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基于有效积温法改进婺源油菜花期预报模型

中国农业气象 2024年第3期45卷 281-292页

作者：李春晖张晓芳蔡哲陶瑶田俊江西省农业气象中心南昌330096 江西省婺源县气象局婺源333200 江西省上饶市气象局上饶334000 江西省气象科学研究所南昌330096

基于1995-2022年婺源油菜观测资料和气象资料,分别以油菜现蕾、抽薹为起点,利用多元线性回归方法对基于有效积温法的油菜花期预报模型进行改进,建立了基于有效积温法模拟预报的普花期与实际日期误差天数的气象因子模型,以提高婺源花期... 详细信息

基于1995-2022年婺源油菜观测资料和气象资料,分别以油菜现蕾、抽薹为起点,利用多元线性回归方法对基于有效积温法的油菜花期预报模型进行改进,建立了基于有效积温法模拟预报的普花期与实际日期误差天数的气象因子模型,以提高婺源花期预报模型的精确度。利用模拟精度、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)对改进前后的模拟效果进行对比和评价。结果表明:(1)以0℃为有效积温阈值,以平均有效积温值为有效积温指标对油菜普花期进行初步预报,随普花期临近预报精度提高。(2)相关分析表明,气温是影响油菜普花期的主要气象因子,以2月中旬平均气温、最高气温和最低气温为自变量,以基于有效积温法模拟预报的普花期与实际日期的误差天数为因变量,建立的气象因子改进模型具有统计学意义且通过显著性检验。(3)分别对改进前后的预报模型进行检验和评价,两种方法建立的预报模型效果均较好,气象因子改进模型的模拟结果更优,提高了油菜普花期预报的准确度。以抽薹为起点的气象因子改进预报模型在油菜普花期预报方面精确度最高,可有效应用于油菜普花期预报。

关键词：油菜花期预报模型有效积温法多元线性回归

用逐步趋近法确定南阳秋季丹桂开花低温预报指标

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中国农业气象 2024年第2期45卷 189-200页

作者：王宇翔薛萌河南省南阳市气象局南阳473000 河南省内乡县气象局内乡474300

采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016-2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最... 详细信息

采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016-2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最大值作为各气温表达形式的低温日指标,根据低温日指标统计低温过程,将间隔时间较短的不连续的低温过程合并为一个低温过程,并与连续低温过程统一为合并低温过程进行分析,统计合并低温过程开始日和期间负有效积温,分析南阳丹桂开花始期与合并低温过程开始日的关系、开花批次属性与合并低温过程期间负有效积温的关系,用相关系数和一元线性回归法对预测结果进行检验。结果表明:(1)逐步趋近法确定南阳丹桂开花前低温指标以日最高气温效果最好,优于采用日平均气温和日最低气温的结果;(2)丹桂开花前低温日指标为日最高气温3.4℃·d时丹桂开花一次完成,≤3.4℃·d则丹桂开花不能一次完成,当再次出现日最高气温3.4℃·d丹桂才完成本开花季最后一次开花;(4)丹桂开花始期与低温过程的关系为,日最高气温<22.3℃合并低温过程次序与丹桂开花批序一一对应,合并低温过程开始日后4~13d为丹桂开花始期,每一个日最高气温<22.3℃合并低温过程开始日(X)与丹桂开花始期(Y)的一元回归方程为Y=1.1255X+1.4683,二者呈极显著直线正相关关系。

关键词：丹桂多批次开花逐步趋近法低温指标负有效积温预报

基于稻田与台站气温的江西早稻高温热害指标对比

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中国农业气象 2024年第2期45卷 147-158页

作者：余焰文陈昆蔡哲李杉孙慧天南昌农业气象试验站南昌330200 抚州市气象局抚州344000 景德镇市气象局景德镇333000 江西省农业气象中心南昌330096 无锡学院大气与遥感学院无锡214105

利用江西省90个县(区)2012-2021年国家气象站和2017-2021年8个稻田小气候站数据资料,分析稻田与相应台站气温差异,并对比台站日最高气温≥35℃指标H1(NS)、稻田日最高气温≥35℃指标H1(RS)、台站日最高气温≥37℃指标H2(NS)、稻田日最... 详细信息

