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安徽省油菜花期连阴雨灾害损失评估指标

中国农业气象 2016年第4期37卷 471-478页

作者：刘瑞娜杨太明陈鹏王晓东安徽省农业气象中心/农业气象灾害评估及风险转移实验室合肥2300313 合肥市气象局合肥230031

基于安徽省油菜主产区1980-2009年44个气象台站逐日气象资料和油菜产量资料,采用数理统计方法,获得油菜历年灾损率以及花期连阴雨特征量指标即连阴雨日数、持续降水量和日照时数。按照引入因子对产量的影响最大且因子之间相关性较低的原... 详细信息

基于安徽省油菜主产区1980-2009年44个气象台站逐日气象资料和油菜产量资料,采用数理统计方法,获得油菜历年灾损率以及花期连阴雨特征量指标即连阴雨日数、持续降水量和日照时数。按照引入因子对产量的影响最大且因子之间相关性较低的原则,筛选出连阴雨关键致灾因子并确定致灾因子临界值。最后利用K-均值聚类分析方法,建立油菜花期连阴雨灾害评估等级指标,并利用2010-2014年连阴雨灾害样本进行验证。结果表明,油菜花期的连阴雨日数和持续降水量与减产率相关性较高,且因子间相关性较低,可作为连阴雨灾害评估的关键因子;连阴雨日数致灾临界值为3d,持续降水量致灾临界值在江淮区、沿江区和皖南地区分别为20、50和70mm。利用聚类分析法构建的包括江淮、沿江和皖南地区的安徽省油菜主产区花期连阴雨灾害评估指标为：轻度灾损率5%~10%、中度10%~20%、重度20%~30%和特重≥30%,其历史回代和独立样本检验表明轻度和中度准确率较高（88%~100%）,重度和特重准确率相对较低（65%~70%）。

关键词：油菜连阴雨日数持续降水量 K-均值聚类分析评估指标

干旱胁迫对玉米物候及产量组成的影响及模拟研究

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中国生态农业学报（中英文） 2019年第12期27卷 1779-1788页

作者：米娜张玉书蔡福纪瑞鹏方缘张淑杰陈妮娜中国气象局沈阳大气环境研究所/辽宁省农业气象灾害重点实验室沈阳110166 中国气象局气象干部培训学院辽宁分院沈阳110166

为了研究产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估作物生长模型对干旱胁迫下玉米物候和产量模拟的效果,基于锦州农业气象试验站2011-2015年分期播种试验玉米产量和产量组成观测资料,尤其是2014年和2015年天然干旱胁迫... 详细信息

为了研究产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估作物生长模型对干旱胁迫下玉米物候和产量模拟的效果,基于锦州农业气象试验站2011-2015年分期播种试验玉米产量和产量组成观测资料,尤其是2014年和2015年天然干旱胁迫试验数据和2015年玉米开花、吐丝物候加密观测资料,分析了产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估了CERES-Maize模型对不同降水年型玉米产量和产量组成的模拟效果,提出了模型改进的方向。结果表明,2014年和2015年辽宁省西部地区在玉米开花期前后经历了较严重的干旱胁迫过程,干旱胁迫导致玉米吐丝延迟程度大于开花, 90%以上的植株能到达开花阶段,但仅有45%~88%的植株能到达吐丝阶段,直接影响株籽粒数(不同播期下的玉米株籽粒数相差32%)及最终产量(产量下降33%~78%)。CERES-Maize模型对正常年玉米产量及产量组成的模拟效果较好,对干旱年的模拟效果较差,部分原因在于模型在模拟玉米物候时不对开花和吐丝期加以区别,只考虑了温度对花期的影响,而没有考虑干旱胁迫下玉米因开花–吐丝间隔增大、雌穗发育异常、物候期推迟而造成的减产作用。因此,玉米产量关键期干旱胁迫直接影响玉米物候(开花-吐丝期),进而影响玉米穗粒数及最终产量;为提高干旱胁迫下作物模型的模拟评估能力,亟待开展干旱胁迫下基于冠层吐丝动态的玉米产量模拟研究。

