阜新地区决策气象服务技术方法研究

应用阜新地区多年降水和土壤墒情气象资料,研究并建立了针对阜新地区的“利用秋季降水预测春播关键期土壤底墒”、“利用3～4月降水预测春播关键期土壤增墒量”、“利用降水量预测降水渗透深度”和“利用墒情递减率预测旱情趋势”等决策气象服务技术方法,并投入业务使用。     

华北平原降水量对冬小麦产量的影响

本文根据华北平原1955—1957年11个地点的冬小麦产量和降水量資料,利用R.A.Fisher等人提出的正交多項式方法,計算了华北平原降水量对冬小麦产量的效果,得到三点初步結果:①生长期降水总量与多小麦产量之間存在高度相关,②在生长期中的任何时間,“附加”降水都使产量增加,;③“附加”降水所产生的最大的良好效果出現在越冬始期和开花期附近,此时每1毫米“附加”降水可以使产量增加約为0.4—0.45斤/亩。     

春季人工增雨降水预报专家系统

我区位于华北平原,地势平坦,土壤肥沃,气候温和,光照充足,是粮食和棉花的重要产地。然而由于降水量年,季变化都很大,春季降水量仅占全年降水量的10％左右,所以素有春季“十年九旱”的气候特征。这期间大于5mm的有效降水与农业生产息息相关,同时也是实施人工增雨的重要天气条件,为此我们建立了春季降水预报专家系统。1990年初步应用效果良好。 春季降水预报专家系统,分析了全区12个县(市)1978—1987年,10年逐日降水资料,把     

1960—2017年沈阳地区春播期降水变化特征

基于1960—2017年沈阳市5个气象观测站4—5月降水量资料,采用线性趋势法和累积距平分析了沈阳市春播期(4—5月)降水量演变特征,并分析首场透雨及最大连续无有效降水日数演变特征及对春播期降水量影响,对春播期降水量资源变化特征进行相关分析。结果表明:近58a沈阳春播期降水量整体呈现弱的增加趋势,平均每10a增加3.1mm,2004年开始降水量迅速增加,且波动性较大,降水量异常偏多或偏少年份较多,易诱发春旱春涝事件。春播期首场透雨出现日期平均每10a偏晚0.051d,首场透雨日期偏晚,将导致春播期前期雨水条件不足,引起土壤干旱,不利于春播开展。最大连续无有效降水日数呈波动性增加趋势,平均每10a增加0.56d,对4月降水量影响较大,虽然春播期降水资源总量增加,但存在降水资源时间分配不均的问题,且长时间无有效降水事件频发,将导致春播期干旱灾害事件发生风险加大,导致适播期延后。     

榆林春季首场透雨的气候特征分析

利用榆林市12个国家级气象站1978—2018年3—5月降水资料、1980—2018年高空资料、2000—2018年NCEP 1°×1°再分析资料,统计榆林春季首场透雨出现的时间和降水量,分析春季首场透雨的气候变化特征和环流形势。结果表明:榆林春季单站首场透雨出现较迟,平均出现在4月中下旬,从东南向西北逐渐推迟。首场区域性透雨历年平均出现时间为4月28日,平均间隔4a出现一次较早年,出现时间年际变化呈偏早趋势,降水量的年际变化呈减少趋势;出现时间与降水量呈正相关,与春季平均累计降水量呈负相关;降水量与春季平均累计降水量呈正相关,且相关性较高。春季首场区域性透雨环流形势分为高原槽型、乌拉尔山阻塞高压型、北脊南槽型和两槽两脊型。     

关中冬麦区春季透雨的分析和预报

1关中春季第一场透雨天气标准选用关中地区44个（台）站20～20时的日降水量资料,规定有三分之二站过程降水量＞20mm,（降水过程中允许有一天无雨）或日降水量＞15mm,则该过程定为春季第一场透雨。2春季第一场透雨的气侯特征根据1976～1995年20年资料统计（表l）,陕西关中地区春季（3～4月）共出现透雨天气过程12次。其中,1978、1980、1982、1984、1985、1986、1987、1993年共8年无透雨过程。平均每年出现0.6次。从表1可以看出,在12次透雨过程中,其中有8次连阴雨天气（降水日数＞4d以上）占67％。因此,透雨过程大多数是连阴雨天气过…     

辽宁春播期第一场透雨的气候特征及其变化规律

利用1961-2007年4—5月辽宁14个站逐日降水资料,分析了春播期第一场透雨出现日期和透雨量的季节分布特征和年际年代际变化特征及透雨出现日期和透雨量与播种期降水量的关系。结果表明：自1961年以来,辽宁春播期透雨出现时间总体呈偏晚趋势,透雨量呈偏多趋势,但趋势均不显著;春播期透雨出现时间具有明显的年代际变化特点;透雨出现时间与透雨量呈不显著的正相关,与播种期降水量呈显著的负相关,即春播期透雨出现时间偏晚（早）的年份,透雨量偏大（小）,播种期降水量偏少（多）。     

