夏玉米蒸散优化参数模型及参数敏感性分析

分别采用2种不同的冠层阻力模型和土壤阻力模型,组合成4种Shuttleworth-Wallace(S-W)模型,模拟夏玉米农田灌浆期的逐时蒸散量,以涡度相关法观测蒸散量为实测值检验模型改进的效果,找出最优冠层阻力模型和土壤阻力模型,并分析最优S-W模型对各阻力参数的敏感性。结果表明:李俊改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力模型组合的S-W模型模拟效果最好,S-W模型估算玉米田蒸散的精度显著提高,蒸散发模拟值与实测值的相关系数、一致性指数更接近1,蒸散发模拟的相对误差和均方根误差变小。敏感性分析表明,在计算各个阻力参数模型中,S-W1模型估算蒸散发对冠层阻力最敏感,其次是土壤阻力和有效叶面积指数;采用改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力参数模型组合后,在一定程度上提高了模型精度,提高了计算准确率。     

郑州城市暴雨灾害仿真系统研究及应用

通过对郑州市37年的降雨资料分析,得出郑州市降水基本呈现夏季降水大且暴雨集中的特点。结合郑州的地形特点及城市建设状况,分析了郑州市洪涝灾害的成因。把气象预报方法和水文学原理结合起来,利用地理信息系统进行资料的处理,建立模型对暴雨造成的洪涝进行模拟。最后对2009年6月27日的一次暴雨过程进行验证,取得了良好的效果,说明该模型能够为郑州市城市减灾防灾服务。     

麦田CO_2通量、热通量特征分析

为了评价麦田生态系统CO2通量和热通量变化特征以及CO2的收支状况,利用郑州农业气象试验站2009年10月-2010年6月冬小麦生育期内涡度观测数据,分析了麦田CO2通量、热通量变化特征。结果表明:净辐射、潜热通量、显热通量和土壤热通量日变化表现为明显的单峰特征,最大值一般出现在正午前后。其中,净辐射通量、显热通量和土壤热通量的季节变化特征较为一致,均为苗期<中期<后期;潜热通量受到叶面积指数(LAI)的影响,季节变化特征为苗期<后期<中期;CO2的季节变化特征受到LAI、热通量和下垫面特征的共同影响,形成1个CO2吸收高峰的U型曲线,季节变化特征为前期<后期<中期。冬小麦农田CO2、热通量具有明显的日变化和季节变化特征,麦田生态系统总体表现为CO2的汇。     

冬小麦光能利用率动态分析

根据郑州市农业气象试验站1994—2004年小麦生育期、叶面积、干物质等观测资料，结合郑州地面气象基准站所观测的逐日辐射、降水、温度、日照等气象资料，采用统计分析的办法，通过计算得出小麦各生育阶段的光能利用率，并给出了各阶段光能利用率与阶段内大于零度的积温、降水、干物质、叶面积等的相关关系，定量描述了小麦在利用气候资源方面的能力，提出了提高光能利用的途径和方法。     

基于气候适宜度的河南夏玉米发育期预报模型

准确预报作物发育期是开展农业气象条件分析评估和灾害监测预警等工作的基础,利用河南省19个农气站1981-2006年夏玉米发育期观测资料和地面气象观测资料,建立综合温度、降水、日照三要素的气候适宜度评价模型,构建基于气候适宜度的夏玉米发育期预报生理指标及预报模型.利用2007-2010年观测数据对模型的预报结果进行验证,结果表明,各发育阶段持续日数模型的预报值与观测值吻合度较高,二者相关系数除抽雄-乳熟期稍低呈显著相关外,其它发育阶段均为极显著相关.各发育阶段持续日数预报值与观测值之间绝对误差（ABSE）在1.8 ～2.9d,标准误差（RMSE）在2.8～3.9d,七叶-拔节期预报精度最高,标准误差（RMSE）为2.8d,乳熟-成熟期稍差,RMSE为3.9d.模型的预报精度基本能满足业务服务的需求,具有推广应用价值.     

