福建省福州城市热岛效应与气象条件的关系研究

利用福州市2008年1～7月的气象资料分析了城市热岛变化特征以及降水量、风速和天气形势对热岛强度的影响。结果表明：1、2月份白天福州的城市热岛较强，3～7月份夜间的城市热岛强；有无降水的情况下福州的城市热岛都会存在，但降水对热岛有明显的负作用；风速在1m／s左右时热岛强度最大，随着风速的加大，热岛开始减弱，风速一旦超过7m／s热岛很难再维持；反气旋控制下福州的热岛强度强。

福建滨海湿地生态气象监测方法及指标体系研究

利用福建滨海湿地分布区所属基本气象观测站1971～2009年的气象资料,采用平行观测方法进行小气候观测,通过气候分析,总结福建滨海湿地生态气象监测方法和指标体系,揭示光照、温度、降水量、大风等气象因子对湿地生态的利弊影响,为科学管理、趋利避害提供依据。结果表明:福建滨海湿地生态气象监测方法简单可靠,指标体系完整科学;应用湿润指数(K)进行生态质量气象评价,能为生态建设科学决策服务。根据气象指标和植物生物量指标分析温度对红树林生育和闽江口互花米草生育的影响,为促进红树林发展、控制互花米草蔓延提供依据。研究结果对于福建滨海湿地生态保护、合理开发和利用具有重要的指导意义。

气象因子对福建青枣品质影响研究初探

利用2014—2016年福建省青枣(翠蜜)主产区漳州市4个县的青枣品质检测资料,结合同期相应县的气象资料,采用统计相关分析方法,对青枣果实成熟前期不同时段的气象条件进行相关性分析,利用逐步回归方法对多个气象因子进行筛选,得到相关性显著的气象因子作为影响品质的主要气象因子,并运用线性回归和非线性回归进行单因子分析。结果表明:青枣单果质量主要与青枣采摘前100天的平均气温日较差和日照时间有关,当平均气温日较差在9.9℃以下时单果质量随平均最低气温升高而增大,反之则减小;与日照时间呈正相关关系,日照时间越长,单果质量愈大。可溶性固形物随着采摘前70天平均最低气温的升高和采摘前60天降水量的增多而减少。可溶性含糖量则与采摘前30天的平均气温日较差呈正相关,与采摘前80天平均最低气温呈负相关。气温日较差越大,青枣果实的含糖量越高,青枣果实越甜。青枣果皮叶绿素则与采摘前60天平均最高气温呈正相关关系,平均最高气温越高,则越有利于青枣叶绿素的累积。

福建早稻产量结构要素的气象影响研究

通过对福建早稻多年田间观测数据与气象资料的相关和回归分析,研究气象条件对早稻产量结构要素的影响,结果表明穗结实粒数是造成早稻产量年际变化的主要因素,幼穗分化到乳熟期的光温水条件对早稻产量起着主要作用。

2022年9月福建邵武边界层臭氧异常升高的气象成因

【目的】为揭示边界层O_(3)异常升高及大气热力、动力条件对其影响的机理。【方法】该文基于多源观测资料,采用天气分型、统计合成和物理量诊断等方法,探究了2022年9月福建邵武(国家级气象探空站、O_(3)探空观测科学试验基地)出现边界层O_(3)异常升高的特征及大气热动力的综合作用。【结果】2022年9月邵武近地层O_(3-8h)异常正距平最高达125.4%;在非光化学时段(21时—次日07时)O_(3-1h)较多年平均值增长137.1%;边界层O_(3)体积混合比(OVMR)明显高于不同季节的平均状态,21日O_(3)探空观测到边界层O_(3)总量为全年同层探空观测的极大值。O_(3)异常升高是副热带高压和3个台风外围下沉气流共同影响的结果,导致全月较30 a气候态平均呈现:太阳辐射偏强、低云量偏少、地面气温升高,相对湿度偏低、降水量偏少,偏北风持续时间长且风速偏大;7日和21日边界层O_(3)总量高值日的气象探空廓线呈现大气层结稳定、空气干燥、湿层薄,同时下沉对流有效位能DCAPE值较高,在200~800 J·kg^(-1)之间,即存在明显的下沉气流;低层主导风为偏东风,风速在4~8 m·s^(-1)之间。【结论】气象要素配置与大气的热力、动力条件一方面有利于O_(3)光化学生成,另一方面有利于上风向高浓度O_(3)水平输送和边界层高浓度O_(3)垂直下沉侵入,而后者是O_(3)异常升高的主要来源。

