锡林郭勒盟地区级生态与农业气象监测评估服务系统

根据生态与农业气象业务需求,以气象通信网络为依托,采用Client/Server(C/S)体系结构,对生态与农业气象实时监测数据实现快速传输、有效存储和查询分析,及时将资料应用于生态与农业气象评估业务,为地方政府及有关生产部门提供农业气象决策服务.客户端运行县级生态与农业气象监测服务系统,负责信息监测、采集、传输;服务器端运行地区级的生态与农业气象评估服务系统,负责数据存储管理、综合分析、业务服务和产品制作等任务.     

浙江省农业气象灾害监测系统

浙江省农业气象灾害监测系统是“浙江省农业气象业务系统”的子系统。系统集实时数据接收、数据转译和数据库的形成、旬气象资料查询、实时灾害监测、历史灾害查询、监测报告发送和报表打印等功能于一体,操作简便,自动化程度高。     

利用卫星遥感对干旱进行实时监测和预警

利用EOS／MODIS卫星资料反演对地表覆盖的植被信息归一化植被指数（NDVI）和地表温度（TS）信息，通过建立温度植被旱情指数，对研究区域进行旱情实时监测，并应用GIS对旱情变化动态进行监测和预警，初步建立了干旱遥感监测与预警实时系统，能够快速反应各地区旱情发生发展情况，在业务和服务中有较好的应用价值。     

广西农业干旱动态评估模型

以自然条件下大气-作物-土壤系统的水量平衡方程为基础，结合广西干旱灾害特点，建立广西农业干旱评估模型。与广西历史农业旱情实况对比分析表明，该模型能够较客观、定量地对农业干旱的发生、发展过程进行逐日动态监测和灾中、灾后评估。     

青海省干旱服务系统设计与建立

在阐述本省干旱概念、类型、成因与评估指标的基础上，确定了旱情监测区域，采用地面常规监测、气候监测和空间遥感监测相结合的方法，设计和建立了“监测-评估-预测-预警”信息业务系统，为研究干旱发生规律，及时监测、预测干旱的发生及对旱情程度的评估，提供科学依据。     

NOAA/AVHRR 资料在青海省牧区草场旱情监测中的应用

文章介绍了遥感监测草场旱情的原理,提出了利用距平植被指数和干旱指数确定干旱区和干旱等级的方法。应用此方法评估1995年青海省牧区草场旱情,与农业气象旬报的旱情分析吻合较好。     

气象自动监测网资料综合应用业务系统

气象自动监测网资料综合应用业务系统集实时自动站资料自动收集、处理入库,多要素填图显示、表格显示、曲线显示,资料检索、统计查询,实时气象灾害监测预警,资料分析、资料输出等功能为一体.系统界面简捷,显示信息丰富,具有稳定性、可操作性和通用性.     

安顺市特大气象干旱影响评估

对2009年7月—2010年4月安顺市发生的特大气象干旱灾害进行分析和评估,得出这次气象灾害具有时间长、范围广、旱情重、危害大等特点,是安顺市有气象资料记录以来最为严重的干旱,给人民群众生活和工农业生产造成极大损失,属历史罕见。     

