玉米生育模拟模式区域应用研究之水分利用子模式

应用ＳＰＡＣ系统水分循环原理,建立了适合玉米生育的水分利用子模式;利用该模式模拟分析了辽宁省海城市、昌图县、阜新蒙古族自治县３ 地区的土壤水分动态变化过程、农田蒸发和蒸腾过程,并结合作物生物学特性建立了水分胁迫对作物生理过程的影响函数。经计算,该模式模拟结果（ 除个别期次外） 的相对误差范围海城为０．１３％ ～３４．９％ ,昌图为０ ．４４％ ～３２ ．５ ％ ,阜新为２．６％ ～２６．１％ 。     

CERES玉米模拟模式评价及其应用

引用美国作物－环境－资源系统玉米模式，通过田间试验及计算机模拟，设置了ＣＥＲＥＳ－玉米模式在黑龙江省应用的有关参数，并用于动态模拟黑龙江省玉米生长，发育及产量预测等，为发展玉米生产提供科学依据。     

水分和氮素营养胁迫下春小麦生长模拟模式的研究

根据田间试验资料,在前人工作基础上进一步探讨了水分和氮素营养胁迫对作物生长的影响,并建立了大田生产实际条件下春小麦生长模式。经初步检验,模式对总干重的模拟相对误差小于5%,穗重模拟小于10%,根、茎、叶等器官重、根层土壤水分含量、作物总耗氮量和籽粒氮浓度以及叶面积指数等的模拟也取得了较好的结果。     

玉米干物质动态模拟及其业务应用研究

利用田间试验资料,分区建立了玉米干物质累积与热量条件的数学模型,进一步揭示了干物质增质量过程中的某些数量特征,并与大于等于10℃有效积温动态增长曲线和玉米发育期进展动态曲线相结合。实现了玉米生长发育和产量形成的动态评价和冷害诊断。     

玉米干物质动态模拟及其业务应用研究

利用田间试验资料 ,分区建立了玉米干物质累积与热量条件的数学模型 ,进一步揭示了干物质增质量过程中的某些数量特征 ,并与大于等于 1 0℃有效积温动态增长曲线和玉米发育期进展动态曲线相结合 ,实现了玉米生长发育和产量形成的动态评价和冷害诊断。     

大气环流模式与春玉米生长模拟模式联接的影响评估模拟试验

根据春玉米田间试验资料和历史气候资料,对春玉米生长模拟模式进行了验证与灵敏性分析,在此基础上,运用逐步订正法将当前气候前景和大气环流模式输出资料结合历史气候资料生成的未来气候情景订正到１ｏ×１ｏ网格点上,与春玉米生长模拟模式相联接,就未来气候变化对我国东北地区春玉米生长、发育和最终产量的可能影响进行了网格化定量模拟,并对一些适应性对策的效果进行了定性或定量的分析。结果表明,在ＤＫＲＺＯＰＹＣ模拟的未来情景下,若保持当前作物品种和生产技术措施不变,研究区域除北部将平均增产７０％外,其余地区都将有不同程度的减产,幅度在－１０％～－５０％之间,而在ＮＣＡＲ模拟的情景下,中西部地区将增产,其它地区可维持当前产量水平。适应性对策将对开发利用未来可能的气候资源,减缓未来气候变化的负效应,充分发挥其正效应起到积极作用,进而绝大部分区域将受益于未来水热条件的改变。     

CERES—玉米模拟模式的数值试验及应用

利用美国的ＣＥＲＥＳ玉米模拟模式对河南省伊川县１９９２、１９９３年共６期玉米分期种资料进行了模拟，对生育期和籽粒产量的模拟效果较好。     

区域模式和GCM对青藏高原和西北地区气候模拟结果的对比分析

使用一个区域模式与大气环流模式（ＧＣＭ）嵌套,模拟了我国西北及青藏高原地区夏季气候的平均状态。将区域模式与ＧＣＭ嵌套的模拟结果和ＧＣＭ单独使用时的模拟结果与观测场进行了对比分析和相关分析。结果表明：ＧＣＭ模式拟出了我国西北和青藏高原地区夏季大尺度气候的基本特征,对降水的模拟也基本合理,但无法分辨出较小系统。区域模式与ＧＣＭ嵌套拟结果有明显改善,它可成功地再现西北及青藏高原地区夏季的区域气候特征（包     

