渭河谷地地下水位变化与作物需水关系

根据天水农试站１９８３—１９９２年地下水位观测资料，分析得出了当地地下水位的变化规律和地下水对土壤水分变化的影响，并根据当地主要粮食作物的生长特点，对其需水与地下水位变化的关系进行了探讨。     

新型蒸渗仪及其对陆面实际蒸散发过程的观测研究

水量平衡和蒸散发过程研究是水文循环研究的重要方面。正确的观测和计算地表实际蒸散发量对认识气候变化条件下的水循环特征、实现区域水资源的可持续开发利用具有非常重要的意义。传统蒸渗仪功能单一,不仅安装费用较高,日常维护和观测需要大量的人力物力,观测精度也常常受到仪器系统误差或人为因素的影响。围绕着陆面蒸散发观测和解决"蒸发悖论"的科学问题,设计了用于研究气候变化对水循环、陆面蒸散发影响的野外自动观测实验的新系统,站址选择在江西省南昌县生态实验站。该新型蒸渗仪(Lysimeter)系统采用先进的高分辨率称重系统(陆面蒸散发观测精度:0.01 mm)、高精度土壤水分水势传感器(pf:0-7,国际专利号:102004010518.9)和动态IP解析技术的GPRS数据采集器(24 bit,512 k),通过地表气象站、土壤水分水势、蒸渗仪和地下水位等独立的观测实验对比,确定陆地表面实际蒸散发量以及蒸散发过程的有关参数。该系统无论在测量的精度及频次上都比传统观测方法有极大的提高。另外,除了应用于陆面实际蒸散发量的观测外,该系统装置了2004年获得国际专利的新型土壤水分、温度和水势传感器,观测精度较高,观测频次可调节幅度较大,且适应多种环境条件,能够根据不同的科学目标进行新的组合和设计。     

陆面过程模式中地下水位的参数化及初步应用

田间研究表明地表水和地下水有重要的相互作用,它与土壤含水量密切相关.土壤含水量不仅在陆气相互作用系统水和能量平衡中,而且在干旱、洪水预报、水资源管理、生态系统研究中起十分重要的作用.因此,研究地表水和地下水的相互作用,建立陆面模式中地下水位的动态表示,对于气候与水资源研究具有重要意义.将地下水位的动态表示问题归结为饱和与非饱和流问题,发展了其数值计算方案,建立了地下水位的动态表示,并与陆面过程模型耦合,建立了陆气相互作用中地下水位的动态表示,并进行了数值模拟研究.     

基于地下水位变化的荒漠河岸林蒸散估算

深根植物生长季蒸腾耗水是河岸林消耗地下水的主要方式之一,是荒漠绿洲水分循环的重要环节,因而有效估算荒漠河岸林蒸散对于河岸林管理具有重要的意义。本研究利用地下水位日波动方法对额济纳绿洲荒漠河岸林进行了蒸散估算研究,结果表明基于地下水日波动方法估算得到的七道桥胡杨林蒸散量与涡度相关和FAO-PM方法得到的蒸散结果变化趋势较为一致,且显著相关,说明地下水位日波动方法可以用于估算极端干旱的荒漠河岸林下的植被蒸散发量。最后探讨了考虑植物夜间蒸腾的地下水位日波动方法,新方法的蒸散估算较原始地下水位日波动方法的蒸散估算占涡度观测蒸散的比例从70%提高到了90%。     

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     

单多普勒雷达径向风同化的改进

基于现有的单多普勒雷达径向速度资料直接同化和间接同化方法,提出了一种改进同化方法,通过引入反演方程组作为观测算子,将分析单元内径向风的空间变化信息作为同化变量。同时,根据模式的分辨率和精度要求调整分析单元大小,从而能够有效地弥补数据稀释化所带来的高分辨率数据遗失问题。相对于直接同化只同化雷达观测径向风,改进方法不仅包含径向风信息,而且包含径向风的空间变化信息;相对于传统的间接同化,改进方法不直接使用强约束求解析风场,避免了将反演风场完全等同于"观测风场",能够较大程度地克服反演误差对同化效果的影响。通过理想实验和观测系统模拟试验表明:改进方法对于传统的直接同化和间接同化具有一定的兼容性,应用灵活,具有积极的改进意义。     