大喇叭口及灌浆期倒伏对夏玉米产量损失的研究

【目的】研究不同生育时期和倒伏类型对夏玉米干物质积累、产量及产量构成因素的影响,定量评估倒伏对夏玉米造成的产量损失。【方法】以浚单20为试验材料,开展2个生长季夏玉米倒伏田间控制试验,分别在大喇叭口期和灌浆期进行不同类型人工倒伏模拟。大喇叭口期倒伏处理为：轻度根倒伏（BR1）、重度根倒伏（BR2）、低节位茎倒伏（BSL）和高节位茎倒伏（BSH）;灌浆期倒伏处理分别为：轻度根倒伏（FR1）、重度根倒伏（FR2）、低节位茎倒伏（FSL）和高节位茎倒伏（FSH）。研究倒伏后夏玉米的叶面积指数、干物质量、产量及产量构成因素（穗长、穗粗、秃尖率、穗粒数和百粒重）的变化,计算表征玉米受害程度的相对损失率。【结果】倒伏会显著降低叶面积指数,其中灌浆期茎倒伏损失率最大,成熟期叶面积指数较对照分别降低38.9%（FSL）和50.7%（FSH）。倒伏后地上部干物质积累量减少,除灌浆期轻度根倒伏（FR1）外,其他时期及类型倒伏总干物质积累量均显著降低 (P＜0.05),其中灌浆期茎倒伏处理干物质积累量降低最显著,乳熟后期总干物质积累量不增反降,分别较对照降低34.9%（FSL）和46.8%（FSH）。同时,倒伏影响干物质在茎、叶和穗中的分配,茎、叶干物质量所占比例增加,穗干物质量比例降低,其中灌浆期茎倒伏茎秆干物质量比例显著增高,较对照提高9.2%（FSL）和3.7%（FSH）,穗干物质量显著降低,较对照减少9.9% （FSL）和7.0%（FSH）(P＜0.05)。倒伏使穗变短、变细,秃尖增加。灌浆期倒伏穗长显著缩短,比对照短3-4 cm,穗粗显著降低（P＜0.05）,2年试验中除FSL（2012年）处理外,灌浆期倒伏的秃尖率均显著高于对照（P＜0.05）,大喇叭口期倒伏秃尖率与对照差异不显著, 其中FSH（2011年）处理秃尖率最高,达27.4%。倒伏灾害同时影响穗粒数和百粒重,倒伏后均表现出减少趋势,与产量的相关系数分别为0.729和0.842（P＜0.01）。受2年试验条件差异影响,2011年各倒伏处理的穗粒数显著低于对照,2012年仅灌浆期茎倒伏与对照差异显著。倒伏影响百粒重,其中灌浆期处理最显著（P＜0.05）。穗粒数和百粒重与产量显著相关,相关系数分别为0.729和0.842（P＜0.01）。倒伏显著降低产量,除大喇叭口期轻度根倒伏BR1外,其他倒伏处理的产量均显著低于对照（P＜0.05）。大喇叭口期倒伏BR2、BSL和BSH产量损失率2年平均分别为13.9%、27.9%和27.1%;灌浆期倒伏FR1、FR2、FSL和FSH产量损失率,2 年平均分别为29.0%、38.4%、45.0%和48.3%。【结论】相同倒伏类型,灌浆期倒伏较大喇叭口期倒伏影响更大;在同一生育时期,茎倒伏比根倒伏影响更明显,但茎倒伏高、低节位处理之间产量损失差异不显著。各倒伏处理的产量损失表现为灌浆期茎倒伏最高,大喇叭口期根倒伏最低。     

