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东北地区干旱特征与春玉米生长季干旱主导气象因子

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农业工程学报 2020年第19期36卷 97-106页

作者：李崇瑞游松财武永峰中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院研究生院北京100081

在全球气候变化背景下,东北地区干旱及其主导气象因子呈现出新的态势,并可能对当地农业生产带来不可预见的灾害风险。因此,开展干旱时空规律研究,揭示春玉米生长季干旱发生的气象驱动因子,对于指导当地开展农业防旱减灾工作尤为重要。... 详细信息

在全球气候变化背景下,东北地区干旱及其主导气象因子呈现出新的态势,并可能对当地农业生产带来不可预见的灾害风险。因此,开展干旱时空规律研究,揭示春玉米生长季干旱发生的气象驱动因子,对于指导当地开展农业防旱减灾工作尤为重要。该研究利用东北地区及其周边105个气象站点数据以及30 m分辨率的DEM,在考虑海拔影响的前提下将逐月气象因子数据空间插值并计算了1989-2018年1、3、6、12、24个月尺度的潜在蒸散量和标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evaporation Index,SPEI),分析了干旱的多尺度特征和春玉米生长季各气象因子的变化规律,明确了干旱的高发月份、区域及主导气象因子。结果表明:1)1989-2018年干旱呈现出10 a周期的偏轻-偏重-偏轻规律,其中2000-2010年干旱较为严重。2)干旱高发月份为5月,且在吉林西部、内蒙古东部和黑龙江西南部等地区干旱发生概率较高。3)气象因子变化主要以气温增加为主,且伴随气压下降和风力减弱,平均气温、最高气温、最低气温、气压、风速分别以0.41℃/(10 a)、0.42℃/(10 a)、0.39℃/(10 a),−0.05 kPa/(10 a)、−0.08 m/(s·10 a)的速度变化。4)各月干旱主导气象因子不尽相同,5月为降水、相对湿度、最高温度和日照时数,6月为降水、相对湿度、日照时数和最低气温,7月为降水、相对湿度和日照时数,8月为降水、最高气温和平均气温,9月为降水、相对湿度和最高气温,生长季平均条件下为降水、最高气温、日照时数和相对湿度,降水对干旱的直接作用远大于其他气象因子。该研究可为全面了解东北地区春玉米生长季干旱特点、以及制定合理的干旱应对措施提供一定的参考和依据。

关键词：作物干旱气象标准化降水蒸散指数东北地区春玉米生长季

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遥感与气象数据结合预测小麦灌浆期白粉病

农业工程学报 2016年第9期32卷 165-172页

作者：马慧琴黄文江景元书南京信息工程大学应用气象学院气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100094

利用多源数据对区域尺度上小麦白粉病的发生状况准确及时地预报能为农业服务和农业植保等部门提供重要信息,实现小麦白粉病的有效预防。研究利用一景2014年5月6日的landsat8遥感影像提取出植被指数、地表温度(land surface temperature,... 详细信息

利用多源数据对区域尺度上小麦白粉病的发生状况准确及时地预报能为农业服务和农业植保等部门提供重要信息,实现小麦白粉病的有效预防。研究利用一景2014年5月6日的landsat8遥感影像提取出植被指数、地表温度(land surface temperature,LST)和影像中各波段反射率特征,同时用2014年3月-5月份的站点逐日地面气象资料计算获得各气象特征,并经过GIS空间插值分析得到相应的空间气象特征。通过Relief算法和泊松相关系数相结合的方式进行遥感和气象特征的筛选,最终得出改进的简单比值指数(modified simple ratio index,MSR)、重归一化植被指数(re-normalized difference vegetation index,RDVI)、3月21日-4月20日总日照时数和4月11日-5月10日大于0.1 mm降雨日数。采用相关向量机(relevance vector machine,RVM)的方法分别用筛选出的遥感、气象数据特征及2种数据特征相结合的方式构建了河北省石家庄市藁城、晋州和赵县3地区小麦灌浆期白粉病的发生预测模型,并对3种不同数据模型进行了验证与评估。试验结果表明,遥感气象数据模型的总体精度达到84.2%,优于遥感数据模型的80.0%和气象数据模型的74.7%。进而得出,相比于单站点准确和空间不连续的气象数据和类型单一的遥感数据,遥感气象数据更适合于区域尺度范围内的作物病虫害发生发展状况的预测研究。

