Research Advances in Monitoring Agro-meteorological Disasters Using Remote Sensing

Remote sensing is an important method for rapidly obtaining farmland information. Once meteorological disaster occurs,using the remote sensing technology to extract disaster area of crops and monitor disaster level has great significance for evaluating disasters and making a timely remedy. This paper elaborated the importance of monitoring agro-meteorological disasters using remote sensing in current special historical period,overviewed remote sensing methods both at home and abroad,analyzed existing problems,made clear major problems to be solved in monitoring agro-meteorological disasters using remote sensing,and discussed the development prospect of the remote sensing technology.

构建黄金百香果气候品质等级评价模型

基于2019-2022年131份黄金百香果品质指标和果实采收前10个时段的气象数据,采用相关分析和多元逐步回归法建立回归模型,筛选具有生物学意义的关键气象因子;结合黄金百香果单项品质指标对果实品质的综合贡献,采用加权指数求和法构建黄金百香果气候品质指数模型,为综合评定黄金百香果品质等级提供参考。结果表明:(1)黄金百香果关键气候品质指标共5个,包括采收前10d的日平均日照时数和日平均降水量、采收前20d、30d的平均最高气温、采收前60d的日平均降水量。(2)根据百香果质量标准,结合实测品质变化和相关专家经验,确定黄金百香果单项品质指标的等级及阈值:黄金百香果“特高”级的可食率≥50%、可溶性固形物≥17.5%、总酸≤3.0%,“高”级可食率45%~50%、可溶性固形物17.0%~17.5%、总酸3.0%~3.5%,“中”级可食率40%~45%、可溶性固形物16.5%~17.0%、总酸3.5%~4.0%,“低”级可食率<40%、可溶性固形物<16.5%、总酸>4.0%。(3)黄金百香果气候品质“特优”“优”“良”“一般”4个等级对应的气候品质指数IQc分别为≥2.5、1.5~2.5、0.5~1.5、<0.5。利用54份独立样本检验黄金百香果气候品质等级评价模型,吻合率达87%,对黄金百香果气候品质的等级评价效果较好。

基于AHP法的黄金百香果气候品质评估

为摸清福建省武平县黄金百香果(Passiflora edulis Sims)的气候品质特征,利用武平县2012—2021年气象观测资料,采用查阅文献和专家经验法明确影响黄金百香果品质的气象关键期和关键因子,构建品质气候适宜度指标和气象灾害指标,基于层次分析法确定各指标权重,通过加权集成法建立黄金百香果气候品质评估模型,得出气候品质评估指数,划分气候品质等级并开展评估,最后将黄金百香果气候品质指数与果实实际品质进行对比验证。结果表明,影响武平县黄金百香果品质的主要气象因子是采摘前30 d的平均最高气温和平均日温差、采前60 d的日照时数和平均相对湿度,主要气象灾害是干旱和高温。从武平县3个不同采摘阶段的黄金百香果气候品质指数来看,9月上旬各乡镇采摘的黄金百香果气候品质指数均在2.0以上,产出的百香果品质最高,7月下旬至8月上旬和10月下旬至11月上旬采摘的品质次之。不同年份黄金百香果的平均气候品质指数为2.1~2.7,其中2014年最高。近10年武平县黄金百香果优和特优等级比例高达94.4%,其中特优等级比例达35.2%,尤以象洞镇表现最好。

基于GIS的气象灾害监测与评估集成系统

本系统以GIS技术为支撑,大量空间和非空间数据为基础,结合数据库管理技术和其他高级语言,通过调用实时气象资料进行灾害监测,并用混合编程法初步实现灾害损失评估,是一个图、文、表一体化的GIS应用系统。

近40a甘肃省气象灾害对社会经济的影响

利用甘肃省近40 a的气温、降水、各种气象灾害和各种灾情、经济指标资料,分析了甘肃气候对全球气候变暖的响应、气象灾害对社会经济和农业的影响。得出全省平均气温为增温趋势;降水河西(以黄河为界)为增加趋势,河东减少趋势;干旱20世纪90年代在增加,而沙尘暴、冰雹、暴雨90年代在减少;极端气候事件增加;气象灾害对农业的影响明显,气象灾害受灾总面积与粮食单产呈明显的负相关,尤以干旱灾害对全省粮食产量的影响更为显著;洪灾造成的直接经济损失增加。

