国内外生态气象现状及其发展趋势

首先探讨了生态学、气象学与生态气象学的发展历程,并给出了目前常见的几种生态气象学的定义;其次,对国内外生态气象学的现状进行了简单分析,主要介绍了国际上开展的与生态系统有关的许多观测计划和研究试验,以及国内不同部门开展的陆地生态系统观测状况,并分析了我国气象部门生态气象业务服务现状及存在的问题;再次,分析了生态气象学未来的发展趋势。     

主编语

生态气象学是一门交叉学科,它以包括大气环境在内的生态系统为主要研究对象,利用天气学、气候学、应用气象学、生态学原理与方法研究生态系统诸因子间的相互作用及变化规律。在全球气候变暖、生态环境问题日益突出的背景下,生物资源和土地资源退化等问题直接威胁到了人类的生存和可持续发展。考虑到未来气候变化的不确定性和负面影响,如何维持生态系统的健康演变,适应环境变化,需要将气象学和生态学结合起来开展交叉研究,探讨各相关要素相互作用的过程和因果关系,这是生态气象学需要探讨、解决的问题。水生生态系统是全球生态系统重要的组成部分。长江作为我国最长的河流,其流域的生态环境与天气、气候变化对于沿江区域的经济发展有着重要影响。特别是在“万里长江,险在荆江”的荆江流域,夏季的强降水使得这片素有“九曲回肠”之称的流域始终面临着洪水宣泄不畅、极易溃堤成灾的威胁。因此,研究该流域的生态气象特征,对于这里以农业、水产养殖业为特色的地方经济、及清洁环境和健康生态系统的维持具有重要的气象服务价值。近年来,湖北省荆州市气象局在生态气象领域做了大量工作,对一些科技问题进行了积极探索和总结,本期以“刊中刊”的形式集中刊登了依托于荆州市气象局的“江汉平原生态气象遥感监测技术协调创新中心”有关成员单位在湿地生态与农业气象等方面的最新研究文章。本期“进展报告:长江生态气象”在荆州市气象局的支持下,展示了该局科研业务人员独立或与高校等机构学者合作,在江汉生态气象方面近年来取得的主要成果。这些研究分别从产量预报(P36)、洪涝灾害(P51)、农作物遥感(P58、P72)、水体遥感(P85、P91)以及流域生态环境保护(P105)等不同角度阐述了生态气象领域在当地的研究进展,这些研究与长江流域生态保护与可持续发展问题密切相关。     

新书架

<正>《生态气候学:概念和应用(第二版)》戈登·B.伯南著该书为美国国家大气研究中心的戈登·B.伯南(Gordon B.Bonan)教授所著,是一部生态与气候领域的杰作。全书分为地球系统、全球物理气候学、土壤过程、水文气象学、生物气象学、陆地植被生态系统、陆地协迫与反馈七大部分,共30章,内容涉及多学科领域,从个体、种群、群落到生态系统、景观的不同层次,从微观到宏观角度,深刻阐述了天气、气候与生物间的相互影响、相互作用,揭示了不同尺度下     

运用气象学原理做好观测工作

1　透彻理解气象学原理知识 ,高度重视观测工作气象学原理从理论上阐明了各种大气现象的物理成因及其演变规律 ,为搞好观测工作提供了很好的理论依据 ,使观测人员对每一个观测项目的水平及空间的分布、演变、相互关系以及实际意义有了一个明确的认识 ,解决了为什么要观测这一气象要素或那一天气现象 ,它与其他气象要素间有什么关系 ,该要素记录不严肃有什么影响 ,连续认真观测有什么意义等问题 ,从而使观测人员对观测工作高度重视 ,提高工作责任心 ,才能严肃对待每一次观测、每一个记录 ,避免盲目性和随意性。2　熟练掌握并运用气象学原理 ,…     

海南乐东降水特征与干旱及人工增雨潜力分析

利用海南省乐东县境内的乐东站和莺歌海盐场气象站及所属5个单位气象站1977~2006年的地面观测资料,对东县降水特征与干旱进行分析;并根据气象学原理对乐东县人工增雨潜力进行了分析,为当地政府进行抗旱减灾,找出了科学依据。     

台风过程对广西红树林净生态系统碳交换的影响研究

为研究台风过程对广西红树林净生态系统碳交换的影响,利用北海红树林生态观测试验站涡度相关系统观测的红树林碳通量和气象观测数据,分析台风"韦帕"登陆前后红树林净生态系统碳交换变化特征及其与气象因子的响应关系.结果表明:(1)红树林净生态系统碳交换碳汇峰值在台风登陆前递增并达到极值,台风登陆时碳汇峰值迅速降低,而在台风登陆后...     

