多时间尺度气象干旱指数在内蒙古典型草原的适应性研究

利用1981—2015年内蒙古典型草原牧草观测站土壤水分和气象观测资料,对比分析不同时间尺度气象干旱指数与各季节0～20、0～50、0～100 cm深度土壤相对湿度的相关性,探究多时间尺度气象干旱指数在典型草原干旱监测中的适用性,并基于多元回归分析构建各站点不同季节土壤相对湿度的预测模型。结果表明:春、夏、秋三季,内蒙古典型草原0～20 cm土壤相对湿度均主要受前2个月水分盈亏的影响,而0～50 cm和0～100 cm的土壤相对湿度不同季节受影响的时间尺度不同。其中,春季0～50 cm和0～100 cm的土壤墒情受年尺度降水影响最显著;夏季,0～50 cm土壤墒情与前2个月内大气水分平衡状况相关性最高,而0～100 cm土壤干旱则主要受前2～6个月尺度降水亏缺影响最明显;秋季,0～50 cm土壤相对湿度受前3～6个月尺度降水异常影响最显著,而0～100 cm土壤相对湿度则与前3个月尺度的降水和蒸散间的平衡状况关系最密切,且前6个月以上尺度的气象干旱也存在明显影响。CI、MCI和PDSI因考虑大气水分长期亏缺和近期亏缺的综合效应,与各季节不同深度土壤相对湿度的相关性总体高于其他气象干旱指数。基于前期气象干旱指数构建的土壤相对湿度预报模型能够较好地拟合典型草原土壤水分的变化,为当地牧草干旱监测和预警提供一定参考。     

不同土壤水分控制对东北地区玉米农田土壤呼吸的影响

基于锦州地区土壤水分控制试验,研究不同土壤水分条件(土壤相对湿度分别为86%、96%和105%)对东北地区玉米农田土壤呼吸的影响,分析不同土壤水分条件下玉米农田土壤温度对土壤呼吸速率的影响。结果表明:2013年锦州地区玉米农田不同土壤水分控制影响土壤呼吸速率的大小,同时间不同土壤水分控制条件下玉米农田的土壤呼吸速率均随土壤相对湿度的增加而降低(土壤相对湿度86%土壤相对湿度96%土壤相对湿度105%)。锦州地区玉米农田土壤呼吸的日动态和季节动态变化趋势均不受土壤水分的影响,均呈单峰型,其中土壤呼吸速率日最大值出现在11—14时,土壤呼吸速率季最大值出现在8月。不同土壤水分控制影响玉米农田土壤呼吸对土壤温度的敏感性,土壤呼吸的日动态变化与10 cm土壤温度的日动态变化存在时间滞后性,8月和9月土壤温度最大值较土壤呼吸最大值滞后5—6 h。不同土壤水分条件下玉米农田土壤呼吸速率与10 cm、15 cm、30 cm和45 cm土壤温度均呈显著或极显著的正相关关系,其中土壤呼吸速率与45 cm土壤温度相关性最高。2013年锦州地区不同土壤相对湿度条件下(86%、96%和105%),玉米农田的土壤呼吸速率与45 cm土壤温度均呈指数函数关系,土壤相对湿度为86%、96%和105%时的土壤温度敏感性指数Q_(10)分别为1.92、2.20、1.72。     

青海省降水与旱地土壤水分关系的研究

本文在全省选取互助、贵德、铁卜加、门源4个代表站和东部浅山农业区10个站，分析干旱地段降水量与土壤水分变化的定量关系。结果表明，大部分地区不同深度、不同范围的土壤相对湿度和干土层与旬降水量的相关关系显著。因此可以直接建立降水与土壤相对湿度增减的预报关系式，用于土壤相对湿度的预报。对于无法建立相关关系的地区，通过分析最小有效降水量，可以确定降水量对土壤水分的贡献。利用降水与土壤相对湿度增减的相关方程和干土层厚度变化与降水量关系进行土壤墒情预报，在1991—1995年期间的资料回代中效果较好。     

