基于ANUSPLIN的时间序列气象要素空间插值

【目的】介绍ANUSPLIN在黄土高原多沙粗沙区时间序列气象要素的空间插值过程,为相关人员在ANUSPLIN的参数设置、误差分析和协变量要素选择等方面提供参考。【方法】以薄盘样条函数为插值理论,以专用气象数据插值软件ANUSPLIN为实现工具,并引入一个或多个协变量线性子模型,来实现多个气象要素的空间插值。【结果】完成了黄土高原多沙粗沙区时间序列(1980~2000年)多个气象要素月平均数据的栅格化,计算了气象要素随其影响因子变化的关系。【结论】ANUSPLIN以薄盘光滑样条函数为理论基础,引入协变量线性子模型,能较好地提高气象要素空间插值精度,且能反映气象要素随其影响因子变化的比率关系。在大多数情况下,该区模型选择以样条次数为3次的局部薄盘光滑样条函数模型为最佳。温度的空间插值相对比较容易,且误差较小,1995-07平均相对误差为1%;风速、水汽压的误差中等;日照时数和降雨量的误差较大,个别情况相对误差可超过50%。     

强降水条件下喀斯特地貌地质灾害风险区划研究

选取六盘水市暴雨日数比例、地灾隐患指数、年均暴雨量、年均暴雨日数、年均降雨量、坡度6个指标作为暴雨诱发地质灾害风险的评价因子,采用投影寻踪聚类模型对评价指标进行客观赋值,采用自然断点分级法将暴雨诱发地质灾害风险区划划分为低风险区、次低风险区、中风险区、次高风险区及高风险区五级。结果表明,高风险区大致分布在3个区域,东北部六枝的中寨、陇脚、折溪、箐口、新窑等乡镇,南部的玛依及西部的松河、断江、盘江、柏果、洒基等乡镇。     

湖北省南方型杨树引种气候区划

选择≥10℃积温、温暖指数、年降雨量、极端最低气温、无霜期和年均气温6个气象要素,运用模糊数学方法,计算湖北省所有县（市、区）与固定样本（潜江）的相似程度,按照加权和数的大小。结合南方型杨树的生态学特性,将湖北省南方型杨树的引种栽培区划分为最适宜区、适宜区和不适宜区,推荐各区域的适栽品种．     

基于分等成果的农用地粮食综合生产潜力分区研究———以天津市为例简

利用农用地分等成果的光温潜力指数、自然质量等指数、利用等指数为基本数据,采用综合比较优势指数法和聚类分析方法,分析了天津市区域农用地粮食综合生产潜力格局,结果表明：天津市12个区县农用地可划分为Ⅰ高潜力—近期易挖掘区、Ⅱ高潜力—远期可挖掘区、Ⅲ低潜力—近期易挖掘区、Ⅳ低潜力—远期难挖掘区4个粮食综合生产潜力区;农用地规模优势指数对农用地粮食综合生产潜力优势指数具有较强正效应,保持和增加一定数量农用地面积是保证区域农用地粮食综合生产能力的基础.     

重庆市区域综合经济实力评价

应用"因子分析"模型,选取反映各区域综合经济实力的11个指标作为原始变量,对重庆市40个区市县的综合经济发展水平做分析评价,以选出重庆市区域经济增长极进行优先开发.     

