基于空气污染指数的太阳日总辐射计算方法

通过对2001—2012年全国23个站实测资料的分析,利用非线性回归法建立了以气温日较差、天文日照百分率和空气污染指数为主导因子的太阳日总辐射模型,这里简称为DSRM-Y模型(Daily Solar Radiation Model-Y),检验其效果并与已有的DSRM-C模型(Daily Solar Radiation Model-C)进行效果比对。结果表明:太阳日总辐射与空气污染指数呈显著负相关,DSRM-Y模型的太阳日总辐射估算值与实测值的散点图以及平均偏差、均方根误差、误差分析均表现出较好的拟合效果。将模型应用于西宁、上海、昆明3个代表站,空气污染指数上升后,3个站太阳日总辐射均呈减少趋势;23个站DSRM-Y模型的均方根误差均小于DSRM-C模型,即DSRM-Y模型的拟合效果好于DSRM-C模型。

玉米根-冠及叶片水分利用效率对土壤水分的响应

以夏玉米为试材,利用移动式遮雨棚和自动滴管系统设计5个不同水分处理(为田间持水量的35%~45%、50%~60%、65%~75%、80%~90%、95%~105%)试验,观测、分析各处理的根-冠干质量、叶面积指数(LAI)、叶片光合速率特性和叶片水分利用效率(WUE)对不同土壤水分的响应。结果表明:在整个生长期内,各水分处理下玉米根系干质量均呈先上升后平稳再下降的趋势,且水分胁迫处理下平均根干质量均低于充分供水处理;水分胁迫越重,LAI越小,且干旱胁迫处理对LAI的影响大于轻度淹没处理;干旱胁迫越严重,玉米根-冠干物质量减小越明显,最大根冠比(R/S)出现的时间也相应越早;水分胁迫处理下,玉米叶片净光合速率和蒸腾速率均低于充分供水处理,播后56 d的净光合速率和播后65 d的蒸腾速率对水分更敏感,中度胁迫处理下玉米在播后56 d叶片水分利用效率最大。相关分析结果表明,根质量与冠质量呈显著相关(P<0.05),根冠比与WUE呈极显著性负相关(P<0.01)且根冠比可作为水分监测指标。本研究结果可为夏玉米干旱灾害机理和田间管理提供科学依据。

江苏省农业气候资源及未来情景预估

利用江苏省60个气象台站1961-2012年地面气象观测资料与Reg CM4.0区域气候模式模拟的RCP4.5和RCP8.5排放情景下数据,分析江苏省近52年的农业气候资源的变化趋势并预估未来时段(2015-2050)光、温、水等农业气候资源的变化特征。结果表明:近52年,太阳总辐射呈下降趋势,变化率为-2.78 MJ/m2,≥0℃活动积温呈上升趋势,气候倾向率变化为每10年89℃,降水量和参考作物蒸散量年际波动明显,其中1970s的平均降水量和1980s的平均参考作物蒸散量最少。与基准气候相比(1961-2005年),未来2种气候情景下≥0℃活动积温、太阳总辐射均呈递增趋势;全省大部分地区降水量在RCP4.5情景下呈现递增趋势,RCP8.5情景下呈现递减趋势,参考作物蒸散量在2种情景下大体变化趋势一致,2种情景下水分盈亏差异较大,其中RCP8.5情景下苏北地区水分短缺显著。研究结果可为江苏省农业气候资源利用、农业生产和布局提供科学指导。

安徽省高山站与周边站暴雨及其大气环流特征分析

利用安徽省近年来黄山站、九华山站(高山站)及其周边站逐日降水资料,统计分析高山站和周边站降水特征指标、风场分布,使用正交经验分解(EOF)分析安徽省暴雨高度场特征。结果表明,高山站的降水指标均高于周边站,降水多集中在6—8月,黄山、九华山多年平均降水量(降雨日)分别为2290.3 mm(197.7 d)、2077.6 mm(187.7 d),多年平均暴雨强度(暴雨日)分别为83.3 mm/d(8.5 d)、79.6 mm/d(7.7 d),其中主要影响高山站暴雨为700 hPa偏西风,一定海拔内的地形对降雨起到促进作用;对500、850 hPa高度平均场进行EOF分析,黄山、九华山500 hPa第一模态主要分别呈纬向、经向型分布,850 hPa第一模态均呈经向型分布,其中500、850 hPa环流形势分别对黄山、九华山暴雨影响更大,因此通过探讨高山站与周边站降水、大气环流等特征研究,以期为山区降水预报提供科学的指导。

KNN不同距离度量对FY-4A/AGRI红外亮温反演降水的影响研究

静止卫星的高时空分辨率对高影响灾害性天气的监测和预报有显著优势。开展了基于风云四号A星多通道扫描成像辐射计(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)红外光谱亮温的台风降水反演研究。探讨了正则化反问题方法中K--最邻近(K--Nearest Neighbor,KNN)不同距离度量对降水反演精度的影响。降水反演共分两步:一是降水视场点识别,主要基于训练字典样本,利用KNN识别待反演的亮温“降水”和“非降水”信号;二是降水视场点反演,即在判识视场点有降水的基础上采用正则化反问题方法进行红外亮温降水反演。KNN距离度量分别采用欧氏、标准化欧氏、马氏和布洛克距离。以台风“安比(2018)”为例,开展了降水反演试验。试验表明,反演结果与GPM的相似度较高,且不同距离度量在反演“极端降水”时各有优势。