土壤水分条件对冬小麦生长发育及产量构成影响研究

通过2011-2013年中国气象局固城生态环境与农业气象试验站冬小麦种植试验,利用冬小麦不同生育期土壤湿度、根长密度、株高、绿叶面积和产量等资料,研究不同土壤水分条件对河北固城冬小麦生长发育和产量构成的影响。结果表明：2011-2012年固城站冬小麦0-50 cm土壤相对湿度>50%为冬小麦适宜土壤湿度。2012-2013年固城站冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度<55%时,尽管80-120 cm土壤相对湿度为55%-80%,但冬小麦根系和产量构成要素均较小。冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时,冬小麦根系总量最多,则冬小麦生长发育最好,产量构成要素均较好,总产量最高。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度<55%时,冬小麦根系总量最小,且根系集中分布的深度也较浅,总产量最小。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度>80%时,冬小麦根系总量较多,但总体产量比0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时低。     

土壤相对湿度与接地电阻的变化关系研究

通过对柳州农业气象试验站办公楼接地电阻为期16个月的不间断测试,并结合该站土壤相对湿度的观测数据,总结分析土壤相对湿度与接地电阻的变化关系,结果表明:土壤相对湿度与接地电阻的相关性存在显著的负相关性,在相同土壤相对湿度条件下,随着土壤深度的增加,土壤相对湿度对接地电阻的影响更显著。     

富裕县农田土壤湿度变化及其对玉米发育期和产量的影响

本文旨在分析黑龙江省富裕县农田土壤相对湿度对玉米发育期和产量的影响,以期为松嫩平原西部玉米生产提供科学参考。以黑龙江省富裕县为研究区域,利用1982—2017年土壤相对湿度资料、1995—2017年玉米发育期资料、玉米产量资料,采用对比分析、相关分析、Mann-Kendall突变检验法,分析土壤相对湿度变化特征,研究土壤相对湿度对玉米发育期和产量的影响。结果表明：富裕县近36 a土壤相对湿度呈增加—减小—增加的趋势。播种期—出苗期、拔节期—抽雄期、乳熟期—成熟期土壤干旱平均每4—6 a一遇,抽雄期—乳熟期每2—3 a一遇,出苗期—拔节期土壤基本无旱。各发育期土壤相对湿度减小的突变年在1987年前后,增加的突变年在2013年前后。20世纪80年代土壤较适宜,干旱轻,90年代土壤相对湿度迅速下降,干旱最重,之后随着年代的推移土壤干旱逐渐减轻。玉米主要发育期中播种期—出苗期、出苗期—拔节期土壤干旱对产量影响较小,拔节期—成熟期是土壤干旱影响产量的主要时期。     

用三种干旱指数对比分析春季干旱等级

用铜川、耀州区和宜君县气象站2007年4—6月和2008年5月土壤墒情和降水量观测资料,对比分析降水量距平百分率、相对湿润度和土壤相对湿度指数在确定春季干旱等级时的差异,发现3种干旱指数在确定季度时间尺度干旱等级时,结论基本一致,但月时间尺度干旱等级的确定,降水量距平百分率和相对湿润度结论相差不大,土壤相对湿度指数滞后比较明显。降水量距平百分率和相对湿润度干旱指数比较适合确定气候干旱,土壤相对湿度指数适合确定农业干旱。     

CLDAS融合土壤相对湿度产品适用性评估及在气象干旱监测中的应用

基于2008—2017年全国自动气象观测站逐旬土壤相对湿度观测数据,综合评估中国气象局陆面数据同化系统（CMA Land Data Assimilation System,CLDAS）0～20 cm层融合土壤相对湿度产品在中国地区的适用性,评估表明CLDAS土壤相对湿度产品在中国东北、西北、江南大部及华南等地区存在较大系统性误差,总体上适用性较差。为消除CLDAS土壤相对湿度产品的系统性误差,采用回归订正法、7旬滑动平均订正法和临近加权前旬订正法对CLDAS土壤相对湿度产品进行误差订正处理,对订正结果评估发现：订正处理后CLDAS土壤相对湿度产品与站点观测的相关性显著增加,系统偏差基本消除,适用性明显提高,3种订正方法中临近加权前旬订正法的订正效果最优。最后,采用经不同方法订正后的CLDAS土壤相对湿度产品对2017年5月东北—华北地区一次气象干旱个例进行重现,对比验证表明：相对其他两种订正方法,经临近加权前旬订正法处理后的CLDAS土壤相对湿度产品能更为精准地重现2017年5月东北—华北地区气象干旱的落区和强度。〖JP〗     