21世纪以来干旱研究的若干新进展与展望

干旱是中国影响范围最广、造成经济损失最严重的自然灾害之一,直接威胁国家粮食安全和社会经济发展,对干旱问题的认识和研究有助于提升国家防旱减灾能力。自新中国成立以来,中国对于干旱气象的研究取得了丰硕的成果。本文以21世纪以来中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为平台开展的与干旱气象相关的科研项目群取得的研究成果为基础,通过成果检索,对干旱监测技术、干旱时空分布规律、干旱致灾特征、干旱灾害风险及其对气候变暖的响应以及干旱灾害风险管理与防御技术等方面的新进展进行总结和归纳。同时,基于干旱气象研究的前沿发展趋势,提出中国未来干旱气象研究应在加强气候变化背景下干旱高发区综合性干旱观测试验基础上,从不同维度和尺度定量研究干旱形成机理,构建多源数据融合和多方法结合的综合干旱监测新方法,揭示干旱致灾机理,科学评估干旱灾害风险,提出具有可执行性的风险管理策略等重点科学问题上取得突破。这对于推动中国干旱气象研究具有积极意义。

沙尘暴及相关的自然灾害

报告扼要概述了我国沙尘暴监测、预测和预警以及灾害评估的业务化运行系统。该系统在中国气象局、中国科学院和一些大学共同努力下,从2002年建成并在业务上试运行,2004年起正式投入业务使用。该系统业务应用以来,对发生的沙尘暴无一遗漏,预报较准确,效果良好;春季沙尘天气-气候趋势跨年度-跨季度预测也很有参考价值。灾害初级评价系统也对政府和经济部门有用。此外,文章还谈及沙尘暴在漫长岁月里长期累积的沧海桑田效应(对人类有利)和气候效应(尚不知其利弊),以及作为灾害的防治问题。

黄河故道砀山酥梨气候品质评价模型研究

【目的】建立砀山酥梨果实的气候品质评价模型,为科学开展农产品气候品质气象认证和区域优势气候资源开发等提供技术支撑。【方法】基于1996-2015年安徽省砀山县气象站逐日气象监测资料和砀山酥梨品质因素测定数据,采用主成分分析法(PCA)、有序样本最优聚类法和逐步回归法等统计方法,建立砀山酥梨气候品质指数(V)和3个采摘时期(09-10,09-20,09-30)的梨果气候品质评价模型,并将砀山酥梨气候品质划分为4个等级。【结果】砀山酥梨气候品质指数(V)可以由8个品质要素(一级果率、二级果率、三级果率、等外果率、果实含糖率、平均单果质量、最大单果质量和果形指数)降维成4个加权求和组成,权重系数为4个主分量所对应的特征值占原变量总方差的比例。砀山酥梨气候品质4个等级"特优"、"优"、"良好"、"一般"所对应的V的阈值分别为V>0.75,0.45<V≤0.75,0.30<V≤0.45和V≤0.30。砀山酥梨气候品质指数与旬及跨旬尺度的日照、气温、降雨和空气相对湿度等19个气象因子相关,其中与日照时数和平均气温多呈正相关,与空气相对湿度和降雨方面的因子多呈负相关,尤其与4月下旬-6月上旬和7,8月3个时期的空气相对湿度因子呈极显著负相关关系(P<0.001)。3个采摘期砀山酥梨果实的气候品质评价回归方程分别由6,6,8个气象因子构成;3个回归方程的模拟精度均较高,均方根误差为0.03~0.07。【结论】所建立的梨果气候品质评价模型可用于砀山酥梨气候品质的定量化评价,在采摘前由气象因子驱动相应时期的评价模型,以确定梨果气候品质等级。

海南芒果气象灾害监测及气候品质认证系统研发

结合气象数据和芒果生育期生理生化检测数据,构建气候品质等级认证评价模型,从而建立了海南芒果气象灾害监测及气候品质认证系统,以完成芒果的气候品质等级认证及评价报告。目前该系统已应用到昌江芒果的气候品质认证工作,可为其他农产品气候品质认证工作提供参考。

FY-3卫星应用和发展

回顾了风云三号(FY-3)卫星的应用和发展历程。介绍了FY-3卫星装载的成像、大气探测、辐射收支探测、大气成分监测和空间环境监测器5类仪器包,可实现从紫外、可见光、近红外、中红外、热红外到微波的多种电磁波谱段的遥感和探测。给出了地面应用系统生成的大气、陆地、海洋和空间天气等科学和应用领域的卫星遥感信息产品及其分辨率与精度。列举了部分典型的FY-3卫星数据在数值天气预报、臭氧和二氧化碳等大气成分和气候监测、生态环境和灾害监测等领域的应用结果。展望了未来FY-3卫星的发展,其中包含的4颗卫星,按晨昏、上午、下午近极地太阳同步轨道卫星3颗和倾斜轨道降水测量卫星1颗布局安排,组网完整的FY-3业务卫星的综合观测能力将有极大的提高,带动我国气象卫星应用进入成熟发展阶段。

