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气候变暖背景下湖北省油菜生长季气候适宜性分析

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河南农业科学 2024年第5期53卷 80-91页

作者：张玉翠袁良王培闫彩霞邹从鹏襄阳市气象局湖北襄阳441021

为明确湖北省油菜生长季的气候适宜性,利用湖北省76个国家气象观测站1963—1993年和1993—2023年2个气候年代的逐日平均气温、降水量、日照时数数据,构建湖北省油菜生长季气候适宜度模型,利用ArcGIS软件对1963—1993年、1993—2023年2... 详细信息

为明确湖北省油菜生长季的气候适宜性,利用湖北省76个国家气象观测站1963—1993年和1993—2023年2个气候年代的逐日平均气温、降水量、日照时数数据,构建湖北省油菜生长季气候适宜度模型,利用ArcGIS软件对1963—1993年、1993—2023年2个气候年代的湖北省油菜生长季的气候资源和气候适宜度的时空变化特征进行分析。结果表明,湖北省油菜生长季气候资源变化特征为平均气温南部高,西北部、西南部低;累计降水量东南部、西南部多,西北部少;累计日照时数由北部向西南部递减。整体上看,平均气温呈上升趋势,累计降水量和日照时数均呈减少趋势。气温适宜度低值区位于西北部的南部和西南部的西部,其他地区高;降水适宜度中北部高、东南部低;日照适宜度由东北部向西南部递减。气温适宜度和降水适宜度均呈增加趋势,日照适宜度呈减少趋势。利用ArcGIS自然断点法依据综合气候适宜度,将湖北省划分为最适宜、适宜和不适宜油菜种植区域。最适宜区主要分布在湖北省的中部、东部的大部地区以及西北部的十堰,不适宜区主要分布在西部高海拔区域,1993—2023年仅神农架东北部为不适宜区。1963—1993年最适宜区面积约占湖北省总面积的70.8%,1993—2023年有9.7%的区域由适宜区转为最适宜区,而不适宜区面积减少了3.8%。在气候变暖的背景下,湖北省油菜生长季热量资源和降水资源更加适宜油菜的生长,日照资源则逐渐不利于油菜的生长,气候资源总体适宜油菜的生长,且适宜油菜种植的区域面积呈增加趋势。

关键词：油菜气候变暖气候适宜性气候区划湖北省

基于多源卫星的黄淮海平原冬小麦种植丰度定量评估

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中国农学通报 2024年第25期40卷 155-164页

作者：王锦杰陈昊庞礴周航沈伟颜雅琼徐敏宿迁市气象局江苏宿迁223800 江苏省气象台南京210019 江苏省气候中心南京210019

针对大范围冬小麦种植丰度定量评估和种植面积测量业务化中存在的,高分辨率影像覆盖能力较低难以在大空间范围内推广应用,与中分辨率影像提取精度较低之间相互制约的现实问题,选择均匀分布于黄淮海平原的6个Sentinel-2条带位置为试验区... 详细信息

针对大范围冬小麦种植丰度定量评估和种植面积测量业务化中存在的,高分辨率影像覆盖能力较低难以在大空间范围内推广应用,与中分辨率影像提取精度较低之间相互制约的现实问题,选择均匀分布于黄淮海平原的6个Sentinel-2条带位置为试验区,通过分别构建随机森林分类模型提取Sentinel-2的冬小麦种植区域,并将Sentinel-2冬小麦种植区域合成为250 m空间分辨率的种植丰度,结合时序MODIS NDVI训练随机森林回归模型,预测得到黄淮海平原冬小麦种植丰度,从而实现大范围冬小麦种植丰度定量评估和种植面积测量。相比传统MODIS NDVI时序数据提取冬小麦种植区域,还需额外进行混合像元分解后才能得到种植丰度,本研究使用随机森林回归方法直接获得了每个像元的种植丰度,省去了混合像元分解步骤。训练的各条带位置随机森林分类模型,F1score达0.9983以上,当训练集样本量占总样本量的2%以上时随机森林回归模型趋于稳定,当样本量占比达50%时模型最适宜使用,R^(2)达0.8140,样本量占比达90%时,回归模型R^(2)达到最大值为0.8162。使用模型测量冬小麦种植丰度和种植面积分别能够达到Sentinel-2精度的91%和99%以上,满足了大范围冬小麦种植丰度定量评估和种植面积测量的业务化精度要求。

关键词：冬小麦中高分辨率结合种植丰度随机森林分类回归

1991~2020年鄂州市旱涝演变特征分析

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甘肃农业大学学报 2024年第4期59卷 245-253页

