不同气象驱动下CLM4.5陆面模式对黄河流域蒸散发模拟表现评估

气象驱动数据的质量会显著影响陆面模式的模拟表现。针对目前出现的多源气象数据集,选取GSWP3和WFDE5分别驱动CLM4.5陆面模式,对黄河流域地表蒸散发过程模拟,并结合多个评价指标从多个时空尺度评估模式表现。结果表明:相比于基准蒸散发,GSWP3和WFDE5模拟的多年平均蒸散发的RMSE值分别为61.5和49.5 mm/a,KGE值为0.83和0.87。时间上,模拟蒸散发和基准蒸散发均表现显著增加的趋势。空间上,两种气象驱动都在黄河中游表现最佳,黄河源区则存在不同程度高估。季节性上,GSWP3在春、冬季的模拟表现优于WFDE5,在夏、秋季的表现劣于GSWP3。综合分析,WFDE5驱动下CLM4.5的总体表现优于GSWP3。研究结论可为陆面模式蒸散发模块改进提供动力和方向。

联合气象驱动生成和风速修正辅助的风电功率日前预测

随着风电渗透率的不断提高,准确预测风电功率对于构建高比例新能源的新型电力系统具有重要意义。针对该问题,文章提出一种联合气象驱动生成和风速修正辅助的风电功率日前预测方法,通过分析不同类型风电出力的气象特征,以气象特征作为驱动条件设计生成对抗网络,通过修正的数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)信息指导风电功率的生成,根据以修正风速计算的参考功率和历史风电出力的连续性从多组生成风电功率中确定最终预测功率。使用实际风电场数据对所提出的方法进行了测试,并与几种典型的预测方法进行对比验证,结果表明该方法具有更高的准确度。

骤发干旱前期气象驱动条件及可模拟性分析

骤发干旱(简称骤旱)是一种以短历时、高强度、快速度为特征的极端事件,其形成速度已超出现有干旱监测工具的能力范围,监测模拟难度大。基于欧洲中心再分析产品(ERA)土壤含水量数据,构建考虑旱情开始速度的骤旱识别方法,提取中国1979—2018年骤旱事件,剖析旱情初期气象要素异常值的变化规律,探讨利用气象条件模拟骤旱的可行性。结果表明:①开始速度在空间上呈现显著的南北差异,长江以南地区较快,西北地区较慢;②骤旱比缓慢干旱具有更强的气象驱动力,骤旱各气象要素异常值的均值、峰值及变化幅度比缓慢干旱变化更为显著,尤其是峰值,约超过缓慢干旱0.5个标准差;③综合考虑骤旱爆发前后不同时段多个气象要素异常,能够较好地模拟开始速度,可用于监测与模拟骤旱。

ERA-Interim和CMFD气象驱动数据在新疆额尔齐斯河流域的适用性评价

气象驱动数据质量是影响流域水文过程模拟精度的一个重要因素。基于新疆额尔齐斯河流域及周边区域8个气象站记录的数据,对ERA-Interim再分析资料和中国区域地面气象要素驱动数据集(CMFD)在流域的适用性进行了评价,并对比了ERA-Interim和CMFD气象要素年均值在流域的空间分布。结果表明:ERA-Interim和CMFD记录气温、相对湿度、向下短波辐射和向下长波辐射数据与观测数据具有较高的一致性,但降水和风速数据与观测数据的一致性比较差。小时尺度上ERA-Interim记录的气温、相对湿度、降水量、向下短波辐射准确度略高于CMFD数据,而日尺度上CMFD记录的所有气象要素的准确度均高于ERA-Interim数据,结合Noah-MP模型的模拟结果,认为CMFD数据在新疆额尔齐斯河流域的适用性整体优于ERA-Interim数据。从两种驱动数据获取的流域气象要素空间分布来看,ERA-Interim和CMFD获取的年平均气温、风速、相对湿度、降水量、向下长波辐射在流域空间具有高度一致性,但向下短波辐射空间分布差别较大。