利用江西省90个县(区)2012-2021年国家气象站和2017-2021年8个稻田小气候站数据资料,分析稻田与相应台站气温差异,并对比台站日最高气温≥35℃指标H1(NS)、稻田日最高气温≥35℃指标H1(RS)、台站日最高气温≥37℃指标H2(NS)、稻田日最高气温≥37℃指标H2(RS)的高温热害统计结果,提出适用于江西的早稻高温热害指标,提升高温监测预警和防御能力。结果表明:(1)稻田较台站有降温效应,日最高气温(T_(max))、日平均气温(T)和日最低气温(T_(min))总体偏低0.6℃、0.4℃和0.3℃,且降温幅度随早稻生长增大,抽穗-成熟期>移栽-孕穗期>播种-移栽期。(2)高温期间,晴天条件下稻田降温幅度最大,T、T_(max)和T_(min)较相应台站平均偏低0.8℃、1.0℃和0.7℃,阴天多云和雨天稻田降温幅度总体较为接近。(3)H1(NS)热害下,稻田与相应台站的逐日气温、逐小时气温均差异显著,且夜间稻田降温强度大于白天。稻田气温总体偏低1.2℃左右,金溪稻田偏低最多,T、T_(max)和T_(min)平均偏低1.5℃、1.1℃和2.6℃。(4)不同指标统计近10a高温热害县(区)数、平均持续时间、灾害县(区)平均减产率模拟值和全省减产率模拟值,均以H1(NS)最大、H2(RS)最小。H2(NS)与H1(RS)统计的平均持续时间、灾害县(区)平均减产率模拟值和全省减产率模拟值差异不显著,但均与H1(NS)、H2(RS)统计结果差异显著,且H2(NS)统计的全省减产率模拟值与实际更接近。台站T_(max)≥37℃更适合作为江西省早稻高温热害指标。

关键词：国家气象站稻田小气候降温效应热害指标

基于高分辨率数值预报和深度学习的地面气温预报研究

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高原气象 2024年第2期43卷 464-477页

作者：李浙华肖安郑丽君江西省上饶市气象局江西上饶334000 江西省气象台江西南昌330096 江西省气象局天气预报开放实验室江西南昌330096

基于2020-2021年的中国气象局(CMA)陆面数据同化系统(CLDAS)逐小时地面气温(T2m)产品,融合CMA上海快速更新循环数值预报(CMA-SH3)的T2m预报数据,构建深度学习语义分割模型(MT-Cunet),实现逐小时滚动更新的24 h T2m网格预报,并对2022年... 详细信息

基于2020-2021年的中国气象局(CMA)陆面数据同化系统(CLDAS)逐小时地面气温(T2m)产品,融合CMA上海快速更新循环数值预报(CMA-SH3)的T2m预报数据,构建深度学习语义分割模型(MT-Cunet),实现逐小时滚动更新的24 h T2m网格预报,并对2022年预报结果进行了检验评估。结果表明,在研究范围内,MT-Cunet在3~9 h时效订正效果最好,平均MAE和平均RMSE分别降低42.4%、40.89%;10~24 h时效的订正效果较好,平均MAE和平均RMSE分别下降26.7%、26.3%。低温(≤0℃)和高温(≥35℃)事件检验评估表明,MT-Cunet在高温预报整体表现为正偏差,而低温整体为负偏差,但误差幅度远低于CMA-SH3;空间尺度上,MT-Cunet能较大幅度减少复杂地形下的T2m预报误差,降低CMA-SH3的MAE离散度,使预报误差分布较为稳定。通过对2022年2月和3月的区域性增温、寒潮过程分别进行检验评估发现,MT-Cunet能较好预报出增(降)温转折时间和增(降)温幅度。在增温和寒潮过程中,MT-Cunet的MAE比CMA-SH3分别降低28.9%和33.8%,表明MT-Cunet模型在转折性天气过程中同样具有较好的预报能力。因此,利用可以快速增加预报样本数量的快速更新循环数值预报,经过语义分割深度学习模型客观方法订正,就能较大幅度降低数值模式预报误差,解决常规数值预报由于数据量太少,深度学习训练效果较差的问题,这对充分利用国产模式资源,更广泛地开展国产模式后处理和应用提出了一个新的思路。

关键词： CMA-SH3 CLDAS 2 m地面温度偏差订正深度学习

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气候变化对典型区域宜居影响及适应策略研究

高原气象 2024年

作者：周凌羽冒立鑫王开强王姝宇沈阳农业大学民乐县气象局

气候变化对城市的宜居性带来重大影响，分析气候变化趋势，并制定相应的适应性策略，有助于提升典型区域的宜居性，减轻和适应气候变化带来的负面影响。本文以广东省深圳市为例，分析了2008-2022年气温、风速、空气质量指数、相对湿度... 详细信息