福州市大雾天气环流分型研究

利用1981～2005年NCEP再分析资料、常规地面和高空观测资料,结合Lamb-Jenkinson（L—J）环流分型方法和传统天气形势分型方法,分析了福州大雾发生时的天气形势特征。分析结果表明：传统分型方法和L—J分型方法对大雾发生时的主要天气形势分型具有基本一致的气压场分布,即大雾发生时海平面气压为均压场分布;并且L-J分型方法可得到较传统分型方法更细致和全面的结果,可为福州大雾的客观预报提供重要的依据。     

小海坨山冬奥赛场气象观测试验及初步结果分析

2017年1—3月,在北京延庆小海坨冬奥赛场周边开展了复杂地形综合气象观测试验,建立了由7个自动气象站、17个便携温湿度观测仪(HOBO)和2个综合观测站组成的观测网,开展了为期7 d的GPS探空加密观测。基于加密观测资料,对比了不同海拔高度的地面观测站获取的温度廓线与探空观测的温度廓线之间的差异,捕捉到了对冬奥赛事有重要影响的半山腰云,并对其特征进行了初步分析。有半山腰云的时段,地面风向日变化特征明显,半山腰云主要出现在海拔1100～1 700 m高度,在探空观测上表现为饱和水汽层。一般而言,半山腰云的云顶对应于逆温层底,云顶上方有逆温层覆盖,夜间,受下坡风和向下谷风影响,云层下方多为西北风或偏西风,云层内全天多为弱偏东风或东南风。在半山腰云顶及逆温层顶之上,有明显的偏西风或西北风。初步分析结果表明,背风坡下沉气流形成的逆温层以及大范围偏东风水汽输送可能是半山腰云产生的主要原因。     

赤峰市地下水位评估及影响分析

文章从赤峰市2005—2010年地下水位监测数据及同一时期降水、气温等气象资料,评估地下水位变化情况,分析了降水量、气温等对地下水位变化的影响,地下水位下降对生态环境的影响,并提出了应对地下水位下降的建议及对策。     

基于EEMD-CES的单站地面气温资料质量控制方法研究

为了去除或减少我国地面气温观测资料中含有的噪声成分,提高观测资料质量,提出了一种新的单站质量控制算法。该算法融合了集合经验模态分解法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和三次指数平滑法(Cubic Exponential Smooth,CES)。利用EEMD方法将气温观测资料分解为一系列相对平稳的本征模分量,并基于能量密度和相关性准则从中分析筛选出目标分量,以完成资料重构;利用CES方法对重构资料建立单站质量控制模型,形成了一种基于EEMD-CES的地面观测资料质量控制算法。为检验该方法的可行性与适用性,选取2008年全国9个观测站地面逐时气温观测资料进行质量控制,并对比传统的单站质量控制法、经验模态分解法和三次指数平滑法的质量控制效果。试验结果表明,基于EEMD-CES的质量控制方法能有效地标记出数据的可疑值,相比传统方法,具有更高的检错率和更强的适应性。     

荆江河段洪水水位预报方法研究

研制了荆江河段各站具体的洪水水位预报方案,并对预报方案进行了检验。研究表明:利用洪水预测的上下游相关法,建立荆江河段宜昌-枝城、枝城-沙市、沙市-城陵矶-石首、枝城-城陵矶-监利等水文预报站点的上下游相应水位关系曲线,能较好的预测荆江河段各预报站点洪水水位,并且通过对1969、1981、1983年3次洪峰过程试报的结果表明,该方案具有较好的适应性。     

赣江流域水位预报模式初步研究

利用赣江流域2004～2006年4～7月气象测站的实测雨量资料,计算得到流域上、中、下流域段的面雨量,以面雨量为初值场,再利用最小二乘法原理求解方程,建立了赣江流域水位预报模式;并通过对2003年5～7月(4月份缺资料,5～7月部分资料残缺)水位预报模拟试验进行检验。结果表明:模拟值能反映出赣江流域上、中、下游的水位突变趋势,与实况值变化趋势较吻合,对防汛决策服务有一定的参考意义。     

环青海湖地区气候变化及其对湖泊水位的影响

分析青海湖地区1961～2000年气象观测资料得出：年和四季的气温、地表蒸发以及年和夏季、冬季降水变化的气候倾向率均为正值;而春季、秋季降水变化的气候倾向率为负值。气温升高、地表蒸发加大的趋势比较显著,而降水增多的趋势不显著且年代际变化比较大,气温、地表蒸发等气象要素有向暖干化过渡的趋势,这种暖干化趋势是造成青海湖水位下降的主要原因之一。     

