不同时间尺度下气象干旱向水文干旱传播过程

利用黔中地区1970—2016年逐月降水以及径流计算标准化降水指数（SPI）和标准化径流指数（SSI）,分别表征气象、水文干旱,采用游程理论等方法分析了该地区不同时间尺度的气象水文干旱动态变化特征,并以交叉关联函数以及干旱传播阈值等方法探求不同时间尺度上气象干旱向水文干旱传播时间。结果表明：（1）黔中地区气象水文干旱化态势以上升趋势为主,重度和极端干旱发生的频数增加,长时间尺度上,气象与水文干旱特征具有一定的同步性。（2）不同季节上干旱传播时间（PT）不同,春季PTs在1~5个月,夏季PTs在1~3个月,秋季PTs在1~4个月,冬季PTs为1~3个月。（3）在地形地貌影响下,不同时间尺度的PTs不同。3个月时间尺度下,阳长、高车和麦翁的PTs为1.36,2.00,1.58个月;6个月时间尺度下,PTs为2.75,2.55,3.00个月;12个月时间尺度下,PTs为3.33,2.56,7.17个月。     

黔中地区气象水文干旱演变特征及其响应关系

黔中因其地形地貌特殊,干旱情势复杂,研究其干旱特征以及传播过程,能有效预防干旱延续,为该区域干旱监测和预警提供科学依据。基于黔中地区1970—2016年的降水以及径流数据,计算标准化降水指数(SPI)与标准化径流指数(SSI),采用相关分析方法,分析该地区气象水文干旱的演变特征以及两者之间的响应关系。结果表明:(1)不同时间尺度的SPI与SSI具有不同的时间振荡频率。在较短的时间尺度上干湿交替频繁,而较长的时间尺度可以检测连续的干旱与潮湿时期。(2)近47年来,黔中地区干旱化态势增强,干旱发生的频率上升,重度干旱以及极端干旱频率增加明显。(3)该地区气象与水文干旱在不同年代际呈现不同的空间分布特征,气象干旱主要发生在黔中南部、中部和西部等地区。20世纪水文干旱化态势最明显的地区主要在黔中中部,而21世纪最明显的干旱化地区则在黔中西北部。(4)SSI—SPI相关性显著,不同时间相关系数的变化趋势不一致,并且它们的响应关系呈季节变化,其相关系数为夏季>秋季>冬季>春季,这与黔中地区降水的时空分布不均以及地貌特征有关。综上,黔中地区气象水文干旱日趋严重,极端干旱频发,气象干旱加剧了水文干旱旱情,两者关系密切。     

2009—2010年贵州省特大气象干旱演变分析

利用贵州省84个气象站1971年1月到2010年4月的逐日气温、降水资料,引入气象干旱综合指数CI,对2009—2010年贵州特大气象干旱从气象干旱的角度分析了不同等级干旱的发生发展时间及其空间分布特征,寻找2009—2010年贵州特大气象干旱发生发展的时间及其空间分布特征,为其综合防治提供科学依据。分析表明:2009年10月发生轻旱到中旱的站点最多,进入11月份干旱发生范围增大,干旱程度进一步加重;12月上旬到2010年1月中旬干旱有所缓解,1月下旬随着降水的持续偏少,重旱到特旱面积迅速扩大。     

数字化农业气象学

随着电子信息技术的迅速发展，数字农业必然是21世纪农业的重要发展方向。数字化方法学将要渗透到农业气象学的所有领域，如作物气象、农业气候、农业气象预报、农田小气候与微气象、畜牧气象、园林气象等，使农业气象学从传统水平向现代化、数字化水平发展。数字化农业气象学将在我国的数字农业与农业现代化的进程中发挥重要作用。     

中国设施农业气象业务服务现状与对策

设施农业的迅速发展和气象科技的不断进步催生了设施农业气象服务这一农业气象服务的新领域。设施农业由于自身反季节模式生产、可控的环境条件和高效的资源利用特点,因而对农业气象服务的要求具有特殊性。本文总结了不利气象条件对设施农业的影响,分析了设施农业气象发展现状,结果表明,现有的设施农业气象服务不能满足其在工程设计、区划布局、环境控制、资源利用等气象服务上的需求。针对现有问题从设施农业工程评估、气候资源区划、设施农业气象监测预警和服务网络体系、资源利用和节能以及适应、应对气候变化策略等方面提出相应的对策,以期为提高设施农业气象服务水平、增强设施农业防灾减灾能力、保障设施农业可持续发展提供思路。     

四川省石棉县地质灾害发生的雨量条件与气象预警(报)