辽宁省春播期第一场透雨气候特征及其变化规律分析

利用1961－2007年4－5月辽宁14个站的逐日降水资料,分析了春播期第一场透雨出现日期和透雨量的季节分布特征和年际年代际变化特征及透雨出现日期和透雨量与播种期降水量的关系。结果表明：自1961年以来辽宁春播期透雨出现时间总体呈现偏晚趋势,透雨量呈偏多趋势,但趋势均不显著;春播期透雨出现时间具有明显的年代际变化特点;透雨出现时间与透雨量呈不显著的正相关,与播种期降水量呈显著的负相关,即春播期透雨出现时间偏晚（早）的年份,透雨量偏大（小）,播种期降水量偏少（多）。     

西安市春季第一场透雨的初步分析

西安市春季属半干旱气候期，冬季到初春的雪、雨稀少，常出现干旱。春季第一场透雨的出现标志着初春干旱的结束，而且它出现的日期早晚决定了春播作物的播种质量和出苗好坏，同时也影响着小麦等越冬作物的生长发育和产量的形成。因此，春季第一场透雨的预报就显得尤其重要。1概况1．l透雨标准采用气象部门制定的春季第一场透雨的标准，即本站春季（3～5月）第一次出现的日降水量大干15mm或2～3d降水量大于20mm的降水过程作为第一场透雨出现的指标。l．2气候概况根据春季第一场透雨的标准，普查了1951～1996年春季（3～5月）的降水资料。这46…     

华北干旱综合评估和预警技术研究

论述了根据热惯量理论,利用气象卫星ＡＶＨＲＲ资料,对华北平原的土壤墒情进行动态监测的方法。并在分析土壤墒情、降水量、气温和未来降水趋势对干旱综合影响的基础上,提出了适用华北地区农作物生长季节干旱的综合评估和预警指标。根据这种指标研制的干旱综合评估和预警系统其灵敏性和稳定性均有显著的提高。     

雨后麦田土壤湿度变化的诊断分析

通过分析研究冬小麦生育期，影响雨后麦田土壤湿度变化的主要因子，建立了雨后小水分渗透深度及不同土层的土壤湿度变化诊断模式。利用１９９１－１９９４年冬小麦不同时段的实测资料进行的对比分析表明，各模式的计算结果是较为满意的。     

三类陆面模式模拟土壤湿度廓线的对比研究

针对不同陆面模式对土壤湿度方程求解方法以及对土壤分层结构的差异, 本文选取了三类陆面模式（CLM, CABLE和ECMWF陆面模式）作比较研究。为了避免不同模式参数化方案引起的上边界误差, 上边界采用固定蒸发率、 入渗率和固定表层土壤湿度三类边界条件。土壤分层采用101层（细网格）和11层（粗网格）两种, 并考虑土壤性质沿深度变化。结果表明： 当土壤性质均匀时, 求解的差别主要在第三类边界条件下CLM 求出的水分入渗速度比其它两种快; 改用粗网格后由于土壤深层厚度加大无法与细网格得出的土壤湿度廓线相重合。当土壤性质非均匀时, 模拟结果间差别加大, 只有ECMWF模式模拟的土壤湿度廓线是严格连续的。对于模式和上边界的不同组合, 粗、 细网格模拟结果间均方根偏差不一致。一般而言, CABLE模拟的偏差除第一类条件较小外, 其它都是最大的。第二三类边界条件引起的偏差较大, 第一类最小。上述结果提示我们, 在比较不同陆面模式以及用观测资料来检验模拟结果时应充分考虑土壤分层及土壤性质非均匀性的可能影响。     

内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究

作物系数曲线是估算作物生长季耗水量变化的重要参数。基于2013年4—9月内蒙古巴彦淖尔市临河区田间水分试验和1994—2013年气象站观测资料,利用水量平衡法反求春玉米作物系数,分析生长季内的变化规律, 建立动态模拟方程,并与联合国粮农组织 (FAO) 分段直线法结果进行比较, 提出胁迫条件下作物系数的叶面积修正方法。结果表明:玉米作物系数随发育进程可用三项式曲线描述,变化趋势与产量水平无关, 但随产量增高而变幅增大;以出苗后相对积温为时间变量建立模拟方程效果较好,决定系数 (R2) 均在0.92以上;模拟计算出各站点最大 (1.30~1.48) 和平均 (0.831~0.919) 作物系数,与FAO分段直线法计算的典型值和区间值基本一致,生长中期平均相对误差为3.4%~7.2%;提出利用相对叶面积指数修正作物系数的计算方法;通过2014年实例检验,土壤水分模拟值与实测值的平均相对误差为6.3%,相对误差小于15%的占95.8%。     