基于气象和遥感的空气清新度监测技术研究

负氧离子浓度和PM_(2.5)质量浓度是衡量空气新鲜和清洁程度的重要指标。文章利用2018—2022年福建气象部门50个负氧离子观测站资料,以及基于卫星遥感反演的气溶胶、植被指数、地表亮温等生态环境参数,并融合Cubist机器学习方法建立负氧离子浓度和PM_(2.5)质量浓度估算模型,在此基础上提出综合考量负氧离子浓度和PM_(2.5)质量浓度来建立空气清新指数,并采用统计学上数据序列频率的四分位数结合负氧离子的时空变化特征对空气清新指数进行分级,最后实现对区域空气清新度的精细化网格监测。结果表明:负氧离子浓度估算训练模型拟合优度为0.838,测试模型拟合优度为0.526;PM_(2.5)质量浓度估算训练模型拟合优度为0.968,测试模型拟合优度为0.867。基于气象、遥感和机器学习算法的空气清新指数监测结果与实际情况相符。

基于PCA-RF组合模型的福建省空气负氧离子浓度预测研究

空气负氧离子(NOI)浓度是评价空气新鲜和清洁程度的重要指标。为了提高NOI浓度的监测能力,综合考虑气象要素和遥感因子,分析NOI浓度的关键影响因子,利用皮尔逊相关分析、PCA分析和随机森林机器学习方法(RF)构建了福建区域NOI浓度的PCA-RF预测模型。研究发现,(1)NOI浓度分布与风速(W_(air))、空气温度(T_(air))、大气压强(P_(air))、能见度(I_(VIS))、气溶胶光学厚度(h_(AOD))、植被指数(I_(NDVI))、湿度指数1(I_(NDMI1))、植被供水指数(I_(VSWI))和亮度指数(I_(NDSI))呈显著相关(均通过0.01显著性检验),其中W_(air)、I_(VIS)、I_(NDVI)和I_(VSWI)与NOI浓度呈正相关,T_(air)、P_(air)、h_(AOD)、I_(NDMI1)和I_(NDSI)与NOI浓度呈负相关。(2)主成分数量为7时,方差累计贡献率达到93.36%,能够代表所有因子的大部分信息。(3)PCA-RF模型最佳的ntree和mtry分别为400和7。对福建区域NOI浓度影响较大的前3个因子依次为P_(air)、I_(VIS)和I_(VSWI)。(4)PCA-RF模型在验证集上的RMSE为803.73 ions/cm^(3),R^(2)为0.44,MAE为548.79 ions/cm^(3)。

基于机器学习的福建省地表温度降尺度方法研究

为了提高福建省地表温度探测精细化水平,利用福建省2023年7—9月MODIS遥感数据,基于随机森林机器学习方法,综合考虑南方丘陵地形、植被覆盖、相关辐射波谱等因素,构建福建省地表温度降尺度模型,开展地表温度精细化监测。结果显示:(1)福建省地表温度与降尺度因子均呈负相关,相关性由高到低依次为DEM、NDVI、EVI、BLUE、NIR、RED、MIR;(2)福建省地表温度随机森林降尺度模型最佳的ntree和mtry分别为700和2;(3)对福建省地表温度降尺度影响较大的前3个降尺度因子依次为DEM、NDVI和EVI;(4)福建省地表温度降尺度模型的MAE和RMSE分别为0.40℃和0.55℃。

福建气象教育培训课程体系优化初探——以人工影响天气教育培训为例

为满足新形势下气象业务发展的教育培训需求,采用问卷调查方式获得福建省气象教育培训需求,了解存在的问题及课程设置建议。结果表明,80.2%以上的受访对象有进一步教育培训的需求,86.3%的受访对象认为需要更多的教育培训来支撑业务发展,89.1%的受访对象认为有必要开展梯次化培训课程设置。在聚焦业务发展目标和问卷建议的基础上,以人工影响天气教育培训为例,按照受训对象、教学内容、培训方式分类,设计了省、市、县三级业务梯次化培训课程,完善了教育培训机制,取得了较好的培训效果。