2010—2018年甘肃省手足口病季节性流行第二峰气象驱动因素分析

目的 分析甘肃省手足口病(HFMD)季节性流行第二峰出现的气象驱动因素,为HFMD的防控提供科学依据。方法 收集甘肃省疾病预防控制中心2010年1月1日—2018年12月31日报告的83 462例≤18岁居民HFMD发病数据和同期时空三极环境大数据平台中报告的气象数据,采用病例对照研究设计方法以出现季节性双峰特征的观察年份为病例组、出现季节性单峰特征的观察年份为对照组,以出现季节性流行第二峰及峰前1~8周的平均温度、相对湿度、降雨量和风速作为暴露因素构建logistic回归模型,估计气象因素与HFMD流行第二峰出现的关系。结果 甘肃省2010—2018年最终纳入分析的83 190例HFMD病例以男性[50 663例(60.9%)]和≤6岁者[77 346例(93.0%)]为主,主要集中在兰州市[22 553例(27.1%)]、天水市[9 756例(11.7%)]和定西市[7 917例(9.5%)]。在13个市(州)9年合计的117个观察年份中,有111个(94.9%)观察年份存在季节性流行特征,其中92个(78.6%)观察年份的季节性流行为双峰,仅19个(16.2%)观察年份的季节性流行为单峰。logistic回归分析结果显示,暴露窗口为1周时,相对湿度对HFMD季节性流行第二峰出现的影响最大,即相对湿度每增加1%,第二峰出现的风险增加4.2%(95%CI=1.5%~7.3%);暴露窗口为1~7周时,风速对HFMD季节性流行第二峰出现的影响最大,即风速每增加1 m/s,第二峰出现的风险增加193.0%(95%CI=21.9%~730.1%)。结论 相对湿度和风速是甘肃省HFMD季节性流行第二峰出现的关键气象驱动因素。

多源气象数据融合格点实况产品研制进展

阐述了中外主要的多源气象数据融合产品研究进展与趋势,重点介绍了中国气象局国家气象信息中心研制的陆面气象要素(包括气温、降水、湿度、风、气压、辐射等)、土壤温度与土壤湿度、洋面温度与洋面风、三维云等多源融合格点产品研发现状,以及中国气象局国家气象信息中心多源数据融合中试平台及统一质量检验评估系统的进展,并对未来多源气象数据融合产品研制进行了展望。

JRODOS模拟核事故时核素扩散及剂量时空分布

核事故时核素扩散范围和造成的辐射剂量是核电厂事故应急措施制定的重要参考,利用JRODOS软件模拟了不同气象源和大气扩散模型对核电厂核素浓度和辐射剂量时空分布的影响。结果表明:WRF气象场情景下核素的扩散范围广,FNL气象场情景下核素浓度和有效剂量区域均值较高。不同大气扩散模型中LASAT模型模拟的有效剂量最高。这为核事故后果评价数据来源和大气扩散模型选择提供了依据。

2006年上半年全国生态气象监测与评估研究

为了对2006年上半年全国生态环境进行以气象条件为主要驱动因子的监测与评估,研究创建了基于植被第一性生产力(NPP)估算的生态气象监测与评估指数(EMI)模型。通过计算生态气象指数、划分生态气象等级,进行生态气象监测与评估。2006年上半年全国大部地区生态气象条件较差,平均生态气象优劣评价指数仅为—30;生态气象等级好、中、差的比例大约为2:45:53。对我国生态及生产起重要作用的林地、草灌、农田的生态气象等级在中等以上的面积较2005年上半年显著减少。1—6月平均生态气象指数在逐月降低,虽处于正常等级范围之内,但5、6月份处于临界状态已接近较差等级。其主要原因是持续干旱和低温冷害的影响,多起森林与草原火灾和大范围高频度的沙尘天气与生态状况互为因果。所构建的生态气象监测评估模型,有良好的理论基础和科技含量,也有较好的时空分辨能力,可以进行生态气象定量监测和评价,监测与评估结果科学、客观、合理,能够反映气象条件对生态环境的作用。

2006年上半年全国生态气象监测与评估研究

为了对2006年上半年全国生态环境进行以气象条件为主要驱动因子的监测与评估,研究创建了基于植被第一性生产力(NPP)估算的生态气象监测与评估指数(EMI)模型。通过计算生态气象指数、划分生态气象等级,进行生态气象监测与评估。2006年上半年全国大部地区生态气象条件较差,平均生态气象优劣评价指数仅为-30;生态气象等级好、中、差的比例大约为2∶45∶53。对我国生态及生产起重要作用的林地、草灌、农田的生态气象等级在中等以上的面积较2005年上半年显著减少。1—6月平均生态气象指数在逐月降低,虽处于正常等级范围之内,但5、6月份处于临界状态已接近较差等级。其主要原因是持续干旱和低温冷害的影响,多起森林与草原火灾和大范围高频度的沙尘天气与生态状况互为因果。所构建的生态气象监测评估模型,有良好的理论基础和科技含量,也有较好的时空分辨能力,可以进行生态气象定量监测和评价,监测与评估结果科学、客观、合理,能够反映气象条件对生态环境的作用。