近10年来中国主要农业气象灾害监测预警与评估技术研究进展

频繁发生的农业气象灾害制约着我国农业生产的快速、健康发展。农业气象灾害一直是广大气象科技工作者开展的主要研究课题之一。在国家科技攻关等计划的支持下,近10年来农业气象灾害研究取得了许多成果。完善农业气象灾害监测业务和预报服务,构建农业气象灾害风险评估、防御体系是农业气象灾害研究的重点。基于3S技术和地面监测相结合,构建了农业气象灾害动态监测系统,从宏观和微观角度来全面监测农业气象灾害的发生发展;建立和完善了卫星遥感监测系统,开展干旱、洪涝、冷害等灾害的动态监测,逐步建立集3S于一体的高空时空分辨率的灾害监测预警系统。农业气象灾害预警研究主要包括:数理统计预报方法进一步发展,农业气象模式与气候模式结合的初步尝试,GIS和网络等高技术在农业气象灾害预警中的应用,省级农业气象灾害预测系统的研制。我国农业气象灾害风险(影响)评估的研究,大致可以2001年为界分为二个阶段。第一阶段,以灾害风险分析技术方法探索研究为主的起步阶段,第二阶段,以灾害影响平度的风险化、数量化技术方法为主的研究发展阶段,构建灾害风险分析、跟踪评估、灾后评估、应变对策的技术体系;具体研究包括农业气象灾害风险分析、风险评估、风险区划和基于遥感监测信息的农业干旱评估。近年来我国农业气象灾害防御研究主要是将高效利用农业气候资源的主动防御技术和开发防灾制剂的被动防御技术相结合,在防御农业干旱和低温冷害方面取得了良好效果。     

广西农业干旱动态评估模型

以自然条件下大气-作物-土壤系统的水量平衡方程为基础,结合广西干旱灾害特点,建立广西农业干旱评估模型。与广西历史农业旱情实况对比分析表明,该模型能够较客观、定量地对农业干旱的发生、发展过程进行逐日动态监测和灾中、灾后评估。     

辽宁省农业干旱监测预报业务系统的设计与实现

为了提高农业干旱的监测预测服务能力,减少农业干旱对社会生产生活的影响,通过对干旱信息的采集、存储、加工处理和干旱产品的制作发布等环节进行梳理与完善,构建辽宁省农业干旱监测预报业务系统,实现了对农业干旱的一体化、精细化和定量化监测和预测,实现了干旱产品的标准化、自动化制作和发布。该系统依托农业干旱监测技术、遥感干旱监测技术、农业干旱预报技术等手段,实现了观测数据的收集存储、干旱信息的展示分析和干旱产品的制作发布等功能,并形成了省、市、县一体化干旱服务体系。最终实现对干旱的全方位监测、立体化服务模式,从而提高应对干旱灾害的防灾减灾能力。该系统的业务化应用提高了农业干旱监测预测的定量化、自动化和智能化水平,提升了地面和卫星遥感干旱监测预测的业务能力。该系统构建的省市县一体化服务模式,形成了省级农业气象业务中心统一制作干旱产品,省、市、县3级同时开展精细化干旱指导服务的体系。     

Assessment of agricultural drought in rainfed cereal production areas of northern China

Agricultural drought assessment is an important tool for water management in water-scarce regions such as Inner Mongolia and northeastern China. Conventional methods have difficulty of clarifying long-term influences of drought on regional agricultural production. To accurately evaluate regional agricultural drought, we assessed the performance of drought indices by constructing a new assessment framework with three components: crop model calibration and validation, drought index calculation, and index assessment (standard period setting, mean value and agreement assessments). The Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model simulated well of county-level wheat and maize yields in the nine investigated counties. We calculated a major crop-specific index yield reduction caused by water stress (WSYR) in the EPIC crop model, by relating potential and rainfed yields. Using 26 agricultural drought cases, we compared WSYR with two meteorological drought indices: precipitation (P) and aridity index (AI). The results showed that WSYR had greater agreement (85 %) than either the precipitation (65 %) or aridity index (68 %). The temporal trend of the indices over the period 1962–2010 was tested using three approaches. The result via WSYR revealed a significant increase in the trend of agricultural drought in drought-prone counties, which could not be shown by the precipitation and aridity indices. Total number of dry year via WSYR from 1990s to 2000s increases more sharply than via P or AI. As shown by WSYR, the number of dry years in northeastern China and Inner Mongolia is generally increasing, particularly after the 2000s, in the western part of the study area. The study reveals the usefulness of the framework for drought index assessment and indicates the potential of WSYR and possible drought cases for drought classification.     

