中国粮食主产区主要气象因子时空演变特征及其对参考作物蒸散量影响

准确评估粮食主产区气象因子变化特征及对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的影响,对农田水文循环、区域农业水资源优化配置与高效利用等具有重要意义。利用中国粮食主产区258个气象站点1961―2013年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算ET0,通过M-K趋势检验法、偏相关分析、多元线性回归计算贡献率等方法,分析了1961—2013年中国粮食主产区主要气象因子时空演变及其对ET0变化的贡献特征。结果表明,1961—2013年中国粮食主产区相对湿度、温度、降水在空间上由南至北呈降低趋势,而日照时间和风速则由南至北呈增高趋势;1961—2013年中国粮食主产区全区、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区(II区)、亚热带湿润地区(III区)及暖温带半湿润地区(IV区)多年平均气温均呈增大趋势,平均风速、相对湿度、降水与日照时间均呈减小趋势;1961—2013年中国粮食主产区年内ET0均呈锯齿状下降,且ET0在四季呈现出夏季春季秋季冬季的特征;多年平均风速、气温、日照时间与ET0在全区及各分区总体均显著正相关(P0.05),而相对湿度与ET0在全区及各分区均极显著负相关(P0.01);1961—2013年中国粮食主产区全区及I~IV区气温、风速、相对湿度对ET0变化均具有较大贡献,其中相对湿度为I区、III区及IV区的主要气象驱动因子,其次为平均气温和风速;而II区ET0变化的主要驱动因子为风速,其平均贡献率WII(风速)为0.37;综上所述,中国粮食主产区主要气象因子变化特征与ET0的响应,均呈现出区域性、季节性差异。     

关中地区气候变化对主要作物需水量影响的研究

用关中地区30个气象站41年气象资料,探讨了关中地区主要作物冬小麦和夏玉米需水量与相应生育期内气候因子的变化趋势,分析了气候变化对作物需水量的影响。结果表明:关中地区冬小麦需水量无一致变化趋势,净灌溉需水量(NIWR)呈增加趋势;夏玉米需水量呈不显著减少趋势,净灌溉需水量无一致变化趋势。气象因子影响顺序为,冬小麦:相对湿度>最高气温>日照时数>降水量>平均气温>风速,夏玉米:日照时数>相对湿度>最高气温>平均气温>降水量>风速。日照时数和风速引起冬小麦需水量的降低趋势在很大程度上抵消了相对湿度和最高气温引起的冬小麦需水量的升高趋势,而冬小麦生育期降水的减少是造成冬小麦净灌溉需水量增加的主要原因;风速和日照时数的降低趋势是导致夏玉米需水量减少的主要原因。关中地区秋冬春季向暖干发展,夏季除风速显著降低外,其它气象因子变化不大。     

三峡工程建成前后宜昌市气候变化研究

选取宜昌市气象台站1953-2011年逐日气象资料,以三峡工程建成年份为界,对其时间序列的变化趋势进行了对比,采用ET_0为综合评价指标进行了分析,得出以下结论:三峡工程建成后宜昌市平均气温、最高气温、最低气温的多年均值较建成前分别上升了0.7、0.7、0.8℃;平均气压、平均相对湿度和日照时数的多年均值分别下降了0.33%、1.69%和18.42%。平均气压、最低气温呈现不显著上升,平均风速、日照时数显著下降趋势,其余气象要素均呈现不显著下降趋势。ET_0呈现逐年不显著下降趋势,与平均气温、最高气温、最低气温、平均风速、日照时数呈现为正相关,与降雨量、平均相对湿度以及平均大气压呈现为负相关。     

气候变化背景下关中地区参考作物蒸散量变化趋势及敏感性分析

气候变化影响了区域水循环过程和水资源管理,研究参考作物蒸散量(ET0)变化特征及其原因对于灌溉农业地区水资源的合理配置具有重要指导意义。以关中地区为研究对象,根据研究区内8个站点1974-2016年逐日气象资料,通过Penman-Monteith公式计算ET0,利用Mann-Kendall检验和Sen斜率估计来检验参考作物蒸散量和气象要素的变化特征,并采用敏感性分析方法探讨影响ET0变化的主要气象因子。结果表明,近43年来关中地区平均气温和饱和水汽压差变化呈现显著增加趋势,而相对湿度和平均风速变化呈现显著下降的趋势,降水量、日照时数、辐射量下降趋势不明显,这些变化使得ET0呈轻微增加的趋势。关中地区ET0对气象要素的敏感性随时间和位置发生变化,夏季、秋季、冬季和小麦生长季ET0对平均风速最敏感,而影响春季和年尺度ET0变化的主要气象因子是平均气温。研究区西北方向影响ET0变化的主要气象因子是平均气温和相对湿度,而其他区域的ET0对平均风速最敏感。     