关键词：玉米产量关键期干旱胁迫开花—吐丝间隔产量产量组成 CERES-Maize模型

干旱胁迫下春玉米冠层吐丝动态及籽粒数模拟研究

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中国农业科学 2022年第18期55卷 3530-3542页

作者：王梦琪米娜王靖张玉书纪瑞鹏陈妮娜刘霞霞韩颖李王轶朴张佳莹中国农业大学资源与环境学院中国气象局沈阳大气环境研究所/辽宁省农业气象灾害重点实验室

【目的】为实现干旱胁迫下玉米冠层吐丝动态的模拟，建立开花—吐丝间隔(anthesis-silking interval,ASI)和吐丝百分率与单位面积籽粒数的关系，改善干旱胁迫条件下玉米籽粒数的模拟效果。【方法】本研究基于锦州农业气象试验站干旱胁... 详细信息

【目的】为实现干旱胁迫下玉米冠层吐丝动态的模拟，建立开花—吐丝间隔(anthesis-silking interval,ASI)和吐丝百分率与单位面积籽粒数的关系，改善干旱胁迫条件下玉米籽粒数的模拟效果。【方法】本研究基于锦州农业气象试验站干旱胁迫控制试验，测定了不同水分处理下玉米开花前后植株平均生长速率(PGR)、玉米冠层逐日吐丝百分率动态、ASI、开花后果穗生物量累积和株籽粒数等指标，利用上述数据确定了玉米冠层吐丝动态模型参数；进行了模拟吐丝百分率对植株生长速率平均值(PGR)和标准差(PGR)两个输入参数的敏感性分析；基于果穗生物量累积过程，考虑干旱胁迫条件下冠层内植株个体间PGR的差异，开展开花前后不同干旱胁迫条件下冠层吐丝动态过程模拟；建立ASI与株结实率(株籽粒数占株最大潜在籽粒数的百分比)的定量关系；基于冠层吐丝动态模型模拟的开花后吐丝植株百分率、单株最大潜在籽粒数和株结实率，构建了基于冠层吐丝动态的籽粒数模型，进行了干旱胁迫下的籽粒数模拟与检验。【结果】冠层吐丝动态模型对PGR和PGR的敏感性分析结果显示，与PGR变化相比，PGR变化对吐丝百分率影响更大，PGR越大，PGR越小，植株达到50%吐丝的时间越短。玉米冠层吐丝动态模型可以较准确地模拟开花后逐日吐丝百分率，花期干旱胁迫下观测值与模拟值的决定系数R ~2为0.88—0.98，均方根误差RMSE为4%—12%，归一化均方根误差NRMSE为8%—27%；耦合冠层吐丝动态模拟结果，构建了基于冠层吐丝动态的籽粒数模型，该模型可以较准确地模拟干旱胁迫下玉米单位面积籽粒数，观测值与模拟值的R ~2为0.85,RMSE为185粒/m~2,NRMSE为10%。【结论】通过引入冠层吐丝动态模型，构建基于冠层吐丝动态的籽粒数模型，实现了干旱胁迫下玉米关键物候期(吐丝时间、开花—吐丝间隔和吐丝百分率)的模拟和籽粒数模拟，为实现干旱胁迫下基于冠层吐丝动态的产量模拟奠定基础。

关键词：果穗生物量开花—吐丝间隔吐丝百分率籽粒数植株生长速率

蒸发需求干旱指数(EDDI)在辽宁省干旱识别中的应用

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应用生态学报 2020年第10期31卷 3480-3488页

作者：刘东明纪瑞鹏陈鹏狮张微玮李晶中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 辽宁省生态气象和卫星遥感中心沈阳110166 辽宁省农业气象灾害重点实验室沈阳110166

