衢州市7月异常低温对水稻产量的影响及其大气环流特征分析

研究旨在应用衢州市1972—2015年气象观测资料、衢州市历年水稻产量、NCEP/NCAR再分析资料和东京气候中心海温资料,采用统计分析方法确定7月异常低温年出现的规律、对水稻产生的影响与前期海温的相关性,采用用天气学方法分析大气环流特征。结果表明,7月异常低温对水稻减产具有明显作用;7月异常低温年仅出现在多雨年内,与前期4—7月太平洋相关海域海温存在明显负相关,根据前期海温特征可提前1~3个月对7月异常低温进行预测,环流具有亚洲区极涡偏强,南亚高压偏弱,西太平洋副热带高压脊线偏南、西伸脊点偏东,东亚夏季风偏弱,在高度距平场上表现为新地岛至长江中下游地区“- -”分布等特征。     

黑龙江省春季透雨初日气候特征及环流分析

为了提高黑龙江省春季透雨气候预测为农服务防灾减灾的能力。采用黑龙江省62站逐日降水资料，NCEP/NCAR再分析资料，通过气候趋势分析和EOF、相关及合成等统计方法。结果显示：黑龙江省春季透雨呈显著提前趋势，平均由东部开始出现，最终到西部；最早出现是4月1日，有12年在4—5月20个站以上没出现；可分为一致性、东西反向型及中部与东西相反型；与春季尤其是4月降水呈现显著反相关；偏早年时，前期秋冬季北半球500 hPa距平场由高纬到中纬是“-+”的排列，反之是“+-”；与4月500 hPa环流相关场，在贝湖到黑龙江省西部为正相关，副热带地区为负相关。通过分析表明掌握气候背景及变化特征，利用北半球500 hPa环流场前期秋冬季和4月的变化，对透雨预测有很好指示意义。     

北太平洋海温异常对四川省春季林火的影响

为保护和发展四川省生态环境和森林资源,完善四川省森林火险预报预警业务,笔者利用四川省1979—2012年森林火灾观测数据、NCEP/NCAR再分析环流资料以及美国NOAA全球海表温度资料,分析了四川省森林火灾的时空分布特征,并对前期海温影响林火的可能机制进行了探讨。结果显示：四川省林火重灾区（凉山州、攀枝花市和甘孜州）春季林火次数与冬季北赤道暖流区(5°—25°N, 165°E—140°W)海温呈显著负相关关系,而与北太平洋暖流区(25°—45°N,165°E—140°W)海温呈显著正相关关系。因此,建立了用于诊断和预测重灾区春季林火异常发生的判别指数FI。通过分析FI与北半球500 hPa高度场的关系,认为北太平洋海温异常通过持续性地影响欧亚中高纬地区环流异常,进而影响到重灾区春季林火的发生。     

2011年山东一次罕见秋季连阴雨的环流特征分析

为了加强对连阴雨天气成因的认识,从而提高预报员对此类天气过程的预报准确率,进而减少连阴雨对农作物造成的经济损失,利用NCEP、卫星云图、MICAPS常规观测资料等,对2011年9月11—19日山东秋季区域性连阴雨过程进行诊断分析。结果表明：这次连阴雨持续时间长、范围广、强度大;连阴雨发生的环流背景是副高南撤较迟,位置偏北,脊线在30°N附近,副高西北侧的西南气流与西风带冷空气交绥于山东所造成;连阴雨期间,亚欧上空大型环流相对稳定,乌拉尔山阻塞高压势力强且稳定,且贝加尔湖附近有一冷涡,同时副高、南亚高压和副热带西风急流的异常偏强、偏北和稳定维持,为此次连阴雨提供了有利的大尺度环流背景条件;强降水期间,东北—西南向的云带一直维持在山东上空,且云带的北缘与700 hPa切变线的位置一致。     

一次鲁中山区秋季连阴雨天气解析

为了提高对鲁中山区秋季连阴雨的预报服务水平,利用常规资料和NCEP/NCAR 2.5°×2.5°再分析日平均资料分析了2007年9月27日—10月7日鲁中山区秋季连阴雨期间环流形势及物理量分布特征。结果表明：连阴雨期间,大尺度环流系统相对稳定,乌拉尔山到欧洲一带高脊偏强,200 hPa东亚西风急流偏北维持,南亚高压明显东伸,副热带高压偏西、偏北,里海、巴湖一带低槽偏强;500 hPa低槽、中低层切变线是造成此次连阴雨天气的主要影响系统;200 hPa东亚西风急流南侧、南亚高压东北侧的高空辐散是连阴雨天气长时间持续的动力机制;热带气旋的频繁活动,利于副高外围暖湿气流持续北上影响鲁中山区形成连阴雨天气;较强冷空气南下、副高快速东退南撤至海上是连阴雨天气即将结束的明显标志。     

