麦田蒸腾需求量的计算模式

本文依据Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ方法对小麦田田间蒸腾需水量计算方法进行了探讨，得出了一个改进的小麦蒸腾需水量计算模式，对模式中某些参数季修订；     

麦田蒸腾需水量的计算模式

本文依据Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ方法对小麦田田间蒸腾需水量计算方法进行了探讨，得出了一个改进的小麦蒸腾需水量计算模式，对模式中某些参数作了修订；并用中国科学院禹城综合试验站的观测资料对模式进行了计算，结果表明，采用本模式计算充分湿润麦田的蒸腾需水量效果良好     

温室气体诱导的渐变气候效应

本文设计了一个能量平衡模式和改进的箱室扩散海洋模式的耦合模式，模拟了大气中ＣＯ２浓度突然加倍和近百年来由于大气中温室气体浓度增加引起的全球地表气温变化，说细地讨论了海洋对全球气温变化的延缓作用，并对下一世纪大气中ＣＯ２浓度变化春诱导的全球地表温变化进行了数值公式。     

气候变化对中国植被可能影响的模拟

依据我国植被和气候的关系对生物地理模式MAPSS中的某些参数和过程进行了调整。将改进后MAPSS模拟的当前气候状况下潜在植被类型及叶面积指数的分布与我国植被区划图和多年平均的NDVI（NOAA／AVHRR）比较，发现结果有了很大的改进。将大气环流模式HadCM2对未来气候变化的预测结果应用于改进后的MAPSS对我国植被未来的变化进行了模拟。考虑到未来大气升高的CO2浓度对植物水分利用率（WUE）的可能影响，进行了WUE变化和不变化2种预测。结果发现未来气候变化可能导致我国东部森林植被带的北移，尤其是北方的落叶针叶林的面积减少很大，以至可能移出我国境内；华北地区和东北辽河流域未来可能草原化；西部的沙漠和草原可能略有退缩，相应被草原和灌丛取代；高寒草甸的分布可能略有缩小，将被萨瓦纳和常绿针叶林取代。同时模拟的结果表明模型对WUE非常敏感。最后对结果的不确定性进行了讨论。     

区域优化平均法的改进及其在计算平均温度中的应用

气候重建研究中,重建数据有限的特点对研究造成很大影响。对于解决这个问题,区域优化平均法是一个很有效的重建方法。区域优化平均法可以通过最优权值和有限的温度数据计算目标区域平均温度的一种方法。应用区域优化平均法时,首先利用均方差最小化的优化加权机制和拉格朗日乘子法计算得到最优权值,然后最优权值结合温度数据计算得到区域平均温度。现阶段的区域优化平均在计算大范围区域的平均温度时有其自身弱点。为克服这一弱点,使其可以计算大范围区域的平均温度,例如北半球平均温度,本文对区域优化平均法做如下改进：不再使用网格划分求和的方式求解协方差模式,利用Haar小波函数和矩阵算子求得协方差模式;利用全选主元高斯消去法求解线性代数方程组得到最优权值。结果表明,Haar小波函数和矩阵算子用于计算中,使协方差模式的计算结果更精确。计算所用数据源于气候研究中心（CRU）,CRU被认为是最权威的数据来源之一。以计算北半球1961~1990年平均温度为例,发现改进后的区域优化平均法的计算所得结果与CRU已有结果的相关性较改进之前有所提高。因此,针对古气候重建过程中代用数据记录有限的问题,改进后的区域优化平均法提供了一个更为合理可行的计算方法。     

一种基于频率的GCM日降水偏差校正方法改进及其在长江流域的应用

对全球气候模式（GCM）数据进行偏差校正是气候影响评估的前提和基础。通过在等比分布映射（ERCDFm）校正法中引入对降水频率的校正,增补了降水日数偏少情况下的小雨日数,保留了降水频率的长期变化信号,提高降水日数及总降水量的模拟效果。以长江流域1961—2005年的格点化日降水资料作为观测数据,对5个GCM模式历史期以及RCP4.5情景下未来日降水进行校正。结果表明：改进后的ERCDFm校正方法明显改善了降水频率及降水量的模拟。降水频率与年降水量的RMSE分别较改进前降低了83%和58%,偏差值小于50 mm/a的格点占比由改进前31%提高至49%,解决了由于降水频率模拟偏低导致的降水量低估。校正后的预估结果表明：RCP4.5情景下,相对于1986—2005年,2030—2050年长江流域降水呈增加趋势（平均增幅为6.1%）,春、夏、秋、冬各季节降水量的平均增幅为8.2%、6.4%、4.7%和0.7%。     

