臭氧对作物影响的模型研究概述

近年来,在大量试验研究的基础上,有关臭氧(O3)对作物影响的研究重点为如何建立有效的模型,以评估和预测O3对作物产量和农业造成的损失。文中介绍了有关臭氧对作物影响模型的研究概况,将模型分为3类：统计模型、光化学模型和机理模型;在分析各类模型局限性的基础上,指出O3对作物影响的模型研究将向模块化、普遍化方向发展,形成综合、全面的模型,并讨论了我国相关研究的发展方向。     

1999年度气象条件对农作物生长的影响

1　对小麦生产的影响1 .1　小麦生长期农业气象条件概述1 999年度河南省小麦生育期间总的气候特点是 :小麦播种时 ,降水量少 ,播种基础是近几年较差的一年 ;越冬至初春的降水仍偏少 ,气温异常偏高 ,干旱持续发展 ;拔节期间气温偏低 ,有效地抑制了小麦旺长 ;灌浆期大部麦区墒情较好 ,光照充足 ,气温适宜 ,有利于小麦灌浆。冬小麦全生育期降水 68～ 354ｍｍ ,比 1 998年同期偏少 4～ 8成 ,比常年同期偏少 1～ 7成 ,1 998年 1 0月至 1 999年 2月大部麦区降水特少 ,降水主要集中在 1 999年 3月份以后。其中大部分地市从 1 998年 9月～ 1 999年 2…     

臭氧对夏季大气环流影响的数值模拟

利用球带ｐ－σ坐标系模式，模拟了臭氧对夏季大气环流的作用，结果表明，臭氧作用引入模式后，大气高压环流特征得到显著改善，臭氧使高层大气的加热率增大；对低层大气，虽然臭氧的加热作用很小，但可通过改变其他加热场分量的分布和量值，从而改变总加热率，使低层大气环流同样发生变化。     

修文县夏旱对农作物的影响分析

从修文县的地势地貌人手分析夏早的成因及对农作物造成的危害,提出夏早的防御措施和对策。     

气候变化对四川省主要农作物典型生育期的影响

采用气候倾向率和线性趋势法分析了四川省农业气候资源特征以及主要农作物典型生育期变化趋势。结果表明,1961—2014年全省大部地区≥10℃初日呈现提前趋势、终日呈推迟趋势,≥10℃积温呈升高趋势。在此背景下,玉米和水稻出苗期呈提前趋势,速率分别为6.6d/10a和3.5d/10a;玉米成熟期无明显变化趋势,水稻成熟期呈现明显推迟趋势,变化速率为2.4d/10a;玉米和水稻生育期天数均呈现了不同程度的延长。冬小麦出苗期无明显变化,而成熟期呈现提前趋势,速率达2.7d/10a,生育期天数呈现显著缩短趋势,速率达4.9d/10a。总体而言,积温的增加、温度生长期天数的延长为生育期长的作物品种种植提供了必要条件,通过品种的选择和播期调整,可以充分发挥资源优势,趋利避害,从而提高农作物产量。     

1998年度浙江省天气气候对主要农作物生长的影响

1998年度,全省温度偏高,大部地区降水偏多,日照时数略偏少。四季具有:冬季温暖多雨;春季持续温高多雨;梅雨期短,但雨量集中,洪涝灾重;夏季高温酷暑严重;秋季晴暖少雨,秋季低温出现虽偏早但影响不大。本年度主要气象灾害为雨涝、大雪、寒潮、洪涝、高温酷暑、干旱、冰雹和龙卷风等,对农业生产有一定影响。农作物主要生育期农业气象条件除晚稻较好外,大小麦和早稻属偏差年份,因此三季主要粮食作物产量同去年相比为两减一增,即大小麦和早稻减,晚稻增。     

我国气溶胶污染对农作物影响研究进展

污染气体形成的大气气溶胶自工业革命以来有大幅度增加。在气溶胶污染日趋严重的背景下,气溶胶对农业的影响受到科学界的密切关注。综合论述了我国大气气溶胶对作物影响的研究状况,从气溶胶污染对农作物的可能影响出发,综述了我国气溶胶污染对作物生长发育以及产量形成影响方面的研究成果;并通过分析现状,指出了存在的问题、有待改进的方面和研究发展的方向。     

鄂尔多斯地区气候变暖的现状分析及其对农作物种植的影响

近年来全球气候变暖导致各种灾害性天气频发,并引发多种衍生、次生灾害,而农业生产对气候变化的响应具有极高的敏感性,因此给人们的生活带来不可估量的经济损失和无法弥补的心理创伤。利用东胜国家基准气候站(现已更名为东胜国家基本气象站)及7个旗区1957—2015年的气象资料进行统计,计算历年平均气温的变化趋势,分析鄂尔多斯地区局地气候变暖的现状,以及气候变化对农作物生长发育的影响,力求经过分析所得的结论能为农业生产顺应气候变化提供有力的依据,并在今后的天气预报制作、防灾减灾、预警发布等多方面决策提供参考。     