关键词：遥感气象预测相关向量机气象数据小麦白粉病

基于ZINB模型和气象因素的禽霍乱发病预测

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农业工程学报 2018年第15期34卷 176-182页

作者：高翔肖建华王洪斌东北农业大学黑龙江省动物普通疾病防治重点实验室哈尔滨150030

为了评估气象因素对禽霍乱流行的影响,实现对禽霍乱疾病的预警与可视化管理。该研究设计了基于季节、时间分析方法与零膨胀负二项式(zero-inflated negative binomial,ZINB)模型的禽霍乱风险分析方法。该方法利用季节性分析、时间序列... 详细信息

为了评估气象因素对禽霍乱流行的影响,实现对禽霍乱疾病的预警与可视化管理。该研究设计了基于季节、时间分析方法与零膨胀负二项式(zero-inflated negative binomial,ZINB)模型的禽霍乱风险分析方法。该方法利用季节性分析、时间序列分析方法,对中国禽霍乱的分布特征进行描述;通过构建ZINB模型,对气象因素与禽霍乱发生之间的关系进行评估。最终,利用模型分析结果与网络地理信息(Web GIS)技术建立禽霍乱监测预警系统。结果表明,中国禽霍乱发病存在明显的季节性并受上月发病数的影响,同时,较高的气温、空气湿度、较小的风速是促进禽霍乱发病的气象条件。利用该研究中的方法结合气象数据,对禽霍乱发病进行预测,预测值与实际值拟合结果ICC(组内相关系数)取值0.802,R2值为0.7853,表明模型预测精度较好,系统各功能模块运行正常。利用Web GIS技术与数学模型对禽霍乱进行监测预警,可以提高家禽养殖管理水平,降低发病风险,减少因动物疫病造成的经济损失。

关键词：气象模型禽霍乱风险分析 ZINB模型网络地理信息季节性分析

COVID-19管控期间气象条件变化对京津冀PM_(2.5)浓度影响

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环境科学 2022年第6期43卷 2831-2839页

作者：邱雨露陈磊朱佳马志强李梓铭郭恒唐颖潇京津冀环境气象预报预警中心北京100089 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 北京城市气象研究院北京100089 天津市环境气象中心天津300074

2020年初新冠肺炎疫情(COVID-19)暴发后,中国多地实施了严格的管控措施,导致污染物排放量明显下降.但在减排实施的情况下,京津冀PM_(2.5)等污染物浓度较过去5 a同期却明显增长,出现了两次PM_(2.5)重度污染事件.利用欧洲中心ERA5再分析... 详细信息

2020年初新冠肺炎疫情(COVID-19)暴发后,中国多地实施了严格的管控措施,导致污染物排放量明显下降.但在减排实施的情况下,京津冀PM_(2.5)等污染物浓度较过去5 a同期却明显增长,出现了两次PM_(2.5)重度污染事件.利用欧洲中心ERA5再分析资料分析发现,相对于过去5 a,COVID-19管控期间京津冀地区的气象场表现为偏高的相对湿度、偏低的边界层高度和边界层内异常的辐合上升运动,有利于颗粒物的吸湿增长和二次转化,不利于污染物垂直方向上的扩散.此外,利用WRF-Chem模式开展敏感性试验发现,在京津冀中部地区气象场的变化导致2020年管控期间ρ(PM_(2.5))升高了20~55μg·m^(-3),升高比例高达60%~170%.进一步利用过程诊断分析法得出,增强的气溶胶化学过程和不利的湍流扩散条件是2020年COVID-19管控期间PM_(2.5)浓度升高的主要原因.在当今减排的大背景下,边界层高度和相对湿度的变化可能成为预报预测京津冀地区PM_(2.5)污染事件的重要指标.

