-126页

作者：刘倩金凯金岩松宗全利刘春霞秦鹏陈明利刘佩茹青岛农业大学资源与环境学院山东青岛266109

在快速城镇化背景下,我国城市热环境急剧恶化,研究城市化对温度变化的影响有助于深入认识我国气候变化特征。然而,以往相关研究多聚焦于气温或地温中的一项指标,尚不完全清楚城市化对二者影响的差异。本文利用福建省20个气象站逐日地表... 详细信息

在快速城镇化背景下,我国城市热环境急剧恶化,研究城市化对温度变化的影响有助于深入认识我国气候变化特征。然而,以往相关研究多聚焦于气温或地温中的一项指标,尚不完全清楚城市化对二者影响的差异。本文利用福建省20个气象站逐日地表气温(简称气温)和0 m地温(简称地温)资料,采用趋势分析和UMR(Urban Minus Rural)等方法,旨在探讨1987—2017年福建省气温、地温变化中的城市化影响。结果表明:(1)福建省气温和地温变化具有很大时空异质性;就区域平均而言,年和各季节平均温度均呈增加趋势,但地温上升幅度普遍高于气温。(2)城市化对城市站日平均、最高和最低温度变化的影响存在很大差异;其中,对年平均地温变化的影响(0.18℃·(10 a)^(-1),P地温变化的影响也高于气温。(3)在基于所有台站计算的福建省年平均地温序列中检测出显著的城市化影响(0.06℃·(10 a)^(-1),P地温序列中更加明显。综上,基于台站观测数据的福建省气温和地温变化速率差异与城市化对二者的增温效应差异密切相关;建议在未来相关研究中对此予以考虑和剔除,从而促进对区域气候和生态环境变化的认识。

关键词：气温地温变化趋势城市化不对称性

基于SARIMA模型的五道沟地区0~320 cm土层季尺度地温预测研究

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灌溉排水学报 2024年第2期43卷 54-60,95页

作者：蒋鑫平王启猛刘猛王发信吕海深陈雨李杰王振龙河海大学南京210098 水利部淮河水利委员会安徽蚌埠233000 安徽省(水利部淮委)水利科学研究院合肥230088

【目的】探讨五道沟地区地温季尺度变化趋势和突变特征,建立SARIMA地温预测模型。【方法】基于五道沟水文实验站1964—2022年长系列实测地温资料,采用线性回归、Sen’s斜率估计、MK检验等方法,开展0~320cm土层地温季尺度变化趋势和突变... 详细信息

【目的】探讨五道沟地区地温季尺度变化趋势和突变特征,建立SARIMA地温预测模型。【方法】基于五道沟水文实验站1964—2022年长系列实测地温资料,采用线性回归、Sen’s斜率估计、MK检验等方法,开展0~320cm土层地温季尺度变化趋势和突变特征研究,建立不同土层深度(0~320cm)地温SARIMA预测模型。【结果】(1)春季、冬季0~160 cm土层地温呈显著上升趋势;夏季除0、10 cm土层外其他土层地温均有显著下降趋势;秋季0、20 cm土层地温具有显著上升趋势;320 cm土层地温在冬季具有显著下降趋势。(2)春季0、10、20、40、160 cm土层地温分别在2006、2013、2012、2015、2018年发生突变,突变后增温趋势显著;320 cm土层地温在1984年前后开始显著降低。(3)地温数据的预测值与实测值拟合优度均>0.95,不同土层地温预测模型均有较好的预测能力,且随土层深度增加预测精度提高,MAE随土层深度增加由1.666下降至0.390,RMSE随土层深度增加由2.139下降至0.525。【结论】SARIMA模型精度较高,可用于淮北平原地区地温模拟预测。

关键词：地温变化特征时间序列 SARIMA模型

播州区0~20 cm地温变化特征及与油菜产量的相关性分析

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内蒙古气象 2024年第3期 39-44页

作者：吴新星陈洪玉吴新豪秦仁艳肖雨霞播州区气象局贵州遵义563199 遵义市农业农村局贵州遵义563100 仁怀市气象局贵州仁怀564599 道真县气象局贵州道真563599

