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基于GIS的福建芙蓉李气候适宜性区划

中国生态农业学报（中英文） 2024年第2期32卷 321-329页

作者：吴立杜晓杰孙朝锋黄川容王加义陈家金林辉阳福建省气象服务中心福州350008 福建省建瓯市气象局建瓯353100

为合理利用气候资源,科学规划芙蓉李的种植布局,基于福建省67个地面气象观测站1971—2018年的气象资料、2005—2014年芙蓉李面积和产量资料以及地理信息数据,采用GIS技术开展福建芙蓉李气候适宜性区划。根据福建省的气候特点和芙蓉李生... 详细信息

为合理利用气候资源,科学规划芙蓉李的种植布局,基于福建省67个地面气象观测站1971—2018年的气象资料、2005—2014年芙蓉李面积和产量资料以及地理信息数据,采用GIS技术开展福建芙蓉李气候适宜性区划。根据福建省的气候特点和芙蓉李生长的环境条件,构建福建芙蓉李气候适宜性区划指标体系;采用层次分析法和熵权法确定各区划指标的权重;通过多元线性回归分析,建立区划指标与经度、纬度、海拔高度的地理推算模型;采用加权求和法,计算芙蓉李气候适宜性指数;根据福建芙蓉李气候适宜性指数的分布规律、芙蓉李种植生长的实际情况和实地调查情况,以及限制芙蓉李生长的区划指标的区划结果,将芙蓉李在福建的气候适宜性区域划分为适宜区、次适宜区和不适宜区3个等级;基于福建芙蓉李的种植现状和李果的单产高低,对区划结果进行验证。结果表明:适宜区主要集中在龙岩北部,三明、南平和宁德3市的大部分地区以及福州北部这些中高海拔地区;次适宜区主要分布在福建省中部的武平、漳平至罗源一带;不适宜区主要集中在南部和东南部沿海这些低海拔地区以及北部山区的高海拔地区。区划结果与福建芙蓉李的种植现状和李果的单产高低吻合性高。研究结果可为福建芙蓉李的种植布局提供决策参考。

关键词：芙蓉李气候适宜性气候区划 GIS 福建

基于改进LSTM神经网络的风电功率短期预报算法

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南方能源建设 2024年第1期11卷 112-121页

作者：高盛许沛华陈正洪成驰湖北省气象服务中心湖北武汉430205

[目的]风能的波动性和间歇性给大规模的风电并网提出了挑战,解决这一问题的有效途径是能够提供准确的风电功率预报。[方法]针对这一挑战,提出了一种新的基于改进LSTM(长短期记忆)架构的深度学习神经网络的风功率预报模型,包含自主研制... 详细信息

[目的]风能的波动性和间歇性给大规模的风电并网提出了挑战,解决这一问题的有效途径是能够提供准确的风电功率预报。[方法]针对这一挑战,提出了一种新的基于改进LSTM(长短期记忆)架构的深度学习神经网络的风功率预报模型,包含自主研制的数据异常检测与处理、风速特征提取、超参数调优于一体的风电功率预报方法。为了使神经网络模型能更加准确地学习风速特征对风电功率的影响,还定义了一种使用特征筛选以及特征倍增相结合的特征工程方法。[结果]仿真结果表明:所提出的数据清洗及数据增强算法在各种机器学习算法上可以将准确率提升约5%。提出的改进LSTM神经网络模型在数据清洗后与传统算法以及业内主流神经网络算法进行对比,可以将准确率提升2.5%。[结论]改进的方法不但具有较好的噪声数据清洗能力,而且在所有的试验中,改进模型在预报准确性方面优于其他所有算法,可以为实际应用提供指导。

关键词：风功率日前预报 LSTM神经网络深度学习异常检测与处理风速波动特征

近40 a来秦岭及周边地区极端降水变化特征

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干旱区地理 2024年第3期47卷 380-390页

作者：张宏芳潘留杰卢珊沈姣姣陕西省气象服务中心陕西西安710014 陕西省气象台陕西西安710014

利用1980—2021年秦岭及周边地区337个气象监测站逐日降水资料,分析了极端降水的时空变化特征,并采用广义极值分布、气候统计等方法,对比了第一阶段(1980—2000年)和第二阶段(2001—2021年)极端降水年及春、夏、秋各季节的差异变化。结... 详细信息