蒸发需求干旱指数(EDDI)是从大气蒸发需求(E_0)角度出发建立起来的一种多尺度的干旱指标,具有不依赖降水量、适用于各种下垫面类型的特点,具备在不同时间尺度捕捉水胁迫信号的能力。本研究基于1961—2018年辽宁省52个气象站气象观测资料... 详细信息

蒸发需求干旱指数(EDDI)是从大气蒸发需求(E_0)角度出发建立起来的一种多尺度的干旱指标,具有不依赖降水量、适用于各种下垫面类型的特点,具备在不同时间尺度捕捉水胁迫信号的能力。本研究基于1961—2018年辽宁省52个气象站气象观测资料,逐日估算E_0,按年、生长季(4—10月)、春季、夏季、秋季、冬季分别计算EDDI,分6个时间尺度识别近58年辽宁省干旱发生的年际变化特征。结果表明:研究期间,辽宁省EDDI年际变化阶段性明显,多个时间尺度的EDDI呈两个高值集中期。在20世纪60年代,年、生长季、春季、秋季和冬季5个时间尺度的辽宁省平均EDDI高值区相对集中,这一阶段辽宁省发生干旱的年数多、程度重;除冬季外,2014—2018年是其他5个时间尺度的EDDI高值另一个相对集中的时段;1981—1982年,辽宁省的年、生长季、夏季、秋季的EDDI值偏高。1963—1965年(除夏季外)、1972—1973年(生长季、夏季)、1989—1990年(年、生长季、春季、冬季)、1997—1998年(年、生长季、夏季)、2004—2005年(春季、冬季)和2013—2014年(年、生长季、秋季)都发生了干-湿或湿-干逆转事件。1985—1987、1993—1995和2005—2013年,辽宁省存在明显的干旱空窗期。

关键词：大气蒸发力蒸发需求干旱指数(EDDI) 干旱辽宁省

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玉米干物质分配与发育进程关系的干旱响应

中国农业气象 2024年第7期45卷 729-744页

作者：蔡福米娜明惠青张慧张淑杰赵先丽金晨张玉书中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 辽宁省农业气象灾害重点实验室沈阳110166 辽宁省气象服务中心沈阳110166 辽宁省锦州市生态与农业气象中心锦州121001

为深入了解玉米干物质分配(DMP)随发育进程(DVS)的变化及其对干旱的响应机理,并完善玉米DMP参数化方案,基于锦州地区开展4a的玉米营养(VP)和生殖(RP)生长期干旱试验,研究‘丹玉405’和‘先玉335’两个品种玉米地上各器官干物质积累和分... 详细信息

为深入了解玉米干物质分配(DMP)随发育进程(DVS)的变化及其对干旱的响应机理,并完善玉米DMP参数化方案,基于锦州地区开展4a的玉米营养(VP)和生殖(RP)生长期干旱试验,研究‘丹玉405’和‘先玉335’两个品种玉米地上各器官干物质积累和分配随玉米发育进程的变化及其对干旱的响应特征。结果表明:正常生长情况下,玉米的果穗干重与地上总干重随DVS递增的趋势相似,叶和茎干重随DVS都表现出先增后减趋势;玉米叶干物质分配系数(DMPR)随DVS线性或指数减小,茎DMPR随DVS先增大后减小,最大值出现在开花吐丝期,果穗DMPR随DVS线性增大;叶干物质增长量分配系数(IDMPR)随DVS减小,在乳熟期发生干物质再分配,茎和果穗IDMPR与DVS都呈先增后减的变化特征,茎干物质再分配略晚于叶。土壤干旱情况下,各器官干重随干旱加重而减小;各器官DMPR比干重对干旱的响应偏小且偏晚,其中‘丹玉405’的叶和茎DMPR在玉米生长后期随干旱的加重及发生时间的延后而增大,果穗DMPR的响应与之相反,‘先玉335’各器官DMPR对干旱的响应弱于‘丹玉405’。不同时期干旱使叶、茎和果穗IDMPR较正常值分别偏小、偏大和偏小,叶干物质再分配时间提前。高温和干旱叠加可导致玉米果穗生长停滞,使叶和茎的干物质再分配受到严重抑制,导致DMPR和干重比正常值明显偏大。综合4a试验结果,玉米的干物质积累和DMP随DVS变化及对干旱的响应都表现出明显的种间差异,干旱响应与干旱程度及其发生阶段关系密切。