石棉县发育地质灾害共280处,其发育、发生与降雨过程密切相关。崩塌、滑坡等地质灾害多发生于最大降雨量出现后的2～5d内,而泥石流灾害往往发生在最大降雨量出现的当天;根据地质灾害发育的地形地貌和地层岩性等地质背景,对石棉县进行了气象预警分区,分析了不同区域内地质灾害发生和相应降雨过程,确定了不同区域内地质灾害发生的当日降雨量和前期降雨量条件,建立了不同地质灾害敏感性分区内的基本雨量警戒线与不同降雨组合条件下的气象预警等级,并绘制出18幅地质灾害气象预警系列图,研究成果可为石棉县地质灾害气象预警提供依据。     

河北省主要农作物农业气象灾害灾损评估方法

针对河北省不同区域冬小麦、玉米,棉花不同发育期内所遭受的旱、涝、风、雹、冻等农业气象灾害,阐述了其灾损评估的理论依据。全面分析了影响农业气象灾害的各种因素,选取了其适宜的农业气象灾害指标并进行分级,确定了灾害的评估方法,并建立了灾损评估模型。通过检验效果良好。     

气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素——以贵州黔中水利工程区为例

为探究喀斯特区域气象干旱向水文干旱传播过程特征,使用SPI与SRI标准化指数识别区域干旱,采用交叉小波、小波相干、状态转移概率等方法探讨传播强度、响应率等干旱传播特征。结果表明:(1)上世纪60 s和70 s气象干旱、水文干旱的干旱持续时间较短,而80 s与21世纪初期区域干旱持续时间较长;SPI与SRI间呈显著的正相关关系,气象干旱向水文干旱传播的过程需要1.5个月。(2)喀斯特区域的干旱传播强度DPI>1,且响应率偏高,水文干旱对气象干旱的发生极为敏感,尤其是在地表切割深度较浅、岩溶发育较为强烈的区域。(3)传播过程主要受地表切割深度的影响较大,各下垫面条件对干旱传播过程的影响程度依次为地表切割深度>岩溶发育强度>高程>地形地貌,其中,干旱传播特征与地表切割深度呈显著的负相关,与岩溶发育强度、高程、地形地貌呈正相关;在浅切割、中等切割或海拔较低、岩溶发育强烈的区域,各等级间的DPI、Rr的转移较为活跃,整体上传播特征在57年间呈增强的趋势。研究结果旨在为区域干旱防治与监测提供理论依据,尤其是为喀斯特生态环境脆弱区的可持续发展规划提供理论参考。     

网络化农业气象信息服务技术研究

应用WebGIs技术，开展了网络化农业气象信息服务技术研究。利用SQL Server2000建立了WebGIS应用系统所需的全国农业气象网络共享数据库。利用ArclMS(Intemet Map Server)4．0平台构建农业气象信息服务WebGIS服务器，实现了客户端的农业气象空间和属性数据交互查询和专题图分析功能。探讨了针对Internet网上发布需要的产量动态预报解决方案。基于WebGIS的农业气象信息共享技术将使农业气象信息直接、迅速、便捷、有效地传输到农业生产第一线，具有广泛的应用前景。     

贵州农业气象灾害综合风险评价与区划

为了明确贵州省不同区域内主要农业气象灾害类型以及综合研究农业气象灾害的风险,以县为基本评价单元,基于信息扩散理论、不确定性理论以及风险矩阵法,对贵州省8种主要农业气象灾害风险进行综合评价与区划。利用聚类分析将贵州省分为5类农业气象灾害风险区域,以不同聚类区域为研究对象进行灰色关联分析,求得每种灾害的关联度并据以确定不同聚类区域的主要灾害,分别为：春旱、秋绵雨灾害为主的区域;凝冻、倒春寒＼秋风灾害为主的区域;冬季低温＼夏旱灾害为主的区域;秋绵雨＼夏旱灾害为主的区域;夏旱＼暴雨洪涝灾害为主的区域。在灰色关联分析基础上建立了贵州省综合农业气象灾害风险评价模型,并计算了贵州省各县的综合农业气象灾害风险性,利用GIS空间分析进行综合农业气象灾害风险区划。区划结果表明：贵州农业气象灾害高风险区主要分布在西部及中部地区,低风险区域主要分布在南部地区以及东部地区。     

利用信息监控与网络监控提高气象信息传输质量

随着现代网络及通信技术的发展,通过网络进行气象信息的传输已成为一种必然的发展趋势。运用先进的网络传输技术,可以全面提升气象信息网络传输能力和气象信息的传输效率,为气象预测预报和提高减灾防灾能力提供及时、准确、高效的气象基础数据。     

