WOFOST模型在河南省夏玉米主产区的校准与验证

为检验WOFOST模型在河南夏玉米主产区的适用性,通过大田试验数据,对WOFOST进行参数校准,并利用独立数据,对夏玉米叶面积指数、生物量、产量的模拟结果进行验证.结果表明,校准后的WOFOST对叶面积指数、生物量和产量的模拟效果较好.在整个生育期内,叶面积指数模拟值与观测值的归一化均方根误差(NRMSE)为20.7％,茎、叶、籽粒各器官干物质量及地上部生物量模拟值与观测值的NRMSE分别为10.6％、18.3％、21.3％、17.7％,夏玉米收获产量模拟值与观测值的NRMSE为6.1％.校准后的WOFOST可较准确地模拟夏玉米生长动态及生物量积累动态,适用于河南夏玉米主产区夏玉米生长模拟和产量预测.     

基于CERES-Maize模型的玉米遗传参数优化及验证

利用玉米生长观测资料、气象资料、土壤资料、田间管理资料,采用CERES-Maize模型对玉米进行应用研究。首先运用均匀设计进行数值模拟,并对模拟结果进行回归分析,根据模拟及优化结果选取最佳的遗传参数,最后通过模型对玉米的产量、每平方米粒数、生育期模拟值和观测值间的比较,结果表明总体上模型模拟值和观测值之间具有很好的一致性。     

内蒙古乌兰察布市近40年气温变化规律与特征分析

利用乌兰察布市1971-2010年逐月平均气温、最高气温、最低气温观测资料,采用气候统计、数值模拟的方法,从气温常态变化和气温变率两个方面进行分析,通过模式模拟来对实况观测结果进行对比检验,同时评估模式模拟效果。结果表明,全市平均气温升温速率为0.48℃/10年,远高于全国水平0.22℃/10年。乌兰察布地区的近40年气温变化主要以准10年周期为主,气温正处于偏高时期,未来仍会有所上升。CCMIP5的CCSM4模式的历史试验结果验证了平均气温、最高气温和最低气温的气候特点,可以模拟出观测区域的气候特点,尤其是对于气候突变的模拟更接近实况观测,但总体上模式结果偏高,模式误差在1~2℃内。     

基于原位土壤观测的SWAT关键参数及模拟优化分析

利用现场观测土壤属性数据,对基于传统数据库的率定值和监测数据的参数计算值进行模拟结果对比分析。以三江平原阿布胶河流域的现场观测数据,通过物理机制中公式或模型,计算得到SWAT模型关键土壤属性参数的值,再进行两次SWAT模型的模拟。先运用基于土壤数据库参数率定值模拟,再用观测数据计算的参数值替换掉部分率定的参数值;与已经率定好的模型进行对比,评价参数计算的结果。结果表明,SOL_AWC、SOL_K、SOL_BD和USLE_K等4个参数在基于数据库的率定值和观测数据计算值之间有显著性差异,而SOL_CRK的率定值和基于观测数据的计算值之间无显著性差异。两种模拟结果相比,发现基于观测数据的农业面源负荷在数值上不存在显著性差异,且在年尺度和月尺度上具有相同的变化规律。结果表明基于观测数据的SWAT模型能够很好地模拟农业面源负荷在时间尺度上的变化规律。     

基于DSSAT模型的中国水稻产量时空模拟研究

以DSSAT模型相关理论为基础,将DSSAT的作物生长模拟能力与GIS技术优势相结合,以在计算机上实现模拟水稻作物的生长以及产量,提升传统的单站点模拟能力,解决升尺度问题,模拟中国在不同历史时期(1980要2007年)的水稻产量。结果表明:DSSAT模型具有很好的水稻生长模拟效果,水稻开花期、成熟期、产量的模拟结果均较为理想,观测值与调试值、校准值相关系数R2均大于0.56,观测值与试验值具有很强的正相关性,为下一步研究中国水稻产量的时空分布格局奠定基础。     

