中国农业气象业务系统(CAgMSS)设计与实现

中国农业气象业务系统(CAgMSS)是基于C/S架构,研发的面向国家级和省级农业气象服务的业务工作平台,主要包括农业气象监测评价、作物产量预报、灾害监测评估、农用天气预报等子系统,是农业气象业务的基础性软件。系统融合现代信息技术和农业气象业务技术,实现了全部子系统数据管理、模型运算、产品制作等业务流程的一体化。系统采用大型关系型数据库规范了农业气象各类业务数据,基于插件技术集成各项业务功能,实现多元数据、多指标、多模型在农业气象监测、评价、预报等领域的综合应用,提高了农业气象产品的定量化、精细化、客观化水平。系统于2012年投入业务应用,基于该系统制作的农业气象情报、作物产量气象预报、农业气象灾害影响评估、关键农时农事气象保障等服务产品,在指导全国农业生产和防灾减灾中发挥了重要作用,明显提高了农业气象业务能力和业务工作效率。     

黄淮海地区冬小麦农业气象指标体系的构建

冬小麦农业气象指标体系是定量评价冬小麦农业气象条件优劣和发布灾害预警预报的基础,更是农业气象业务服务的基础。在解释冬小麦农业气象指标内涵的基础上,参照冬小麦农业气象指标体系构建的通则,综合农业气象指标研究方法的优缺点,构建了由4个一级指标、21个二级指标构成的我国黄淮海地区冬小麦农业气象指标体系。其中一级指标由冬小麦品种特性农业气象指标、关键生育期农业气象指标、主要农业气象灾害指标、主要病虫害指标四大类构成。冬小麦品种特性农业气象指标由反映品种特性和地域布局的指标构成,包括品种类型、区域布局和耕作栽培管理气象指标;关键生育期农业气象指标由反映关键生育阶段气象条件适宜与否的指标构成,包括播种出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、抽穗开花期、乳熟期、成熟收获期气象指标;主要农业气象灾害指标由反映受灾程度的指标构成,包括干旱、越冬冻害、晚霜冻、湿渍害、干热风、烂场雨等;主要病虫害指标由反映病虫害发生发展程度的指标构成,包括白粉病、赤霉病、锈病、蚜虫等。此外,还对指标的筛选和综合集成及赋权方法进行了探讨。     

基于GIS的主要农作物病虫害气象等级预报系统研究

为了将农作物病虫害气象等级预报能力扩展到更大空间尺度,根据相邻和相近农作物种植区域的一致性,进行农作物病虫害预报模型区域化应用和拓展。建立了气象等级划分标准,在Oracle农业气象数据库和地理空间数据库的支持下,采用Visual Basic.NET和GIS组件,设计并实现了基于地理空间信息的主要农作物病虫害气象等级预报系统。该系统可对北方草原蝗虫、东北玉米螟、江南稻飞虱、黄淮棉铃虫、黄淮小麦条锈病、江淮江汉小麦赤霉病和西南地区水稻稻瘟病7大类主要作物病虫害发生发展气象等级进行实时预报,取得了较好效果。     

三江源区湿地变化对区域气候影响的数值模拟分析

利用区域气候模式(RegCM3)敏感性数值试验模拟"三江源"地区湿地变化对区域气候的影响。依据2000年美国EOS/MODIS遥感数据解译结果以及1990年1∶100万青海省土地利用2种资料中三江源区湿地资源的分布状况,敏感性数值试验采用R1、R2两种湿地覆盖情景,分别代表三江源地区湿地资源较广布和湿地面积锐减后的两种情景,对三江源地区的降水和气温进行了长达15年的积分试验。结果表明,湿地减少对三江源区气温和降水的总体效应是使降水减少、气温升高。区域空间分布的分析表明:年降水量减少幅度较大的区域位于三江源区西部,15年平均减少40～90mm左右;年平均气温升高幅度最大的区域位于三江源区西北部,15年平均升高0.4℃以上。15年积分结果的时间序列分析结果表明:湿地减少后三江源区的增温效应会随着时间进程缓慢扩大,但降水在模拟的后6年不再有明显差异。     

基于FLEXPART的稻纵卷叶螟迁飞路径及大气背景研究

在分析2008年我国稻纵卷叶螟时空发生规律特点的基础上,选取典型迁飞过程并对迁飞的大气背景进行分析,利用F LEXPART-WRF模式,对典型迁飞过程的路径进行逆推,以此明确大气背景对迁飞路径的影响。结果表明:(1)2008年稻纵卷叶螟发生峰型主要以双峰型为主,发生范围最广、程度最严重的北迁过程是7月15—18日过程。(2)通过FLEXPART计算逆推代表站,江苏淮阴的迁飞虫源来源于浙江中部至安徽中西部一线。(3)气压场上天气系统的分布、移动和强度变化对稻纵卷叶螟的迁飞和降落有重要作用;850 hPa风场上的盛行偏南风对稻纵卷叶螟的北迁有利;该高度上的反气旋环流对稻纵卷叶螟的迁入和降落十分有利;气旋性切变对稻纵卷叶螟的迁出有利。(4)稻纵卷叶螟迁飞路径上的降水对稻纵卷叶螟的降落有动力迫降作用。     