关键词：新冠肺炎疫情 PM_(2.5) 气象气溶胶 WRF-Chem模式过程分析减排

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湖泊科学 2018年第4期30卷 897-906页

作者：王菁晗何吕奇姝杨成刀国华杜劲松韩亚平吴光学吴乾元胡洪营大连理工大学生命科学与技术学院大连116023 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室北京100084 清华大学深圳研究生院深圳市环境微生物利用与安全控制重点实验室深圳518055 昆明市滇池生态研究所昆明650228 清华-伯克利深圳学院环境与新能源技术工程实验室深圳518055

比较了太湖、巢湖、滇池("三湖")1981—2010年间的气象要素,1987—2015年间的水质要素,2000—2013年间的年内水华起始日期与持续时间,以及与水华相关的已有研究情况.其中,气象要素包括气温、日温差、风速、风向、气压、降水、相对湿度等... 详细信息

比较了太湖、巢湖、滇池("三湖")1981—2010年间的气象要素,1987—2015年间的水质要素,2000—2013年间的年内水华起始日期与持续时间,以及与水华相关的已有研究情况.其中,气象要素包括气温、日温差、风速、风向、气压、降水、相对湿度等;水质要素包括水温、总氮浓度、总磷浓度、水体综合营养指数等.对比结果表明,云贵高原湖泊滇池因其冬、春季节气温较高且日温差较大等气象特征,以及总磷浓度较高等水质特征,相比于东部平原湖泊太湖、巢湖而言更易发生水华,且在"三湖"中水华年内起始日期最早,持续时间最长.然而,目前有关滇池水华的研究相对于"三湖"中的太湖却远远不足.鉴于滇池所处湖区的独特气象、水质特征,平原水华湖泊的研究结果难以有针对性地指导其水华控制,亟需提高滇池水华研究的系统性与深度.只有因地制宜,方有希望逐步有效控制、减轻、乃至消除滇池水华.

关键词：水华蓝藻气象水质滇池太湖巢湖

基于三维视角的农业干旱对气象干旱的时空响应关系

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农业工程学报 2020年第8期36卷 103-113页

作者：冯凯粟晓玲西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

气象干旱是农业干旱的驱动因素,研究农业干旱对气象干旱的响应特征对理解干旱演变机制具有重要作用,而以往研究大多忽略了干旱的时空连续特征。该研究以SPEI和aSPI分别表征气象干旱和农业干旱,基于三维干旱识别方法提取2类干旱的历时、... 详细信息

气象干旱是农业干旱的驱动因素,研究农业干旱对气象干旱的响应特征对理解干旱演变机制具有重要作用,而以往研究大多忽略了干旱的时空连续特征。该研究以SPEI和aSPI分别表征气象干旱和农业干旱,基于三维干旱识别方法提取2类干旱的历时、面积、烈度、强度、中心以及迁移距离6个干旱特征,分析黑河流域1961-2014年干旱时空连续动态演变特征;提出时空尺度干旱事件匹配准则,确定存在时空联系的气象-农业干旱事件,探讨气象、农业干旱时空响应特征并建立干旱特征响应模型。结果表明:1)从三维视角可准确全面地认识干旱事件时空动态演变过程及区域干旱发展规律,研究区秋冬春连旱一般起源于中游中部,沿东南方向逐渐向上游迁移并消亡,且干旱迁移速率在上游相对较快;2)基于时空尺度的干旱事件对匹配结果能够保证时空尺度上气象、农业干旱的复杂关系更接近实际,为准确分析气象-农业干旱时空响应特征提供保障;3)研究区气象-农业干旱历时、干旱面积和干旱烈度的最优响应模型分别为二次多项式、指数函数和指数函数。该研究为准确评估干旱时空动态演变规律及干旱响应关系提供了新思路。

关键词：干旱气象农业动态演变干旱匹配

石家庄市秋冬季大气环流型下的气象和PM_(2.5)污染特征

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北京大学学报（自然科学版） 2021年第3期57卷 414-424页

作者：肖腾林廷坤严宇王雪松环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京大学环境科学与工程学院北京100871 广东电科院能源技术有限责任公司广州510080

根据石家庄市2013-2018年秋冬季(当年11-12月和次年1-2月) 11种大气环流型天气条件下的地面和垂直气象特征,归纳出5类大气环流条件,并结合气团传输轨迹和PM_(2.5)浓度监测数据,探讨大气环流条件与石家庄PM_(2.5)污染的关系。在5类大气... 详细信息