关键词：玉米干旱响应干物质积累干物质分配发育进程

作物对干旱胁迫的响应过程与早期识别技术研究进展

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灾害学 2019年第2期34卷 153-160页

作者：纪瑞鹏于文颖冯锐武晋雯张玉书王茜中国气象局沈阳大气环境研究所/辽宁省农业气象灾害重点实验室辽宁沈阳110166 辽宁省气象服务中心辽宁沈阳110166

作物干旱是干旱灾害的主要表现形式之一,严重影响着全球范围的粮食产量。为了积极应对干旱灾害影响,实施对作物干旱的早期精准预警是最行之有效的手段。该文综述了国内外已开展的作物对干旱胁迫的响应过程研究进展,包括干旱临近—发生... 详细信息

作物干旱是干旱灾害的主要表现形式之一,严重影响着全球范围的粮食产量。为了积极应对干旱灾害影响,实施对作物干旱的早期精准预警是最行之有效的手段。该文综述了国内外已开展的作物对干旱胁迫的响应过程研究进展,包括干旱临近—发生阶段作物根系、气孔、叶水势等对早期干旱响应的敏感信号和指标;干旱发生—发展阶段中光合作用、蒸腾作用、叶绿素荧光参数、同化代谢与干物质累积等对干旱的响应过程;干旱发展—结束过程中的复水效应与干旱影响损失定量模拟评估技术等;梳理了农业干旱监测预警综合系统的发展和应用情况、农业干旱监测和预警指标种类和应用情况、农业干旱遥感监测方法以及作物干旱地面监测与识别技术等相关成果。探讨了未来通过开展作物对干旱应激响应的生理生态过程机制研究,进而准确捕捉到作物响应干旱胁迫的早期信号,为实现作物干旱的早期识别、提前预警和应对作物干旱灾害的不良影响提供依据。

关键词：干旱胁迫响应过程早期识别预警

WOFOST模型蒸散过程改进对玉米干旱模拟影响

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应用气象学报 2021年第1期32卷 52-64页

作者：蔡福米娜明惠青张淑杰张慧赵先丽张玉书张兵兵中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 辽宁省农业气象灾害重点实验室沈阳110166 辽宁省气象服务中心沈阳110166 辽宁省锦州市生态与农业气象中心锦州121001

分别利用优化蒸散计算(PM方案)、作物系数(CC方案)和二者同时优化(PMCC方案)改进WOFOST模型,基于降水适宜年(2012年)和干旱年(2015年和2018年)在辽宁省锦州开展的玉米分期(4月20日、4月30日和5月10日)播种试验资料评价模型改进效果。结... 详细信息

分别利用优化蒸散计算(PM方案)、作物系数(CC方案)和二者同时优化(PMCC方案)改进WOFOST模型,基于降水适宜年(2012年)和干旱年(2015年和2018年)在辽宁省锦州开展的玉米分期(4月20日、4月30日和5月10日)播种试验资料评价模型改进效果。结果表明:2012年,PM方案可增大潜在蒸散,CC方案在作物系数小(大)于1时使潜在蒸散减小(增大);3个方案对叶面积指数、地上生物量和土壤湿度模拟几乎不产生影响。2015年,PM方案的拔节后叶面积指数、地上生物量、产量和土壤湿度较原模型明显减小,蒸腾速率在喇叭口期之前增大,之后减小;CC方案在喇叭口期之前蒸腾速率小于原模型,之后大于原模型,其他4个变量略大于原模型。PMCC方案的各变量模拟值介于PM方案和CC方案之间,3个播期模拟精度叶面积指数分别提高6%,21%和3%,地上生物量分别提高8%,8%和14%,产量分别提高66%,63%和66%。2018年,PMCC方案前两播期地上生物量模拟精度分别提高5%和1%,产量模拟精度分别提高32%和5%。PMCC方案可改善模型在干旱条件下的模型性能。