基于自组织特征映射神经网络的中国耕地生产力分区

【目的】耕地生产力的高低直接关系到国家粮食安全,科学分析不同区域耕地生产力构成要素及其影响机制、摸清耕地资源状况,对于把握耕地资源利用的科学决策、实现耕地产能提升,特别是支撑省域土地整治以及高标准基本农田划定、保障国家粮食安全战略具有重要意义。【方法】基于中国31个省（自治区/直辖市）的土壤肥力、气候条件、地形地貌等自然条件及经济投入、效益反馈等社会统计数据,建立构成自然要素及社会经济要素的指标体系。根据粮食作物单产对耕地生产力分级,并结合以往区划确定耕地生产力区。在深入剖析耕地生产力与其构成素要素之间的复杂、高维、非线性关系基础上,采用自组织特征映射神经网络模型,通过U-矩阵面板以及变量位面对评价单元耕地生产力6个自然要素、5个社会经济要素构成的高维复杂数据进行可视化和空间聚类,识别不同空间格局下耕地生产力的差异性和相似性,直观反映耕地生产力构成要素变化的敏感分布区域,并基于耕地压力指数校正。最后,将聚类结果与耕地生产力分级结果叠加,并结合综合性、相对一致性、区域共轭性、行政单元完整性等原则进行适当调节,确定耕地生产力亚区。【结果】不同省域的土壤肥力、气候条件、地形地貌及经济投入、效益反馈方面有显著的空间差异性和发展的非均衡性,进而将自然要素、社会经济要素均聚为6类。以此为依据,将中国耕地生产力划分为10个耕地生产力区、24个亚区,其中耕地生产力区包括东北平原区、华北平原-丘陵区、黄土高原区、四川盆地、长江中下游平原区、华南丘陵区、云贵高原区、内蒙古高原区、西北内陆区、青藏高原区。耕地生产力亚区是根据自然要素、社会经济要素的可视化特征和空间聚类结果对耕地生产力区的区域优势及限制因素的细化及简要说明,并基于耕地压力指数校正,最终建立起中国耕地生产力分区系统。【结论】分区综合考虑了由自然要素、社会经济要素及耕地压力指数共同构成的区域耕地生产力主导因素及关键问题,分区系统与客观实际相吻合,表明自组织特征映射神经网络模型是一种耕地生产力要素分区与敏感区域识别的科学有效方法,通过空间可视化与要素聚类分析,揭示了不同区域的耕地生产力现有优势、限制因素。     

气象探测环境对风速观测的影响

就阜阳站迁站带来的探测环境的变化对风速气象要素观测的影响进行评价分析,得出如下结果：探测环境的开阔化使得年平均风速明显增大,10年年平均风速值提高了1m／s左右,年最大风速差值增大了大约5m／s,年均最大风日数提高了4．8日。而探测环境城市化程度不断加深的临泉站和太和站,年平均风速和年最大风速均值都趋于递减,临泉大风日数大风已经消失,太和年均大风日数减少了1．2日,大风趋于消失。在同一探测环境下,感应器高度下降了3．1m,年平均风速、年最大风速均下降,年大风日数更是由年均6．1日下降到1日。     

基于空间自相关的耕地质量空间分布特征研究——以江西省南昌县为例

为了掌握与分析耕地质量空间分布特征,加强耕地质量建设,完善耕地保护新格局,基于加权平均法、集中度指数、分形维数和空间自相关分析法,以耕地质量等别监测试点县——南昌县为研究区,引入国家自然等指数、利用等指数和经济等指数为空间变量,以耕地图斑为空间单元进行空间自相关分析,从县级和乡镇级尺度上探讨耕地质量的空间差异特征。结果表明,南昌县耕地质量呈现出西南高东北低的空间分布规律,耕地质量等指数Moran's I值表现为自然等指数经济等指数利用等指数。不同空间尺度下,耕地质量指数具有不同的空间关联度,自然等指数受空间尺度的影响最大,经济等指数其次,利用等指数最小。正相关HH型和LL型耕地以组团形式聚集分布,负相关HL型和LH型耕地则多以零星状分布。综合考虑南昌县耕地质量空间自相关类型,将耕地划分为常规监测区、综合监测区和重点监测区3个监测分区。研究结果可为区域耕地质量监测、主导限制型谱序、耕地保护与管理分区和空间优化布局等提供借鉴参考。     

甘肃地貌区划与地貌条件的农业评价

依据地貌形态特征、地质构造成因及其它自然地理因子，将甘肃地貌划分为北山山区、阿拉善高原南缘区、河西走廊区、祁连山区、陇中黄土高原区、甘南高原区、陇南山区等７个区域。分述各区自然地貌景观特点，进行地貌条件的农业评价。     

基于ＧＩＳ的黄土高原不同植被区土壤侵蚀研究

在对黄土高原植被进行分区的基础上,利用地理信息系统技术和景观生态学方法对黄土高原植被区空间数据和土壤侵蚀空间数据进行了空间叠加分析。结果表明,黄土高原被划分为森林植被区、森林草原植被区、温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区。在森林植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为41.92%,水蚀土壤侵蚀指数比温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为346.90。在森林草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为70.45%,水蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为449.40,水蚀最为严重。在温性草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水-风混合侵蚀为主,风蚀微度-水蚀剧烈的百分比最大,为33.01%,水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数大,为633.45,水-风混合侵蚀最为严重。在荒漠半荒漠植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以风蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为99.65%,风蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的风蚀土壤侵蚀指数大,为589.78,风蚀最为严重。黄土高原的土壤侵蚀表现出明显的地带性分异规律。     