关于建立吉林省重大气象灾害遥感监测评估系统的总体构想

详尽的分析了建立吉林省重大气象灾害遥感监测评估系统的总体构想，其中包括建立该系统的目的意义分析；国内外发展状况分析；建立系统的前期工作基础及未来前景展望，系统的主要工作及效益分析。对当前及今后一段时间利用遥感手段进行灾害监测评估的主要方向和要解决的主要技术问题都作了阐述。

气象卫星及其产品在天气气候分析和环境灾害监测中的应用概述

随着气象卫星技术的发展,卫星观测能力不断提升,全球气象卫星观测体系逐步形成。美国、欧洲和中国都建立了极轨和静止气象卫星观测系统,日本、韩国等国家也拥有各自的气象卫星。与卫星发展初期相比,现在的气象卫星在空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及波段覆盖范围等方面都有了极大的提高。与之相伴,气象卫星遥感资料应用也取得了长足的进步。卫星应用领域不断拓展,新的资料处理方法不断涌现,数据使用也完成了从定性向定量的跨越。本文将在总结目前气象卫星遥感载荷观测能力的基础上,着重介绍卫星资料在天气分析、环境灾害监测以及气候变化研究方面的应用。

城市气象灾害监测的现状与发展探析

对我国城市气象防灾减灾的一个重要和基础部分——城市气象灾害监测的发展现状进行了阐述,并结合未来城市可持续发展的需求简要分析了我国城市气象灾害监测系统尚存在的问题和发展趋势。

华莱士瓜含糖率农业气象指标与气候品质评价

华莱士瓜含糖率农业气象指标体系,是定量评价其品质优劣的基础,更是华莱士瓜农业气象业务服务的基础。在解释华莱士瓜农业气象指标内涵的基础上,参照华莱士瓜农业气象指标体系构建的通则,综合农业气象指标研究方法的优缺点,确定关键生育期温度、水分、湿度、蒸发等农业气象指标。20个通过0.01显著水平检验的因子,6个通过0.05显著水平检验的因子。所选因子生物学意义与农业气象学意义明显,符合生产实际。将所有指标划分为最适宜、次适宜、不适宜。便于农业气象服务工作开展。评估模型通过0.01的显著性检验,拟合率达94.4%,拟合效果较好,可用于华莱士瓜品质评估。

河北省赵州雪梨气候品质评估技术研究

【目的】探明中国地理标志保护产品赵州雪梨的品质对气候条件的响应,为赵州雪梨的气候品质评估提供技术参考。【方法】利用赵县1990—2018年赵州雪梨品质数据及气候数据,通过相关分析、逐步回归、专家决策及加权求和方法,建立适用于赵州雪梨气候品质评估的综合评价模型,并通过2019年赵州雪梨品质抽检对模型进行评估应用检验。【结果】通过气象适宜度评价模型、气象灾损度评价模型和生产管理条件评价模型加权求和,构建赵州雪梨气候品质综合评估模型为W=0.8(E-D)+0.2M;赵州雪梨气候品质等级划分为特优(0.9≤W≤1)、优(0.8≤W<0.9)和一般(W<0.8)3个等级;模型评估2019年赵州雪梨气候品质为特优等级(W=0.97),与实际抽测结果相符。【结论】2019年赵州雪梨品质模型预测与实测结果基本一致,品质评价均为特优等级,评估模型具有较高客观性,适用于赵州雪梨气候品质评估。

基于自适应帕默尔指数的1961—2015年全国干旱时空特征分析

干旱是我国频繁发生的自然灾害,全国平均每年因干旱灾害造成的损失会直接或间接地影响到社会经济的发展。为了揭示全国干旱的变化规律,利用1961—2015年全国2 360个气象站点的逐日气温、降水等观测资料,选择空间适应性较强的自适应帕默尔干旱指数(SC-PDSI),计算得到了55年来月尺度的SC-PDSI序列,并通过干旱发生次数、历时、强度、频率和受旱面积等指标分析了全国干旱的空间格局和趋势变化。结果显示:在1961—2015年全国范围没有明显的变干旱趋势,但局部地区存在显著差异,东北、内蒙古、西北、青藏以及东南部地区有明显的变湿趋势,华南和西南有变干的趋势,华北、华中基本保持不变;干旱变化呈年代际波动,即1961—1980年代为干旱时期,1981—2000年代属于正常年代,21世纪以来干旱程度加剧。研究表明:在1961—2015年间干旱化空间特征表现为带状区域,即自西南地区—黄土高原—海河平原形成了一个干旱化带。通过分析各年代干旱频率重心的变化得出,我国的干旱重心由西北部逐步转移到了西南部地区;通过计算受旱面积的变化趋势,发现西南和华南地区的受旱面积有明显增加。