水分盈亏指数及其在农业干旱监测中的应用

从广西农业生产特点和农业干旱监测业务实际需要出发,建立了综合考虑降雨量和同期作物需水量的基于作物水分盈亏原理的农业干旱监测模型,农业干旱监测等级指标,并用该指标分析了1961～2004年广西双季稻、甘蔗生育期间农业干旱的时空分布特征,用自治区农业厅同期旱情资料对2004年广西春旱发生情况进行监测验证.结果表明:水分盈亏指数模型能很好地反映旱情,是一种实时的干旱监测方法,能运用于广西农业干旱监测业务,在每季干旱发生频率的时空分布特征分析上得到的结果也与实际情况相符合.     

内蒙古马铃薯干旱风险区划

利用1979—2013年内蒙古73个旗县气象站资料、历史干旱资料、马铃薯产量数据和社会属性数据等,通过内蒙古中西部和东部地区全生育期的降水负距平百分率与相对气象产量二者建立的回归方程,结合农业干旱等级和降水距平百分率气象干旱等级国家标准,得到了马铃薯轻旱、中旱和重旱的等级指标,确定了干旱致灾因子的危险性,结合承灾体的脆弱性、孕灾环境的暴露性和地区的防灾减灾能力的评价指标体系,利用地理信息系统（GIS）的空间分析功能,对内蒙古马铃薯干旱风险进行评估与区划。研究结果表明:高风险区主要分布在鄂尔多斯市东北部、呼和浩特市南部和北部、乌兰察布市大部和锡林郭勒盟南部地区,所占面积比例为19.1%;中风险区主要分布在呼和浩特市部分地区、赤峰市中部和南部、通辽市西北部、兴安盟东北部、呼伦贝尔市北部地区,所占面积比例为20.1%;干旱较低风险区主要分布在赤峰市西部和北部、通辽市东南部、兴安盟西南部、呼伦贝尔市东南部地区,分布区域面积最大,所占比例为41.0%;低风险区主要分布在灌溉区域,包括河套灌区和辽河流域,所占面积比例为19.8%。     

内蒙古地区干旱风险评估

分析了形成旱灾风险的有关因素,表明旱灾风险不仅与缺雨程度及持续时间有关,而且还有明显的季节性差异。用单位评价期内的降水距平百分率反映缺雨程度,用作物和生态系统不同季节的缺雨敏感度反映干旱影响的季节性差异,并以干旱持续期内单位时段旱灾风险的累加反映其累积效应,从而建立起旱灾风险的识别指数。应用旱灾风险指数对60年来内蒙古的旱灾风险进行了初步评估。给出了各级旱灾发生的概率,并统计出及各级旱灾对应的后果。对影响范围大、跨经两个以上作物生长年份、最大旱灾风险指数双倍于特旱的极端干旱在内蒙古的发生情况进行了分析。结果表明,20世纪80年代中期以来,内蒙古的极端干旱过程在逐渐东扩,内蒙古东部地区的旱灾出现了增多增强的趋势。     

干旱严重指数（DSI）在内蒙古地区的适用性分析

利用MODIS遥感产品计算内蒙古地区2000—2019年植被生长季的干旱严重指数(DSI),并结合气象干旱综合指数(MCI)、植被状态指数(VCI)等干旱指数和典型干旱过程,对DSI在内蒙古地区的适用性进行分析。研究表明,DSI与MCI、VCI的平均相关系数为0.509和0.839,分别通过0.05和0.01的显著性检验,具有较好的一致性。与MCI相比,DSI具有更高的空间分辨率,能反映不同植被类型抗旱能力的差异和区域植被改善后抗旱能力的增强。与VCI相比,DSI受高植被覆盖区归一化植被指数(NDVI)饱和现象的影响更小,并在干旱缓解期的灵敏性更高。DSI在内蒙古地区的适用性较好,可在干旱监测研究与业务中进行尝试和使用。     