作者：姜润叶永王保张火平鄂州市气象局湖北鄂州436000

【目的】近年来鄂州市旱涝灾害时有发生,本研究探讨了鄂州市近30a来的旱涝时空演变特征,研究结果可以为鄂州市合理构建干旱预警评估指标提供数据和理论支持。【方法】通过计算不同时间尺度的SPEI,并应用线性回归、M-K检验等统计方法分... 详细信息

【目的】近年来鄂州市旱涝灾害时有发生,本研究探讨了鄂州市近30a来的旱涝时空演变特征,研究结果可以为鄂州市合理构建干旱预警评估指标提供数据和理论支持。【方法】通过计算不同时间尺度的SPEI,并应用线性回归、M-K检验等统计方法分析了鄂州市旱涝的演变及持续特征,最后利用通径分析方法对影响旱涝的气象因素进行了分析。【结果】鄂州市中度及以下旱涝受旱几率高于受涝几率,而重度及以上旱涝正好相反;鄂州市整体变旱,但季节略有差异,其中春季、夏季和冬季变旱,秋季变涝;鄂州市旱涝发生季节差异明显,其中夏季易旱,但持续时间较短;春季易涝,持续时间长;降水量直接决定鄂州市旱涝程度,其次是蒸散量,而蒸散量的大小与气温关系密切。【结论】SPEI适用于研究鄂州市旱涝演变特征,可以作为气候变化和预警发布的监测指标。

关键词：鄂州市 SPEI指数旱涝布局演变特征

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不同边界层方案对一次浙江海雾数值模拟的敏感性研究

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海洋预报 2024年第4期41卷 43-56页

作者：陆桥高丽翁之梅郭九华李渊方奎明台州市气象局浙江台州318001

通过欧州中期天气预报中心大气再分析资料ERA5资料驱动WRF模式,对2019年6月4—6日发生于浙江沿海的一次平流雾过程开展模拟实验,并利用浙江省气象自动站逐小时气象观测数据检验4种边界层参数化方案(YSU、QNSE、ACM2、MYJ)的模拟能力。... 详细信息

通过欧州中期天气预报中心大气再分析资料ERA5资料驱动WRF模式,对2019年6月4—6日发生于浙江沿海的一次平流雾过程开展模拟实验,并利用浙江省气象自动站逐小时气象观测数据检验4种边界层参数化方案(YSU、QNSE、ACM2、MYJ)的模拟能力。结果表明:从对地面气象要素的检验来看,各边界层方案整体对气温和相对湿度的模拟效果较好,但对风速的模拟均较观测结果存在一定的高估,其中ACM2与YSU方案对相对湿度和风速的预报效果总体好于QNSE与MYJ方案,且ACM2方案在相对湿度的预报平稳度以及误差检验上要优于YSU方案。ACM2方案可以较好地再现此次过程海雾的生消演变及雾区分布;YSU方案预报的雾区范围偏大,存在一定空报;而QNSE与MYJ方案则对海-陆雾区分布的把控能力有限。边界层高度直接反映湍流运动的强度,继而影响海雾的生消与发展。局地闭合模型QNSE与MYJ相较于非局地闭合模型YSU和ACM2对沿海地区的湍流混合强度估计不足,造成了对沿海雾区的一定漏报。

关键词：浙江沿海平流雾数值模拟效果评估

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广西初春双对流强降水带过程诊断分析

气象 2024年第8期50卷 917-928页

作者：覃皓范娇农孟松赖珍权翟舒楠刘乐刘晓梅庞芳周亦靖邱滋广西壮族自治区气象台南宁530022 南宁市气象局南宁530029

2023年3月25日20:00至26日08:00,广西出现一次双对流强降水带过程,与以往双雨带存在显著差异,主、客观预报均出现明显偏差。利用多源实况以及ERA5再分析资料,对此次过程进行了Rossby波能量频散、湿位涡及水平锋生强迫等诊断分析。结果表... 详细信息

2023年3月25日20:00至26日08:00,广西出现一次双对流强降水带过程,与以往双雨带存在显著差异,主、客观预报均出现明显偏差。利用多源实况以及ERA5再分析资料,对此次过程进行了Rossby波能量频散、湿位涡及水平锋生强迫等诊断分析。结果表明:该过程发生于大尺度环流调整背景下,中高纬地区源自极涡以及黑海的两支Rossby波列共同促进了东北地区的横槽在东移过程中逐渐转竖,引导冷空气补充南下。低纬地区南支槽在此期间逐渐东移,为广西地区冷垫之上的气层抬升提供动力条件,同时也促进低层冷暖空气在广西交汇。随着冷空气补充南下、惯性振荡促使偏南风向北推进,冷暖空气在广西一带交汇增强,大气湿斜压性增强使得湿位涡发展,导致出现条件对称不稳定层结。暖湿空气自南向北倾斜爬升至700 hPa附近条件对称不稳定区后与高空槽前正涡度平流相配合触发高架对流,使得北支对流带发展。冷空气深入南下后受广西特殊地形影响,等θ_(se)线与流场的有利配置形成拉伸变形效应导致锋生强迫,使得越南东北部南支初始对流触发。北部湾中部低层较大θ_(se)纬向梯度以及强垂直风切变造成较强湿斜压性,促进南支对流系统途经时组织化发展,并由于中层干空气夹卷形成弓形回波。预报中需重点关注数值模式对中层低槽的预报以及冷垫上的热力条件,以捕捉北支锋后高架对流发生发展的关键信息。