青海南部冻融区高寒草地土壤温度变化及热量传输特征

为进一步了解高寒地区草地土壤冻融期（5—9月为融期,10月—翌年4月为冻期）能量收支平衡及不同剖面物理属性过程,采用热传导对流法、振幅法和相位法就该区不同深度土壤热通量分别进行了计算,并初步分析了不同年际间土壤热力学参数的变化特征。结果表明,热传导对流法能较好地描述高寒地区不同深度土壤热通量的变化特征。不同深度土壤温度的多年平均值由地表向深层土壤逐渐呈滞后效应,地表温度（T_0cm）最高值出现在7月份左右,而深层土壤T_160cm和T_320cm的最高值出现时间分别为8月和9月,且随着土壤深度的增加,其振幅减小,相位滞后。中间层土壤温度实测值与模拟值的拟合效果最佳,回归校正系数分别为0.9361、0.9509和0.9133;土壤总热通量与对流热通量相位的变化趋势一致,而与传导热通量相反。因此,季节变化是影响该区土壤剖面热量传递过程和传输方向的主导因子。     

多情景土壤水分胁迫对固城夏玉米产量的定量影响评估

基于河北省固城生态与农业气象试验站2013—2015年夏玉米田间水分控制试验资料,分多情景模拟自然环境,研究了水分充足条件下夏玉米穗粒重随发育进程(DVS)的变化特征,对比分析了不同持续时间、不同发育阶段、不同程度水分胁迫对产量的影响,并建立了不同情景水分胁迫下土壤相对湿度与产量的定量关系模型。结果表明,在水分充足条件下,夏玉米穗粒重随DVS的增加呈现"慢—快—慢"的增长特征,其中乳熟—乳熟后10d的增长幅度和增长速率均为最大;水分胁迫发生在抽雄后10d—乳熟阶段,粒重减少最明显。夏玉米产量与出苗—拔节(阶段Ⅰ)、拔节—抽雄(阶段Ⅱ)、抽雄—成熟(阶段Ⅲ)以及[阶段Ⅰ+阶段Ⅱ]和[阶段Ⅱ+阶段Ⅲ]5个不同时段土壤相对湿度均呈线性显著正相关关系,其关系模型表明,水分胁迫程度越严重、持续时间越长,产量减少幅度越大,不同阶段、相同胁迫程度和持续时间对产量的影响总体表现为:阶段Ⅰ阶段Ⅱ阶段Ⅲ[阶段Ⅰ+阶段Ⅱ][阶段Ⅱ+阶段Ⅲ],以上阶段土壤相对湿度下降10%,产量分别减少89.7g/m2、122.7g/m2、129.8g/m2、133.7g/m2和144.4g/m2,减幅为22.8%～36.8%。     

土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害发生的影响

以华北黄淮地区高温低湿型冬小麦干热风灾害为研究对象,基于逐日逐时气象资料、分层土壤水分资料、灾情资料等,采用历史灾情反演、独立t检验等方法,将灾情记录中无明确记载和有明确记载土壤相对湿度影响干热风灾害的样本分为A类和B类,基于两类样本相互独立,厘定各土层对干热风灾害有影响的土壤相对湿度阈值,利用随机预留样本验证阈值的合理性。结果表明:分层和整层土壤相对湿度阈值均随土层深度增加而增大,其中整层阈值平均值近似60%;独立样本检验符合率在80%左右。为便于业务应用,选取10~20 cm土层相对湿度60%为土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响的临界阈值。当土壤相对湿度大于等于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响显著;当土壤相对湿度小于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响较小,独立样本检验符合率达82.5%。该文为量化评估土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害的影响提供了科学依据。     

