旱地农田土壤水分的动态模拟

利用地处半干旱地区的甘肃天水和陕西泾阳两地苦干年份逐旬气象资料和土壤水分的实测值，根据土壤水分平衡方程，考虑水分的渗漏，蒸散，建立了土壤水分动态模拟模型，并进行了预报实验和模型敏感性分析，其结果十分理想。     

人工草地土壤水分的动态模拟

利用甘肃西峰气象资料、牧草生长发育资料和土壤水分观测资料，根据土壤水分平衡方程，综合考虑了草地土壤水分的主要收支项，并对水分平衡中入渗分量的估算作了改进，建立了草地土壤水分的动态模拟模型。使用该模型进行土壤水分预测，其标准误差仅0．36cm。     

土壤中水热运动耦合方程预报模型研究

在土壤中热运动耦合方程模拟模型的基础上，对作物根系吸水函数进行改进，提出一个仅与降水、作物发育期和叶面积有关的新的根吸水函数表达式，从而建立土壤水分的预报模型。模型只需输入气象变量、土壤温度、土壤水文学参量及作物发育期等常规资料，即可对冬小麦田土壤水分状况进行预报，预报值与实测值的平均最大相对误差在8％以内。     

渍水麦田土壤水分动态模型研究

根据土壤水分平衡原理，建立了一个反映土壤渍水、可与小麦生长模型耦合的土壤水分动态模型，尤其考虑了因地下水位较浅而引起的毛管上升水量和土壤导水率的变化对土壤含水量的影响。采用盆栽小麦水分试验资料验证了日蒸散量的模拟值，利用湖北荆州农业气象试验站和江苏金坛农业气象试验站的土壤水分历史资料对建立的模型进行了综合测试和验证，结果表明:蒸散量、地下水位和0～50 cm土壤含水量的模拟值与实测值具有较好的一致性，模型能可靠地预测多雨和渍水地区麦田土壤水分的变化动态     

地下水浅埋条件下冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型研究

用统计方法和水量平衡法推导出江淮地区潜水蒸发经验计算模型。利用农田水分平衡原理分别在江淮地区建立了引入潜水蒸发量和没有引入潜水蒸发量的冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型,并对这两种模型在地下水浅埋条件下的预报准确度进行比较。1980年的比较结果是:当预报时效为10天时,两种作物7个时段的土壤水分平均绝对误差前者为8.2 mm,后者为20.1 mm,平均相对误差分别为2.8%和6.8%。引入潜水蒸发量后,冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型的预报准确度明显提高。     

基于自动观测站的鲁中地区土壤水分变化规律及精细化预报模型的研究

为了建立鲁中地区土壤水分精细化预报模型,利用2010—2013年农田土壤水分自动站逐日资料进行土壤水分年、月变化特征研究,并结合附近自动气象站资料,以土壤水分平衡方程、农田蒸散模型为基础,采用逐步回归和曲线估计等方法建立4—6月无降水条件下平原水浇田与山旱田土壤水分1 d、7 d降幅的经验预报模型。结果表明:鲁中地区0~100 cm土壤水分贮存量年变化趋势和0~50 cm基本一致,年最高出现在8月,最低出现在6月,年降幅最大出现在3—6月,易出现干旱。对预报模型进行回代和预报检验结果显示,回代平均相对误差为0.07%,7 d模型和1 d模型滚动预报第7天0~50 cm土壤水分贮存量,绝对误差分别为-0.15和-2.17 mm,平均相对误差分别为-0.07%和-1.56%,模型具有较强的理论基础和实用性,预报精度较高,为鲁中地区土壤墒情监测和精细化预报提供支持。     

冬小麦夏玉米土壤水分预报及优化灌溉模型

利用土壤水分平衡方程，结合河南省冬小麦和夏玉米的生长规律和1994～2000年冬小麦、夏玉米田实测土壤湿度资料，建立了河南省冬小麦、夏玉米土壤水分预报及优化灌溉的计算机模型。用1998～1999年郑州市麦田实测土壤湿度资料验证该模型模拟结果，未来10、20、30天土壤湿度相对误差分别为-7．3％～7．7％、-8．3％～6．8％、-7．6％～7．7％，表明利用该模型，可以较为准确地预报未来1个月的土壤水分变化，并可根据小麦、玉米不同发育期特点，给出以最高产量和最佳经济效益为目标的灌溉建议。     