利用1982年9月—2022年5月的逐月0~20 cm地温观测资料和同期的农业气象观测资料,采用气候倾向率法、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和线性回归分析等气候统计方法,分析了近40 a播州区油菜生育期内0~20 cm地温变化特征及与油菜产量的... 详细信息

利用1982年9月—2022年5月的逐月0~20 cm地温观测资料和同期的农业气象观测资料,采用气候倾向率法、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和线性回归分析等气候统计方法,分析了近40 a播州区油菜生育期内0~20 cm地温变化特征及与油菜产量的相关性。结果表明:1983—2022年播州区油菜生育期内0~20 cm各土层地温均呈上升趋势,0、15 cm和20 cm地温无明显突变特征,5 cm和10 cm平均地温均从1997年开始突变,突变后上升趋势明显。各土层地温均在32a时间尺度上周期变化表现最佳,在32a时间尺度上,40年来主要经历了3个时期的交替变换。2月0~10cm各土层平均地温、3月和4月0~20cm各土层平均地温均与油菜产量呈显著正相关关系,其中4月20cm平均地温对油菜产量的影响最大。

关键词：地温气候倾向率气候突变相关性分析

青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律及影响因素研究

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青海大学学报 2024年第1期42卷 1-8页

作者：朱元涛任倩慧岳一凡聂婷婷青海大学土木水利学院青海西宁810016 黄河上游生态保护与高质量发展实验室青海西宁810016 水利部江河源区水生态治理与保护重点实验室青海西宁810016

为探究青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律与影响因素,本文选取青藏公路沿线2个代表性地区(西大滩、五道梁)2013—2022年多年冻土活动层地温及气象数据,对多年冻土活动层地温的时空变化规律和4个主要影响因素(气温、比湿度、降水... 详细信息

为探究青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律与影响因素,本文选取青藏公路沿线2个代表性地区(西大滩、五道梁)2013—2022年多年冻土活动层地温及气象数据,对多年冻土活动层地温的时空变化规律和4个主要影响因素(气温、比湿度、降水量、表层40cm土壤含水量展开研究。结果显示:青藏公路沿线多年冻土活动层地温在空间特征上表现为活动层地温波动幅度随着土壤深度的加深逐渐趋于平稳;在时间特征上表现为随着土壤深度的加深,气温对活动层地温产生的滞后天数逐渐增加。4个主要影响因素对多年冻土活动层地温影响的顺序为气温>比湿度>降水量>表层40cm土壤含水量,其中气温与比湿度对浅层活动层地温的贡献率最大,表层40cm土壤含水量贡献率最小。该结果可为青藏公路的病害分析和防治对策研究提供科学依据。

关键词：青藏高原多年冻土地温活动层

天然气管道后期运维工艺优化设计与地温影响分析

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粘接 2024年第4期51卷 133-136页

作者：代军生李迎斌国家管网集团西部管道公司、兰州输气分公司甘肃兰州730070

为提高天然气管道工艺系统设计质量,保证输送天然气基础建设水平,提出一套天然气管道工艺系统优化设计方案。以“某公司供气管道”为例,借助SPS软件,完成对水力计算模型的构建;在精确地计算某公司管道水力系统热力等参数的基础上,全面... 详细信息

为提高天然气管道工艺系统设计质量,保证输送天然气基础建设水平,提出一套天然气管道工艺系统优化设计方案。以“某公司供气管道”为例,借助SPS软件,完成对水力计算模型的构建;在精确地计算某公司管道水力系统热力等参数的基础上,全面地分析和研究地温对天然气管道工艺系统的具体影响。结果表明,在使用长距离输气管道时,地温通常会对天然气管道工艺系统产生明显的影响,通过科学、合理地使用地温,可以保证该管道优化设计质量。当管道线路相对较长时,地温对其管线内气体温度会产生明显的影响。

关键词：地温天然气管道工艺系统优化设计影响

内蒙古大兴安岭不同下垫面浅层地温的变化特征及其对气温的响应

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内蒙古气象 2024年第2期 23-28页

作者：吴国周唐果星张峰王丽内蒙古自治区气象科学研究所内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区人工影响天气中心内蒙古呼和浩特010051