南京地区气溶胶谱分布的湿度相关性分析和等效复折射率预测

通过实验收集大气颗粒物，对南京地区大气气溶胶谱分布进行了描述，对气溶胶分布与相对湿度的相关性进行了探讨。建立了南京地区7—11月气溶胶化学组分的月平均模型，得出气溶胶等效复折射率的预测方法。结果表明：南京地区的大气气溶胶颗粒物，峰值粒径在80~100 nm范围，属于典型的城市型气溶胶。数浓度与相对湿度的相关性与季节和粒径大小有关，在6—9月，相对湿度与细粒子数浓度呈负相关，与粗粒子呈正相关，在10—11月相反，且易受极端天气影响。建立的干气溶胶等效复折射率月平均模型，结合湿度修正模型得到某一日的复折射率，与AERONET站点数据进行了对比，结果较为一致，误差范围在0~0.03。     

北方农牧交错带春小麦生育期对气候变化的响应——以内蒙古武川县为例

北方农牧交错带是气候变化的敏感地带,研究气候变化对农业生产的影响规律与农业生产的响应特征,对促进北方农牧交错带的农业可持续发展具有重要意义。以北方农牧交错带代表性站点--武川县为例,基于1960-2009年气象观测数据和1992-2010年春小麦农业气象观测数据,研究了气候变化与春小麦生育期变化之间的相互关系。结果表明,武川县1960-2009年年平均气温每10年升高0.43℃,春季稳定通过0℃的初日每10年提前0.98 d,当地满足春小麦播种温度的日期有提前的趋势,秋季稳定通过0℃的终日每10年推迟0.24 d,生长季具有延长趋势;1992-2010年作物生长季（4-8月）0～10 cm、10～20 cm土壤相对湿度有明显下降趋势,平均每10年分别下降18%和13%;播种期与0～10 cm和10～20 cm土壤相对湿度呈现显著负相关关系,表现为土壤相对湿度每降低1%,播种期分别推迟0.2 d和0.3 d;各生育期与播种期一样,受温度与水分综合作用的影响,不同生育期与二者之间关系不同,各生育期之间持续日数与二者呈正相关关系。研究得出,春小麦生育期的变化是各气侯因素综合作用的结果,在北方农牧交错带,水分对农作物生长发育具有较大影响,直接影响着春小麦的各个生育过程。     

青藏高原气候由暖干到暖湿时期的年代际变化特征研究

利用1961~1998年青藏高原123个气象台站常规地面观测资料，对近40年青藏高原地区的气候年代际变化特征进行分析。分析结果表明:20世纪80年代中后期青藏高原经历了一次气温、降水量、相对湿度显著增加的气候突变。以突变点为界，可以划分为两个时期，即从20世纪60年代初到80年代中后期，青藏高原为相对暖干时期，从20世纪80年代后期开始，青藏高原进入相对暖湿时期。由此，从气温、降水量、相对湿度的变化特征和突变理论上可以初步判断，20世纪80年代中后期青藏高原气候年代际变化实现了由暖干型向暖湿型的突变。青藏高原气温和降水突变早于相对湿度突变；青藏高原的增温、增湿现象主要发生在冬季；春季亦增温、增湿，但增幅小于冬季；夏季出现增温和略减湿现象；秋季为明显增温，但湿度无明显变化。     

城市庭院小气候特征季节变化初探

通过对低纬城市－－昆明城市庭院内的草地、屋顶和道路的气象观测资料的比较分析，研究了庭院内不同下垫面的小气候变化规律和差异特征。昆明地区不同下垫面气象要素均具有与大气候相近的变化趋势，平均最高气温最大值出现在干季后期；气温日较差干季大，雨季小。相对湿度雨季大，变化小；干季小，变化大。风速以干季较大；雨季数值小，变化也小等年变化特征。比较不同下垫面的气象要素值得出，由于受下垫面和测点附近环境影响，与草地相比，屋顶和道路的最高气温高，最低气温低，气温日较差较大，相对湿度低，风速大，其差异表现为干季大、雨季小。     