福建省环境气象学科发展研究报告

环境气象学(Environmental Meteorology)是气象学与环境学相互交叉的一个学科,由于学科涵盖面非常广,气象学界和环境学界对这一新兴的、热门的学科在研究对象和内容等方面还有不同认识,本报告主要从气象角度来阐述环境气象学科的研究进展、发展前景和展望。环境气象学作为大气科学学科的一个重要分支,主要研究大气运动与大气中污染物相互作用,重点研究大气边界层动力学、空气污染气象学以及大气污染对环境和天气气候的影响;从业务服务层面上侧重于开展环境气象的预报预警、监测分析与影响评估,立足城市环境气象服务,有效应对重污染天气和严重霾天气;目的是确定最优污染物削减方案,为政府区域联动建立有效防治大气污染长效机制提供决策依据,持续改善大气环境。福建省环境气象业务产品主要分为监测、预报预警及评估三大类。未来福建省环境气象学科发展以提高环境气象科研和业务能力为目标,重点工作包括环境气象监测与分析能力建设、大气化学模式和雾、霾及重污染中长期预报技术研发、边界层结构和大气污染研究、环境气象评估和预评估、城市环境气象服务、环境气象业务拓展,注重气象环保合作,联手打造清新福建。

福建省粮食作物气候-土壤生产力及人口承载量的研究

文章采用改进的农业生态区域法 ,计算全省 2 9个代表站水稻、小麦、甘薯 3种作物光温、气候及气候 -土壤生产力 ;将福建分成 6个农业自然区进行分析 ;根据对未来 2 0 1 0年及 2 0 5 0年人口、耕地的动态预测 ,计算各农业区农田的人口承载力。分析结果表明 :福建省目前、2 0 1 0年、2 0 5 0年人口分别为 32 6 1×1 0 4人、370 8× 1 0 4人、4 1 6 8× 1 0 4人 ,人均占有粮食分别为 31 1 2kg·a- 1 、30 9 2kg·a- 1 、32 6 3kg·a- 1 ,不足低消费水平 4 0 0kg·a- 1 ,若增加农业投入 ,未来的粮食能达到理想产量水平。为合理利用当地自然资源 ,明确农业投入方向和协调粮食需求平衡 ,提出对策及建议 :①建设旱涝保收田 ;②合理调整粮食布局 ,挖掘生物学产量潜力 ;③提高土壤肥力 ,促进作物高产 ;④改良品种 ;⑤严格限制非农业用地 ,控制人口增长。

福建省枇杷气象灾害综合风险评估

通过辨识影响福建省枇杷生长发育和产量的主要致灾因子,分析枇杷对气象灾害的敏感性和暴露性,考虑种植区的防灾减灾能力,构建出枇杷气象灾害综合风险评估指标体系,利用枇杷种植区1971—2011年气象资料,1992—2011年枇杷种植面积、产量及其他社会经济资料,采用层次分析法和熵权系数法融合方法计算各风险指标的权重及各评估单元的风险指数,进而构建枇杷气象灾害的综合风险评估模型,应用GIS技术制作出风险精细区划图,评估枇杷气象灾害的综合风险。结果表明:致灾危险性对综合风险的影响最大,起主要作用;重度以上的综合风险主要分布在福建省5个主要山脉的中高海拔山区以及枇杷种植面积大的莆田市、福清市、云霄县,轻度综合风险区主要分布在中南部沿海县市的低海拔种植区(除种植大县和东山县外),其余种植区的综合风险属中度。

福州市PM_(10)突变特征与气象条件的关系研究

利用2004～2006年福州市PM10逐日资料,及同期地面气象要素资料和08时850hPa天气图资料,采用统计分析方法,综合分析了PM10发生突变时气象条件的变化特征,结果表明:当地面气象要素场出现气压下降、风速下降、温度上升、相对湿度上升、降水量下降或出现气压上升、风速下降、温度下降、相对湿度下降、降水量下降的配置时PM10易发生正突变;当出现气压上升、风速上升、温度下降、相对湿度维持、降水量上升或出现气压下降、风速上升、温度上升、相对湿度上升、降水量上升的配置时PM10易发生负突变;当受大陆高压后部、暖区辐合系统影响时,PM10发生正突变的概率较高,受切变线、大陆高压前部系统影响时,PM10发生负突变的概率较高。

福州气象条件与酸雨的关系研究

利用1991～2000年福州市的探空、雨量和酸雨资料来探讨不同气象条件对降水酸度、酸雨出现率的影响,结果表明:雨量对降水酸度、酸雨出现率有着显著影响;逆温特征越明显,降水酸度越酸,酸雨出现率越大;1500m上空风对福州酸雨有着明显的影响;在暖平流控制下降水酸度不仅酸且酸雨出现率大;随着K指数增大,酸雨出现率逐渐减小。