陆地生态系统蒸腾蒸散比量化及其时空异质性研究进展

蒸腾蒸散比(T/ET)是阐明陆地生态系统水分散失过程中植被作用的关键参量,蒸散及其组分的准确量化是生态水文研究的基础,有助于理解蒸散与气候变化的相互作用机制。总结了国内外T/ET观测和模拟方法及其量化结果的差异,梳理了森林、草原、湿地和农田4种陆地生态系统T/ET的研究成果,阐述了不同类型陆地生态系统T/ET的时空异质性及其驱动因素。不同生态系统T/ET的差异来源于生态系统特性、时空差异、观测方法和模型或数据集选取,但各差异来源对其的贡献率还未有统一定论;T/ET的变化主要依赖于生态类型、冠层特征、气候、土壤等条件,不同时空尺度的生态系统T/ET驱动因素不同。因此,针对T/ET量化方法开展不确定研究,阐明不同陆地生态系统T/ET的时空异质性,揭示其变化规律及驱动机制将是未来的研究重点。     

三江源地区人工增雨气象条件分析

本文针对三江源地区生态环境恶化的状况,从气象学角度出发,着眼于云及降水特征,天气条件、水汽条件等多个方面,利用气象部门多年观测资料,较为详细地分析了在三江源地区开展人工增雨的有利气象条件。     

多源资料在青藏高原大气热源计算中的适用性分析

大气热源是高原气象学的理论要点,研究其计算方法及其适用性,对加深高原气象学的认识,开拓"高原气象学"课程学生的视野,都具有重要意义。然而,精确计算大气热源仍是个挑战。本文详细介绍了大气热源两种计算方法,即正算法和倒算法,并基于站点观测、卫星辐射资料(ISCCP和SRB)及4套再分析资料(NCEP/NCAR、NCEP/DOE、ERA-Interim和JRA55),比较了不同资料计算所得夏季高原热源多尺度变率的差异。结果显示利用正算法时,辐射资料的选择需慎重;而在利用倒算法时,再分析资料的选择则需根据热源的研究尺度而定,不同再分析资料差异颇大。就长期趋势变化而言,再分析结果Q_1-JRA55最接近观测;而在年际尺度上,Q_1-ERAI与Q_1-JRA55两套结果能近似重复观测计算所得热源变率;在季节内尺度上,多套再分析资料差异性缩小,均可细致刻画高原夏季热源变化周期,在高原地区均有较好的适用性。     

我国沙尘天气微气象学和湍流输送特征研究进展

基于风蚀起沙的物理机制,从微气象学角度回顾了国内沙尘天气的研究进展,介绍了沙尘天气过程近地面层微气象学特征,以及湍流通量演变规律和湍流作用对沙尘暴过程参数化的影响。同时,结合国外的相关研究,探讨了国内在沙尘天气研究方面存在的不足和今后的研究方向,如:开展沙尘暴过程数值模式湍流参数化方案的分析及与卫星和实验观测结果的比对研究;获取沙尘天气过程近地面层气象要素垂直廓线的精细分布,加深理解不同沙尘天气演变规律及特征;加强不同沙尘源区土壤湿度对起沙阈值影响的研究;开展不同粒径土壤的起沙率以及沙尘通量廓线演变规律的研究等。     

农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究

1农业气象灾害预警技术研究 2002年是"十五"国家科技攻关计划项目"农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究"之第13课题(编号:2001BA509B13)实质性研究的一年,在收集资料、田间试验和模型研制等方面取得了较好的阶段性进展.年内广泛收集了环流、海温、气候及田间试验等各类资料.开展了干旱对小麦影响盆栽试验和油菜盆栽淹水试验,并在荔枝和香蕉园建立自动气象站,进行小气候观测.初步研制出4种灾害的长期统计预测模型和华南寒害短期数值天气预报模式,建立了基于东北玉米、华北小麦和夏玉米以及江淮小麦、油菜生长过程的动态模拟模式,探讨了实现作物模型区域化的方法,开展了区域气候模式与东北下垫面嵌套,生成作物模式所需预报值的方法试验.     

农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究

由中国气象科学研究院主持，江苏农业科学院、广东气候应用研究所、吉林气象科学研究所、国家气候中心科研人员参加的“十五”国家科技攻关项目“农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究”13课题“农业气象灾害预警技术研究”经过近3年的研究取得了大量成果，并于2003年12月顺利通过农业部项目办公室组织的专家验收，得到专家一致好评。     

农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究

1 农业气象灾害预警技术研究 对华北农业干旱、东北作物低温冷害、江淮小麦油菜渍害、华南经济林果寒害和水产寒害等农业气象灾害分别建立了统计预测模型和机理预测模型相结合、长中短不同预报时效相结合的预警预测模型。其中作物生长模型与区域气候模式相结合的新一代农业气象灾害预测技术在实现区域尺度预测应用上取得重要进展；各类预测模型在灾害指标、预测方法上取得新的突破，预报准确率进一步提高。在此基础上，成功研制出包含多种预测方法、不同预报时效、可供准业务运行的农业气象灾害多灾种综合预测预警系统。课题研制的模型进行了业务试验，部分成果如广东经济林果寒害预警已投入业务运行。课题于2005年12月顺利通过项目主持单位农业部组织的专家验收。该课题成果代表了我国目前农业气象灾害预警预测研究的最新进展和水平，对于进一步开展和提高其他地区、其他灾害的预报能力具有一定的推广借鉴作用和应用前景。     

