由温度论陕西地膜冬小麦种植适宜区北界

选取可以代表从渭北旱塬至陕北北部顺次过渡的 6个站点 ,采用线性回归方程拟合了代表站点的地温与气温之间的关系 ,以此为依据 ,推算出地膜覆盖增加的地温相当于气温拟增加量 ;采用覆膜后 ,各站点累计负积温拟减少 1 2 2～2 1 0℃ d ,极端最低温度平均拟升高 1 8℃计 ,最后再根据小麦安全越冬所能忍受的最大负积温为 4 0 0℃ d及极端最低温度为 -1 8℃ ,区划出地膜覆盖后小麦适宜种植北界。     

中国富士苹果种植的气候适宜性研究

基于中国1981-2010年2084个气象台站资料和203个富士苹果种植区分布的地理数据,利用最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS平台,从物种分布机理与品质两方面研究了影响富士苹果在中国分布的主导气候因子及适宜范围,并对其气候适宜性进行区域划分和评价。结果表明,影响富士苹果在中国分布的主导气候因子有8个,富士苹果地理分布的气候适宜范围分别为年日照时数2000-2500 h、年平均气温7-14℃、≥10℃积温3000-4800℃·d、最冷月平均气温-7-0℃、夏季气温平均日较差8-12℃、年降水量400-800 mm、夏季平均气温20-26℃、夏季平均空气相对湿度60%-78%。中国富士苹果的气候适宜区主要分布在黄土高原、环渤海湾和黄河古道,其中,黄土高原区的陕西、山西和甘肃气候适宜度最高,而山东和河北两省富士苹果规模化种植还有较大发展空间。      

中国大陆茶树种植气候适宜性区划

基于1961—2019年全国1903个气象站点的气候数据以及1115条茶树分布站点记录,利用最大熵模型和GIS技术筛选影响茶树种植的主导气候因子,根据自然间断点分级法将中国大陆茶树气候适宜性划分为不适宜区、次适宜区、适宜区和高适宜区4个等级,厘定不同区划等级的主导气候因子阈值。结果表明：影响中国大陆地区茶树种植分布的主导气候因子为多年平均极端最低气温、春霜冻频率、年平均气温、年降水量和3—9月平均相对湿度。模型区划结果与名茶之乡、地理标志茶叶所在地吻合较好。茶树适生区的北界总体呈现出由东部高纬度向西部低纬度降低的分布态势,北界界限移动较明显地区主要分布在东部高纬度省份。整体茶树适生区质心的年代际变化较为平缓,除20世纪60—70年代和80—90年代的适生区范围有所缩小外,其他相邻年代际间茶树适生区的面积均呈现出不同程度的增长趋势,与质心迁移情况相吻合。     

中国东部夏季风北界年际变化的东西差异及其影响因子

采用1958～2016年JRA-55（Japanese 55-year Reanalysis）月平均再分析资料,利用夏季平均的可降水量定义了东亚夏季风北界,通过谐波分解、回归分析、合成分析、波活动通量等分析方法,研究了东亚夏季风北界位置的年际变化特征和东西差异。根据各经度上夏季风活动北界位置年际变化的一致性可划分为华北区域（107.5°～115°E）和东北区域（122.5°～130°E）两个区域,两个区域夏季风北界位置的年际变化具有明显差别。两个区域的夏季风北界位置的异常偏北都与东侧的异常反气旋式水汽环流密切相关,与华北区域北界位置密切联系的异常反气旋式水汽环流位于黄海附近,与东北区域北界位置相关的异常反气旋式水汽环流则位于日本海北部。两个区域分别位于反气旋式环流西侧,受偏南风水汽输送影响,区域水汽输送以及辐合增强。影响华北区域的反气旋式异常与中高纬度波列的传播有关;影响东北区域夏季风北界位置偏南年与偏北年的反气旋式环流的可能成因存在非对称性,偏南年对应西北太平洋低纬度正异常高度场以及中纬度负异常高度场,可能受东亚—太平洋遥相关波列的影响;偏北年则对应着东北亚的正异常高度场,可能与局地增温有关。     