不同陆面过程参数化方案模拟效果评估

[目的]模拟南京及其周边一次区域雾天气过程变化过程。[方法]利用2013年12月6日NCEP 1°×1°再分析资料为初始场,采用WRF模式对陆面过程参数化方案进行了敏感性数值试验,利用相关系数、平均偏差、平均绝对偏差、观测值的标准偏差、模拟值的标准偏差等对各参数化方案下的物理量的模拟效果进行评估,并与南京站的地面常规观测资料进行对比。[结果]不同陆面过程参数化方案对大雾天气过程的模拟结果是敏感的,不同的参数化方案模拟的地面温湿风存在较大差异,其中SLAB方案模拟结果可信度最高,偏差范围最小,且各变量的偏差均呈现正态分布状态。[结论]此次大雾过程中相对湿度、温度露点差、地面温度等变量的模拟效果较好,可将其作为判别指标,为后期提高雾过程预报准确率提供依据。     

基于ORYZA2000模型的浙江省单季稻生物量及产量结构的模拟与分析

以水稻品种甬优15为试验材料,对浙江省单季稻发育期、生物量及产量结构进行了观测。在此基础上,结合作物特性和观测数据调整了ORYZA2000模型参数,并验证了模型对作物生长发育变量的模拟效果。结果表明,供试品种生物量变化趋势符合作物生长发育规律,具有高产群体特征,其中LAI最大值为12.5,叶、茎、穗干质量分别为6 052.1、12 414.4、21 641.1 kg/hm~2。模型对生育期模拟效果最好,绝对误差为1 d;生物量变化动态模拟效果良好,一致性指数D达0.9以上;LAI、干物质量和产量的模拟误差在可接受范围内,其中穗干质量的NMRSE为17.9%。说明ORYZA2000模型对浙江省单季稻模拟具有较好的适应性,可为作物产量预报、气象影响评价等农业气象服务提供技术支撑。     

基于不同风场的台风浪数值模拟

为了检验FVCOM海洋模式模拟台风浪的效果,分别以CCMP风场和WRF模式模拟风场构建驱动台风浪的海面风场模型,基于FVCOM海洋模式,以2010年的"凡比亚"台风为例进行台风浪数值模拟,并用站点浮标资料进行了模拟结果检验。结果表明,FVCOM海洋模式模拟的水位、有效波高结果与实际观测结果的整体误差较小,模拟效果较好;受到风场与地形的影响,最大增水与减水的区域分别位于台风中心的左侧沿岸和右侧沿岸;风场与表面流场的模拟结果也符合台风过程中的风生流分布特征,即风场与表面流场方向、大小存在一致性。此外,对比分析2种不同海面风场模型下的台风浪模拟结果发现,二者均能较好地模拟此次台风过程,但存在一定的差异,增加WRF模式模拟风场作为强迫驱动风场模拟的有效波高更接近观测值。     

冬大麦叶龄与单株叶面积模拟的研究

2005~2006年在扬州大学实验农场进行了发育特性明显差异的4个冬大麦品种不同播期的田间试验。通过对大麦出叶、叶龄和单株叶面积的系统观测,以生理发育时间为基础,构建了大麦叶龄和单株叶面积动态模型,并进行了检验。结果表明:不同品种和播期大麦叶热间距观测值与模拟值绝对误差为0.2~9.9℃d,根均方差(RMSE)为3.8~5.4℃d;叶龄预测绝对误差为0~1.9,RMSE为0.6~0.7;最终叶片数预测绝对误差为0.2~2.0,RMSE为0.7~1.0。不同品种在各生育时期单株叶面积观测值与模拟值绝对误差为0.72~9.09 cm2,RMSE为1.20~3.53 cm2。     