作物长势评估指数的设计与应用

合理有效地开展作物长势评估,可以及时反映作物生长状况及其对天气气候条件的响应。由于WOFOST模型、ORYZA2000模型在模拟冬小麦、玉米和水稻生长发育过程具备较强机理性,研究基于2001年以来全国冬小麦、玉米、水稻主产区逐日模拟的作物发育进程、叶面积指数和地上总生物量,通过隶属函数构建评估指数,开展高时空分辨率的作物长势评估。结果表明:长势综合评估指数在作物生长前期以发育进程、叶面积指数和地上总生物量三要素加权集合表征,中后期以发育进程和地上总生物量与穗重相关性的加权集合表征;长势评估指数与常规地面观测和遥感长势监测一致性较好,可以反映天气气候条件影响。在作物生长季内,以日为单位构建了作物长势评估指数数据库;根据长势评估指数将作物长势分为长势好、长势偏好、长势持平、长势偏差、长势差,实现空间上的长势监测、对比;以空间集成的方式,开展省级作物长势对比分析;利用长势评估指数变化反映典型天气气候条件对作物生长发育的影响。上述基于作物模型的作物长势评估指数符合现代化农业气象科研与业务服务发展的需求。     

对2006年川渝特大旱灾成因的新看法

2006年川渝特大旱灾属百年一遇,对其形成原因人们甚为关心,出现了不同观点和不同议论。本文陈述我们的新看法。我们认为2006年川渝特大旱灾除气象学家提出的副高久压于川渝地区上空之外,还有地壳构造挤压这一因素与副高相结合才形成了特大旱灾。构造挤压的含义是川渝地区地壳受     

流行性感冒爆发气象条件主成分分析

文章对1970-1989年北京、天津和石家庄市流行感冒爆发期间温度、湿度、降水量等9个旬平均气象条件进行主成分分析，前3个主成分的方差贡献率占总方差的81.94％。前3个主成分的特征向量表明，利于流行性感冒病毒传播流行的气象条件依次是：①旬平均湿度低、降水和蒸发量小（第一主成分方差贡献率占总方差的37.8％），②旬平均风速和蒸发量小、辐射较弱（第一主成分方差贡献率占总方差的25.37％）；③气压和地表温度升高（第三主成分方差贡献率占总方差的18.77％）。     

草地贪夜蛾在江苏地区的发生特征及主要影响因素

基于2019—2022年江苏草地贪夜蛾虫情监测资料，分析了草地贪夜蛾的时空发生特征及其影响因素。结果表明：草地贪夜蛾发生区域主要集中在淮河以南地区，东部沿海的盐城和南通两地为重发区，2020年是近4 a来重发面积最大的年份；草地贪夜蛾在江苏主要危害玉米，春玉米、常规夏玉米、迟播夏玉米上均有发生，其中迟播夏玉米发生程度最重，多为集中连片发生，最高百株虫量在54.7~125.6头，最高被害株率均在93.0%以上；成虫迁入江苏的时段主要是5—9月，其中6—7月为成虫迁入峰期；草地贪夜蛾重发区、迁入峰期等与玉米种植情况、迁飞规律、大气环流、气象条件等因素密切相关。可为精准制定防控策略和监测预警提供科学依据。     

气候变化对生态保护工程的影响

通过分析1978-2013年三北（东北、西北、华北）防护林建设区降水、气温等气象要素变化与植被生态质量的相互关系,以及1961-2013年我国主要草原区气象要素变化与草原生产力的相互关系,指出2000年以来北方降水增多导致三北防护林地区植被生态质量持续好转,且2000年以来在降水增加、生态工程实施的情况下,北方草原生态恶化的局面有所改变。进一步根据RCPs排放情景和预估的我国未来气候变化,指出未来30～60年我国北方地区气候呈现暖湿化趋势,利于巩固和扩大三北防护林和草原生态建设成果,缩短生态恢复的时间;但气候增暖会增加森林和草原火灾及病虫害的发生范围和频率。在对策上,指出应充分利用北方气候暖湿化的正效应,加快三北防护林建设和北方草原生态恢复;同时加强防护林和草原适应气候变化和防灾减灾的科学研究。