气候变化背景下浙江省单季稻气候生产潜力研究

采用逐步订正法计算浙江省单季稻的气候生产潜力,再利用地理信息系统空间插值、线性趋势分析等方法分析生产潜力的时空变化特征。结果表明：浙江省光合生产潜力自北向南呈“低—高—低—高”的带状分布;光温生产潜力、气候生产潜力则大体呈北低南高的分布;气候生产潜力整体呈下降趋势,同时在下降速率上,光合生产潜力>光温生产潜力>气候生产潜力;浙江省单季稻气候资源利用率仍有较大的提升空间,在气候生产潜力下降的背景下,单季稻产量仍表现出稳中有升的态势。     

东亚夏季风北界与我国夏季降水关系的研究

为了研究东亚夏季风北界与我国东部夏季降水异常的关系,本文利用夏季850 hPa上20°N以北105°~125°E之间平均南风风速2 m/s所在的纬度,定义了一个新的东亚夏季风北界指数。初步分析表明:东亚夏季风北界在1976年之前(含1976年)位置偏北,而1976年之后位置偏南,具有明显的年代际变化,较好地反映了我国东部夏季降水异常分布型的变化。对应于东亚夏季风北界的异常,东亚夏季风强度、西北太平洋副热带高压位置与面积、亚洲大陆热低压等也发生了相应的变化,它们之间的关系如下:东亚夏季风北界位置偏北(南)时,对流层低层亚洲大陆热低压偏强(弱),东亚夏季风偏强(弱),西北太平洋副热带高压位置偏北(南)、面积偏小(大),南亚高压偏弱(强),长江中下游地区气流以下沉(上升)为主,降水偏少(多);华北地区气流以上升(下沉)为主,降水偏多(少)。     

安康市农作物种植最佳结构模型研究

本文应用数理统计方法研究了历年农作物产量与气象条件的关系。采用逐步回归技术确定影响各种农作物产量的主要气象因子。研究了农作物种植对气候资源的适应性,建立了农作物种植最佳结构模型。为安康市农业宏观决策提供了科学依据。     

基于最大熵模型的中国血吸虫病传播风险评估

气候生态因子是影响媒介传播性疾病流行风险的重要环境因素。本研究根据文献调研选取影响中国血吸虫病传播风险的潜在气候生态因子,基于各潜在因子的作用大小确定影响中国血吸虫病传播风险的主导因子,发展主导气候生态因子-血吸虫病关系的最大熵模型并评价其对中国区域血吸虫病传播风险的模拟效果。结果表明:影响中国血吸虫病传播风险的气候生态因子有年降水量、最暖月平均气温、稳定通过10℃持续日数和增强型植被指数(EVI),其累积贡献率为研究因子总贡献的98.6%;最大熵模型能较好地揭示中国血吸虫病传播风险与主导气候生态因子关系,其受试者特征曲线(ROC)评价结果为"非常好"(AUC为0.917);模型模拟的中国血吸虫病传播中高风险区位于江苏南部、浙江北部、广西中部、广东北部、云南北部、四川中部及湖北东部、湖南东北部、安徽中部、江西北部等地。研究结果对气候环境影响下中国血吸虫传播风险评估和疾病预防宏观对策制定具有工具价值和参考意义。     

基于MaxEnt模型的薄壳山核桃气候适宜性区划

基于最大熵模型（MaxEnt）和GIS技术,提出一种薄壳山核桃气候适宜性区划方法。利用美国本土274个种植点,结合美国本土和中国云南省1981—2010年气候数据开展薄壳山核桃气候适宜性区划研究。结果表明：7月平均气温、年平均气温、30年极端最低气温、年降水量、3—5月降水量、年日照时数和4—5月日照时数为影响薄壳山核桃气候适宜性的主要气候因子。基于美国本土种植点构建的MaxEnt模型在该区域具有较高精度,但将模型直接外推用于中国云南省可靠性不足。因此,利用模拟区域和训练样本气候因子值域的偏离程度改进气候适宜性指数,并将云南省薄壳山核桃适宜性划分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜4个等级。其中,最适宜区和适宜区分布于热量资源丰富、日照相对充足并具备较好冬季低温条件的亚热带地区和热带地区边缘。受云南省复杂地形和气候条件影响,区划结果呈现出破碎化分布。     

