基于多参数调控薄层干燥实验的玉米积温数学模型及工具图表的建立

为了将积温控制应用在粮食干燥中,本研究以多参数可控的玉米热风薄层干燥实验为基础,探索了在不同的热风温度、热风风速、相对湿度和初始水分等参数正交组合条件下的干燥特性,当湿度、水分、风速一定的情况下,干燥积温随热风温度呈线性递减趋势,温度增加1℃,积温减少5℃·h;温度、水分、风速一定的情况下,干燥积温随湿度呈非线性递增趋势,湿度增加1%,积温平均增加3.75℃·h,60%以下递增不显著;温度、湿度、风速一定的情况下,干燥积温随初始水分呈非线性递增趋势,初始水分在20%~27%之间每增加1%,积温平均增加6.43℃·h,28%以下积温递增不显著;当温度、湿度、水分一定的情况下,干燥积温随风速呈非线性递减趋势,风速在0.4%~0.8%之间每增加0.1 m/s,干燥积温平均递减75℃·h。利用多元二次回归模型建立了积温数学模型,回归方程决定系数R^2=0.97。在500 T/D连续玉米干燥机测控实验中,干燥模型能很好的控制粮食出机含水率,应用表明干燥积温可用于粮食干燥过程的预测和控制。

基于积温干燥度指数的云贵高原东部汛期干湿变化趋势分析

利用云贵高原东部104个气象观测站1958-2015年4-9月逐日气象资料,选用积温干燥度指数作为干旱指标,探讨云贵高原东部汛期干湿气候分布特征,并分析积温干燥度与气候要素间的关系;用MannKendall突变检验方法分析降水量和积温干燥度指数的突变特征,用墨西哥帽小波变换分析云贵高原东部汛期干湿状况。结果表明:云贵高原东部汛期降水量普遍在800～1 000 mm,呈现由南向北递减的空间分布特点,同时发现其标准差与平均降水量呈现一致的分布规律。近60年来,云贵高原东部汛期的平均积温干燥度指数虽呈增加趋势,但它具有阶段性干、湿交替发生特点,气候在向偏湿趋势发展。积温干燥度指数空间分布与降水量空间分布呈反位相,其大/小值中心与降水量小/大值中心分布基本一致。积温干燥度与平均温度、最高温度、日照时数、蒸发量、降水量和相对湿度呈极显著相关。

云贵高原东部两次典型气象干旱年汛期环流特征对比

利用云贵高原东部84个地面气象观测站2011年和2013年4-9月逐日降水和温度资料、NCEP/NCAR再分析资料以及积温干燥度公式和视水汽汇公式,对2011年(拉尼娜年)汛期(4-9月)和2013年(中性年)汛期(4-9月)云贵高原东部干旱天气的基本特征和环流异常进行分析。结果表明,2011年汛期平均降水量比2013年汛期少,但均具有时空分布不均的特点;2011年汛期降水量偏少,主要是4-5月和7-9月的降水贡献大,2013年汛期降水量偏少,主要是7-8月的降水贡献大,且积温干燥度指数较好地反映了2011年和2013年汛期的干旱程度。2011年、2013年汛期的南亚高压均偏强、面积均偏大、东侧脊点位置均偏东,但2011年汛期的西太平洋副热带高压的强度、面积均比2013年汛期的偏强、偏大,是2011年汛期干旱天气比2013年汛期偏重的重要原因。孟加拉湾、南海以及西太平洋中低层的水汽输送偏弱是云贵高原东部2011年和2013年汛期降水少的主要原因,且云贵高原东部上空的水汽辐散中心与其降水量有较好的对应关系;700 hPa的水汽输送异常减少对2011年和2013年汛期干旱的发生起决定性作用,云贵高原东部2011年汛期700 hPa层上的水汽辐散比2013年汛期的强,导致其降水量比2013年汛期的少。视水汽汇揭示了2011年汛期干旱程度比2013年更严重的事实。500 hPa环流场、700 hPa水汽输送场对于云贵高原东部较长时间的旱涝预报具有一定的参考价值。

三大自然区过渡地带近50年来气候类型变化及其对气候变化的响应

三大自然区（东部季风区、西北干旱区、青藏高原区）过渡地带，由于其特殊的地理位置，受到亚洲季风、中纬度西风环流共同影响，对气候变化的响应较为敏感。使用国际通用的柯本气候分类法和国内常用的积温与干燥度分类法，研究了97．5°～108°E，33°～41．5°N的三大自然区过渡地带1961q010年的气候带类型及其变化过程。并通过将各气候类型的面积变化与主要季风指数、西风指数和南方涛动等主要指数进行了对比，并计算了他们的关系，与此同时结合东亚各气候区气温及降水的变化模式探讨三大自然区过渡地带气候变化对各气候系统的响应。基于此项研究：夏季西风和东亚冬季风的增强会使该区域变湿，东亚夏季风、南亚夏季风增强则会使该区域海拔较低的区域变干，海拔较高的区域变湿。高原夏季风的增强则会使整个区域变干。北大西洋涛动增强，会使该区域变湿；厄尔尼诺增强（减弱），则会使该区域变干（变湿）。总体来讲，该区域的水分状况主要受控于中纬度西风带环流，虽然亚洲夏季风的增强有可能会增加该区域东南部的降水，但是根据计算出的干燥度和气候带类型变化，增温效应可能会抵消降水增加，从而使该区域变干。根据本项研究，三大自然区过渡地带受到多个气候系统的相互作用，气温及降水等单一指标，并不能完全代表该区域气候变化特征，气候带类型面积变化可以作为一个重要的指标运用于该区域气候变化评价。