气象因子对近地面臭氧污染影响的研究

本文通过对１９９３年春季和春夏之交的O3浓度逐日变化、日变化和气象因子关系的分析，提出了影响O3浓度的主导气象因子和不同情况下形成高浓度O3的主要因子，提出了大风速对逐日变化中O3浓度特高及浓度日变化峰值的重要作用，并指出高温、低湿、小风并不是在所有情况都是促成高浓度O3的因子。另外，雾也可以成为近地面O3浓度增值的因素，主要原因是雾内湍流发展将高浓度O3大量输向下方。     

气象条件对梅州城区臭氧浓度的影响研究

利用2014—2017年梅州城区的O3监测数据和相关气象观测资料,对本地区的O3的变化特征及影响O3的气象条件进行了相关分析。分析表明:梅州地区2014—2017年O3超标日数维持稳定水平,O3二级超标日数全部集中在春季和夏季; O3二级超标天数占AQI超标日数的比例快速上升,O3二级超标主要发生在3—8月,最多的是4月,O3是影响梅州市区空气质量重要因素。O3的月平均浓度与同期气温、日照显著正相关,与同期的气压呈显著负相关; O3污染过程中,O3的逐日浓度与同期气温、日照显著正相关,与同期的总云量、低云量、湿度呈显著负相关; O3污染过程中,O3浓度与地面及高空天气形势配置关系密切,O3浓度变化是多种气象要素共同作用的结果。     

多层模式中臭氧加热率的计算及其对大气温度场的影响

本文介绍一个简单、经济的适用于各种多层大气环流模式中计算臭氧加热率的参数化方案,利用这一方案,可根据臭氧总量气候观测值及其垂直分布资料计算臭氧加热率,也可以在模式中加入臭氧方程,用预报的臭氧含量计算臭氧加热率.用此方案对单站气候资料试算,结果指出,随着高度的增加,臭氧吸收太阳辐射对大气太阳加热率的贡献逐渐接近、达到并在平流层50hPa附近明显超过其它物质如水汽的贡献.此方案用于九层大气环流模式时,对其辐射加热率的计算有较理想的改进,并使模拟的大气温度垂直分布更符合观测事实.     

Brewer 分光光度计遥感大气臭氧垂直廓线的研究

利用建立的球面分层大气散射模式,研究了Brewer仪器工作波长进行Umkehr短法反演所包含的信息量,给出Brewer仪器探测大气臭氧垂直廓线方法。同时,用气溶胶光学厚度计算得到气溶胶订正系数,建立了Umkehr反演的程序。用此程序对Table Mountain资料进行气溶胶修正,得到了较好的结果。对北京测站1991年1—3月资料进行由气溶胶造成的臭氧反演廓线的误差计算,结果表明,用常规反演方法得到的各层臭氧含量的误差与平流层气溶胶光学厚度有一近似线性的关系;进行气溶胶修正后,与国外的臭氧反演廓线的误差修     

华南地区春季平流层入侵对对流层低层臭氧影响的模拟研究

利用中尺度大气化学模式WRF/Chem对2013年3月6日华南地区一次平流层入侵事件及其对对流层低层臭氧的影响进行模拟研究。通过加入UBC（Upper Boundary Condition）上边界处理方案,弥补WRF/Chem模式未考虑平流层臭氧化学反应的不足。结合臭氧探空廓线资料、地面O₃、CO、NO_x、相对湿度、温度和风速等观测资料以及再分析资料对模拟结果进行定量评估,结果表明模式能较为真实地模拟本次平流层入侵过程。模拟分析进一步揭示:（1）副热带高空急流是本次平流层入侵的主要原因。当华南地区处在副热带急流入口区左侧下沉区域时,平流层入侵将富含臭氧的干燥空气输送到对流层中低层。（2）本次平流层入侵对对流层低层臭氧收支有重要影响,导致香港地区近地层臭氧体积混合比浓度明显上升,如塔门站夜间臭氧浓度升高21.3 ppb（1 ppb=1×10-9）。地面气象场和化学物种的分析进一步确认了平流层入侵的贡献。（3）采用动力学对流层顶高度时零维箱式模型和Wei公式计算得到的平流层入侵通量相当,分别为-1.42×10-3 kg m-2 s-1和-1.59×10-3 kg m-2 s-1,这一结果与前人研究相吻合,且与采用热力学对流层顶高度计算所得到的结果具有可比性。     

拉萨地区1998年夏季臭氧总量及垂直廓线的观测研究

该文根据1998年6~10月上旬在拉萨地区进行的臭氧总量及臭氧垂直廓线的观测结果, 并结合同期同纬度其他两个臭氧站数据资料, 证实了以拉萨地区为代表的青藏高原在夏季存在“臭氧低谷”的现象.分析表明, 地基和卫星观测的臭氧总量有一定误差. Umkehr观测反演结果表明夏季拉萨地区平流层臭氧分布和同纬度其他地区相比略有不同; 在对流层, 探空资料显示了该地区对流层臭氧有低值分布的特征.     