一种改进的土壤水分平衡模式

将美国学者,Ｊ．Ｔ．Ｒｉｔｃｈｉｅ等研制的作物生长模拟模式（ＣＥＲＥＳ－小麦模式）中的土壤水分平衡子模式应用于我国半干旱地区甘肃省西峰市农业气象试验站固定地块麦地土壤水分的模拟,对原有模式中潜在蒸散、地表蒸发和作物蒸腾加以修正,同时,为增强模式的应用性能,引入一种由作物生育期来估算作物根系最大深度和土壤各层相对根密度的方法。改进后的土壤水分平衡模式取得较好的应用效果,为旱地农田土壤水分管理提供了一     

利用时域反射仪测定的土壤水分估算农田蒸散量

简要介绍了时域反射仪（TDR）测定土壤含水量的原理和方法,根据TDR实测的土壤水分和农田水量平衡原理,估算了冬小麦生育期内不同供水条件下的农田蒸散量,探讨了TDR探针不同埋设方式对测定土体贮水量以及对估算的农田蒸散量的影响,根据充分供水区测定的最大可能蒸散量、非充分供水区的实际蒸散量,以及用气象资料计算的参考作物蒸散量,分别计算了冬小麦生育期内的作物系物Kc和土壤水分胁迫系数Ks。     

上海菜区人工模拟暴雨入渗试验研究初报

根据水量平衡原理,采用人工模拟降雨入渗实验装置,对上海新老菜区土壤进行不同墒情状态下的多种雨强人工模拟降雨入渗试验,获取了上海菜区代表性土壤的暴雨入渗过程动态实验数据和入渗基本参数,并分析了土壤水分变化规律,可作为上海菜区开展暴雨雨涝灾情评估的依据,对类似土壤条件的长江流域平原地区菜田,也有一定的参考价值。     

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.     

自动农业气象观测系统功能与设计

根据现代农业气象业务需求,提出了可视化、实时性、远程控制的自动农业气象观测系统技术思路、设计原则,并设计了系统的硬件和软件架构及自动化观测的实现方法。该系统具有作物生长、农田气象要素观测及环境监控功能,可实现作物发育期、株高、盖度等的自动观测,还可实现农田主要农业气象灾害实时监测。该文利用三维空间模拟技术初步确定了CCD (charge-coupled device) 传感器的技术指标;提出利用图像判别技术,结合作物生长特征及农业气象指标,实现作物发育期自动判别;利用摄影测量学技术,采用动态跟踪法实现作物株高自动化观测;提出了作物盖度的计算方法和通过研究作物盖度与密度、叶面积指数的关系,解决作物种植密度和叶面积指数自动观测的技术思路。该系统模仿人工观测原理,将图像处理和摄影测量学等技术引入农业气象自动观测中,基本上可以满足农业气象观测的主要任务的实时性、可视化和自动化需求。     

2012年黑龙江省春播期两次透雨过程对比分析

利用常规气象观测资料和NCEP1°×1°再分析资料,对黑龙江省2012年春播期4月21—23日、25—26日两次透雨过程的环流形势和物理量场特征进行了对比分析。结果表明:两次降雨过程都存在低涡,21—23日降雨在低涡中心附近,降水分布比较均匀,850hPa降温3~5℃。25—26日降雨在低涡延伸出的切变线附近,降水分布不均,850hPa降温9~15℃。两次过程水汽来源于黄海、日本海的西南气流提供的充足水汽输送。第2次水汽条件、动力条件、热力条件好于第1次,但在三江平原西部两次降雨量相差不大。     

A Case Study on the Effects of Heterogeneous Soil Moisture on Mesoscale Boundary-Layer Structure in the Southern Great Plains, U.S.A. Part I: Simple Prognostic Model

The atmospheric boundary-layer (ABL) depth was observed by airborne lidar and balloon soundings during the Southern Great Plains 1997 field study (SGP97). This paper is Part I of a two-part case study examining the relationship of surface heterogeneity to observed ABL structure. Part I focuses on observations. During two days (12–13 July 1997) following rain, midday convective ABL depth varied by as much as 1.5 km across 400 km, even with moderate winds. Variability in ABL depth was driven primarily by the spatial variation in surface buoyancy flux as measured from short towers and aircraft within the SGP97 domain. Strong correlation was found between time-integrated buoyancy flux and airborne remotely sensed surface soil moisture for the two case-study days, but only a weak correlation was found between surface energy fluxes and vegetation greenness as measured by satellite. A simple prognostic one-dimensional ABL model was applied to test to what extent the soil moisture spatial heterogeneity explained the variation in north–south ABL depth across the SGP97 domain. The model was able to better predict mean ABL depth and variations on horizontal scales of approximately 100 km using observed soil moisture instead of constant soil moisture. Subsidence, advection, convergence/divergence and spatial variability of temperature inversion strength also contributed to ABL depth variations. In Part II, assimilation of high-resolution soil moisture into a three-dimensional mesoscale model (MM5) is discussed and shown to improve predictions of ABL structure. These results have implications for ABL models and the influence of soil moisture on mesoscale meteorology