气候变化对城市的宜居性带来重大影响，分析气候变化趋势，并制定相应的适应性策略，有助于提升典型区域的宜居性，减轻和适应气候变化带来的负面影响。本文以广东省深圳市为例，分析了2008-2022年气温、风速、空气质量指数、相对湿度等多种气候因素的变异规律，利用熵权法建立了宜居指数评估模型，分析了宜居指数的变异规律，明确了宜居指数的主要环境制约因素，并在此基础上提出了社区尺度区域相应的适应性优化策略，最后验证了适应策略的应用效果。结果表明：近15年来，深圳市宜居指数呈下降趋势，从非常宜居下降到比较宜居，风速下降、气温升高和紫外线增强是导致其宜居指数下降的主要环境控制因子。民居适应性建造与改造和社区绿化可明显提高社区尺度区域的宜居性，但仍无法改变由于气候变化所导致的宜居指数下降趋势。研究结果可为城市建设者、管理者和相关人员进行城市规划设计提供参考。

关键词：气候变化典型区域宜居指数适应策略

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黔东南州水稻连阴雨保险纯费率厘定

中国农业气象 2024年第6期45卷 669-677页

作者：文建川陈家辉龙凌云唐凤周智晖莫平孝梁平从江县气象局黔东南557400 岑巩县气象局黔东南557800 黔东南州气象局黔东南556000

水稻生育中后期至收获阶段的连阴雨是影响其生长和晾晒的限制环境,研究连阴雨保险纯费率,对于降低农业气象灾害风险具有重要意义。本研究利用黔东南州16个县(市)1980-2020年水稻单产数据及气象资料,构建水稻连阴雨减产模型,基于拟合优... 详细信息

水稻生育中后期至收获阶段的连阴雨是影响其生长和晾晒的限制环境,研究连阴雨保险纯费率,对于降低农业气象灾害风险具有重要意义。本研究利用黔东南州16个县(市)1980-2020年水稻单产数据及气象资料,构建水稻连阴雨减产模型,基于拟合优度检验法,从6种分布模型中筛选各县(市)最优模型估算连阴雨灾害概率,结合连阴雨概率及减产率厘定保险纯费率。结果表明:黔东南州水稻连阴雨综合指数与减产率呈显著的线性关系,线性表达式为Yr=6.66CRI+4.12,连阴雨综合指数越大,水稻减产率越高。连阴雨发生概率随灾害程度加重而降低,各县(市)有30%~50%的概率发生轻度连阴雨,中度和重度连阴雨概率则分别为10%~30%、0~3%;海拔较高的麻江、黄平发生中度、重度连阴雨的概率较其余地区偏高。16个县(市)水稻连阴雨保险纯费率分别在7.38%~10.47%,西北部麻江、黄平两个县保险纯费率较高,达9.5%以上。

关键词：水稻连阴雨减产率保险纯费率概率

气候变化背景下未来黑龙江玉米生育期气候资源变化

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玉米科学 2024年

作者：刘兴丽初征陈畅王鑫楚巩敬锦王秋京吕佳佳黑龙江省气象数据中心黑龙江省气象科研所齐齐哈尔市气象局通河县气象局

玉米是我国重要的粮食作物，玉米的产量直接关系到我国粮食安全问题。黑龙江作为我国重要的玉米生产基地与输出基地，玉米产量与播种面积多年稳居全国第一。同时玉米受气候变化的影响复杂多变，对产量的影响具有不确定性玉米不同生育期... 详细信息

玉米是我国重要的粮食作物，玉米的产量直接关系到我国粮食安全问题。黑龙江作为我国重要的玉米生产基地与输出基地，玉米产量与播种面积多年稳居全国第一。同时玉米受气候变化的影响复杂多变，对产量的影响具有不确定性玉米不同生育期的气候资源变化是玉米生产的重要指标，因此，本研究客观的捕获了未来2021-2050年玉米各生育期的气候资源变化，揭示了气候变化影响玉米营养生长和生殖阶段的气候资源变化特征。结果表明：（1）未来玉米出苗-抽雄和抽雄-成熟期均呈缩短趋势，其中RCP8.5(RCPs，Representative Concentration Pathways，指未来辐射强迫上升至8.5W/m2)情景缩短更快。相同情景下，抽雄-成熟缩短的更多。（2）各生育期中，RCP8.5情景下温度更高，增温速率也更快。相同情景中，抽雄-成熟期温度普遍更高。（3）未来RCP4.5(指未来辐射强迫稳定在4.5W/m2)情景下水资源更为丰富，但时空分布也更为不均。本研究衡量了玉米生育期的气候资源变化，其间的气候资源变化对玉米播种收获、玉米品种布局具有重要的指示作用，为黑龙江省玉米稳产高产提供理论依据。