利用1980—2021年秦岭及周边地区337个气象监测站逐日降水资料,分析了极端降水的时空变化特征,并采用广义极值分布、气候统计等方法,对比了第一阶段(1980—2000年)和第二阶段(2001—2021年)极端降水年及春、夏、秋各季节的差异变化。结果表明:(1)秦岭及周边地区极端降水主要集中在4—11月,其中7月极端降水日数最多,近40 a来极端降水整体呈增加趋势。日极端降水阈值、最大日降水量空间分布呈现东南高于西北,极端降水日数则呈现以秦岭为界,南部多、北部少。(2)从全年角度看,2001—2021年较1980—2000年极端降水事件更多,极端性更强。日极端降水阈值、极端降水日数、最大日降水量的空间变化趋势总体也表现为增多趋势的站点数多于减少趋势的站点数。(3)极端降水季节性差异明显,春季与夏季和秋季呈现出明显的不同。不管是极端降水概率还是极端降水次数,在春季总体表现为1980—2000年极端性更高,而夏季和秋季表现为2001—2021年更强。空间分布季节性差异也较明显,春季日极端降水阈值、极端降水日数总体表现为西部增加东部减小,从西向东表现为由正向负转变的分布,且负趋势站点多于正趋势站点。而夏季和秋季日极端降水阈值、极端降水日数呈增加趋势的站点超过呈减少趋势的站点,特别是秋季增加趋势的站点占比更多。

关键词：日极端降水阈值最大日降水量极端降水日数时间变化

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基于机器学习的风电场风速多模式集合预报

南方能源建设 2024年第1期11卷 85-95页

作者：高盛许沛华陈正洪湖北省气象服务中心湖北武汉430205

[目的]随着大量风电场的兴建,组合研究不同的机器学习算法和气象预报模式已成为研究焦点。[方法]文章以湖北省风能资源的空间分布特征为基础,通过选取代表站点结合实验数据分析对结果进行深入探讨。[结果]在湖北省,已建和在建的风电场... 详细信息

[目的]随着大量风电场的兴建,组合研究不同的机器学习算法和气象预报模式已成为研究焦点。[方法]文章以湖北省风能资源的空间分布特征为基础,通过选取代表站点结合实验数据分析对结果进行深入探讨。[结果]在湖北省,已建和在建的风电场主要集中在“三带一区”的区域,具体包括:位于湖北省中部,从荆门至荆州的南北向风带;位于鄂北,从枣阳至英山的东西向风带;部分湖岛和沿湖地带;以及鄂西南和鄂东南的部分高山地区。该研究采用4种不同的数值预报产品,包括CMA-WSP、CMA-GD、WHMM和EC,与实测风速对比深入探究这些数值模式的适用范围。[结论]通过分析基于机器学习的5种集合预报方法及均值法在湖北省各地区的表现确定了适合的算法和预报模式组合,为提高集合预报的准确性提供了参考。

关键词：风功率预测机器学习算法随机森林 LightGBM AdaBoost GRU LSTM 集合预报

基于模拟低温的福建喜温类蔬菜大棚寒冻害危险性区划

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中国农业气象 2024年第8期45卷 903-912页

作者：黄川容陈家金孙朝锋吴立王加义福建省气象服务中心福州350028

利用2020-2023年12月-翌年2月的福建省福清市、清流县代表性塑料大棚棚内气象监测数据以及同期陆面同化最低气温数据,构建晴天、多云、阴天和雨天不同天气类型下棚内最低气温回归模型,基于1991-2020年福建66个县市气象台站数据,模拟历... 详细信息

利用2020-2023年12月-翌年2月的福建省福清市、清流县代表性塑料大棚棚内气象监测数据以及同期陆面同化最低气温数据,构建晴天、多云、阴天和雨天不同天气类型下棚内最低气温回归模型,基于1991-2020年福建66个县市气象台站数据,模拟历年12月-翌年2月温室大棚内日最低气温,通过构建温室大棚喜温类蔬菜寒冻害等级指标体系,采用主客观综合权重法确定指标权重,建立寒冻害危险性评估模型,开展福建省温室大棚喜温类蔬菜寒冻害风险区划。结果表明:(1)构建的晴天、多云、阴天和雨天不同天气类型下大棚内冬季最低气温回归模型,R^(2)均>0.75,模型检验绝对误差分别为0.6℃、1.4℃、1.0℃和0.5℃;(2)福建温室大棚喜温类蔬菜寒冻害危险性低风险区主要分布在福州以南沿海县市200m以下低海拔区域;中风险区主要集中在北部沿海和南部内陆海拔200-500m地区;次高风险区主要集中在南部内陆海拔500-1000m的中高海拔山区和北部海拔200-500m地区;高风险区主要在武夷山脉、鹫峰山区、戴云山脉、博平岭和玳瑁山一带海拔1000m以上地区,造成的灾害损失大,不适宜温室大棚喜温类蔬菜种植。