用拉格朗日反演模型模拟长白山森林蒸散

该文以长白山阔叶红松林为研究对象，以Raupach提出的Localized Near Field（LNF）理论为依据，耦合垂直速度标准差σw（z）和拉格朗日时间尺度TL（z），建立林冠内水汽源/汇强度和平均浓度廓线之间的关系；利用拉格朗日反演模型提出了通过林冠水汽浓度梯度计算林冠内的水汽源/汇强度进而推算森林蒸散的方法. 模拟结果与开路涡动相关系统的观测资料比较显示:白天水汽累积通量的模拟精度达到81%，模拟值高出实测值约15%～25%；夜间模拟值比实测值高出2～4倍，其原因尚不清楚.观测期内全天水汽总量模拟值298.91 mm，观测值为240.33 mm. 最后，讨论了水汽源/汇强度及其通量随时间和高度的演变过程.      

自动站数据对气象历史资料序列连续性影响分析

[目的]研究自动站数据对气象历史资料序列连续性的影响。[方法]利用2001年1~12月自动气象站测量的温度资料与对应时刻的人工观测数据,通过对比差和差值标准差的方法对平行观测期间自动站的月平均温度及最高、最低温度与对应的人工观测温度数据进行对比分析,了解自动站与人工数据的差异和变化特征,同时通过1990~2009年数据资料序列进行年平均值的显著性检验及分析,探讨了自动站替换人工观测对温度历史资料序列连续性影响。[结果]平行观测期间的气温资料两者虽有一定差异,但就平均而言,差异都在自动站差值允许范围内,个别月份差异超出自动站差值允许范围;显著性检验表明,自动站观测年平均气温和年平均最低气温与历史资料存在差异,对年气温序列有一定影响,但总体差异不显著;当自动观测与人工观测合并使用时,序列需要做均一检验与订正。[结论]该研究对保证自动站的单轨运行、优化气象地面观测系统、提高气象要素气候序列连续性以及气候统计的可靠性起重要作用。     

基于WRF模式的短期风速预报研究

使用WRF模式对黑龙江省东部地区2009年7月～2010年6月期间的风速进行预报研究,并与测风塔70 m实测风速比较,分析模式的预报性能和误差大小。结果表明,测风塔实测年平均风速5.0 m/s,预报年平均风速为6.1 m/s,相关系数高达0.71,WRF模式能够很好地预报出风速的变化趋势;WRF模式准确地反映出实际风速的月变化趋势,除1月外,各月预报值均大于实测值,5和9月误差较大;预报风速与实测风速在各时刻相关性非常高,相关系数均在0.60以上,相对误差与均方根误差均是夜间大、白天小;WRF模式预报的主导风向与实测一致,但数值略小,对年风向频率具有较好的预报效果。     

新民自动站与人工观测数据差异分析

利用新民站2003—2004年自动与人工2种观测系统观测期间的气温数据,对自动与人工观测的气温进行差异分析,统计了平行观测之间的对比差值、标准差,并检验了气温自动观测对气温资料连续性的可能影响。结果表明:气温自动观测与人工观测存在一定的差异,但差异在自动站误差允许范围之内,自动站的使用对年气温序列有一定影响,总体差异不显著。     

高填土边坡多级挡土墙土压力观测试验研究

 通过对高速公路人工高填土边坡挡土墙上土压力进行现场观测，并对其分布规律进行了研究。结果表明，水平土压力随上部填土高度沿墙高呈非线性分布，近似为双直线形式，其值介于理论静止土压力和理论垂直土压力之间，更接近最大静止土压力，与用经典土压力计算理论求得的结果有很大差别，也和单级挡土墙土压力分布有较大区别。在现场观测数据的基础上，采用数据拟合方法给出水平土压力计算的经验公式。     

基于B/S架构的土壤墒情自动监测系统

为连续监测土壤墒情变化,提高农业气象灾害应急观测能力,宿迁市气象局从2009年开始进行土壤水分观测仪的建设试点工作,在硬件建设的同时,开发了基于B/S架构的土壤墒情自动监测系统。该系统可提供实时浏览、图表、色斑图等多种查询方式,查询各站点各时段土壤水分变化、分布情况,更好地发挥了土壤水分观测资料的应用价值,可为各级政府及农业部门提供科学的决策依据。     