关键词：气候变化气候资源玉米生育期

湖南两次暴雪过程的双偏振雷达云相态垂直特征观测分析

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灾害学 2024年

作者：戴劲何宁郭泽勇周卫华中国气象局大气探测重点开放实验室中国气象局龙卷风重点开放实验室(广东) 湘潭市气象局阳江市近海经济产业气象保障重点实验室新邵县气象局

针对2021年和2022年湖南两次大范围暴雪过程，该文利用ERA5全球再分析数据和长沙探空雷达、长沙S波段双偏振雷达等探测资料，深入分析了该过程的发生发展条件和云微物理特征。研究环境条件发现，正涡度区厚度伸展至450 hPa，中高层存在... 详细信息

针对2021年和2022年湖南两次大范围暴雪过程，该文利用ERA5全球再分析数据和长沙探空雷达、长沙S波段双偏振雷达等探测资料，深入分析了该过程的发生发展条件和云微物理特征。研究环境条件发现，正涡度区厚度伸展至450 hPa，中高层存在强烈的垂直运动，西南气流输送大量水汽，为强降雪提供了有利的动力、热力和水汽条件。进一步利用长沙双偏振雷达资料分析了两次降雪的微物理特征，结果显示：①暴雪与雪霰的基本反射率和极化参量纹理特征存在明显差异，可以有效识别两种降水粒子；②相态垂直廓线表明，雪的低层层云对应着相态转变；高层速度显著大于低层，且近地面降雪回波的下落速度低于层云降雨；③雷达极化参量的垂直演变特征表明两次降雪过程均有冰晶淞附层，其特征表现为高的差分反射率(ZDR)、差分相移率(KDP)和低的相关系数(CC)。研究证实双偏振雷达能够捕捉降雪云团的精细结构演变，可为强降雪的短临预报提供科学依据。

关键词：暴雪双偏振雷达发生发展条件云微物理监测

全球升温1.5℃和2℃下中国群发性高温事件与人口暴露度预估

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气候变化研究进展 2024年第3期20卷 278-290页

作者：程阳韩振宇中国气象局∙河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 新乡市气象防灾减灾重点实验室新乡453000 延津县气象局新乡453200 中国气象局国家气候中心北京100081

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据,预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时,中国群发性高温事件(cluster high temperature events,CHTE)和CHTE人口暴露度的变化。结果表明:1.5℃... 详细信息

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据,预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时,中国群发性高温事件(cluster high temperature events,CHTE)和CHTE人口暴露度的变化。结果表明:1.5℃和2℃升温阈值下,多模式集合(MME)预估CHTE年均频次相对于基准期分别增加31%和44%。不同强度事件中,严重CHTE事件的频次在1.5℃和2℃升温阈值下可分别增加约4.2倍和6.8倍。事件强度、持续时间、频次等指标趋向高值的发生概率更大。相对于2℃,1.5℃温升阈值下CHTE年均频次、持续时间和累计强度在全国大范围呈降低趋势,且表现出明显的区域性差异,年均频次的降幅自北到南递增,新疆和长江以南地区持续时间年均减少6 d以上(全国平均降幅为0.2 d),我国中东部地区累计强度年均减少20℃以上、新疆东部减少50℃以上(全国平均降幅为0.6℃)。此外,在1.5℃和2℃升温阈值下,MME预估CHTE影响人口的变化均呈现南增北减的空间分布,内蒙古地区略有减少,中东部地区普遍增加,全国总影响人口分别增加1.4倍和1.8倍。高温事件对城市的影响人口增幅更大(分别增加2.9倍和3.8倍),尤其是京津冀、长三角、珠三角、中原地区增幅最明显。全国的CHTE强度暴露度(分别增加2.2倍和5.2倍)和综合暴露度(分别增加1.2倍和1.8倍)呈明显增加趋势,特别是2℃升温阈值下城市的CHTE强度暴露度和综合暴露度的增幅分别高达10倍和4倍。

关键词：群发性高温事件(CHTE) 升温阈值区域气候模式人口暴露度模式集合预估