天气发生器MulGETS和k-NN对区域历史气象场特征重现能力的比较

传统单站点天气发生器未考虑不同站点气象变量间的空间相关性,导致其在区域影响评价中的应用受到限制,而多站点天气发生器可以克服单站点天气发生器的缺点,近年来得到迅速发展。评估和验证多站点天气发生器对区域历史气象场特征的重现能力是开展影响评价的前提和基础。为此,本研究选取MulGETS（参数型）和k-NN（非参数型）发生器为代表模型,利用湘江流域12个气象站点1981−2010年日序列降水量、最高气温、最低气温资料,通过均值、标准差、偏度、极值、空间相关系数、空间连接度和自相关系数等指标的对比,评估了MulGETS和k-NN模型的优缺点及适用性。结果表明：MulGETS和k-NN模型均较好地再现了原气象场的均值、标准差和偏度,k-NN表现稍好于MulGETS。同时k-NN相比MulGETS在保持气象要素空间相关性上具有优势,特别是降水量的空间间歇性。由于算法本身的限制,k-NN无法模拟出超出历史数据范围的极值,而MulGETS具备一定的极值模拟能力。此外,MulGETS和k-NN在重现原始日尺度降水量的自相关性上均存在不足。总体来看,两个模型各具优势和不足,MulGETS更适于极端气象事件模拟,而k-NN可以更好地体现原始气象场的空间差异,实际使用时应根据不同的研究目的选择合适的模型。     

基于CDMA1X的无线传输自动气象站系统的构建

近年来自动气象站的快速普及极大地促进了水土保持气象观测的发展,以往靠人工值守的观测方式已经不能适应于现代水土保持发展的需要,可远程控制和无线数据传输的气象观测系统是未来气象站系统发展的趋势.通过将美国DAVIS公司生产的Vantage Pro2型自动气象站和CDMA1X技术相结合,实现了无线远程控制自动气象站和远程获取气象数据.观测实践表明,无线传输自动气象站系统具有安装使用方便,实时在线、高速传输、登陆快捷、收费合理、监控方便和安全可靠等优点.特别是在间断、突发性的或频繁、少量的气象数据传输中表现出良好的性能.通过山西省方山县架设的基于CDMA1X技术的自动气象站与远程控制端北京林业大学进行实时数据传输的实践证明,该系统可以运用于水土保持气象观测等多种气象观测领域.     

马铃薯晚疫病气象等级预报方法研究

通过对1990-2008年围场县马铃薯晚疫病的发生面积与气象条件进行相关分析,表明马铃薯晚疫病的发生是生物因子在适宜的气象条件下发生作用的结果。气温、降水、相对湿度、日照时数等气象条件是马铃薯晚疫病发生的决定性因素。在温度适宜的情况下,阴雨连绵或多雾、多露最有利于晚疫病的发生和流行。以受灾率作为马铃薯晚疫病气象等级的划分标准,选取与晚疫病相关的前期气象要素作为预报因子,采用综合聚类法建立了马铃薯晚疫病气象等级的预报模型。回代结果表明,用气象综合聚类法类做马铃薯晚疫病的气象等级预报,可以为控制晚疫病的蔓延,赢得宝贵时间,提高气象决策服务水平。     

基于日天气预报数据估算小麦生长季参考作物蒸散量

为了在气象要素类型不完整条件下采用Penman-Monteith方法估算小麦生长季蒸散量,运用2014/2015和2015/2016年度两个小麦生长季新乡历史日天气预报数据和对应日气象实测数据,以及修正后的太阳辐射参数和调节系数,首先验证天气预报气温值的准确性,并以预报气温为基础,估算实际水汽压和太阳辐射,最后利用天气预报气温和平均风速值,以Penman-Monteith公式为基础估算参考作物蒸散量。结果表明：日天气预报温度数据可以代替气温观测数据;用天气预报中的最高和最低气温估算的水汽压和太阳辐射能满足Penman-Monteith公式的要求;用天气预报数据估算的辐射项的精度高于空气动力项的精度。总体上,用天气预报数据估算的日参考作物蒸散量中辐射项的精度高于空气动力项,用天气预报估算值总体偏低,但低估范围在7%之内,经统计分析,用天气预报估算与利用Penman-Monteith估算的日参考作物蒸散量相关性较高（R2=0.77）。因此,采用日天气预报的气象资料估算参考作物蒸散量这一方法可行,建议在干旱半干旱地区采用辐射法估算参考作物蒸散量,这给农业灌溉预报提供了理论和方法上的保证,并对指导当地农业水资源的优化配置具有参考意义。     