CERES-玉米模拟模式的数值试验及应用

利用美国的CERES玉米模拟模式对河南省伊川县1992、1993年共6期玉米分期播种资料进行了模拟,对生育期和籽粒产量的模拟效果较好。经对播种密度、播种日期、播种深度与籽粒产量关系的数值试验,提出高产密度标准为8.25(高肥水田块可达9.75)株·m^-2,最佳播期为5月31日～6月5日和最适播种深度为6cm左右。经对河南省南阳市大田玉米生长发育的模拟验证,平均相对误差率为5.6%,并可用理论计算的逐日太阳辐射代替实测太阳辐射进行生长模拟。所以CERES玉米模拟模式作某些参数调整后可应用于业务工作     

一有限区域模式对1979年7月气候平均场的模拟

使用一个有限区域数值模式，以１９７９年７月１日００：００为初值，用７月份每天的实况资料进行侧边界嵌套，对模式连续发３１ｄ。模拟的７月气候平均状态与实况比较表明：模拟结果与实况场较为一致，该模式可用于研究区域气候变化问题。     

CSU－RAMS模式在区域气侯模拟中的应用

将ＣＳＵ－ＲＡＭＳ（中尺度）数值模式改造成“区域气候数值模式”以及进行区域气候数值模拟的试验研究。说明将有限区域中尺度数值模式与ＧＣＭ模式嵌套区域气候数值模拟研究上能够取得有意义的结果,它能在一定程度上改善ＧＣＭ模式的不足,可以更为细致地描述大气环流的变化特征,是了解区域气候变化的有效方法之一。     

区域海气耦合模式对1997/1998年我国夏季气候异常的数值模拟

利用区域海气耦合模式(RegCM3-POM)设计不同的耦合时步,对我国1997/1998年夏季气候异常进行数值模拟,研究不同耦合时步对模拟结果的影响,并将耦合试验结果与单独的大气模式(RegCM3)的模拟结果进行对比分析,以验证RegCM3-POM对东亚地区气候异常的再现能力。模拟结果表明,耦合模式不同的耦合时步试验都较好地模拟出1997/1998年夏季海温的分布,对于1997/1998年海温的差异模拟结果也较为可信。以6小时作为耦合时步的耦合试验,能更好地模拟出1997年华北夏季干旱及1998年我国东部异常洪涝的特征。耦合模式对1997年华北干旱的模拟效果最为理想,而对1998年降水模拟性能较单独的大气模式结果也有一定程度的提高。在对夏季中低层(500 hPa及以下)环流场的模拟中,耦合试验表现出较好的模拟能力。从水汽输送的分析中可以看出,耦合模式能更好地模拟出1997/1998年夏季来自海洋上的水汽输送,与1997年相比,从海洋上输送到我国东部地区的水汽偏多,耦合试验较好地模拟出1997/1998年的水汽输送特征及二者之间的差异,单独的大气模式的模拟结果较差。     

利用区域尺度气象模式模拟黑河地区地表能量通量的研究

应用中尺度区域模式RAMS (the regional atmospheric model system), 在40余组不同参数的条件下模拟中国干旱半干旱黑河地区的地表能量通量和土壤温度特征, 并以此探索模式在干旱半干旱地区的适用性。为了证明模拟结果的准确性和模式的稳定性, 模拟连续运行30天, 其中包含晴好和阴雨的天气过程。模拟结果表明: 即使使用较为可靠的NECP再分析气压层资料和实地探测资料, 进行初始场和参数的输入, RAMS的默认设置也很难较为合理地反演出地表能量通量, 只有合理地调整好其土壤特征参数, RAMS才能得到与实测资料符合得较好的结果。土壤特征参数对模拟结果影响较大, 影响因子的重要性依次为: 土壤含水量、 土壤层总厚度、 土壤温度。     

不同要素谱逼近对高分辨区域数值模式梅雨模拟的改进

为改进高分辨率区域数值天气预报模式雨带模拟偏差,利用WRF模式探讨了不同要素及其组合谱逼近方法对2015年浙江典型梅雨天气预报性能的影响。结果表明:(1)不同单要素逼近对梅雨模拟效果影响差异明显,风场逼近对模拟结果改进较大,高度场逼近对结果略有改善,而温度场逼近主要表现为负效应;风场组合了其他要素的逼近效果与单要素类似,故将水平风场谱逼近确定为最优方案。(2)最优方案对梅雨期间形势场各要素改进程度的排序为纬向风、经向风、相对湿度、温度场和高度场;三个特征层850、500、200 hPa各要素平均的均方根误差(相关系数)分别降低了(增加了)24. 1%(13.6%)、22.7%(21.7%)和13.0%(12.2%);且改进幅度随预报时效的延长而增加,这主要与区域模式内部大尺度系统的误差随积分时间增长有关。(3)典型个例分析显示,最优方案在较好订正低层风场及切变线动力条件的基础上,经过数值模式各物理过程的协同积分也修正了高湿区等关键热力因子,最终改进了高分辨率区域模式的梅雨模拟。     