不同气象场对核电厂核素大气扩散的影响

核电厂事故时放射性核素大气扩散特征是核电厂环境影响评价中重点关注问题。目前核电厂环境影响评价中采用单一气象场驱动进行预测分析不足以真实反映放射性核素事故时大气扩散特征。以某核电厂厂址为研究对象,利用核事故短期大气弥散因子计算软件PAVAN(Potential Accident Consequence Assessments at Nuclear Power Plants)模拟不同气象场驱动情景下核电厂事故时放射性核素大气扩散特征,以确定气象场驱动差异对事故时放射性核素大气扩散的影响。结果表明:多年气象场驱动条件下非居住区边界和规划限制区边界的短期大气弥散因子年均值最大值分别为单一气象场驱动条件的1.05和1.04倍,均出现在S方位。不同情景下非居住区边界大气弥散因子年均值最大值在CASE2和CASE4情景下相同,但出现方位不同,分别出现在S和NE方位;CASE4情景下大气弥散因子年均值变异程度大于CASE2情景;非居住区边界30 d内CASE2、CASE3和CASE4情景下短期大气弥散因子的最大值分布范围依次为(6.01E-5~7.78E-5)、(5.72E-5~7.79E-5)和(6.29E-5~7.79E-5)s/m3。不同情景下规划限制区边界大气弥散因子最大值从大到小依次为CASE2>CASE4>CASE1>CASE3,依次出现在S、NE、S、NE方位;规划限制区边界30 d内CASE2、CASE3和CASE4情景下短期大气弥散因子的最大值分布范围依次为(1.17E-5~1.95E-5)、(1.09E-5~1.98E-5)和(1.24E-5~1.98E-5)s/m3。

内蒙古大兴安岭森林净初级生产力时空格局分析

[目的]通过模型模拟分析内蒙古大兴安岭地区森林生产力时空分布格局及其驱动因子。[方法]利用优化率定后的生理生态过程模型Biome-BGC参数,模拟了内蒙古大兴安岭地区时间序列(2003—2012年)森林净初级生产力(NPP)。基于外业实测数据,在全区域尺度上进行NPP模拟结果验证。[结果]优化率定后的Biome-BGC模拟的该区森林NPP具有较高可靠性,实测数据验证R^2为0.81,RMSE为48.73 g·m^-2·a^-1。2003—2012年间该区森林NPP为219.3~399.5 g·m^-2·a^-1,其中针叶林NPP为218.6~414.9 g·m^-2·a^-1、阔叶林为213.7~412.3 g·m^-2·a^-1、混交林为188.3~404.7g·m^-2·a^-1。森林NPP与温度和太阳辐射的相关性较高(R^2分别为0.55和0.49),与降水量和相对湿度的相关性较低。[结论]时间序列上该区森林NPP年平均值总体呈缓慢增长趋势;空间分布呈北高南低,东部偏低的特征。"天然林保护工程"的实施是该区森林NPP增加的主要因素,而火灾则降低了森林NPP,二者造成了该区NPP呈现时空差异;不同森林类型NPP差异主要受温度和太阳辐射的影响。

龙泉山城市森林公园植被覆盖度变化及其对气候因子的响应

为了掌握龙泉山森林公园植被的空间分布格局与时间变化,评估生态修复效果,指导修复工作,本文对2003~2020年龙泉山城市森林公园区域植被覆盖度(FVC)进行了时空变化分析,结果表明:1) 研究区域内FVC总体较高,FVC超过50%的区域占总面积72%,西侧FVC明显高于东侧,南侧明显高于北侧,海拔600米以上区域的植被覆盖度高于600米以下区域。2) 域内FVC存在明显的年内消长,3~6月FVC呈快速上升,7~8月达到全年最大值,并开始进入快速下降阶段,呈现高斯分布。3) 域内FVC总体呈上升趋势,增长率为0.63%/a,冬、春季增长率最高,秋季次之,夏季增长不明显。FVC改善区域面积占48.84%。4) 气温、降水与辐射等气象因子与月植被覆盖度存在显著正相关,是地区植被生长的主要控制因子。5) 冬春季降水对当期及后期植被覆盖度存在0~5个月的滞后影响,冬春季降水增加有利于植被覆盖度增加,此时段可以作为气象部门人工增雨作业的主要时间窗口。