基于作物生长模型的东北玉米冷害监测预测研究

在全球气候变暖背景下,东北地区的气温明显上升,但由于存在玉米相对晚熟品种越区(北扩)种植现象,区域性和阶段性的玉米低温冷害仍时有发生。因此,开展东北玉米低温冷害监测预测研究仍十分必要。本文首先利用东北玉米生长模型(NEC_MaGM)构造冷害监测指标,然后开展玉米冷害监测预测方法研究并进行个例分析。结果显示,从不利天气条件和玉米对低温响应两方面遴选的8个单项指标中,以指标2 (DC_Tas9,抽雄期到9月底的累积热量单位与同期多年平均值的差值百分率)和指标1 (DN_Tas,当年抽雄期与多年平均抽雄期的差值)对历史玉米冷害的概括能力最强;根据冷害致灾机理、单一指标的历史概括能力及其独立性等因素,构建了由指标1、2以及指标4 (DW_GrS,水分适宜条件下模拟穗重与多年平均穗重的差值百分率)和指标7 (DW_Fro,初霜冻日时模拟穗重与模拟成熟时穗重的差值百分率)组合而成的东北玉米低温冷害综合指标;基于NEC_MaGM和冷害综合指标进行单点冷害监测,确定了若45%以上站点出现玉米冷害即为区域性冷害的标准,独立样本监测检验与实际情况一致;利用NEC_MaGM在网格尺度上的监测可以得到更详细的冷害空间分布状况,有利于开展农业气象业务服务工作;根据前期天气实况加上区域气候模式预测的气象要素数据,再结合预报时效之后的多年平均气候数据,在格点尺度利用NEC_MaGM可以实现对东北玉米低温冷害的预测。预测个例表明,该方法能够反映冷害的形成过程和严重程度,但其准确性不仅与作物模型有关,还依赖于区域气候模式的模拟能力。     

重庆西部区域性阻塞型暴雨浅析

利用1981—2010年重庆市34个气象观测站的日(20时—20时)降水量资料及空间间隔为2.5°×2.5°的NECP/NCAR逐6小时再分析资料,对重庆西部区域性阻塞型暴雨天气过程进行统计合成分析,结果表明：(1)导致渝西阻塞型暴雨的大尺度环流背景场为稳定的“两槽一脊”型环流,贝加尔湖低槽与东移的四川盆地低槽同位相叠加,副高西伸并稳定维持,位势场呈现“西低东高”的特点;(2)来自于南海地区的水汽持续输送至重庆西部地区为暴雨过程的产生和维持提供了有利的水汽条件;(3)暴雨发生前后温湿场发生了明显变化,温度场上暴雨发生前和发生时暴雨区附近有着较强的暖平流,而暴雨发生后为明显冷平流,湿度场上700hPa上10g/kg等比湿线及850hPa上15g/kg等比湿线可作为渝西阻塞型暴雨的一个预报参考指标。     

粒子群优化的神经网络在夏季降水预测中的应用

降水短期气候预测是一个非常复杂、重要的研究课题。为了提高其预测能力,拟采用1959—2011年逐月74项大气环流特征量序列、月平均500 hPa高度场和月平均海温场,选取预测因子;用主分量分析方法提取样本数据中主要信息为综合因子。用粒子群优化人工神经网络方法,建立宣城市夏季降水短期气候预测模型。对2007—2011年宣城市夏季降水预报检验结果表明,粒子群优化人工神经网络收敛速度快,迭代次数少;试报平均绝对误差是66.5 mm,绝对值平均相对误差10.5%,预测精度高,具有很好的应用推广前景。     

大连春季首场透雨特征与环流背景分析及可能影响因子探讨

选用1957—2012 年大连3 个代表站的降水量分析春季首场透雨出现日期的气候特征,得出其年（代）际特征明显：偏早9 年,偏晚20 年;20 世纪50 年代末至60 年代末偏早,20 世纪70 年代初至90 年代末明显偏晚,2000 年后以偏早为主。另外,分析首场透雨出现日期与春季降水的关系后得出典型年份,对典型年份的环流场进行合成分析：透雨偏早降水偏多年大连地区受500 hPa高度距平场正距平和水汽通量距平场反气旋环流控制,有异常偏多的偏南气流影响,水汽输送异常偏多,春季降水易偏早偏多;透雨偏晚降水偏少年,大连地区受500 hPa 高度距平场负距平和水汽通量距平场气旋性环流控制,有异常偏多的西北气流影响,水汽输送异常偏少,春季降水易偏晚偏少。春季首场透雨出现日期和前冬日本海域海温异常存在很好的负相关;前冬日本海偏冷则透雨出现日期偏晚,前冬日本海偏暖则透雨出现日期偏早。     