关键词：玉米干旱过程作物模型蒸腾作用参数方案改进

日尺度标准化前期降水蒸散指数在大豆旱涝评估中的适用性分析

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干旱地区农业研究 2023年第5期41卷 293-301页

作者：董秋婷张淑杰刁军姜珊贺明慧刘敏辽宁省沈阳市浑南区气象局辽宁沈阳110180 中国气象局沈阳大气环境研究所/辽宁省农业气象灾害重点实验室辽宁沈阳110166 辽宁省沈阳市气象局辽宁沈阳110180 辽宁省铁岭市气象局辽宁铁岭112000

为监测评价影响大豆丰产增收的旱涝灾害,利用1961—2020年辽宁省51个气象站逐日气象观测资料和土壤水分数据,通过对前期累积降水与蒸散差值指数(Antecedent precipitation evapotranspiration index,APEI)序列值进行三参数的log-Logisti... 详细信息

为监测评价影响大豆丰产增收的旱涝灾害,利用1961—2020年辽宁省51个气象站逐日气象观测资料和土壤水分数据,通过对前期累积降水与蒸散差值指数(Antecedent precipitation evapotranspiration index,APEI)序列值进行三参数的log-Logistic概率分布拟合,建立日尺度标准化前期降水蒸散指数(Standardized antecedent precipitation evapotranspiration index,SAPEI),选取辽宁省4个大豆主产区代表站,对SAPEI在辽宁省大豆旱涝监测评估中的可行性和适用性进行分析。结果表明:不同代表站的log-Logistic概率分布函数与经验概率分布曲线高度拟合,SAPEI曲线能够表征辽宁省大豆的每日农田水分盈亏状况。在2014年8—9月旱涝转变实例分析中,SAPEI旱涝演变特征、旱涝等级与同期土壤水分监测数据具有很好的一致性和同步性,大豆生育期旱涝积指数累年平均值空间分布趋势与辽宁旱涝分布趋势基本一致,表明日尺度SAPEI及旱涝积指数能够反映降水时间、日雨量大小对农田旱涝的影响,可精准描述辽宁省不同区域日尺度的旱涝变化过程及其累积效应,在辽宁省大豆旱涝逐日监测中具有较好的适用性。

关键词：标准化前期降水蒸散指数大豆旱涝积指数日尺度 log-Logistic 辽宁省

副热带高压控制下一次极端暴雨成因分析及成功预警

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灾害学 2025年第1期40卷 92-101页

作者：郭萍段绍玲郑建萌张万诚陈静杨宏庆中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南昆明650034 中国气象局大理山地气象野外科学试验基地云南大理671003 云南省气候中心云南昆明650034 云南省气象科学研究所云南昆明650034 云南省临沧市气象局云南临沧677099 中国气象局大理国家气候观象台云南大理671003

2022年10月8日,临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨,最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析,揭示此次暴雨的成因:①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下... 详细信息

2022年10月8日,临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨,最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析,揭示此次暴雨的成因:①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下,由中尺度系统触发产生的强降雨。②强降雨期间大气层结不稳定,存在暖湿底层与干冷高层,低抬升凝结高度和自由对流高度;强降雨发生与水汽输送和水汽辐合大值区相对应,低层辐合中高层辐散且与强垂直上升运动区配合。③两个强降雨时段对应不同的雷达回波特征,初时段无大范围的降雨回波,局地出现中-γ尺度对流回波;次时段降雨回波范围扩大,形成列车效应。④忙懦乡的地形和低层东偏南气流对中尺度对流系统的触发与维持起到关键作用。⑤“1262”服务模式提前发出警报,夜间强降雨得以有效预警,避免了人员伤亡,成为预警联动的成功案例。

关键词：极端暴雨副热带高压中尺度系统临沧市递进式气象服务