未来气候变化对湖北省钉螺潜在分布的影响

利用最大熵模型,结合地形、植被、气象等环境因子,模拟了湖北省钉螺在基准期（1986-2005年）的分布,预测了RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5这3种未来情景下2021-2040年、2051-2070年和2081-2100年湖北省钉螺潜在分布风险。结果表明,基于主导环境因子建立的最大熵模型的受试者工作特征曲线（ROC）下的面积（AUC）平均值达到0.894±0.024,可用于未来气候变化情景下湖北省钉螺的潜在分布研究。3种排放情景下钉螺潜在分布低、中风险区范围相对基准期分别扩大了4.5%和1.6%,无风险区范围缩小了9.3%;伴随着未来可能的气候变化,钉螺潜在分布中、高风险区向北移动。     

A laboratory study of the turbulent velocity characteristics in the convective boundary layer

Based on the measurement of the velocity field in the convective boundary layer （CBL） in a convection water tank with the particle image velocimetry （PIV） technique, this paper studies the characteristics of the CBL turbulent velocity in a modified convection tank. The experiment results show that the velocity distribution in the mixed layer clearly possesses the characteristics of the CBL thermals, and the turbulent eddies can be seen obviously. The comparison of the vertical distribution of the turbulent velocity variables indicates that the modeling in the new tank is better than in the old one. The experiment data show that the thermal＇s motion in the entrainment zone sometimes fluctuates obviously due to the intermittence of turbulence. Analyses show that this fluctuation can influence the agreement of the measurement data with the parameterization scheme, in which the convective Richardson number is used to characterize the entrainment zone depth. The normalized square velocity wi^2/w＊^2. at the top of the mixed layer seems to be time-dependent, and has a decreasing trend during the experiments. This implies that the vertical turbulent velocity at the top of the mixed layer may not be proportional to the convective velocity （w＊）.     

东北三省玉米主要农业气象灾害综合危险性评估

东北三省是中国玉米主产区之一,也是“东北玉米带”的重要组成部分。气候变化背景下东北三省农业气象灾害的高发、频发已经严重地威胁到该地区玉米的生产安全,迫切需要弄清玉米主要农业气象灾害的综合危险性,为玉米防灾、减灾措施的制定提供依据。基于1981—2010年东北三省气象数据,结合最大熵模型对东北三省玉米主要农业气象灾害(低温、干旱和洪涝)综合危险性进行了评估。结果表明,低温冷害对玉米主要农业气象灾害综合危险性的贡献率随时间成减少趋势,旱灾对玉米主要农业气象灾害综合危险性的贡献率则随时间成增加趋势,洪涝灾害对玉米主要农业气象灾害综合危险性的贡献率随时间呈先减小后增加趋势。1981—2010年各农业气象灾害对玉米主要农业气象灾害综合危险性的平均贡献表现为低温冷害> 干旱> 洪涝。东北三省玉米主要农业气象灾害危险性由北向南成减小趋势,其高值区主要位于东北三省的东北部大兴安岭地区。黑龙江省的低温冷害和洪涝灾害危险性较大,而吉林和辽宁省沿海地区气候条件较好,玉米生产受农业气象灾害影响较小。1981—2010年东北三省玉米3种主要农业气象灾害综合危险性高值区随时间变化成减小趋势,低值区随时间变化成增加趋势。同时,基于最大熵模型构建了东北三省玉米3种主要农业气象灾害综合危险性评估模型,其ROC(Receiver operating characteristic curve)下的面积达0.823,表明该模型可以很好地模拟东北三省灾害综合危险性分布。     

我国北方地区植被总初级生产力的空间分布与季节变化

本研究通过集成Terra MODIS卫星影像数据与地面通量台站的观测数据, 改进了基于遥感的VPM光能利用率模型, 模拟了我国北方地区2008年陆地生态系统总初级生产力 (GPP) 的空间分布与季节变化。研究表明: (1) 我国北方地区植被GPP在空间分布上表现为东高西低的特征, 年均值为518.36 g/m2 (C重量, 下同)。 (2) 我国北方地区主要植被类型的GPP有较强的季节动态, 大体上都表现出单峰变化趋势。GPP值按照由大到小顺序依次为: 夏绿阔叶林 (DBF)>针阔混交林 (MF)>农田 (Crop)>落叶针叶林 (DNF)>常绿针叶林 (ENF)>草地 (Grass)>稀疏灌丛 (Oshrub)>裸地或稀疏植被 (BSV)。(3) 整个区域的GPP季相变化表现为: 夏季最高, 达到32.80 g?m-2?(8 d)-1, 为全年最大值; 春季GPP为5.67 g?m-2?(8 d)-1, 与秋季的5.08 g?m-2?(8 d)-1较为接近, 冬季GPP最弱, 仅为0.07 g?m-2?(8 d)-1。与通量台站实测值及前人研究结果的比较表明, 本文所模拟的GPP与观测值之间的相对误差绝对值多小于15%, 表明模拟结果具有较好的可靠性。这说明通过集成遥感观测数据与台站观测数据的方法来模拟GPP, 可以较准确地模拟区域尺度的GPP空间分布与时间变化, 这为深入研究陆气相互作用提供了重要研究手段。     