探测环境变化对即墨气象要素的影响

采用平均差值分析、相符率分析等方法,对即墨市国家一般气象站旧站1985~2014年气象要素进行纵向变化分析,对2014年台站搬迁过程中新、旧站的同期气象资料进行横向对比,查找要素差异,系统分析探测环境变化对主要气象要素的影响。结果表明,1985~2014年探测环境改变,引起旧站气温升高,风速显著减小,主导风向存在年际突变,年降水量比新站明显偏少。在各要素变化过程中,城镇化引起的探测环境改变是造成气温、风向、风速等要素改变的主要因素,站址变迁引起的探测环境改变与降水量的变化密切相关。因此加强气象探测环境保护,保持台站长期稳定,对保证气象要素的连续性、代表性、准确性十分重要。     

1961-2008年塔城地区气候变化特征

根据新疆塔城地区7个气象台站1961-2008年的气候资料,采用气候倾向率、累积距平、t检验和Mor-let小波等方法,对塔城地区1961-2008年年平均气温、日照时数、降水量、平均风速、年潜在蒸散量以及湿润指数的变化特征进行了分析。结果表明,1961-2008年塔城地区年平均气温、降水量呈升高(增多)趋势,日照时数、年平均风速和潜在蒸散量呈减少(减小)趋势,湿润指数呈增大趋势;突变检测表明,塔城地区1961-2008年年平均气温在1988年开始发生了突变性升高;降水量在1986年开始发生了突变性增多;日照时数、平均风速也分别在1981年、1985年发生了突变性减小,受气温、降水、日照和风速的综合影响,潜在蒸散量也于1985年发生了极显著的突变性减小,湿润指数在1986年发生了突变性增大。综合气温、降水和湿润指数的变化可以认定,塔城地区的气候在1986-1988年出现了"暖湿化"趋势;自然正交分解表明,塔城地区年平均气温、日照时数、降水量、平均风速、潜在蒸散量以及湿润指数的空间分布特征均是同向性,其中年平均气温、平均风速、湿润指数的空间分布特征的同向性强于日照时数、降水量和潜在蒸散量。各气候要素分别存在3～23a的不同时间尺度的周期性变化。     

1961—2008年新疆克拉玛依市气候变化分析

根据新疆克拉玛依市气象站1961—2008年的历史气候资料,采用气候倾向率、累积距平、t检验和Morlet小波等方法,对1961—2008年的年平均气温、降水量、日照时数和年平均风速以及年潜在蒸散量和地表干燥度等要素的变化趋势和变化特征进行了研究,结果表明：①1961—2008年克拉玛依市年平均气温和降水量呈上升趋势,日照时数和年平均风速呈减小的趋势,气候总体呈“暖湿化”趋势;②潜在蒸散量与日照时数和平均风速呈极显著的正相关关系,与年降水量呈极显著的负相关关系,但与气温的相关性不显著。受各气候要素变化的综合影响,1961—2008年,克拉玛依市潜在蒸散量和地表干燥度呈显著的减小趋势;③突变检测表明,克拉玛依市年平均气温、降水量分别在1988年发生了突变性的升高,而风速、潜在蒸散量和地表干燥度分别于1988年、1983年和1986年发生了显著的突变性减小,日照时数未发生突变。综合各要素的突变特征,可以确认,克拉玛依市的气候于1986—1988年发生了“暖湿化”的突变;④各要素分别存在4～22a的不同时间尺度的周期性变化。     

重庆市黔江区旅游气候舒适度评价

利用2000—2014年气象站点数据(月平均气温、相对湿度、风速、日照时数),对黔江区以及重庆主城区各项气象要素15年间的年际、年内变化规律进行对比分析,并通过对温湿指数(THI)和风效指数(K)的定量计算,综合评价了黔江区、重庆主城区的旅游气候舒适度。结果表明,黔江区多年来年均气温变化波动较大,总体呈现略微下降趋势,全年日照时数较少,相对湿度大,风速较小,一年中共有6个月为气候舒适月,包括春季(4、5月)、夏季(6、8月)、秋季(9、10月);重庆主城区的气候舒适月分别为春季(3、4、5月)、秋季(9、10、11月)。相较于重庆主城区而言,黔江区在夏季旅游气候更清凉舒适,具备一定的优势。     