基于鄂温克自治旗站和图里河站2005—2022年的实测地温和气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验等方法,系统分析该地区地温的时间演变规律及对气温变化的响应。结果表明:草原区和林区的各年平均气温均低于同时期的各层地温。草... 详细信息

基于鄂温克自治旗站和图里河站2005—2022年的实测地温和气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验等方法,系统分析该地区地温的时间演变规律及对气温变化的响应。结果表明:草原区和林区的各年平均气温均低于同时期的各层地温。草原区和林区的地温均随土层的加深而降低。林区年浅层地温气候倾向率大于草原区的年浅层地温气候倾向率。草原区春季气温变化对其年气温变化有显著影响;林区春、冬两季的0~20 cm浅层地温变化对年浅层地温变化有较大贡献;春、夏两季,草原区和林区浅层地温变化均与气温变化有较强的相关性。冬季,两站浅层地温变化对气温变化均不敏感,这可能是由于地表受到不同程度积雪覆盖的影响。草原区年平均浅层地温变化与气温变化的相关关系不明显,林区0~20 cm年浅层地温变化与气温变化呈较强的相关性。

关键词：气温地温气候倾向率内蒙古大兴安岭草原区林区

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长江源地区地温变化对冻土的影响分析

青海环境 2024年第3期34卷 151-154页

作者：文生祥许学莲吉玉浩张景泉苗培林王发科青海省沱沱河气象站青海省格尔木市气象局

本文选取沱沱河气象站1961—2022年气温、2004—2022浅层地温、2016—2022深层地温资料以及2022年人工冻土观测数据代表长江源地区气象资料，采用气候倾向率及SPSS软件进行相关性分析。结果表明：长江源地区平均气温以0.37℃/10 a的趋... 详细信息

本文选取沱沱河气象站1961—2022年气温、2004—2022浅层地温、2016—2022深层地温资料以及2022年人工冻土观测数据代表长江源地区气象资料，采用气候倾向率及SPSS软件进行相关性分析。结果表明：长江源地区平均气温以0.37℃/10 a的趋势增加；0～20 cm地温均呈波动上升趋势，0 cm地温最大值出现在2006年（2.7℃），最小值出现在2014年（0.2℃）；5～20 cm地温最大值均出现在2016年，最小值均出现在2014年；40～320 cm地温略呈不明显下降趋势，最大值均出现在2017年，最小值均出现在2019年。深层地温与浅层地温最小值出现时间相差5 a。长江源地区10月开始出现冻土，至次年5月冻土深度达到最大值，7—9月无冻土出现。冻土深度春季>冬季>秋季>夏季。长江源地区冻土与0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm、160 cm、320 cm地温的相关系数通过了0.01的显著性检验。80 cm未通过显著性检验，表明80 cm地温对冻土的影响不明显。

关键词：气温地温冻土长江源地区

1991年—2020年通化地区春播期降水量及地温变化显著特点分析

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农业技术与装备 2024年第6期 124-126页

作者：黄晓楠李宏鹏崔忠强王智宇王传贺通化市气象局吉林通化134000

基于1991年—2020年吉林省南部通化地区6个气象观测站的4月、5月降水量及地温数据资料,着重分析研究区域春播期降水量、地温变化的显著特点。结果显示:近30 a的春播期内,通化地区降水量呈总体上升趋势;空间分布上,降水、地温存在显著特... 详细信息

基于1991年—2020年吉林省南部通化地区6个气象观测站的4月、5月降水量及地温数据资料,着重分析研究区域春播期降水量、地温变化的显著特点。结果显示:近30 a的春播期内,通化地区降水量呈总体上升趋势;空间分布上,降水、地温存在显著特点,即南多北少、北低南高;地温春播期除0 cm地温呈缓慢上升的趋势外,5 cm、10 cm、20 cm地温均呈缓慢下降的趋势。

关键词：农业气象春播期降水地温通化地区

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