基于ASAR双极化雷达数据的半经验模型反演土壤湿度

基于ENVISAT ASAR-APP数据,利用AIEM(改进积分方程模型)模拟分析粗糙度、土壤水分对ASAR 7个入射角后向散射系数的影响.建立小人射角模式ASAR数据后向散射模型和组合粗糙度计算模型,提出小入射角模式下双极化ASAR数据土壤水分反演半经验模型.基于A1EM模拟数据进行试验,验证了该模型的合理性,且反演的土壤水分和实测土壤水分相关系数为O.92,均方根误差(RMSE)为3.98%.     

近年来GRAPES-SDM沙尘模式预报效果检验评估

使用天气学检验方法,对中国气象局兰州干旱气象研究所目前使用的GRAPES-SDM沙尘暴预报业务模式在2008-2011年春季沙尘天气预报情况进行检验评估。结果表明：①自2008年以来,GRAPES-SDM沙尘暴模式对中国北方区域沙尘天气的模拟预报能力较好,TS评分和预报效率保持较高的水平;②模式对内蒙古地区、河套地区及甘肃河西地区的预报效果最好,但常有空报或预报沙尘强度偏强的现象;模式能预报出南疆盆地的沙尘天气,但常有预报范围偏小、强度偏弱的现象;对青海地区的沙尘天气常有漏报现象;③模式对沙尘暴频发地区的预报效果较好,对沙尘天气偶发地区容易漏报,模式对新疆东部、内蒙古中西部地区空报较多;④模式对大范围沙尘天气过程的预报能力较好,对零星沙尘天气预报能力较差。通过检验,我们还提出了改进和完善GRAPES-SDM沙尘暴预报系统的一些建议。     

陆面过程参数化模式的研究

在概述了近年来国内外陆面过程参数化研究的基础上,发展了一个改进的陆面过程参数化模式。该模式能被应用于地球表面不同土壤和植被类型的陆面过程的相互作用研究。在该模式中通过土壤结构参数和陆面过程湍流通量的参数化,可广泛应用于不同类型的区域。在模式中,大气-陆面系统包括3个子系统:近地层大气、冠层和土壤活跃层。土壤被分为4层,上两层分别相当于温度的日和季变化层,植被的根系活动也在这两层内,在最深层的温度和含水量是气候的平均值。发展的陆面过程参数化模式可应用于不同气候区域能量平衡和气候的模拟研究。对我国在该领域的研究,特别是在开发我国西北地区过程中的环境生态研究中具有重要的意义。     

天山暴雨数值模拟的试验研究

利用新疆天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和NOAA卫星AMSU辐射亮温资料,应用中尺度模式(WRF-ARW)和(3DVAR)同化系统,对2007年7月16-17日发生在新疆东天山的暴雨天气过程进行了数值模拟试验。结果表明:①通过WRF模式对天山地区“2004-07-18”和“2010-06-22”两次暴雨过程的数值模拟试验, WRF模式在天山地区以Lin微物理过程方案,Grell积云对流参数化方案,MYJ边界层参数化方案,耦合Noah陆面模式的方案组合更优。②同化天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和AMSU-A/B辐射亮温资料,使初始场更接近于当时的实际大气状况,且同化后的模拟预报效果,无论是对降水落区还是对降水强度均较控制试验有明显的改善。③适当提高模式水平分辨率,有助于改进暴雨落区的预报强度。     

湖北气温的3—5年周期振动及其与大气环流低频变化的联系

本文用月平均资料序列，提取湖北气温，北半球５００ｈＰａ高度和北太平洋海博温度的３－５年低频分量，分析研究了三者之间的联系，初步揭示了前期ＳＳＴ对湖北冬季气温影响的过程。     