高低空急流在一次暴雨过程中的动力作用

利用常规台站降水资料和NCEP/NCAR一日四次的1°×1°再分析资料,使用天气动力学诊断方法,分析了高低空急流及其次级环流在辽宁2010年8月4至5日区域性暴雨过程中的动力作用。结果表此次暴雨过程发生在“东高西低”的大尺度环流形势下,强降水发生在584~588 dagpm 等值线之间,主要影响系统是高空槽、副热带高压外围西南气流和切变线。在暴雨过程中,高空急流的加强东移对低空急流加强和发展起着重要的作用,也是辽宁东部低空急流加强和发展的重要动力原因。辽宁东部的低空急流的北侧上升支刚好位于暴雨区上空,为暴雨过程提供了有利的动力条件。暴雨区出现在200hPa 高空急流入口区右侧、850hPa 西南低空急流左侧。高空急流入口区北侧上升,南侧下沉的次级环流圈是本次暴雨的独特特征。在高空急流强盛期间,影响暴雨区的次级环流是反环流圈,即在辽宁上升,在辽宁以南地区下沉;而在降水后期,随着高空急流减弱,快速东移,由辽宁东部低空急流北侧的上升支,与辽宁以北的西北风低空急流的南侧的下沉支形成正环流。本次过程中低空形成两支急流,且低空急流的次级环流恰好镶嵌在高空急流的次级环流中,次级环流的方向转变均是本次暴雨过程中的重要特征。     

CLDAS数据在早稻低温冷害监测中的应用

本研究旨在实现水稻低温灾害的实时动态监测,改善目前遥感数据在南方地区应用受云雨天气影响受限的现状。利用CLDAS气温数据,结合遥感水稻种植本底信息,参考低温冷害监测指标,选取广西典型早稻低温冷害过程进行监测试验。试验结果表明：利用CLDAS气温分量数据可对区域气温变化状况进行有效的动态监测,结合水稻种植空间分布信息,可实现精细化的水稻受灾面积及等级监测。CLDAS反演的气温精度较高,与气象台站实测气温误差多小于0.5℃。CLDAS和遥感数据结合可为水稻精细化低温冷害监测提供一种新的有效途径。     

天柱山2011.7.23特大雷电灾害天气动力学分析

为了提高雷电灾害天气预报能力,服务天柱山旅游业。运用安徽省天柱山气象站地面观测气象资料、合肥多普勒天气雷达回波资料和美国NCEP全球分析FNL资料,对2011年7月23日天柱山特大雷电灾害天气过程进行了详细的分析。结果表明,环流特征为测站上空受槽前西南气流及低层较强的暖平流影响,贴地层在西太平洋伸向内陆的热带低压环流内,200 hPa为副热带西风急流。1000~ 700 hPa假相当位温随高度减小近10℃,在T-lnp图上抬升凝结高度和自由对流高度接近1000 hPa高度上,平衡高度伸至200~300 hPa之间,对流有效位能为2058 J/kg,而对流抑制能量在300 hPa以上。14时低层气温和比湿增量大于中高层,表明气层稳定度减小。低层为湿层并有湿舌从东北方向伸向测站,测站位于舌尖端;中高层为干层覆盖,这种湿度垂直分布非常有利雷暴出现。雷暴在雷达回波图上具有明显特征。     

2014年陕西“秋淋”天气过程分析

为深入研究陕西“秋淋”天气的形成机制,为此类天气的预报和决策服务提供参考,本研究利用陕西省自动站降水资料和美国国家环境预测中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,对2014 年9 月7—17日陕西秋淋天气的环流形势及物理量特征进行分析。结果表明：陕西“秋淋”期间500 hPa极涡和西太平洋副高较历年同期明显偏强;长时间副高外围西南暖湿气流输送和西行台风为“秋淋”提供了充足的水汽条件和有利的气候背景;同时,物理量场分析表明：此次“秋淋”过程中一直有高湿区的维持和水汽辐合区的存在,垂直速度负值大值区及其抵达的高度对降水落区和降水量的预报有一定的指示作用。     