清镇市1985—2015年气候变化特征分析与粮食产量相关性

【目的】明确清镇市1985—2015年气候变化特征与粮食产量的相关性。【方法】利用清镇市1985—2015年逐年平均气象数据(风速、海平面气压、降水、平均气温、日照时间、相对湿度、蒸发量),通过M-K检验、小波分析、HP滤波、RDA等方法,分析了气候变化特征及其与产量间的相关性。【结果】气温升高极显著,1994年、1997年出现突变,其他因子呈降低或减少趋势,日照时间突变最频繁;各因子振荡周期不一,变化周期以28 a最突出,目前除气温处于偏高期外,其他因子均处在偏低期;气候变化对粮食产值的影响有正有负,正影响最大值出现在2009年,在1990年和2011年负作用力达到最大。【结论】Monte Carlo Test表明,气候因子均与产量之间显著相关(P<0.05),粮食产量的43.3%能被选取的气候因子解释,气候产量与降水量、气温以及相对湿度正相关,与风速、海平面气压、蒸发量、日照时间负相关。     

豫东平原参考作物腾发量时空变化分析及影响研究

根据豫东平原6地(市)(安阳、西华、信阳、许昌、郑州、驻马店)气象站1961～2000年40年的观测资料.应用1998年FAO最新推荐的Penman-Monteith公式计算了40年各月参考作物蒸发蒸腾量ET0,分析了ET0的月际变化和年际变化特征.结果表明ET0值除信阳有所增加外,其余各站呈现为逐年减少趋势,说明气候变化对ET0的影响较大.对平均气压、平均最低气温、平均气温、平均最高气温、年日照时数、平均风速、平均相对湿度、年降水量、地理纬度、海拔高度与ET0的相关性进行了分析和检验,得出安阳、西华、许昌ET0值与年日照时数相关性最好;信阳、郑州、驻马店ET0值与平均相对湿度相关性最好.空间上ET0随地理纬度的增大呈递增趋势,随海拔高度的增大呈递减趋势.     

参考作物蒸发蒸腾量的气象因子响应模型

基于江苏省南通市2000～2004年的旬气象资料,用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算了参考作物蒸发蒸腾量,研究了参考作物蒸发蒸腾量与最高气温、最低气温、平均气温、相对湿度、日照时数、风速和气压等气象因素间的关系,建立了参考作物蒸发蒸腾量的响应模型.结果表明,参考作物蒸发蒸腾量与"温度因子"的关系最强,其次为"湿度和日照因子","风速因子"也有一定的影响,"气压因子"影响作用则稍弱;建立的气象因子响应模型模拟精度较高,可以简化参考作物蒸发蒸腾量计算.     

基于支持向量机的干旱区月潜在蒸散发的模拟

探讨支持向量机回归模型模拟无风速和日照时数条件下潜在蒸散发的有效性,为气象资料短缺的干旱地区提供潜在蒸散发模拟的新途径。根据西北干旱区石羊河流域5个气象站1999―2009年基准期的日气象资料,用Penman-Monteith方程计算月潜在蒸散发量,采用支持向量机回归模型(SVR)模拟潜在蒸散发。以均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、确定性系数(DC)以及相关系数(R)作为模型的性能评价指标。结果表明,在模拟月潜在蒸散发时,无论在训练期还是验证期,当输入变量为最高气温、最低气温、平均气温、相对湿度、风速和日照时数等6个气象因子时,SVR模型取得了较好的模拟效果,各站的R和DC均在0.9以上;当输入气象变量为最高气温、最低气温、平均气温及相对湿度4个气象因子时,SVR模型对月潜在蒸散发的模拟精度略低于6个因子输入的精度,但各站的R和DC依然在0.9以上,说明在无风速和日照时数两个气象因子时,SVR模型可以有效的模拟干旱区月潜在蒸散发量。     