农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究

该项目经公开招标和专家评审后正式立项,由农业部、国家林业局、中国气象局共同组织,中国农业科学研究院植物保护研究所、四川省农科院植物保护研究所、中国农业大学、中国林业科学研究院森林保护研究所、中国林业大学、中国气象科学研究院、中国农业科学研究院农业气象研究所等单位共同承担,项目编号:2001BA509B。该项目共分15个课题2003年底前完成。我院主持其中两个课题,并参加另外两个课题的研究工作,主要在农业气象灾害预警、影     

农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究

1 农业气象灾害预警技术研究 对华北农业干旱、东北作物低温冷害、江淮小麦油菜渍害、华南经济林果寒害和水产寒害等农业气象灾害分别建立了统计预测模型和机理预测模型相结合、长中短不同预报时效相结合的预警预测模型.其中作物生长模型与区域气候模式相结合的新一代农业气象灾害预测技术在实现区域尺度预测应用上取得重要进展;各类预测模型在灾害指标、预测方法上取得新的突破,预报准确率进一步提高.在此基础上,成功研制出包含多种预测方法、不同预报时效、可供准业务运行的农业气象灾害多灾种综合预测预警系统.课题研制的模型进行了业务试验,部分成果如广东经济林果寒害预警已投入业务运行.课题于2005年12月顺利通过项目主持单位农业部组织的专家验收.该课题成果代表了我国目前农业气象灾害预警预测研究的最新进展和水平,对于进一步开展和提高其他地区、其他灾害的预报能力具有一定的推广借鉴作用和应用前景.     

广西春夏季旱涝的等级划分及时空分布特征分析

利用广西80多个站点1961～2006年的逐月降水资料,采用Z指数定义方法,对广西春夏季的旱涝进行等级划分.利用经验正交函数(EOF)分析方法对春夏季旱涝等级的时空分布进行研究,给出了四个旱涝典型场的分布特征.分析结果表明:全区性偏涝或偏旱是春夏季早涝分布的最主要型态;春季和夏季的前4种分布形态都通过了显著性检验,两个季度的第一、第二分布形态都是全区一致型和南北反向型;春季近5年时间系数多为正值,说明近年来全区春季表现为偏旱;1990年以后,夏季第一特征向量时间系数只有3年为正值,其余均为负值,说明近16年广西夏季降水较多,以偏涝为主,年代际变化也较明显.     

Concentration of Peroxides and Formaldehyde in Air and Rain and Gas-Rain Partitioning

Rain and air of Florence have been collected in a continuous way andanalysed by flow analysis spectrofluorimetric methods for formaldehydeand hydrogen peroxide. Diurnal and seasonal variations were observed;the mean/maximum concentrations of all data (as gm^–3) are 3.3/23.4 for HCHO and 0.4/4.93 forH₂O₂. The effect of external sources and ofphotochemical reactions produces periods of positive and negativecorrelations for these compounds. The mean/maximum rain concentration ofall data are 98/443 g l^–1 for HCHO and 84/685 g l^–1 for H₂O₂. Concentrationratios rain/air and discrepancies to Henry's Law equilibrium arediscussed.     

全省雷电监测定位网建设与应用

为加强全省雷电监测业务,开展雷电灾害预警、预报和评估,增强气象业务服务能力,2004年4月陕西省气象局与中科院空间技术应用中心签定协议,建设陕西省雷电监测定位网,2004年6月建成并投入使用,已在雷电灾害监测及评估中发挥了显著的效益,也可为全省气象预报、专业服务、人工影响     

Climate and oceanic fisheries: recent observations and projections and future needs

Several lines of evidence show that climatic variation and global warming can have a major effect on fisheries production and replenishment. To prevent overfishing and rebuild overfished stocks under changing and uncertain environmental conditions, new research partnerships between fisheries scientists and climate change experts are required. The International Workshop on Climate and Oceanic Fisheries held in Rarotonga, Cook Islands, 3–5 October 2011, brought representatives from these disciplines together to consider the effects of climate variability and change on oceanic fisheries, the tools and strategies required for identifying potential impacts on oceanic fisheries, and the priority adaptations for sustaining future harvests, especially in the Pacific Ocean. Recommendations made by the workshop included (1) development and implementation of sustainable management measures for fisheries; (2) long-term commitment to monitoring necessary to assess stock status and to conduct integrated ecosystem assessments; (3) process oriented research to evaluate the potential of marine species for adaptation to a changing ocean environment; (4) provision of improved national meteorological and hydrological services to fisheries agencies, enterprises and communities; (5) continuing communication of potential impacts and adaptation strategies to stakeholders to reduce the threats to oceanic fisheries and capitalise on opportunities; and (6) continued collaborative efforts between meteorological, oceanographic, biological and fisheries researchers and management agencies to better monitor and understand the impacts of short-term variability and longer-term change on oceanic fisheries.     

雷电监测预警系统的原理及应用

本文讨论了有关雷电的基本知识，列举了目前存在的各种雷电定位方法，分析了雷电定位的几个过程。对近期引进VAISALA公司的SAFIR3000型雷电监测预警系统采用的探测原理做了分析，并总结了这套探测系统采用的VHF干涉测量原理特点及不足之处。