区域海气耦合模式FROALS的发展及其应用

区域海气耦合模式是研究局地海气相互作用过程影响气候变率的重要平台,也是对全球气候模式进行"动力降尺度"的重要工具.本文介绍了LASG(State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics)/IAP(Institute of Atmospheric Physics)发展的区域海气耦合模式FROALS(Flexible Regional Ocean-Atmosphere-Land System model),并总结了过去五年围绕该区域海气耦合模式开展的研究工 作.FROALS的特点之一是有两个完全不同的大气模式分量和海洋模式分量选项,可以适应不同的模拟研究需 求.针对区域海气耦合模式在西北太平洋地区的模拟偏差,通过分步骤考察不同大气模式分量和不同海洋模式分量对模式模拟性能的影响,指出大气模式是导致区域海气耦合偏差的主要分量.通过改进对流触发的相对湿度阈值标准,有效地改善了此前区域海气耦合模式在亚洲季风区普遍出现的"模拟海温冷偏差".改进的FROALS对西北太平洋地区的大气和海洋环境有较好的模拟能力,合理地再现了西北太平洋地区表层洋流气候态和年际变率.较之非耦合模式,考虑区域海气耦合过程后,改进了东亚和南亚地区的降水和热带气旋潜势年际变率的模拟.最后,针对东亚—西北太平洋地区,利用FROALS对IAP/LASG全球气候模式模拟和预估的结果进行了动力降尺 度,得到了东亚区域50 km高分辨率区域气候变化信息.分析显示,FROALS模拟得到的东亚区域气候较之全球气候模式和非耦合区域气候模式结果具有明显的"增值",显示出区域海气耦合模式在该区域良好的应用前景.     

CSU－RAMS模式在区域气侯模拟中的应用

将ＣＳＵ－ＲＡＭＳ（中尺度）数值模式改造成“区域气候数值模式”以及进行区域气候数值模拟的试验研究。说明将有限区域中尺度数值模式与ＧＣＭ模式嵌套应用到区域气候数值模拟研究上能够取得有意义的结果。它能在一定程度上改善ＧＣＭ模式的不足。可以更为细致地描述大气环流的变化特征,是了解区域气候变化的有效方法之一。     

利用有限区域数值模式进行气候模拟研究的综合介绍

利用有限区域数值模式进行气候模拟是近年来发展的一种研究区域气候的新方法。本文综合介绍了用区域模式进行气候模拟的必要性、可靠性及其研究现状和主要进展，并指出区域气候模拟存在的一些问题及在我国发展区域气候模式的迫切性。     

土壤-作物-大气连续体水分循环与作物生产关系的模拟模式研究

从土壤-作物-大气连续体（SPAC）的水分循环出发,以冬小麦为例,通过对土壤水分动态和有关作物生长过程的模拟,建立作物水分消耗与干物质积累和产量形成关系的动力-统计模式。经3年试验资料的验证,总干重、籽粒产量和根层土壤水分含量的平均模拟误差分别为6.39%,5.60%和5.45%。发育期、叶面积动态和干物质积累动态的模拟与实测情况吻合得也较好。     

利用区域边界层模式对杭州市热岛的模拟研究

利用一个三维非静力区域边界层数值模式,对杭州地区城市热岛现象进行了数值模拟。数值模拟结果表明,杭州地区存在明显的城市热岛现象。夏季城市热岛现象较强,春秋季次之,冬季较弱。利用资源卫星遥感资料反演所得的地表温度,以及与地面气象站观测资料和数值模拟结果相比较,数值模拟结果和实测结果吻合得较好。在此基础上,模拟并探讨了人为热源、风速、地面粗糙度等因素对城市热岛强度的影响。     

有限区域模式的非均匀网格应用研究

用有限区域模式进行试验研究，对比了嵌套网格与非均匀网格的优劣，指同非均匀网格具有明显的优点，提供了一种把均匀网格变换成非均匀网格的简单易行方法，并以ＭＭ２模式为实例进行了变换及数值模拟，其结果是令人满意的，该方案可以推广到全球模式中去。