基于作物生长期的江苏省沿海地区气候生产潜力估算

江苏沿海地区是中国重要的耕地后备资源基地之一,气候生产潜力能够反映该地区粮食安全保障能力大小。考虑作物不同生长期光温水协调程度,对现有气候生产潜力模型基于作物生长期进一步改进,估算江苏沿海地区14个县市三大粮食作物气候生产潜力。结果表明：基于作物生长期的气候生产潜力模型具有可行性。江苏省沿海地区水稻和小麦作物气候生产潜力受太阳有效辐射、温度和降水因素共同影响;玉米气候生产潜力主要受太阳有效辐射和温度影响,不受降水因素限制。从地域分布特征看,江苏沿海地区水稻和玉米气候生产潜力南北方向呈现梯度递增规律;小麦气候生产潜力南北方向差异不大。     

甘肃省苦咸水资源量及时空分布规律研究

通过实测资料对甘肃省苦咸水资源进行评价,得出了苦咸水资源的数量、地域分布、在全省水资源总量中所占的比重、影响人口等。分析了苦咸水的成因,论证了苦咸水在空间分布上与降水、蒸发和干旱指数等气候因素之间的相关关系,提出降水量430 mm左右为黄土高原区苦咸水与淡水的分界线。通过构建箱体概念模型,分析导出了黄土高原干旱\,半干旱区小流域矿化度的时空演变数学模型,从宏观上揭示了径流矿化度的时空演变规律和趋势,提出苦咸水流域的治理和水资源的开发利用思路。     

湖北气候与管理因素变化对棉花单产影响的区域差异

湖北省是中国重要的植棉省份之一,气候和管理因素变化对棉花生长产生重要影响。因此,本文采用1986—2016年湖北气温、降水量和太阳辐射量3个气候因子数据,有效灌溉面积、农用化肥施用量和棉花品种3个管理因素数据,构建了面板回归模型,定量计算得到气候因子和管理因素的趋势和波动变化对棉花单产的影响及其相对贡献率。结果表明：① 气候和管理因素的波动变化大于气候和管理因素的趋势变化对棉花单产的影响。② 气温和太阳辐射量对湖北省大部分地级市的棉花单产呈现正影响,降水量对湖北省大部分地级市的棉花单产呈现负影响;有效灌溉面积、农用化肥施用量和棉花品种都对湖北省大部分地级市的棉花单产呈现正影响。③ 气温、降水量和有效灌溉面积是影响湖北省大部分地级市棉花单产的主导因子。④ 1986—2016年武汉市等地级市棉花增产的主要原因是管理因素变化主导的增产抵消了气候因子变化的减产影响。     

近百年湖北省湖泊演变特征研究

利用20世纪初以来的地图、历史文献资料和1986～2005年期间7年不同时相的TM影像数据,采用遥感和地理信息系统技术和方法,分析近百年湖北省湖泊的时空演变特征。研究结果表明:①近100多年来,湖北省湖泊演化可以分为4个阶段,并且具有明显的地域差异性。②20世纪初期,湖北省湖泊面积约为26000km2,到2005年为3025.6km2,仅为百年前的11.64%;近百年来绝大部分湖泊面积都在缩小,部分湖泊因围垦或其他原因已完全消失或变为它用,部分湖泊形态发生了较大变化;人类活动是湖北省湖泊百年变迁的主导因素。③20世纪下半叶湖北省湖泊变化迅速,湖北省湖泊面积由50年代的约8503.7km2波动减小至80年代的约2977.3km2,发生在60～80年代的围垦是造成湖泊萎缩的主要原因;从90年代开始,因重视湖泊保护和退田还湖,使湖泊萎缩的态势得到遏制,局部湖泊面积有所恢复。     