北方设施农业气象灾害监测预警智能服务系统设计与实现

该文针对设施农业种养殖企业用户的设施农业气象灾害直通式服务需求,运用云计算、物联网、移动互联网等信息化技术,基于JavaEE技术框架、SOA(service oriented architecture)云服务技术,通过多重因素关联规则学习方法,构建基于互联网气象数据、设施农业小气候环境数据及作物生育期等多重因素的设施农业气象灾害预警和生产管理专家知识规则,依托气象部门一体化智能网格气象预报预警平台和未来3~7 d的精细化气象要素预报,开发基于互联网数据挖掘和专家知识决策技术的设施农业气象灾害监测预警及智能决策推送服务系统,对寒潮、大风、低温寡照、暴雪等北方主要设施农业气象灾害进行早期预警提醒,系统于2017年秋冬季在天津津南区部分农业园区推广应用,基于移动互联网通过智能手机APP对5次强冷空气过程提前3~5 d自动研判并实时推送设施农业生产管理决策和防灾减灾提醒建议,便于生产管理者及时关注天气变化和提前采取生产管理措施,避免重大灾害损失,探索应用互联网、云技术、大数据挖掘等信息手段开展气象灾害早期预警,为研究满足设施农业互动式、个性化、智能化和专业化气象信息服务和推动农业现代化和现代农业发展提供借鉴。     

现代农用天气预报业务及其有关问题的探讨

为了更好地开展现代农业气象业务,提升气象为农服务能力,文章从涵盖农林牧副渔的大农业生产需求出发,阐述了现代农用天气预报的定义、原理、业务内容、技术方法与工作流程,并就其业务范围、预报时效、区域业务重点等展开讨论.文章指出,现代农用天气预报业务基于农业生产与天气的相关性、农事的可选择性和天气预报能力的不断提高,其主要特征发生了较大变化,一是强调天气预报、农业气象指标和农业气象评价技术的结合,而不仅仅是对农用天气的预报;二是业务涉及面广泛,除了为粮棉油生产服务的传统农用天气预报外,还包括林用、牧用、渔用、设施农业天气预报等;三是预报能力明显提高,对出现的时间、地点和数量预报已逐步实现精细化;四是主要业务在现代信息技术和业务系统上运行,定量化和客观化水平更高.文章认为,农用天气预报业务应明确业务范围,突出区域特点和工作重点,并注重业务产品的时效性和实用性.     

黄骅冬枣果实生长期主要气象灾害及其防御对策

应用河北省黄骅市1990-2009年20a的温度、降水、风速、天气现象等资料,采用对比分析和差值的方法对黄骅地区冬枣果实生长期各个阶段气象要素进行分析研究,得出影响黄骅冬枣果实生长期的主要气象灾害有高温、大风、连阴雨、冰雹等。并针对这些气象灾害对冬枣生长的影响,提出具体应对措施,以期达到趋利避害、优质高产的目的。     

大气资料教学资源库建设与研究

大气资料教学资源库的建设涉及到如何广泛收集气象资料并对其进行归类整理,使其便于大气科学学科的教学、实验实习及基于资源库的教学资源二次开发。本文以国家和省级气象台站的资料为选取范围,结合全球网络共享资源,提出了一套适用于常规天气要素预报和气候预测的气象资料收集与归类方式,对于各类气象相关单位构建基础资源库具有指导意义与参考价值。     

冬春季低温高湿条件易引发贵州红心猕猴桃溃疡病

以红心猕猴桃品种“红阳”为试验材料,2013?2018年每年3?4月在贵州红心猕猴桃主要种植区15个基地对溃疡病进行监测,并统计各基地同期气象要素,采用叠加方法和剔除方法,分析冬季-翌年春季低温高湿的具体指标及其持续时间,结合溃疡病发生地、发生时间及发病率,探讨溃疡病与低温高湿及其持续时间的定量关系,确定红心猕猴桃溃疡病发生的冬季-翌年春季低温高湿及持续时间指标阈值。结果表明：贵州红心猕猴桃溃疡病发生、流行的主要时期为3月。在冬季,连续5d及以上日平均气温≤2℃、日最低气温≤-2℃、日平均相对湿度≥75%的低温高湿气象条件,有利于溃疡病病菌在树体内生存。在春季,连续5d及以上日平均气温≤18℃、日平均相对湿度≥80%的低温高湿气象条件易诱发溃疡病发生、流行。利用未发生溃疡病的猴场等11个基地2013-2018年每年12月-翌年4月气象要素对上述低温高湿条件进行验证,结果表明,猴场等11个基地冬-春季的温、湿条件均不能满足溃疡病所需的低温高湿气象条件。建议以此低温高湿气象条件作为红心猕猴桃溃疡病防御的预警指标,积极组织预防,以提高防治效果。