关键词：双对流带/双雨带高架对流条件对称不稳定惯性振荡锋生强迫

芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征

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大气科学学报 2024年第3期47卷 486-497页

作者：付伟魏秋实邱学兴司红君安徽省芜湖市气象局安徽芜湖241000 安徽省无为市气象局安徽无为238300 安徽省气象台安徽合肥230031

基于自动气象观测站降水数据、中国降水数据集、ERA5再分析资料及NCEP/NCAR再分析数据,使用水汽收支分析、HYSPLIT后向轨迹追踪和水汽输送贡献率等方法对2022年6月5日凌晨芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征进行了分析。结... 详细信息

基于自动气象观测站降水数据、中国降水数据集、ERA5再分析资料及NCEP/NCAR再分析数据,使用水汽收支分析、HYSPLIT后向轨迹追踪和水汽输送贡献率等方法对2022年6月5日凌晨芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征进行了分析。结果表明:此次暴雨过程出现在200 hPa分流区和850 hPa低空急流左前方,500 hPa冷空气在低空急流出口北侧不断激发对流云团,形成强降水。高层辐散和低层辐合增强了水汽的水平辐合和垂直输送,西南低空急流持续加强,将水汽不断输送至暴雨区,为暴雨的出现提供了必要的水汽条件,使芜湖市在强降水发生前水汽充沛,湿层深厚且持续增湿。暴雨出现时大气可降水量、850 hPa比湿、水汽通量和水汽通量散度分别达到71.0 kg·m^(-2)、16.0 g·kg^(-1)、15.0 g·hPa^(-1)·cm^(-1)·s^(-1)和-3.0×10^(-6)g·cm^(-2)·hPa^(-1)·s^(-1)。850 hPa水汽通量散度的变化与暴雨的出现和强度变化有较好的对应关系,雨强最强时段可达-8.0×10^(-6)g·cm^(-2)·hPa^(-1)·s^(-1)。水汽收支和追踪分析结果显示:水汽流入主要发生在对流层低层的西边界和南边界,暴雨发生前流入层深厚,有向上的水汽垂直输送。整层水汽流入量约为56.0×10^(7)t·h^(-1),主要流入高度为850~700 hPa,单层流入量最大可达9.0×10^(7)t·h^(-1),水汽主要源自孟加拉湾和南海,其水汽通道轨迹占比为32.0%,水汽输送贡献率达55.4%。暴雨出现时水汽流入层降低,流入量减少,水汽垂直输送减弱,总水汽净流入集中在850 hPa,净流入量为1.0×10^(7)t·h^(-1)左右,水汽主要源自南海,其水汽通道轨迹占比为46.0%,水汽输送贡献率达60.3%。

关键词：暴雨水汽输送水汽收支 HYSPLIT后向轨迹追踪水汽输送贡献率

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大别山区茶树春霜冻时空演变规律及风险区划

中国农业气象 2024年第1期45卷 67-78页

作者：曹强杨咸贵董世杰罗晓丹李鸿飞陈曦岳伟安徽省六安市气象局六安237000 广东省清远市气象局清远511518 安徽省农业气象中心合肥230031

基于大别山区35个国家气象观测站1971-2020年逐日气象资料,利用趋势面插值和ArcGIS技术,分析大别山区茶树春霜冻时空分布特征,依据自然灾害风险理论,选取致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承载体脆弱性和防灾减灾能力等评价因子,利用加... 详细信息