陕西盛夏多雨年与少雨年的大气环流特征分析

应用NCEP/NCAR 1979—2004年再分析资料,针对陕西盛夏（7—8月）降水的情况,分析了汛期降水异常的大气环流特征。结果表明:陕西汛期多雨年,影响降水的主要天气系统表现为“三强一弱”,即西太平洋副热带高压、西风带蒙古低槽、乌拉尔山阻塞高压强,青藏高压弱;少雨年天气系统表现为“三弱一强”,即西太平洋副热带高压、西风带蒙古低槽、乌拉尔山阻塞高压弱,青藏高压强。另外,在多雨年,500 hPa流场,在陕西中部有一条东西向的切变线或风向辐合区;850 hPa形成了孟加拉湾经四川盆地到陕西和南海经鄂西北到陕西的水汽通道;少雨年500 hPa河套中部为西北气流控制,850 hPa水汽通道不明显或水汽输送中途减弱。     

中国西北地区东部雨日的气候特征及其与低空风场的相关性研究

利用中国西北地区东部61个气象站1960-2009年逐日降水资料,分析了雨日数的演变特征。研究发现：200 mm年降水量等值线的两侧存在明显差异,南部半干旱区处于夏季风北部边缘地带,受季风影响,雨日数年际波动大;北部干旱区年雨日数较少且相对稳定。在气旋性风切变辨识算法支持下,本文运用NCEP全球再分析资料风场资料,研究了近50年西北地区东部低空气旋性风切变的演变特征。分析发现,雨日数和低空气旋性风场切变数存在较为显著的正相关,但这种相关性存在明显的季节差异,秋、冬、春3季相关显著,夏季较差。进一步研究发现：水汽条件在雨日数和低空气旋性风切变的关系中起着重要的作用,特别在春、夏两季影响更为明显;秋季青藏高原北部绕流水汽输送带的强弱也直接决定低空气旋性风切变和雨日数的相关性的高低。     

湖北省区域发展的空间结构与空间意象

湖北省是中国中部崛起的重要支点,但其支点作用的发挥有赖于其空间结构的战略性选择。经济地理学理论分析表明：联结武汉、宜昌、襄阳、荆门、十堰、恩施5 个极核城市所构成的“A型点轴结构”是湖北省区域发展的最佳空间结构。空间数据分析证明：“A型点轴结构”的轴线沿线是湖北经济社会发展的精华地带,“A型点轴结构”中极核城市之间的梯度差异反映了整个湖北东、中、西部的地区差异。应用“A型点轴结构”来统筹湖北未来的区域发展,其空间意象具有鲜明的“星座”、“脊梁”、“巨梯”和“飞箭”特征。     

密云水库入库径流变化趋势及动因分析

运用回归分析和多种曲线拟合方法,对密云水库近几十年来的入库径流时间系列进行了分析,结果表明,入库径流总体上呈指数减少趋势,洪峰流量从绝对流量和所占比例两个方面都有大幅度的减少,而且洪水减少程度高于一般径流减少程度。同时,变化过程中表现出明显的阶段性。分析认为,气候变化对入库径流减少的影响较小,而流域内人口的增加和土地利用变化是入库径流减少的主要驱动因子。     

Evaluation of Agricultural Ecological Security in Hubei Province

With the promotion of agricultural ecological civilization construction in China, agricultural ecological security has received increasing attention. How to ensure agricultural ecological security has become a great concern for many scholars. As an important agricultural province in China, Hubei is of great significance to Chinese food security and agricultural sustainable development. This paper aims to establish an index system of agricultural ecological security and security classification of Hubei via Analytic Hierarchy Process and Pressure-State-Response methods. An evaluation of agricultural ecological security in Hubei, with a base of the national average value in 2015, reveals that the security degree has increased by 0.07566 from 0.90150 in 2005 to 0.97716 in 2015. Results show that agricultural ecological security in Hubei has improved but failed to reach the national average and there is still large space for improvement of the security level, considering a trend of deterioration in some indexes, such as per capita water resources, population density, per unit area pesticide load of farmland, forest coverage, grassland degradation rate and average annual precipitation. Influencing factors, especially population spatial distribution, misconduct in agricultural production, insufficient ability in agricultural natural disaster prevention, deficiency of agro-ecological technology of agricultural ecological security in Hubei are analyzed. For improvement of the degree of agricultural ecological security in Hubei, some countermeasures and suggestions are discussed.