泾川旱塬麦田土壤水分动态规律

根据３年旱塬冬小麦土壤水分观测资料，分析了旱塬麦田土壤水分年际动态和垂直剖面土壤水分的变化规律，并探讨了冬小麦耗水量及其对土壤水分的利用率。     

农学模式在冬小麦产量动态预报中的应用

根据冬小麦理论产量由单位面积有效茎、穗粒数和千粒重求积的农学原理,结合冬小麦生长季气温、日照和水分适宜度的计算模型,在河南省选择5个代表站点,利用1995-2013年冬小麦生长季的逐旬气象要素,构建了气温、日照、降水和土壤水分适宜度序列,分别建立了各代表站点产量要素的变化率或距平百分率的动态预报模型。结果表明:有效茎与气象条件的直接相关性不显著,但株成穗数的变化率与气温和水分适宜度的相关性较好,千粒重距平与土壤水分适宜度的相关性显著,穗粒数与气象因子适宜度的相关性小。除穗粒数变化率预报模型外,构建的株成穗数变化率及千粒重距平的动态预报模型显著性水平均较高。模型可从4月1日起,逐旬预报各产量要素值,各代表站点对株成穗数、穗粒数和千粒重的预报回代检验平均准确率分别为80.4%、88.5%和94.0%,5月上旬以后对理论产量的预报平均准确率为93.3%。利用2014年资料进行外推检验,对穗粒数和千粒重的预报准确率均在92.0%以上。因此基于主要气候因子适宜度与农学模式相结合的方法,可实现产量动态预报,预报准确率基本满足业务服务需求,但模型对产量的丰歉趋势预报准确率仍相对较低。     

春玉米农业气象观测资料在产量预报中的应用

通过分析1994－2003年来宾市农业气象观测的春玉米生育状况、春玉米地段土壤水分资料，建立春玉米农业气象观测资料与观测地段理论产量、来宾市兴宾区春玉米产量的模型，得出用观测资料预报产量较常规预报方法预报准确率有较大提高，为提高作物产量气象预报质量提供一种预报方法依据。     

青海省生态环境监测业务系统

青海省已开展的生态环境监测项目有沙漠化、沙尘天气、土壤水分、土壤特性、大气特种、牧草特性等监测内容.青海生态环境监测业务系统为保证综合、连续、长期积累监测资料,准确、及时为各级政府、有关部门和广大人民群众提供生态环境监测信息,为生态环境保护和建设提供了科学依据.     

Satellite Monitoring of the Surface Water and Energy Budget in the Central Tibetan Plateau

The water and energy cycle in the Tibetan Plateau is an important component of Monsoon Asia and the global energy and water cycle. Using data at a CEOP （Coordinated Enhanced Observing Period）-Tibet site, this study presents a first-order evaluation on the skill of weather forecasting from GCMs and satellites in producing precipitation and radiation estimates. The satellite data, together with the satellite leaf area index, are then integrated into a land data assimilation system （LDAS-UT） to estimate the soil moisture and surface energy budget on the Plateau. The system directly assimilates the satellite microwave brightness temperature, which is strongly affected by soil moisture but not by cloud layers, into a simple biosphere model. A major feature of this system is a dual-pass assimilation technique, which can auto-calibrate model parameters in one pass and estimate the soil moisture and energy budget in the other pass. The system outputs, including soil moisture, surface temperature, surface energy partition, and the Bowen ratio, are compared with observations, land surface models, the Global Land Data Assimilation System, and four general circulation models. The results show that this satellite data-based system has a high potential for a reliable estimation of the regional surface energy budget on the Plateau.     

青海湖环湖地区秋季人工增雨的综合效果分析

据2001年秋季人工增雨资料,结合历年秋季降水资料,从秋雨春用、影响地下水位涵养、青海湖水量盈亏等方面分析了秋季人工增雨的综合效益;并着重分析了秋季降水与环湖地区土壤水分贮量以及第二年春季环湖天然草场土壤墒情、牧草返青时间、生长状况及产量的关系。分析表明：秋季降水越多,环湖区土壤水分贮存量越多,翌年土壤墒情越好、牧草返青越早且牧草产量越高。     

农田土壤水分实用模式初探

根据土壤水分运动方程建立了旱地农田土壤水分动态数值模拟模式，该模式利用作的发育期和一些参数估算作物根系深度和相对根密度垂直分布动态变化，避免过去对根系进行的困难，增强了模式的应用性能。通过参数敏感性检验和模式应用效果分析表明，该模式可用于干旱、半干旱气候区农田土壤水分预测，为分析作物水分利用和确定农田灌溉量提供科学依据。模式所需的输入为初始土壤含水量、土壤物理常数、作和播种期、逐日平均气温、相地湿     