基于CLDAS资料的内蒙古干旱监测分析

以内蒙古地区为研究区域,对中国气象局陆面数据同化系统（CMA Land Data Assimilation System,CLDAS）的土壤湿度和降水数据进行了评估,使用土壤相对湿度法和连续无降水日数法监测2014年夏季干旱,并选择干旱年（2014年）和湿润年（2013年）与标准化降水指数和降水百分位指数法进行验证分析。结果表明：CLDAS资料能够很好地再现日土壤相对湿度动态变化情况和降水落区与量级,能够满足干旱监测的需求;基于CLDAS数据的土壤相对湿度法可以方便、快捷地监测干旱日变化和区域性变化,连续无有效降水日数法对评估长时间、持续性干旱较为有效;CLDAS同化数据在时效性、分辨率、代表性上能够满足气象服务的需求,可作为观测资料的重要补充广泛应用于业务和科研,特别是对于地广人稀且气象站点相对较少的内蒙古地区气象服务潜力巨大。     

基于MCI的内蒙古气象干旱强度特征分析

根据新修订的《气象干旱等级》(GB/T 20481—2017)国家标准,计算了内蒙古82个气象站1962—2017年4月至10月逐日气象干旱综合指数(MCI),利用相关性分析、M-K检验、EOF分解、Morlet小波等方法,分析了内蒙古不同区域干旱强度时空分布及变化特征,为开展基于MCI的气象干旱监测业务提供科学依据。结果表明:内蒙古地区MCI的监测结果与农业旱灾综合减产成数(C指标)具有较高的相关性。内蒙古春季干旱强度普遍较重,夏季干旱强度受地形影响明显,阴山以北、贺兰山以西干旱强度较重,秋季干旱强度相对较轻。从干旱的年际变化来看,春季干旱强度有减弱趋势,秋季有增强趋势,夏季干旱强度与年平均干旱强度无明显变化。EOF分析的前三个主要模态为全区一致、东西部相反和中部与东西部相反,其贡献率分别为55.2%、8.2%和5.0%。春季和夏季干旱强度的主要变化周期为3～4 a和6～7 a,秋季除短周期外还存在17～19 a的长周期,各季节在1995—2005年间还存在显著的1～2 a短周期变化,说明该时期内蒙古地区年际间的旱涝变化剧烈。     

内蒙古典型草原区域Palmer气象干旱指数适用性分析

本研究选取我国内蒙古典型草原下垫面区域,进行PDSI在半干旱半湿润典型草原下垫面下的适用性分析。从各单点PDSI结果与区域平均PDSI的相关性结果以及PDSI与降水距平百分率、标准化降水蒸散指数、归一化植被指数以及实际干旱记载对比分析可以看出,PDSI结果与其余各干旱指标对比分析结果无论在时间趋势的一致性还是空间分布的吻合程度方面均很好的对应,说明PDSI在典型草原下垫面区域具有较好适用性,能很好反映此类下垫面状况下的干湿状况;同时,PDSI在指示频繁交替的旱涝时存在时间滞后性。研究结果可为PDSI在类似区域的精细化应用及在其余下垫面状况下的适用性分析提供参考。     

农业旱涝指标及在江淮地区监测预警中的应用

该文提出了一个可业务应用的农业旱涝监测预警气象指标———累积湿润指数。该指标以相对湿润度指数为基础, 用作物需水量取代参考作物蒸散量, 并考虑前期旱涝程度对当前旱涝状况的累积影响, 具有农业意义。为方便农业气象业务应用, 采用FAO Penman-Monteith模型的简化方法计算参考作物蒸散量, 用气温资料对简化式进行校准, 将误差减小到可满足应用要求; 通过求算不同区域农田作物系数的加权平均值, 得到宏观农田作物需水量, 并确定了该指标分区域的旬旱涝等级标准。该指标用于旱涝监测, 与土壤墒情的定性符合率为80%~90%, 定量符合率为60%~70%, 在旬时间尺度比土壤墒情指标更符合旱涝实况; 用于下一旬旱涝预警, 尽管受到中期降水量预报准确度影响, 但由于含有前期旱涝实况信息, 预警趋势大体正确, 提高了旱涝预警的准确度。