A Study of Ozone Laminae Using Diabatic Trajectories, Contour Advection and Photochemical Trajectory Model Simulations.

In this paper, we show that the rate of ozone loss in both polar and mid-latitudes, derived from ozonesonde and satellite data, has almost the same vertical distribution (although opposite sense) to that of ozone laminae abundance. Ozone laminae appear in the lower stratosphere soon after the polar vortex is established in autumn, increase in number throughout the winter and reach a maximum abundance in late winter or spring. We indicate a possible coupling between mid-winter, sudden stratospheric warmings (when the vortex is weakened or disrupted) and the abundance of ozone laminae using a 23-year record of ozonesonde data from the World Ozone Data Center in Canada combined with monthly-mean January polar temperatures at 30 hPa.Results are presented from an experiment conducted during the winter of 1994/95, in phase II of the Second European Stratospheric And Mid-latitude Experiment (SESAME), in which 93 ozone-enhanced laminae of polar origin observed by ozonesondes at different time and locations are linked by diabatic trajectories, enabling them to be probed twice or more. It is shown that, in general, ozone concentrations inside laminae fall progressively with time, mixing irreversibly with mid-latitude air on time-scales of a few weeks. A particular set of laminae which advected across Europe during mid February 1995 are examined in detail. These laminae were observed almost simultaneously at seven ozonesonde stations, providing information on their spatial scales. The development of these laminae has been modelled using the Contour Advection algorithm of Norton (1994), adding support to the concept that many laminae are extrusions of vortex air. Finally, a photochemical trajectory model is used to show that, if the air in the laminae is chemically activated, it will impact on mid-latitude ozone concentrations. An estimate is made of the potential number of ozone molecules lost each winter via this mechanism.     

平凉地区农作物布局的最佳种植决策

采用陇东地区及相邻的固原、长武、陇县共18个站1951～2000年的气象资料,计算了各站历年各时段干旱指数,划分了干旱等级,结合全区农作物夏、秋粮、小麦、玉米、高粱、马铃薯、油料种植面积、单产等资料,分析了气候因素与作物产量的关系。选用线性规划和减产率矩阵相结合的方法,建立确定型和随机型种植决策模型,优选出可供实施种植比例的最佳方案。结果表明：不论夏秋作物还是五种作物均在秋春连旱年减产率最大,达30％～40％之间,在无气候干旱年,其减产率最小,为12％～15％。随机型决策接近历年的情况,决策意义不大;确定型决策效果比较显著,其综合减产率普遍少1％-3％,有优化决策价值。虽然确定型优于随机型,但其依赖于长期天气趋势预报的准确程度,应用种植决策还是以随机型与确定型兼用较为稳妥,风险性小。     

大气臭氧垂直分布变化的模拟研究

利用包括垂直平流、扩散和化学过程的一维平流层—对流层的大气化学模式，通过增加NOx的地面源，发现由于NOx地面源的增强，引起对流层下部臭氧浓度增加，夏季臭氧浓度的增加远大于冬季；通过扩散系数和垂直风速的敏感性试验比较，看出由平流层向对流层输送臭氧的过程中，平流过程的影响可能更重要。     

平流层大气臭氧含量变化特征

利用卫星观测臭氧总含量TOMS（第7版）资料，分析了平流层臭氧含量的变化特征，结果表明，全球臭氧总含量呈下降趋势，准两年振荡是臭氧变化中除年周期外的最显著的变化周期。     

Ozone measurements from the Balloon Intercomparison Campaign

Measurements of the Balloon Intercomparison Campaign (BIC), conducted during fall, 1982 (BIC-1) and summer, 1983 (BIC-2), are reported. Results of five remote and two in situ techniques agree (with a few exceptions) within 95% confidence level uncertainties and generally within 15% above 20 km. Weighted mean profiles, which best represent conditions during the capaign, are used as a comparison standard. Accuracies of experiments indicated by BIC generally confirm estimated uncertainites for ECC sondes, UV photometry, and microwave emission experiments, are somewhat better for far IR emission and IR absorption experiments, and are somewhat worse for IR emission and solar UV absorption experiments. The large collection of BIC measurements confirms a problem reported earlier with current theoretical modeling of ozone near 40 km where transport is negligible and the chemistry is believed to be simpler.