探测环境变化对汤阴站气象要素的影响

气象探测环境是整个气象探测工作的前提和基础,气象探测环境的破坏,严重影响气象资料的代表性和准确性。对汤阴县气象局1964～2008年的温度、风速、日照、降水、相对湿度等气象资料进行分析,分析探测环境变化对气象要素的影响。结果表明,测站环境变化导致年平均气温增加,且随时间序数增加明显,年平均风速、日照时数、相对湿度减少,对年降水量变化影响不大。     

海南植胶区土壤有机质纬度分布特征及其气候影响因素

海南植胶区是中国热带森林的重要组成部分,土壤有机质的分布对海南橡胶产业的发展起到了重要作用,以海南植胶区土壤有机质为研究对象,在大区域尺度上研究跨纬度分布特征,以年累积温度、年均蒸发量和年均风速等气候为影响因素,研究其相关性。结果表明,土壤有机质含量随纬度上升而有升高的趋势,与年累积温度和年均蒸发量均呈显著负相关,与年均风速呈显著正相关。说明在大区域尺度上,海南植胶区土壤有机质含量具有北高南低的分布特征,年累积温度、年均蒸发量和年均风速等气候因素对土壤有机质的分布产生了重要影响。     

呼和浩特市春季气象要素与空气质量指数的灰色关联分析

利用环保部门互联网公布的呼和浩特市2014年春季（3-5月）空气质量指数,及气象部门同步观测的有关气象要素数据,采用灰色关联方法分析探讨日平均风速、日平均地面温度、日平均水汽压、日平均气温、日平均相对湿度对呼和浩特市春季空气质量指数影响程度,从而为进一步做好空气污染气象条件预报及空气质量预报提供依据。结果表明,呼和浩特市2014年春季,各气象因素对空气质量指数影响程度从大到小排序依次为日平均风速、日平均相对湿度、日平均水汽压、日平均气温、日平均地面温度。     

1951—2009年大连市气候变化特征分析

利用大连市1951—2009年常规气象资料,分析了大连市气温、降水量、日照时数、平均风速、蒸发量的变化特征。结果显示,大连市1951—2009年年平均气温呈显著上升趋势,春季和冬季上升趋势明显,夏季和秋季升温较弱。年极端最低气温上升趋势比年极端最高气温上升趋势更为显著。年降水量变化趋势不明显。年日照时数、年平均风速、年蒸发量均呈下降趋势。年蒸发量与年日照时数的相关性最显著,其次为年平均风速、年降水量,与年日照时数和年平均风速呈正相关,而与年降水量呈负相关。     

近50年三江平原农业气象条件空间特征分析

[目的]研究近50年三江平原农业气象条件的空间分布特征。[方法]利用三江平原不同气象站点的气象观测资料,并使用这些数据计算各个站点的积温、潜在蒸散量等;采用克里金插值方法,生成了近50年三江平原多种气象要素的空间插值图,并对这些气象要素的空间分布特征进行了分析。[结果]三江平原年平均气温为2.5～4.5℃,气温随着纬度和海拔高度的增加而逐渐降低,且呈带状分布;降水空间分异明显,多年平均降水为500～600 mm,降水基本以西北-东南方向左右对称;多年平均风速为3.0～3.6 m/s,其空间分布与地形地貌的空间格局十分吻合;夏半年空气相对湿度较大,都在65%以上;;一年中该地区最大光照时数的分布与太阳赤纬的周年变化曲线类似,均呈正态分布,同时呈现出地理纬度差异性;日平均气温稳定通过10℃的持续日数为135～146 d,呈现明显的纬向分布趋势。[结论]该研究为三江平原农业生产的合组安排与气象灾害的有效防御提供了理论依据。     

森林环境近地表自然风的动态特性

森林环境近地表自然风动态特性是森林环境风场、森林防火理论和室内空调设备送风模式等相关研究的基础.该文通过对北京林业大学鹫峰试验林场森林环境中的近地表自然风采样分析,研究了近地表自然风在二维方向的动态特性.研究结果表明主风向风速的速度均值和方差较大,但平均湍流强度却小于侧向风的平均湍流强度;自然风的风向变化非常显著,当风速均值较小时,风向角度的标准差较大,当风速均值较大时,风向角度的标准差较小;主风向与侧风向的二维风速分布呈正偏态分布,二维风速分布的偏度系数γ3>0,峰度系数γ4>3.其中,侧风向速度分布的偏度系数和峰度系数均明显大于主风向的对应值;近地表自然风在主风向与侧风向的二维风速信号均表现出很高的随机性.此外,主风向与侧风向的二维风速信号间的相关性很低.