气候变化背景下吉林省春玉米冷害特征研究

为了研究气候变化背景下过去55年及未来35年吉林省春玉米冷害的时空变化特征,笔者利用气象行业标准《北方春玉米冷害评估技术规范》规定的指标和计算方法,分析了1961—2015年以及2种未来气候情景（RCP4.5和RCP8.5）下2016—2050年吉林省春玉米冷害的时空分布特征。结果表明：（1）1961–2015年及2种情景下2016—2050年各地区5—9月月平均气温之和均呈增加趋势,但RCP8.5情景下的5—9月月平均气温之和均高于RCP4.5情景。（2）1961—2015年吉林省西部和中部中度冷害发生频率较高,东部重度冷害发生频率较高。（3）RCP4.5情景下冷害频率高于RCP8.5情景,冷害均集中在东部。（4）1996年之前春玉米冷害范围以大范围冷害为主,之后均为局部冷害;RCP4.5情景下以区域性冷害发生为主;RCP8.5情景下以局部冷害为主。未来气候变暖背景下吉林春玉米冷害时空变化特征研究结果可为吉林省农业生产的防灾减灾工作提供技术支撑。     

水稻冷害生理功能变化与调控研究进展

低温冷害影响水稻生理功能变化,如光合作用、呼吸作用、矿质养分吸收、膜脂过氧化以及抗氧化系统。本研究一方面详细介绍了低温胁迫下,光合作用、呼吸作用、矿质养分吸收、膜脂过氧化以及抗氧化系统变化机制,着重分析了低温胁迫下,水稻体内脱水蛋白、酶蛋白、活性氧、内源激素以及细胞膜脂肪酸组分的变化相关生理机制;另一方面,从冷害调控角度出发,较全面地综述了外源植物生长调节剂在水稻冷害调控方面研究概况,提出中国在水稻冷害研究领域的未来发展方向与新趋势,进而为今后水稻冷害相关研究提供理论依据。     

呼伦贝尔市暴雨分型研究

为了研究呼伦贝尔市暴雨环流形势特征,防范暴雨引发的洪涝灾害对农业产生的影响,使用1971—2010年呼伦贝尔市16站降水资料和NCEP再分析资料,对发生暴雨过程天气环流背景进行分型。结果表明：呼伦贝尔市暴雨过程主要影响系统大致分为4类：（1）西太平洋副热带高压与西风带系统的相互作用（71个,43.3%）;（2）西太平洋副热带高压与其西侧北上的台风共同与中高纬度环流系统相互作用（35个,21.3%）;（3）台风或热带气旋与西风带系统远距离相互作用（27个,16.5%）;（4）西风带系统的直接作用（31个,18.9%）。     

湘西州1960—2017年气候变化及对农业的影响

为掌握全球气候变暖背景下的湘西州气候变化特征,减缓和适应气候变化对农业生产带来的不利影响。[方法]本研究以湘西州8个县（市）气象台站1960—2017年逐日气象观测数据及古丈国家农业气象一级观测站的观测数据为基础,利用滑动平均、线性拟合、M-K检验、小波分析等,研究1960—2017年湘西州气温、降水、相对湿度、日照时数的变化特征及对农业的影响。[结论]结果表明：年平均气温升温趋势明显,1960—2017年升温0.81℃;气温的年代际变化明显,21世纪后气温明显上升;冬季、春季升温突出,夏季升温不明显;年降水量无显著趋势变化,年际波动较大;相对湿度、日照时数呈减少趋势。水稻、油菜生育期明显缩短,产量下降。[结果]气候变化对农业生产布局、作物生长、产量品质等均有一定影响。     

1958—2018年广西早稻高温热害时空变化规律

为了掌握广西水稻高温热害的变化规律特征,为水稻生产制定防灾减灾对策提供决策依据,本研究利用广西89个气象观测站1958—2018年观测资料及地理信息数据,采用GIS技术、M-K突变分析和Morlet小波周期分析等方法,探究广西早稻高温热害发生的时间变化规律和空间分布等特征。结果表明：（1）1958—2018年广西早稻高温热害呈增长趋势,20世纪90年代为发生低谷期,21世纪10年代为高发期;（2）高温热害发生次数在2009年发生增多突变,除重度高温热害外,轻、中度高温热害次数变化均有突变发生;（3）高温热害发生频次存在18、32年左右的显著周期变化,预计2018年之后广西早稻高温热害仍处于高发期;（4）高温热害高发区位于左、右江河谷,桂中盆地和西江—浔江—郁江等流域区域,沿海地区发生频次少于内陆。以上研究结论对实现水稻丰产稳产优产具有重要的现实意义。