关键词：温室喜温类蔬菜温度模拟寒冻害风险福建

基于MaxEnt模型的湖北烟区潜在适宜性分布及其环境特征分析

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华中农业大学学报 2024年第1期43卷 100-107页

作者：贾文茜陈英英陈正洪李建平敖银银湖北省气象服务中心武汉430205 湖北省烟草科学研究院武汉430030 湖北省公众气象服务中心武汉430074

为全面评价生态气候因子对湖北省烟叶生长发育的影响,利用2008—2020年中国气象局陆面数据同化系统(CMA land data assimilation system,CLDAS)数据集和其他环境因子,基于最大熵模型(MaxEnt),利用湖北省西部烟区实际种植点位模拟湖北省... 详细信息

为全面评价生态气候因子对湖北省烟叶生长发育的影响,利用2008—2020年中国气象局陆面数据同化系统(CMA land data assimilation system,CLDAS)数据集和其他环境因子,基于最大熵模型(MaxEnt),利用湖北省西部烟区实际种植点位模拟湖北省烟区的潜在适宜性分布,并评估影响适宜性分布的主导环境因子。结果显示:MaxEnt模型对烟草适宜性分布的模拟预测精度较高(AUC=0.854)。海拔(650~1750 m)、土壤类型(黄壤)、团棵期平均最低气温(8.9~15.0℃)、旺长期平均气温(16.0~22.9℃)、成熟期平均气温(18.8~25.6℃)是影响湖北烟草分布的主导环境因子。烟草的高适生区主要分布在恩施、十堰和襄阳南部及宜昌东南部,占湖北省总面积的18.2%,80%区域的海拔为700~1350 m、团棵期平均最低气温11.2~14.5℃、旺长期平均气温19.2~22.8℃、成熟期平均气温22.0~25.4℃。在所有环境因子中,海拔高度起决定性作用,温度则是影响烟草生长发育的重要气象因子。研究表明,本研究结果与湖北烟区实际空间分布基本相符。

关键词：湖北烟区最大熵模型生育期潜在分布主导环境因子生态适宜性地理信息系统(GIS)

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青海公路沿线暴雨洪涝灾害风险指数特征与模型研究

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干旱区地理 2024年第1期47卷 28-37页

作者：张静保广裕刘玮杨春华燕振宁代青措傅永超青海省气象服务中心青海西宁810001 青海省祁连县气象局青海祁连810400

利用2012年1月至2021年12月青海省50个国家气象站和39个公路沿线交通气象站地面气象观测中的逐日降水量数据、地理信息数据、社会经济数据,在分析公路沿线暴雨洪涝发生发展规律、时空分布特征和不同强度降雨日数空间分布特征的基础上,... 详细信息

利用2012年1月至2021年12月青海省50个国家气象站和39个公路沿线交通气象站地面气象观测中的逐日降水量数据、地理信息数据、社会经济数据,在分析公路沿线暴雨洪涝发生发展规律、时空分布特征和不同强度降雨日数空间分布特征的基础上,采用层次分析法、自然断点法等方法对暴雨洪涝致灾因子风险指数、孕灾环境风险指数、承灾体风险指数、防灾减灾能力风险指数及风险综合指数空间特征进行了总结,并运用公路沿线暴雨洪涝灾害风险的孕灾环境、气象风险及防灾减灾能力等因子,构建了公路沿线暴雨洪涝灾害风险模型。结果表明:(1)青海省公路沿线不同强度降雨日数空间分布总体呈由东南向西北递减,致灾因子危险性最高风险区至次高风险区路段包括国道G315线的西宁-天峻路段和G227线的西宁-峨堡岭等路段。(2)暴雨洪涝孕灾环境脆弱性风险自东南、东北向西逐渐降低,孕灾环境脆弱性风险较高的路段包括国道G227线的祁连路段和G214线的共和-囊谦等路段。(3)承灾体暴露性的最高风险区主要集中在国道G109线的民和-共和路段和G227线的西宁-峨堡岭等路段。(4)防灾减灾能力较高的区域主要分布在青海省西宁、海东、海北东部和海西西部等路段。(5)青海省公路沿线暴雨洪涝灾害风险模型等级划分为暴雨洪涝最低风险(1级)、次低风险(2级)、中等风险(3级)、次高风险(4级)和最高风险(5级)。该风险模型可在气象灾害风险管理业务中进行应用,为地方交通运输部门防灾减灾救灾工作提供科学依据。