根据石家庄市2013-2018年秋冬季(当年11-12月和次年1-2月) 11种大气环流型天气条件下的地面和垂直气象特征,归纳出5类大气环流条件,并结合气团传输轨迹和PM_(2.5)浓度监测数据,探讨大气环流条件与石家庄PM_(2.5)污染的关系。在5类大气环流条件中,第Ⅰ类(NW型和N型,天数占16%)的扩散条件最好以西风和西北风为主,风向比较稳定,风速大,边界层高度高;第Ⅱ类(NE型,天数占9%)和第Ⅲ类(E型和SE型,天数占12%)的扩散条件次好,近地面风向分别以北风和东北风为主,风速较大,前者边界层高度中等,后者边界层高度低;第Ⅳ类(A型,天数占37%)的扩散条件较差,近地面风速较低,同时边界层高度低第V类(UM型、C型、S型、SW型和W型,天数占26%)的扩散条件最差,近地面风速很小,风向变化大边界层高度低,低层大气逆温明显。不同大气环流条件下气团的传输路径存在差异,对石家庄地区PM_(2.5)污染产生潜在影响的区域随之不同。石家庄市秋冬季的PM_(2.5)污染与不同环流型的扩散条件密切关联,第Ⅴ类大气环流条件下最易发生PM_(2.5)污染,污染发生频率在78%~96%之间,重度及以上级别污染发生频率均在55%以上;第Ⅳ类大气环流条件下的污染状况变化相对缓慢,但连续的第Ⅳ类大气环流天气多带来PM_(2.5)污染持续累积;第I类大气环流条件下发生污染的频率最低。

关键词：大气环流型 PM_(2.5)污染气象石家庄

近50年云南省怒江、澜沧江流域气象干旱研究

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北京大学学报（自然科学版） 2017年第5期53卷 964-972页

作者：徐娟保山学院资源环境学院保山678000

基于怒江、澜沧江云南段31个气象站点1965—2013年的月降水、气温资料,计算两个流域各生物气候区的标准化降水蒸散指数(SPEI)。分析近50年的年、季节、月尺度的干旱过程、干旱发生频率及强度,揭示怒江、澜沧江云南段干旱发生的时空和强... 详细信息

基于怒江、澜沧江云南段31个气象站点1965—2013年的月降水、气温资料,计算两个流域各生物气候区的标准化降水蒸散指数(SPEI)。分析近50年的年、季节、月尺度的干旱过程、干旱发生频率及强度,揭示怒江、澜沧江云南段干旱发生的时空和强度演变特征。结果表明,自20世纪70年代后期以来,研究区季节、月尺度干旱整体上呈显著增加趋势,尤其是冬季;两个流域内各气候区干旱特征的空间分异不明显,干旱发生与全省性的大范围干旱发生较为一致;近50年来,研究区气温的显著升高可能比降水的微弱减少对其干旱变化贡献更大。

关键词：标准化降水蒸散指数(SPEI) 气象干旱怒江澜沧江

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综合气象干旱指数改进及其适用性分析

农业工程学报 2020年第16期36卷 71-77页

作者：陈家宁孙怀卫王建鹏廖卫红陈皓锐华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430072 长江勘测规划设计研究有限责任公司武汉430064 中国水利水电科学研究院水利所北京100038

为准确开展区域干旱监测,该研究对综合气象干旱指数(Comprehensive Meteorological Drought Index,CI)进行了改进,使其更适用于干旱的长期监测。研究以湖北省区域为典型研究对象,利用高精度气象格网数据以及历史灾情数据,运用游程理论... 详细信息

为准确开展区域干旱监测,该研究对综合气象干旱指数(Comprehensive Meteorological Drought Index,CI)进行了改进,使其更适用于干旱的长期监测。研究以湖北省区域为典型研究对象,利用高精度气象格网数据以及历史灾情数据,运用游程理论、相关性分析和M-K趋势检验等方法,对几种常用干旱指数的灾害识别能力、干旱演变趋势等进行了分析和比较。结果表明:改进后的综合干旱指数(The Improved Comprehensive Drought Index,CIn)能够识别湖北省的多数历史重大旱灾;CIn与实际的旱灾受灾面积和旱灾成灾面积的相关系数分别达到0.69和0.67,均优于CI指数和SPEI指数;由CIn得到的干旱历时、干旱烈度的空间分布也与文献资料相符合。在湖北省区域内取得的干旱时空演变趋势分析中发现,CIn和SPEI6的M-K测试结果中干旱趋势发生显著变化的面积比例为40.19%和53.99%(P气象干旱监测的指标选取提供指导和参考。

关键词：干旱监测气象综合气象干旱指数湖北省