河南省一次大范围暴雪过程诊断分析

应用NECP1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2009年11月10～12日河南省出现的大范围暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明：高空横槽断裂使东西两段先后转竖,引导冷空气南下与低空切变线的配合是形成此次暴雪的主要原因;偏南急流为暴雪提供了充沛的水汽和能量,是暴雪产生的必要条件;湿位涡的负大值区的分布对暴雪落区有很好的指示意义;强烈的上升运动的出现及加强与暴雪的发生和发展有较好的对应,是出现暴雪的动力条件;在广泛的15～25dBz的回波区内一波又一波地不断出现30dBz以上的对流单体,导致了此次暴雪过程的产生;回波伸展到很高的仰角之上,强回波中心位于中上层。     

夏玉米叶面积指数模型适用性及误差分析

为了研究叶面积指数模型的适用性，利用郑州农业气象试验站2009—2013年夏玉米观测资料和气象资料，建立修正的Logistic叶面积指数模型，并通过2014—2017年的数据对模型进行了检验。为了进一步研究模型在不同地区的适用性，分别于2014年、2015年在鹤壁、黄泛区、驻马店、郑州4个站点进行4个品种的分期播种试验，利用4个站点2 a的分期播种数据进行模型验证。结果表明：叶面积指数实测值与模拟值变化趋势基本一致，三叶期、七叶期平均绝对误差为0.01～0.23，平均相对误差为0%～12%，拔节期、抽雄期、抽雄后10d绝对误差为0～1.11，相对误差为0%～62%。模拟值与实测值之间平均绝对误差为0.06～0.32，平均相对误差为4%～18%。总体上，修正的Logistic叶面积指数模型在不同地区不同年份，均表现出一定的适用性，可用于夏玉米正常生长条件下叶面积指数的模拟，为修正的Logistic叶面积指数模型的推广应用提供数据支持。     

不同生育时期冬小麦叶面积指数地面高光谱遥感模型研究

为建立不同生育时期冬小麦叶面积指数（LAI）的高光谱遥感预测模型,2017年在荥阳和鹤壁大田区域进行野外试验,利用便携式光谱仪ASD FieldSpec Handheld测量不同生育时期冬小麦冠层高光谱数据,使用LAI2200冠层分析系统采集冬小麦冠层LAI。通过对高光谱数据进行不同形式的变换以及高光谱特征变量的计算,并与叶面积指数进行相关分析。结果表明,在拔节-抽穗期,LAI与Dr（红边幅值）、SDr（红边面积）、VI₃（红边面积SDr与蓝边面积SDb的比值指数）、VI₅（红边面积SDr与蓝边面积SDb的归一化指数）、VI₆（红边面积SDr与黄边面积SDy的归一化指数）的相关性较大,相关系数均大于0.85;在开花-乳熟期,LAI与Rr（红谷反射率）、VI₁（绿峰反射率Rg与红谷反射率Rr的比值指数）、VI₂（绿峰反射率Rg与红谷反射率Rr的归一化指数）、VI₃、VI₅的相关性较大,相关系数均大于0.7,且均通过0.01水平显著性检验。因此,拔节-抽穗期选择变量Dr、SDr、VI₃、VI₅、VI₆作为估算模型的自变量;开花-乳熟期选择变量Rr、VI₁、VI₂、VI₃、VI₅作为估算模型的自变量。拔节-孕穗期叶面积指数单变量估算模型中大部分变量的二次模型决定系数较大,其中VI₃、VI₅、lg(1/ρ676）、dρ₇₅₀/dλ₇₅₀的二次模型决定系数超过0.6,拟合程度较高,同时dρ₇₅₀/dλ₇₅₀的RMSE值最小,因此认为以dρ₇₅₀/dλ₇₅₀为自变量的二次模型最优。开花-乳熟期单光谱变量建立的叶面积指数估算各类模型中大部分参数的指数模型决定系数较大,其中Rr、VI₃、VI₅的指数模型决定系数超过0.7,拟合程度最高,同时VI₅的RMSE值最小,因此认为以VI₅为自变量的指数模型最优。     

谈地面观测中大风记录处理与编发报

详细介绍了测风仪器、大风现象的记录与重要天气报的编发方法,并对调查记录大风灾情上报内容加以说明,以期指导地面大风观测工作。