大别山区农业气候资源对蚕桑生产的影响

通过对位于豫南大别山北麓的长竹园、伏山、上石桥等3个蚕桑生产基地的蚕、桑气候资源考察,分析了桑树生长与气象条件的关系,揭示了桑蚕饲育与蚕室气象条件的关系,指出早春低温连阴雨、伏旱和盛夏高温高湿、秋季低温、冬季冻害是影响当地蚕桑生产的5种主要气象灾害,并提出相应的趋利避害措施,为发展蚕桑生产提供科学依据。

枣庄石榴气候品质评价模型研究

石榴生长过程中的气候条件对其果实品质具有重大影响,因而本研究利用2005—2018年枣庄石榴品质资料以及同时期气象监测资料,依据前人研究成果和专家知识,选取决定枣庄石榴品质优劣的单果重、百粒重、可溶性固形物作为表征石榴果实品质的指标,并利用相关分析法筛选出影响各品质指标的主要气象因子,然后采用逐步回归法建立各品质指标与相应气象因子间的关系;利用层次分析法确定各品质指标的权重,建立枣庄石榴的气候品质综合评价指数模型,并基于综合评价指数的大小划分等级,用于估测枣庄石榴的整体品质。结果表明,枣庄石榴气候品质主要与生长期6月和成熟期9、10月旬尺度的光、温、湿有关,与气温、空气湿度和日照多呈正相关,尤其果实发育后期的气温日较差对果实营养品质的影响最大,但与降水的相关性则随着果实生长阶段不同而有正负差别。利用2019、2020年的数据对所建立的石榴气候品质综合评价模型进行验证,等级划分结果与根据实测品质指标所得结果一致,表明可以利用该模型估测当年枣庄石榴的整体品质。

北方草地生态气象综合监测预测技术及其应用

近几十年来中国90%以上的草地出现退化现象,特别是内蒙古、宁夏、甘肃、新疆、青海、西藏等地区,草地退化严重,国家急需掌握气象条件对草地植被生长的影响,了解草地生产力、牲畜承载力以及生态质量状况。为此,在实时获取北方草地气温、降水量、日照时数等气象要素和气象卫星植被指数以及产草量观测资料的基础上,应用模糊数学、集合运算、统计分析等多种方法和"3S"手段,建立了北方草地植被生长气象条件优劣评价、产草量和载畜量预测、草地生态质量监测等模型。2005年以来,利用这些模型逐年评价了气象条件对草地植被生长的优劣影响、预测产草量和载畜量、监测草地生态质量优劣,获得了良好的服务效益。北方草地2007年生态气象监测预测结果表明:所建模型综合了多种资料和技术优势,结果符合实际;形成的综合监测预测技术可为国家保护和恢复草地生态环境提供科学依据。

福州茉莉花气候品质评价模型研究

茉莉花香气品质与气象条件密切相关。本文通过检测2019年福州地区6~9月3个不同产地同一时间采摘的茉莉鲜花主要香气成分含量,并利用茉莉花香气评价指数(JTF指数)进行评价,结合邻近产地的区域自动站逐日气象数据,分析3个产地不同气象条件对茉莉花香气品质的影响。根据影响茉莉花气候品质的评价指标及其权重,采用加权集成方法建立茉莉花气候品质综合评价模型。结果表明:发现3个主要产地同一时间采摘的鲜花香气成分相对含量差异明显,JTF指数介于0.75~3.34,其中长乐JTF>福清JTF>闽侯JTF。3个产地JTF指数变化趋势基本一致,呈现出“单峰型”变化特征。2019年福州3个主要产地茉莉花花期各旬气候品质评价指数呈“单峰型”变化。6月茉莉花气候品质指数大部分<2.0,气候品质等级属于一般或良。7月上旬~9月中旬各旬茉莉花气候品质指数大部分≥2.0,气候品质等级为优或特优。9月下旬茉莉花气候品质指数大部分≤1.5,气候品质等级属一般或良。