气候变化背景下榆林市参考作物需水量多时间尺度特征分析

【目的】研究气候变化背景下榆林市参考作物需水量的多时间尺度变化特征及其与各气象因子的相关性,便于衡量气候变化背景下榆林市水热资源的演变特征。【方法】根据榆林气象站1959—2014年逐日气象资料(平均地表温度、平均气温、蒸发量、平均气压、平均相对湿度、日照时间和平均风速等),采用彭曼公式、Mann-Kendall突变检验、小波分析及相关分析法研究了榆林市参考作物需水量多时间尺度变化特征。【结果】1959—2014年榆林站全年及四季参考作物需水量均呈增加趋势,线性倾向率分别为30.7、11.4、6.7、5.7、6.9 mm/10 a。全年参考作物需水量突变年份为1995年,春、夏、秋三季参考作物需水量均在1998年发生突变,冬季在1989年发生突变;全年及四季参考作物需水量的第一主周期分别为26、28、27、28、26 a,第二主周期分别为8、7、9、8、4 a,第三主周期分别为4、2、4、4、12 a;参考作物需水量与平均相对湿度、日照时间、平均气温、平均风速以及年平均地表温度的相关系数分别为-0.128、0.223、0.935、0.271、0.940。【结论】榆林站1959—2014年不同时间尺度的参考作物需水量均呈增加趋势,平均气温、日平均地表温度是影响榆林气象站ET_0的主要因素。     

大型灌区作物需水量计算与气象影响因素分析

依据1981-2012年灌区气象监测数据,基于Penman修正公式建立作物需水量数学模型,预测大型引黄灌区农作物生长发育期间的作物需水量,分析作物需水量与各气象因子之间的关系。研究表明:灌区小麦、棉花和玉米3个主要作物需水量变化规律性比较明显,其中小麦年内需水量最大值在5月,棉花和玉米的年内需水量最大值在七八月;灌区主要作物波动变化周期具有较好的一致性,小麦、棉花和玉米在15和20a时间段均出现明显的波动;作物需水量主要受平均风速、平均相对湿度、日照时数的影响,主要影响作用大小为平均风速平均相对湿度日照时数。     

豫东平原参考作物腾发量时空变化

根据豫东平原六地（市）（安阳,西华,信阳,许昌,郑州,驻马店）气象站1961～2000年40年的观测资料,应用1998年FAO最新推荐的Penman—Monteith公式计算了40年各月参考作物蒸发蒸腾量ET0,分析了ET0的月际变化和年际变化特征。结果表明ET0值除信阳有所增加外,其余各站呈现为逐年减少趋势,说明气候变化对ET0的影响较大;并对平均气压、平均最低气温、平均气温、平均最高气温、年日照时数、平均风速、平均相对湿度、年降水量、地理纬度、海拔高度与ET0的相关性进行了分析和检验,得出安阳、西华、许昌ET0值与年日照时数相关性最好;信阳、郑州、驻马店ET0值与平均相对湿度相关性最好。空间上ET0随地理纬度的增大呈递增趋势,随海拔高度的增大呈递减趋势。     

郑州市作物需水量影响因素主成分回归分析

采用郑州市近40年气象资料,分析研究了郑州市主要作物需水量以及各作物生育期内气象因子(降雨、平均风速、平均气温、平均相对湿度、日照时数、日最高气温、平均气压、平均水气压)变化趋势,用主成分回归分析法确定影响各作物的主要气象因子,并探讨了主要气象因子与相应作物需水量的关系。结果表明:玉米、水稻、棉花的作物需水量有减少趋势,小麦、花生、油菜作物需水量有增加趋势;通过主成分回归分析,得出影响水稻、玉米、棉花、花生作物需水量的主要气象因子是日照时间,影响小麦、油菜作物需水量的主要气象因子是平均相对湿度;经计算得到日照时间每减少1%,水稻、玉米、棉花和花生作物需水量分别减少2.45、2.25、2.55和1.71mm;平均相对湿度每减少1%,小麦和油菜的作物需水量分别增加1.81和1.42mm。     

黄河三角洲地区蒸发量时空特征及预测模型

【目的】研究黄河三角洲地区蒸发量特征,为该地区水资源利用等提供合理参考。【方法】利用黄河三角洲地区蒸发量资料,采用气候统计方法及GIS系统,探究黄河三角洲地区蒸发量时空特征,探明蒸发量与气候因子之间的关系并建立预测模型。【结果】(1)黄河三角洲地区春季、夏季和年蒸发量呈显著下降趋势;秋季和冬季蒸发量呈不显著上升趋势。蒸发量空间分布大致上均由东北向西南递减。(2)黄河三角洲地区蒸发量变化具有明显的周期性特征。春季蒸发量主循环周期为10 a;夏季蒸发量主循环周期为10 a和5 a;秋季蒸发量主循环周期为13、6 a和3 a;冬季蒸发量主循环周期为10～11 a和5～6 a;年蒸发量主循环周期为10 a。(3)黄河三角洲地区年蒸发量与年降水量、年日照时间、年平均风速、年平均云量和年平均气温日较差显著相关,与年平均气温相关性不显著。各季节蒸发量与各季节降水量、日照时间、相对湿度、云量及气温日较差显著相关,与其他因子相关性各有不同。(4)黄河三角洲地区相对湿度对各时段蒸发量影响效果均显著,风速对春季、夏季、冬季蒸发量的影响均显著,气温对春季和夏季蒸发量影响显著,日照时间对年蒸发量的影响效果明显,...     