基于大别山区35个国家气象观测站1971-2020年逐日气象资料,利用趋势面插值和ArcGIS技术,分析大别山区茶树春霜冻时空分布特征,依据自然灾害风险理论,选取致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承载体脆弱性和防灾减灾能力等评价因子,利用加权综合评价法构建茶树春霜冻灾害综合风险评估模型,并基于ArcGIS技术开展风险区划。结果表明:(1)1971-2020年大别山区不同等级春霜冻发生日数均显著下降,发生总日数及轻度、中度、重度春霜冻发生日数均值分别为9.6、5.2、3.0和1.4d,气候倾向率分别为-1.45、-0.61、-0.54和-0.30d·10a-1;春霜冻发生日数与海拔高度和纬度呈正相关,大别山区北部春霜冻发生日数较南部下降趋势更明显。(2)大别山区茶树春霜冻高、中和低风险区分别占研究区总面积的16.67%、41.88%和41.45%;高风险区主要位于金寨县、岳西县、霍山县和英山县等海拔600m以上高山区域,信阳市及零星阴坡(北坡)地带;中风险区主要位于海拔低于600m的山区及大别山北麓部分低海拔地区,零星分布在南麓阴坡(北坡)低海拔地区;低风险区主要位于大别山南麓低海拔地区,零星分布在北麓阳坡(南坡)低海拔地区。大别山区茶树春霜冻风险精细化评估可为优化茶产业布局、提升防灾减灾能力提供参考。

关键词：茶树春霜冻风险区划大别山区

基于组网多普勒雷达径向速度场的福建近海台风中心定位研究

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热带气象学报 2024年第2期40卷 189-197页

作者：苏源倪悦曾凡辉张深寿龙岩市气象局福建龙岩364000

本文探讨了一种基于组网多普勒雷达径向速度零速度线(区)对福建近海台风中心定位的方法,该方法利用了台风中心位于雷达径向速度产品中零速度线(区)上的特征,理论上可以将两部(或以上)多普勒雷达零速度线(区)的重合点(或区域)认定为台风... 详细信息

本文探讨了一种基于组网多普勒雷达径向速度零速度线(区)对福建近海台风中心定位的方法,该方法利用了台风中心位于雷达径向速度产品中零速度线(区)上的特征,理论上可以将两部(或以上)多普勒雷达零速度线(区)的重合点(或区域)认定为台风中心,并利用空间密度聚类法和线性回归分析对台风零速度线(区)弯曲、不连续以及重合点不唯一等情况做进一步中心定位判定。研究发现,该方法时空分辨率高、定位精准,可以对发展形态不规则、速度模糊、临近登陆或登陆后的台风实现定位,对台风实时业务定位和路径预报等具有一定的参考价值,同时具有简单易行、适用范围广的优势。

关键词：台风中心定位多普勒雷达组网径向速度零速度线

基于APSIM模型模拟内蒙古春小麦不同土壤缺水条件下水氮优化管理模式

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中国农业气象 2024年第5期45卷 461-471页

作者：伍露程陈杨霏云樊栋樑孙向伟中国气象局气象干部培训学院北京100081 丽水学院生态学院丽水323000 巴彦淖尔市气象局巴彦淖尔015000

水分和氮肥是小麦生长最主要的两大限制因子,如何优化灌溉小麦高产稳产、获得农业资源高效和环境友好的水肥管理方案是亟待解决的生产问题。控制试验结果的推广受限于试验地点、年限和试验设计,而基于过程机理的作物模型则可有效解决这... 详细信息

水分和氮肥是小麦生长最主要的两大限制因子,如何优化灌溉小麦高产稳产、获得农业资源高效和环境友好的水肥管理方案是亟待解决的生产问题。控制试验结果的推广受限于试验地点、年限和试验设计,而基于过程机理的作物模型则可有效解决这一问题,已成为探究作物种植管理决策、评估农业适应气候变化的有力手段和技术工具。本研究利用2010-2018年内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区农业气象实验站春小麦‘永良4号’的试验观测资料(气象、作物、土壤和管理数据),确定模型中小麦生长发育关键参数;基于校准后模型及1986-2020年气象数据资料,设计不同干旱程度下多种智慧管理情景模式,结合水氮管理决策的遴选关键指标(产量、水肥施用量和水肥利用效率),确定春小麦水氮管理最优方案。结果表明:(1)基于APSIM模型春小麦发育期(出苗期、拔节期、开花期和成熟期)模块模拟值与观测值的RMSE在1.96~3.21d范围内;基于APSIM模型春小麦生长(叶面积指数、地上部干物质质量和产量)模块模拟值与观测值的RMSE分别为1.65、292.44g·m^(-2)和588.96kg·hm^(-2),APSIM模型可较好地定量模拟春小麦生长发育过程。(2)以产量、灌溉量、水分利用效率(WUE)、施氮肥量和氮素利用效率(NUE)为目标,得出土壤根层水分亏缺程度达40%(S3P40)和土壤根层水分亏缺程度达50%(S3P50)管理模式要优于其他管理模式。(3)与常规管理模式相比,以显著提高产量为生产目标,优选S3P40管理模式,产量提高14.4%;以稳产且减少水肥用量为生产目标,优选S3P50管理模式,灌溉量减少23.2%,施氮量减少32.4%。

关键词： APSIM模型春小麦产量水分利用效率氮素利用效率管理决策制度