青海湖流域气候变化及其对湖水位的影响

选取青海湖流域1958～2009年刚察和天峻气象站的气象资料及青海湖水位资料,分析了流域的气温、降水、干旱指数和地温的变化特征及对青海湖水位的影响。研究得出:①20世纪80年代中期是青海湖流域气候由暖干向暖湿变化的转折时期,2000年后暖湿的气候特征更加明显;②气温和地温均呈现显著上升趋势,气温的变化率为0.27～0.31℃/10a,5～320cm地温的增加趋势比气温显著,变化率为0.49～0.64℃/10a(P0.01);③和气温相比,地温与水位的线性关系更明显,相关系数为-0.66～-0.8(P0.01),随着土层深度的增加,线性关系增强;④当年的干旱情况影响次年水位的变化,降水和气温的变化对次年水位的影响大于对当年水位的影响;⑤当年的水位变化量与前一年冬季气温的变化量呈显著的负相关(P0.01),与前一年秋季降水的变化量呈显著正相关(P0.01)。     

松花江干流（哈尔滨段）春季最低水位预测方法

利用1949~2003年松花江(哈尔滨段)最低水位资料,分析松花江干流(哈尔滨段)春季最低水位变化规律和典型枯水年成因,分析了其与松花江、嫩江等松花江流域面雨量的相关性,与拉尼娜、厄尔尼诺、太阳黑子等的关系。以松花江、嫩江、第二松花江流域7~11月面雨量总和及前一年松花江干流(哈尔滨段)最高水位为因子,预测2004~2013年松花江干流(哈尔滨段)最低水位。利用方差周期方法、均生函数方法对2004~2013年拉尼娜、厄尔尼诺、太阳黑子及松花江、嫩江、第二松花江流域月面雨量进行预测,并以此预测对2004~2013年松花江干流(哈尔滨段)最低水位进行订正,得出预测结论。     

江苏里下河地区降水与水位的关系

洪涝是里下河地区汛期的主要灾害,也是当地各级政府防范的重点。洪涝灾害的发生,与降水前的水位有着密切的关系,作者根据里下河地区的特殊水系和地形,研究确定出降水量与水位的定量关系。根据降水的预报,得出雨后的最高水位预报值,防汛部门可根据预报结果,提前采取必要的措施,减少洪涝灾害的影响。     

松花江、嫩江流域降水异常对水位变化的影响

利用松花法、嫩江流域的气象和水文资料,讨论了该流域降水对水位变化的影响。结论指出,松花江、嫩江流域汛期一变化与流域内的降水有密切的关系。１９９８年夏季特大洪水主要是由嫩江流域降水异常偏多引起的,逐日水位变化取决于上游水位和临近流域的降水情况。     

基于主分量的神经网络水位预报模型应用研究

根据气象和水文资料，以上游面雨量、水位值为预报因子，以西江流域的梧州水位为预报量，发现预报因子与预报量有很好的相关性。采用人工神经网络与主分量分析相结合的方法，建立了梧州水位的预报模型。结果表明，该预报模型对历史样本拟合精度高，试报效果及预报稳定性明显好于传统的神经网络预报模型，可在预报业务中应用。     

青藏高原中东部冬夏高层水汽时空特征分析

利用青藏高原中东部地区16个探空站的1979—2008年各标准等压面上的月平均探空资料对青藏高原中东部地区500～200hPa高层水汽冬夏季时空分布特征及变化趋势进行了研究,结果表明:①空间分布上,青藏高原的水汽空间分布冬夏两季呈现出一致明显的西北—东南走向,高原南部水汽年际变化波动较大,北部较稳定;夏冬两季水汽总体呈现一致变化,同时夏季还存在南北向的反相位区域异常变化,冬季则表现为东西向的反相位变化;②时间变化上,青藏高原夏季水汽总体呈现出较弱的上升趋势,1979—1995年水汽有下降趋势,1996—2005年转为增加趋势,突变主要在1997、2006年;冬季水汽总体为弱下降趋势,1979—1984年水汽为下降趋势,1985—2004年增长并保持稳定,突变主要在1986、2005年;同时青藏高原水汽还存在西部水汽增加而东部水汽呈减少趋势的区域变化特征。