关键词：暴雨洪涝灾害致灾因子孕灾环境承灾体防灾减灾能力风险模型青海省

基于高塔数据的山区丘陵与平原湖区风能参数差异分析

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南方能源建设 2024年第1期11卷 19-32页

作者：许杨陈正洪申彦波孟丹湖北省气象服务中心湖北武汉430205 湖北省气象能源技术开发中心湖北武汉430205 中国气象局公共气象服务中心北京100081

[目的]为促进风能资源开发的持续健康发展,为内陆地区风能资源的合理开发及利用提供科学依据,文章重点分析山区丘陵与平原湖区主要风能参数特征及差异。[方法]选用11个塔高为90~150 m的测风塔1整年观测资料,对湖北省山区、丘陵、平原及... 详细信息

[目的]为促进风能资源开发的持续健康发展,为内陆地区风能资源的合理开发及利用提供科学依据,文章重点分析山区丘陵与平原湖区主要风能参数特征及差异。[方法]选用11个塔高为90~150 m的测风塔1整年观测资料,对湖北省山区、丘陵、平原及湖区等5种不同地形形态下的主要风能参数特征及差异进行探讨。[结果]分析结果表明:(1)各塔高层风速日变幅在1.0~2.3 m/s,山区丘陵地形下变幅明显大于平原湖区,且各层变化趋于一致,均为白天小晚上大,平原湖区低层风速日变化与高层特征相反,为白天大晚上小;(2)各塔综合风切变指数在0.055~0.328之间,在山区丘陵地形下大于平原湖区,风切变指数日变幅在0.063~0.378,变化特征为白天小晚上大,平原湖区风切变日变幅明显大于山区丘陵,大风情况下的风切变在山区丘陵地形下分布较为离散,平原湖区地形下则相对较为集中,基本稳定在0.1~0.2之间;(3)各塔高层有效风速段年平均湍流强度为0.13~0.18,山区地形下大于平原湖区,各塔湍流强度日变幅在0.07~0.15,变化特征均为白天大晚上小,但山区丘陵地形下变幅明显大于平原湖区。[结论]不同地形下的风能资源特征在动力和热力作用下表现出明显的时空变化差异,分析结果可为风能资源开发利用提供指导。

关键词：风能资源测风塔特征分析山区丘陵平原湖区参数差异

三江源地区草原森林基于空间网格的雷电危险性评估

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干旱区地理 2024年

作者：谢捷代青措马玉芳孙芙荣李梓瑄李乾英青海气象服务中心 96742部队气象台

以三江源地区2021—2022年闪电定位资料以及1984—2022年雷电灾害数据，计算出地闪密度、地闪强度和雷电灾害密度，采用层次分析法以及ArcGIS空间网格法分析技术对三江源地区雷电灾害的危险性进行评估，并结合三江源地区草原森林分布，... 详细信息

以三江源地区2021—2022年闪电定位资料以及1984—2022年雷电灾害数据，计算出地闪密度、地闪强度和雷电灾害密度，采用层次分析法以及ArcGIS空间网格法分析技术对三江源地区雷电灾害的危险性进行评估，并结合三江源地区草原森林分布，分别计算出草原和森林雷电危险性分布。结果表明：（1）三江源地区雷电灾害6月伤亡最严重，多集中在12:00—20:00之间，16:00受灾人最多，17:00雷击死亡人最多，玉树囊谦县、杂多县、玉树市，果洛甘德县伤亡占比高。（2）三江源地闪密度高值集中在果洛和玉树南部地区；地闪强度高值集中在果洛东部、南部和玉树南部地区；雷电灾害密度高值集中在果洛中东部和玉树中南部地区；雷电灾害危险性高值区分布在玉树州囊谦县着晓乡、毛庄乡、东坝乡、娘拉乡、吉尼赛乡和玉树市下拉秀镇，果洛班玛县、久治县、哇尔依乡和玛沁拉加镇。（3）草原雷电危险性高值区主要集中在玉树西部和南部、果洛南部和中东部。森林危险性高值区集中在玉树东南部、果洛南部和东北部。（4）三江源地区玉树、果洛草原森林雷电灾害与海拔高度呈负相关，与地形起伏度和地形坡度呈正相关。通过对三江源地区玉树和果洛草原森林雷电灾害危险性分析评估，为雷电灾害预防提供有利依据。

关键词：三江源地区玉树果洛草原森林雷电危险性