四川盆地夏季区域性极端降水事件特征及其成因

利用四川盆地1981-2015年夏季102个气象台站逐日降水资料, NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了四川盆地区域性降水及极端降水事件的时空特征,对极端降水事件发生的环流场进行合成分析,讨论其环流异常特征.研究表明:近35年四川盆地总降水量及夏季降水量时空变化特征较为一致;盆地夏季区域性极端日降水量的99%分位阈值为40.5 mm/d, 2005年开始极端日降水事件明显增多,区域性极端降水事件多发于7月下旬以及8月中旬;极端日降水事件呈现低层辐合、高层辐散的环流结构;端日降水事件的形成与四川盆地的大气净加热以及周边大范围地区的净冷却形成的加热场异常梯度有关.     

西南区域水稻关键生育期界限温度起始期的预测研究

保证作物安全生产是种植制度的根本要求，也是作物稳产、高产的基础。本文基于西南水稻种植区317个气象台站1961-2015年的日平均气温和最高气温资料，分析了近55年来该区域不同保证率下水稻安全播种期、水稻开花期高温热害和低温冷害的最早发生期，并建立了西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型。预测结果表明：80%~95%保证率下，云南南部的水稻育秧安全播种期最早，平均在2月20日左右；云南北部、四川攀西南部和盆地中部、重庆大部和贵州部分地区在3月10日-4月10日；而其余大部地区在4月10日-5月20日。80%~95%保证率下中稻开花期高温热害主要发生在四川盆地、重庆、贵州北部和东南部，大部地区最早出现在7月15日-8月20日。80%~95%保证率下再生稻或晚稻开花期低温冷害最早出现在云南和贵州大部、四川攀西地区，平均在6月20日-7月15日；四川盆地西部、贵州东北部平均为8月1-20日；其余大部地区在8月20日-9月20日。基于纬度、经度和海拔高度建立的西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型，简单实用，可为西南水稻安全生产、防灾减灾等提供理论依据。     

中国北方春季沙尘暴周期变化特征及其对最大风速的响应

利用1971—2013年中国北方沙尘暴资料,分析了近43年中国北方春季沙尘暴的时空变化规律及其对最大风速变化的响应。结果表明:1971—2013年中国北方春季沙尘暴日数基本呈现出一致的逐渐减少趋势,其中1970年代初到20世纪末出现明显的减少趋势,进入21世纪以来沙尘暴日数略有增加,但仍维持在较低水平。中国北方春季的最大风速与沙尘暴日数呈显著正相关,并且其总体和阶段变化趋势都与沙尘暴日数变化有很好的对应关系。近43年中国北方春季沙尘暴日数最显著的变化特征为线性减少趋势,通过去趋势处理后发现其有明显的年际和年代际波动,在年际尺度存在明显的准7年周期,年代际尺度的准18年周期达到了99%的置信度水平。通过典型周期循环重建表明,中国北方地区沙尘暴准7年周期主要表现出整体一致的变化特征,河西走廊到陕北地区为大值中心,并且在位相转换过程中有一定的先兆性;准18年周期主要表现为东西反向和南北反向的交替异常循环。另外在典型循环演变过程中,最大风速与沙尘暴日数都有很好的协同变化关系,即风速偏大(小)时,对应沙尘暴日数也偏多(少)。     

四川盆地水稻不同生育期干旱频率的空间分布特征

将四川盆地按地理地貌类型及水稻种植区划分为5个区域即盆南、盆中、盆西、盆周和盆东,基于区内102个县(市)气象台站1980-2014年的逐日气象资料及32个农业气象观测站的水稻生育期资料,利用干旱评估指标分析四川盆地水稻各生育期干旱发生频率的空间分布特征。结果表明:水稻移栽-分蘖期干旱频率在盆中及盆南部分区域高达90%以上;分蘖-拔节期及拔节-孕穗期干旱频率也相对较高,大部地区集中在50%~90%;水稻孕穗-抽穗期和抽穗-成熟期的干旱发生频率与其它生育期相比较低,孕穗-抽穗期干旱发生频率除盆西部分区域、盆中及盆东北局部在70%~84%以外,其余大部在50%左右;抽穗-成熟期干旱发生频率大部分在50%~70%。     

基于Downhill-Simplex算法的观测数据与作物生长模型同化方法研究

以夏玉米叶面积指数（LAI）、贮存器官干重（WSO）、地上总干重（TAGP）以及土壤水分含量（SM）为结合点,建立了基于Downhill—Simplex算法的作物生长模型WOFOST同化多种地面观测数据的一般方法或流程：开展观测数据与作物生长模型同化方法的正确性验证→利用Downhill—Simplex算法进行WOFOST模型的敏感性分析一选择敏感参数组合→通过优化效果确定待优化参数→利用新的观测数据对待优化参数进行优化,从而实现了观测数据与作物生长模型的同化,提升了模型的模拟能力。同化过程中遴选出的WOFOST模型的待优化参数主要包括比叶面积、最大CO2同化速率、初始地上部总干物重、根深最大日增量和初始土壤有效水等。     