广东省农用天气预报技术研究

根据6种不同类型的农田小气候的自动气象站的观测资料，分析了菜田土温、果树园内气温、鱼塘水温与气象站同类型气温的相关关系；利用逐步回归分析建立了以气象站同类气温为自变量的菜田土温、果树园内气温、鱼塘水温等预报模型。各模型的回归效果都达到了显著水平，平均绝对误差均和平均相对误差均在允许范围之内，具有较高的精度。利用Visual Basic 6．0，在WINDOWS平台上开发了方便实用的“农用天气预报系统”。     

Impact of temperature and precipitation variability on crop model predictions

Future climate changes, as well as differences in climates from one location to another, may involve changes in climatic variability as well as changes in means. In this study, a synthetic weather generator is used to systematically change the within-year variability of temperature and precipitation (and therefore also the interannual variability), without altering long-term mean values. For precipitation, both the magnitude and the qualitative nature of the variability are manipulated. The synthetic daily weather series serve as input to four crop simulation models. Crop growth is simulated for two locations and three soil types. Results indicate that average predicted yield decreases with increasing temperature variability where growing-season temperatures are below the optimum specified in the crop model for photosynethsis or biomass accumulation. However, increasing within-year variability of temperature has little impact on year-to-year variability of yield. The influence of changed precipitation variability on yield was mediated by the nature of the soil. The response on a droughtier soil was greatest when precipitation amounts were altered while keeping occurrence patterns unchanged. When increasing variability of precipitation was achieved through fewer but larger rain events, average yield on a soil with a large plant-available water capacity was more affected. This second difference is attributed to the manner in which plant water uptake is simulated. Failure to account for within-season changes in temperature and precipitation variability may cause serious errors in predicting crop-yield responses to future climate change when air temperatures deviate from crop optima and when soil water is likely to be depleted at depth.     

黑河地区近地面层辐射和温度的适用性模拟研究

为了检验中尺度区域大气模式在中国高原复杂下垫面区域气候模拟中的适用性,文中采用该模式在40余种不同的初始参数条件下模拟了1991年6月20日至7月20日黑河区域的近地面辐射收支平衡和空气温度。并分析了中尺度区域大气模式应用于中国西北部大起伏地形和高原地区复杂下垫面(HEIFE)的模拟能力。结果表明,在仅使用NCEP再分析资料、探空资料和常规地面观测资料(RAMS标准输入),而不根据当地特征调整区域大气模式初始参数的情况下,对近地面层的辐射收支和空气温度具有一定的模拟能力,但可能引发较大的误差;特别是地面向上长波辐射通量和2 m空气温度,其模拟结果与实测结果相差甚远。只有合理地调整模式的初始参数,主要是初始土壤层的温度和湿度,才能得到与实测资料符合良好的结果;而要进一步地模拟出这些物理量在复杂天气情况下的细致变化,则需要把土壤深度扩大到4 m左右,并使用较为可靠的数据初始化垂直非均匀的土壤湿度。     

春玉米灌溉量的确定方法及抗旱对策

根据试验资料，建立春玉米耗水量的数学模式，计算不同生育阶段的耗水量。在此基础上，借助农田水分平衡议程，设计出计算春玉米不同生育阶段灌溉量的动态变化议程，综合考虑未来天气趋势和土壤性质的作用，判断未来旱象的发生发展，科学地决策抗旱措施。     

Experiments using new initial soil moisture conditions and soil map in the Eta model over La Plata Basin

An effort towards a more accurate representation of soil moisture and its impact on the modeling of weather systems is presented. Sensitivity tests of precipitation to soil type and soil moisture changes are carried out using the atmospheric Eta model for the numerical simulation of the development of a mesoscale convective system over northern Argentina. Modified initial soil moisture conditions were obtained from a hydrological balance model developed and running operationally at INPE. A new soil map was elaborated using the available soil profile information from Brazil, Paraguay, Uruguay, and Argentina and depicts 18 different soil types. Results indicate that more accurate initial soil moisture conditions and incorporating a new soil map with hydraulic parameters, more representative of South American soils, improve daily total precipitation forecasts both in quantitative and spatial representations.