野外土壤风蚀定量观测方法的研究

[目的]介绍野外土壤风蚀定量观测的新方法。[方法]在综合分析土壤风蚀量评估主要方法和手段优缺点的基础上,提出一种野外土壤风蚀量定量观测的新方法———风蚀圈法。[结果]风蚀圈的最大优点是简单实用、容易携带,可长期放置在野外,实现土壤风蚀的定量观测;其镶嵌在土壤中,表面基本与地面持平,可防止局部微地形对风蚀过程的影响;底部尼龙布透水通气性好,可保持风蚀圈内土样与周围土壤状态一致,观测数据接近实际;最大弊端是放、取土时部分土样容易跑出圈外,影响观测值的准确性。[结论]风蚀圈法是野外观测比较实用的方法,可用于测定单位面积的土壤风蚀量,实现风沙区风蚀季节的定量连续监测。     

基于MM5模式的蔬菜大棚气温预测技术研究

[目的]介绍利用MM5数值预报产品预测蔬菜大棚气温的技术方法。[方法]于2002年11月～2003年4月在武汉农业气象站,2006年2～4月在东西湖慈惠农场进行试验,观测项目为24 h大棚内温湿度,双层膜内温湿度,0、5、10、15、20 cm地温等。[结果]在试验观测的基础上,对武汉市冬季蔬菜大棚逐小时气温进行详细分析,找出影响蔬菜大棚气温的主要因子,结合MM5数值预报产品的释用技术方法,研究出蔬菜大棚逐小时气温预测技术,并结合常规预报对大棚内气温模拟模型进行修正。将通过模拟模型推算出蔬菜大棚24 h内的最高、最低气温与实际大棚中出现的最高、最低气温进行比较,蔬菜大棚中最高、最低气温预测的准确率达到68%。[结论]该气温模拟模型有待于进一步检验和完善。     

库布齐沙漠200 MWp光伏阵列的截流阻沙效应研究

为探究沙区光伏阵列防风阻沙效应,以库布齐沙漠200 MWp光伏电站为研究对象,分别在阵列内上风向边缘（观测点A）、下风向边缘（观测点B）和阵列外的上风向流动沙地（CK）设置观测点,通过HOBO小型移动气象站和阶梯式集沙仪测定风速变化和输沙情况。结果表明：①观测点A和观测点B的粗糙度较流动沙地增大,各观测高度平均风速降低,0.2 m高度处风速降低值最大（27.76%、29.83%）,随高度增加风速降低值减小,且相应高度处风速降低值均表现为观测点A＜观测点B。②观测点A和观测点B输沙率为流动沙地（2.72 g·min^-1·cm^-1）的65.07%和47.79%。因此,光伏阵列的存在对风速和输沙有显著的拦截作用,削弱了近地表风沙活动。研究结果可为评估沙漠地区建设规模化光伏电站对风沙环境的影响提供数据支撑。     

地理因子对天水市不同地点气温的影响及其估算模式的研究

运用天水市境内7个国家（基本站、一般站）气象站30个区域气象站2008年逐日气温测量值,分析了地理因子对温度的影响。结果表明,在经度、纬度及海拔高度中,海拔高度对温度的影响最为明显,海拔高度每上升100m,年、季平均温度将下降0．5℃。以麦积国家基本气象站的温度资料,模拟了不同海拔高度范围内温度的估算模式,     

浅谈自动气象站月观测数据文件的预审

笔者通过对新民市自动气象站地面气象记录月观测数据文件的预审,主要就是要对人工录入的记录进行分析校对,对月观测数据文件进行极值、相关性和逻辑等检查,使得经预审后的资料完整、准确并使得统计结果符合实际,为气象服务提供科学资料。