2006年四川极端高温千旱影响系统分析

文章利用2006年盛夏逐日监测资料、高原积雪及NCEP的高度场、风场及气候中心提供的有关资料，对此次重大高温干旱灾害事件进行了分析，发现造成此次高温干旱的直接原因有以下几点：100hPa南亚高压异常季节性北跳偏早及偏强偏东，伊朗高压偏东偏强；500hPa西太平洋副热带高压的异常偏西偏北与东移的青藏高压合并形成一高压坝，最后演变为稳定在川、渝上空的大陆高压；西风带锋区位置偏北；冬季高原积雪偏少。     

树轮宽度记录的1861年以来松潘地区秋雨指数变化特征及其形成机理

为了分析气候变暖背景下松潘地区秋雨的时空变化特征及其形成机理,利用采自四川省松潘县二道海的冷杉树轮样本建立了树轮宽度标准年表,并重建了松潘地区过去150 a秋雨指数,回归方程的误差缩减值(RE=0.19)、乘积平均数(t=3.46)和F检验值(16.4)都达到了0.01的显著性水平,重建方程稳定可靠。研究结果表明:(1)过去150 a松潘秋雨没有明显的线性变化趋势,但是年代际波动显著,先后出现了3个偏强时段和4个偏弱时段。(2)从秋雨指数突变检验来看,松潘秋雨可以分为3个时期,1861—1910年、1961—2010年为明显波动期,1911—1960年为相对平稳期。(3)不同时期松潘秋雨的形成机理存在显著差异,其中1861—1910年松潘秋雨的强弱主要由北方冷空气的强弱主导,1911—1960年则主要受夏季风系统控制,1961—2010年松潘秋雨受冷暖空气同步异常的影响。总体来说,1861—2010年松潘秋雨主要呈现出年代际波动的变化特征,这种年代际差异主要是由于北方冷空气和夏季风系统对松潘秋雨影响程度的差异造成的。     

三江平原稻田蒸散量模拟研究

基于2005-2007年涡度相关系统测量值和小气候观测资料,比较分析Penman、Penman-Monteith和Priestley-Taylor模型对三江平原稻田5-10月蒸散量的模拟效果。结果表明,3个模型参数采用常规参数时,Penman模型模拟值明显大于测量值,平均高估103.5%;但Penman-Monteith和Priestley-Taylor模型模拟效果较好,平均偏差分别为0.26和0.02mm·d-1,均方根误差分别为0.68和0.71mm·d-1。Penman和PenmanMonteith模型作物系数(Kc)与叶面积指数均呈极显著正相关关系,Priestley-Taylor模型修正式参数α值与叶面积指数、饱和水汽压差和风速均为正相关关系,且与饱和水汽压差和风速相关性达极显著水平。依据多元线性回归方程校正模型参数后,Penman模型模拟精度显著提高,平均偏差和均方根误差分别为0.28和0.64mm·d-1,模拟效率由负值转变为正值0.75。而Penman-Monteith和Priestley-Taylor模型模拟精度没有明显改变。方差分析进一步表明校正模型参数后3个模型的估算值没有显著性差异,说明3个模型对三江平原稻田蒸散量的估算精度一致。由此可见,Penman-Monteith和Priestley-Taylor模型无论是否校正作物系数或参数α,均适于估算三江平原稻田蒸散量,而Penman模型需在修正作物系数后方可用于估算三江平原稻田蒸散量。     

基于COSIM模型的棉花冷害预测研究

 为了防御和减轻新疆地区棉花低温冷害,对冷害发生进行可行性预测,本文运用COSIM棉花模型逐年模拟石河子地区乌兰乌苏1961－2005年、喀什地区莎车1961－2009年的棉花生长状况,对模拟结果进行统计学分析。结果表明,棉花吐絮日期和7月1日、8月1日、9月1日等关键日期的生物量与冷害是否发生具有显著的相关关系;运用模型预测的准确率、漏报率、空报率对冷害预报因子进行优度评价,认为吐絮期日期、7月1日的发育期指数、8月1日的叶质量占总干物质质量比例和9月1日的生殖器官质量均可以作为冷害预报的要素指标,在新疆棉区应用取得较好的结果,其中用于南疆棉区的冷害预测结果符合度达到97%以上。这说明基于作物模型进行冷害预测是可行的。