吕梁市霾天气的气候特征及影响因素分析

本文利用吕梁市1981—2011年雾霾日数、平均风速、相对湿度、降水量与日照时数等统计资料,探讨了吕梁市霾天气的气候特征及影响因素,仅供参考。     

基于MIV-MEA-Elman神经网络的核桃果实膨大期需水量预测

核桃作物需水规律错综复杂,与气温、气压、相对湿度等因子之间具有复杂的非线性关系。针对这种特点,结合河北邯郸试验田核桃需水的历史数据和气象数据,提出了一种MIV-MEA-Elman模型。经MIV(平均影响值)算法筛选,得出4个较优的指标:平均气温、平均气压、相对湿度、日照时数。以此作为经MEA(思维进化算法)优化后的Elman神经网络模型的输入,核桃逐日需水量作为输出,经过对仿真结果分析,此模型的均方根误差为0.317,证明具有良好的预测效果。     

气象因子的变化对参考作物蒸发蒸腾量的影响

根据东江流域1961—2005年的气象资料,利用平均影响量和气象因子缺失数值试验,分析气象因子变化对参考作物蒸发蒸腾量的影响。结果表明,日照时数的平均影响量最大,温度、相对湿度其次,二者相近,风速最小;夏季日照时数的平均影响量比其他因子大得多,冬、春季日照时数的平均影响量依然最大,但与温度、相对湿度的平均影响量差距减小...     

气候变化对长江流域早稻灌溉需水量的影响

选用长江流域种植早稻的35个站点1961-2003年气象数据,分析气候变化对长江流域早稻灌溉需水量的影响.结果表明,长江流域大部分地区早稻需水量、灌溉需水量均有减少的趋势.需水量、灌溉需水量同生育期年降雨量、日平均相对湿度呈负相关关系,同生育期日平均气温、日平均风速、年日照时数呈正相关关系,其中灌溉需水量与年降雨量呈极...     

典型小流域气候变化及其对潜在蒸散量的影响

为研究南方红壤坡耕地典型小流域气候变化特征对潜在蒸散的影响,采用小波分析法和Mann-Kendall非参数检验方法以及Penman-Monteith方法,计算并分析1953-2013年小流域平均气温和降水序列的趋势、周期、突变性特征以及1990-2013年潜在蒸散的变化特征、受气候因子的影响情况。结果表明,近60a年来小流域平均气温和降水都呈上升趋势,且平均气温变化显著;降水变化存在4、11、22和29a的变化主周期;平均气温在1994年突变,降水在1988、2003、2010均有突变;1990-2013年潜在蒸散呈微弱上升趋势,且雨季后期蒸散量大于雨季前期,在2011年左右发生突变;潜在蒸散及其辐射项的波动小于空气动力学项,气候因子对潜在蒸散量影响力大小依次为平均气温、平均风速、相对湿度、日照时数、降水,其中平均气温是显著影响潜在蒸散、辐射项与空气动力项的共同因子。     

山西地区近55年参考作物蒸散量的变化特征及其主要影响因素分析

利用1955—2009年山西地区5个站点(大同、阳泉、太原、吕梁和临汾)逐日气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),分析了不同地区的气象要素(温度、相对湿度、日照时数和风速)和年ET0随时间变化特征,并采用敏感性分析方法对影响ET0变化的主要气候因子进行了探讨。结果表明,5个站点平均温度和平均相对湿度从低纬度到高纬度逐渐增大;而平均风速和平均日照时数则逐渐减小。5站点的多年平均温度随时间有平缓上升趋势。大同和阳泉的年ET0高于其他站点,其他站差异不明显。4气象要素中对大同、太原和吕梁站ET0影响最大的要素为相对湿度,对临汾站ET0影响最大的要素为日照时数,温度变化对各站点ET0的影响作用最小。     

四湖流域参考作物腾发量的变化特征分析

根据四湖工程管理局排灌实验站2001-2010年逐日气象资料.利用Penman-Monteith公式计算逐日参考作物腾发量,分析其变化特征和各气象因子对其的影响程度.结果表明,各气象因子对日参考作物腾发量的影响程度顺序为:日最高温度＞日最低温度＞日平均温度＞饱和差＞平均风速＞日照时数.同时考虑日最高气温、日最低气温、日平均气温、饱和差、平均风速及日照时数6个气象因子,对日参考作物腾发量的模拟效果最好.