若尔盖生态区旅游气候资源及空气清新度分析

利用1980~2019年若尔盖生态区内及周边共5个国家气象站逐日的气温、降水、风速、日照时数、相对湿度观测资料,以及2018~2019年葵花-8卫星AOD数据、MODIS卫星NDVI数据,对若尔盖生态区旅游气候资源和空气清新度进行了综合分析。结果表明:若尔盖生态区光能资源丰富,年平均日照时数达2128.2h;气温偏低,年均气温为5.5℃,各站月均气温为?9.3℃~22.6℃;平均年降雨量为685.6mm,干雨季分明,4~10月降水量占全年总降水量80%;年均相对湿度为65.7%,年均适宜湿度日数为287d;年均风速为1.9m/s,年均适宜风速日数为358d;若尔盖生态区空气清新指数RSAI全年均维持在较高水平,7月RASI值最高达到24.16,平均空气清新度全年皆在“较清新”及以上级别。该地区4~10月旅游气候资源相对最优,空气清新度达“非常清新”级,温度、湿度、风速适宜且日照充沛。夏季体感凉爽舒适、空气清新度高、最适宜开展避暑旅游活动。春秋偏凉,但大部分人仍可进行户外旅行,适逢开花季和红叶季前后,有利于挖掘物候景观资源。      

人工与自动土壤水分平行观测资料对比分析

采用对比差值、差值概率和相关分析等方法对南城2005年9月8日至2007年1月28日期间HYA-SF型土壤水分自动监测站与人工平行对比观测的土壤湿度资料进行统计和一致性分析。结果表明,人工与自动观测资料的一致性在40 cm、50 cm土层表现最好,在5 cm、10 cm土层表现相对最差;总体上自动观测值高于人工观测值,二者数据差异在少雨或干旱季节常小于多雨季节;对比观测时段内人工与自动观测数据序列的相关性在各层均表现为显著,多项式回归趋势基本能反应土壤含水量的变化趋势。分析结果可为评估HYA-SF型土壤水分自动站的监测能力提供客观依据。     

1981-2012年辽宁省春播期土壤相对湿度月尺度数据重建

辽宁省现有测站春播期土壤相对湿度数据存在不连续性及长时间序列缺失问题。以海城站为例,分析现有土壤相对湿度（0-20 cm）与气象因子及临近站点土壤相对湿度的相关关系,构建海城春播期土壤相对湿度统计回归模型,模拟缺测时段春播期土壤相对湿度。进而以此方法重建辽宁省20个观测站1981-2012年春播期土壤相对湿度月尺度数据。结果表明：海城土壤相对湿度与降水量和秋季封冻雨关联较大,相关系数分别超过0.60和0.30,与同期临近站点本溪站土壤相对湿度相关性也超过0.40,依据该3要素构建的4月和5月土壤相湿度统计回归模型复相关系数R2分别达0.79和0.77,模拟结果与实测资料平均相对误差为2.6 %,模拟效果较好;对辽宁省其他数据缺失站点构建的回归模型复相关系数均高于0.50,模型拟合精度优于85 %,拟合值和实测值平均相对误差基本控制在15 %以内,较好完成辽宁省20个测站1981-2012年春播期土壤相对湿度月尺度数据重建。     

青藏高原多年冻土区典型下垫面冻融过程作用分析

利用青藏高原腹地安多站土壤观测资料,根据10cm土壤日最高和最低温度将冻土分为融化过程、完全融化、冻结过程和完全冻结四个阶段,并结合感热通量、积雪深度、相对湿度和降水资料定性的探讨了冻融过程对地气热量、水分交换的影响。结果表明:各层土壤在东亚季风爆发前期由上至下完成融化过程,10月中旬～12月上旬完成冻结过程,融化期普遍长于冻结期。土壤湿度大值区在时间上集中在高原雨季,空间上10cm深度以上为湿度大值区,而且上层土壤的温度梯度要明显大于下层。在融化阶段整层土壤的温度长期保持0℃的等温相变现象,此时,表层土壤温度日变化幅度为全年最大,最高日变幅达22.5℃。安多站地面除12月个别天数和1月上旬是冷源外,全年为地面热源,近地面感热通量从1月开始增大,到6月上旬达到峰值,之后逐渐减小。同时,感热通量的变化对相对湿度、降水和积雪的变化较为敏感。