福建省粮食产量气象灾害风险评估

利用福建省1978—2004年66个县(区)的粮食单产资料,通过统计处理得到相对气象产量,并以相对气象产量的变化来表征福建粮食产量气象灾害风险程度。采用歉年平均减产率,歉年减产率变异系数,相对气象产量低于-5%的保证率3个风险指标作为综合风险评估指标,来评估福建粮食单产气象灾害风险。结果表明全省各县综合风险指数介于0.08～0.73之间,高风险区主要分布在平潭县、泉州和漳州的大部县市、龙岩和三明的西部县市、宁德市东北部和南平的部分县市,这些区域的台风、暴雨、干旱和寒害等灾害对粮食单产的影响较大;低风险区主要分布在福建中部沿海县市及内陆县市,气象灾害对对粮食单产的影响相对小些。

福建省稻飞虱气象条件适宜程度等级预报

利用福建省14个县1975-2006年早稻、晚稻稻飞虱资料和相应气象资料,分析福建省早稻、晚稻稻飞虱发生与气象条件的关系。结果表明:影响福建省早稻、晚稻稻飞虱发生发展的关键气象因子分别是6月中下旬气温、降水日数和9月中下旬气温、降水日数,利用关键气象因子构建气象条件适宜程度等级指数K模型,通过历史回代检验,气象条件适宜程度等级与稻飞虱实际发生的等级相比,早晚稻"一致"和"基本一致"的平均可达到69.1%;对福建省2007年6月下旬早稻稻飞虱高峰期的气象条件适宜程度等级进行预报,"一致"和"基本一致"的达92.1%,总体上预报效果较好,可投入业务应用。

福建省气象灾害粮食损失量的评估

以无气象灾害时粮食生产应当达到的理想产量为基础，根据影响产量形成的因素，提出了一种评估气象灾害造成粮食损失量的方法，并用这一方法对福建省近１７年气象灾害造成的粮食损失量进行了评估。

福建近岸海域悬浮泥沙浓度遥感定量监测研究

论文在分析MODIS数据对海洋水体反射光谱特征的基础上,选用合适的探测波段构成悬浮泥沙遥感参数,并根据2003～2004年福建近岸海域海洋监控区内9个站点的海洋水色数据建立悬浮泥沙浓度遥感定量反演模式。利用已建立的模式对2001～2005年福建近岸海域悬浮泥沙浓度进行遥感反演,根据反演结果分析该海域悬浮泥沙浓度的分布及其变化特征,着重分析闽江口海域的悬浮泥沙运动特点。结果表明：福建近岸海域悬浮泥沙浓度与基于MODIS蓝光（0.438～0.448μm）和绿光（0.545～0.565μm）探测波段数据构成的遥感参数呈指数函数关系,定量反演效果比较理想,反演结果能客观地揭示福建近岸海域悬浮泥沙的浓度分布及其变化特征,为今后对该海域悬浮泥沙运动规律的深化研究奠定了基础。

气候变化背景下福建主要农业气象灾害演变特征和趋势

利用1978-2007年福建省常规气象资料和主要农业气象灾害数据,采用气候倾向率、突变分析、最大熵谱分析等方法研究近30a来福建省气候变化背景下主要农业气象灾害的演变特征和变化趋势。结果表明:福建省气候存在明显变暖的趋势,气候倾向率为0.381℃·10a-1;在这种气候变化背景下,4种主要农业气象灾害表现出不同的变化趋势,其中旱灾呈减少趋势,洪涝、低温冻害和风雹灾害的灾情呈增加趋势,尤其是风雹灾害,进入20世纪90年代后期(突变点在1998年),灾情明显加重。总体上说,农业气象灾害对福建农业生产的影响呈增加趋势,特别是从20世纪80年代中期开始(突变点在1986年),灾情持续扩大,这种变化势必造成农业生产的风险加大。

福建农业气象灾害的产量灾损风险评估

针对传统的灾损评价中趋势产量和气象产量难以区分的缺点，利用福建省1981—2005年主要气象灾害面积资料，通过计算灾害造成的粮食减产量，得到各灾害相对灾损量序列，并引入信息扩散理论的模糊数学方法，构建了福建农业气象灾害产量灾损风险评估模型，进行了相应的风险评价实例分析。结果表明，福建省农业气象灾害的产量灾损风险随概率的增大而减少，气象灾害发生灾损的概率风险估计值，洪涝灾害风险大于旱灾，风雹灾害的风险大于低温冻害。干旱风险高值区出现在灾损率5％-45％，洪涝灾害出现在5％-70％，风雹灾害在5％-30％，低温冻害的风险主要集中在灾损率5％-20％。