华东地区气溶胶分布和变化特征研究

利用中分辨率光谱仪(MODIS)获得的气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比例(FMF)和臭氧检测仪(OMI)获得的气溶胶指数(AI)统计分析了2005—2014年我国华东地区气溶胶光学性质的时空分布特征,同时利用潜在源分析(PSCF)模型对我国华东地区AOD和AI的潜在源区进行分析。研究结果表明:华东地区的AOD、FMF和AI时空分布存在较大的差异,2005—2014年AOD和AI的平均值高值主要分布在华东地区北部,FMF的高值区则分布在华东南部地区;10 a间华东地区AOD呈现出先升高后降低的趋势,FMF波动幅度不明显,AI值有所上升;整个华东地区AOD的季节变化较为明显,春夏两季AOD明显高于秋冬两季。华东北部和中部地区夏季由于较高的相对湿度,AOD最大可达0.8以上。而在华东南部地区,夏季受到降水的影响,AOD维持在0.2~0.4之间。FMF季节变化趋势与AOD不同,夏季最大达到0.58,春季最小仅为0.26。AI平均值在冬季最大高达0.63,夏季最小,为0.27。PSCF分析显示华东地区AOD主要源区以局地排放为主,同时也存在由河南、湖北和湖南等周边省市近距离输送影响;AI以局地和北方远距离输送为主,同时也受到河南、湖北等周边省市近距离输送的影响。     

A study of a fair weather boundary layer in TOGA-COARE: Parameterization of surface fluxes in large scale and regional models for light wind conditions

The study focuses on a way to parameterize the effect of subgrid scale convective motions on surface fluxes in large scale and regional models for the case of light surface winds. As previously proposed, these subgrid effects are assumed to scale with the convection intensity through the relationship: where is the mean velocity of the wind, U₀ the velocity of the mean wind, w_* the free convection velocity, and an empirical coefficient to be determined. Both observations and numerical simulation are presently used to determine the free convection coefficient .Large eddy simulation of a fair weather convective boundary layer case observed during TOGA-COARE is performed. Comparisons between observations and the simulation of surface properties and vertical profiles in the planetary boundary layer are presented. The simulated vertical turbulent fluxes of heat, moisture and buoyancy range well within estimates from aircraft measurements.The most important result is that the true free convection coefficient , directly estimated from simulation, leads to a value of 0.65, smaller than the ones estimated from temporal and spatial variances. Using observations and simulation, estimates of from temporal and spatial variances are obtained with similar values 0.8. From both theoretical derivations and numerical computations, it is shown that estimates of the true from variances are possible but only after applying a correction factor equal to 0.8. If this correction is not used, is overestimated by about 25%. The time and space sampling problem is also addressed in using numerical simulations.     

保定市大气颗粒物中含碳组分粒径分布

北京-天津-河北地区工业城市保定大气颗粒物(Particulate matter,PM)污染严重,保定大气颗粒物尤其是细粒子和超细粒子污染严重,其中含碳组分具有重大贡献,PM1.1、PM2.1和PM2.1-9.0中含碳气溶胶总量(total carbonaceous aerosols,TCA)分别占到(49±20)%、(45±19)%和(19±7)%。PM9.0中的含碳气溶胶主要富集在PM2.1乃至PM1.1中。颗粒物浓度谱分布及含碳气溶胶富集量呈显著季节变化,由于采暖过程秋冬季各粒径段有机碳(organic carbon,OC)和元素碳(elemental carbon,EC)的浓度均增加,秋、冬季节细颗粒物中OC浓度可高达44.0±38.3、78.5±30.2μg m-3,EC浓度分别为3.5±1.6、8.5±6.8μg m-3。各个季节OC和EC在总悬浮颗粒物(total suspended particulate,TSP)中的几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)均集中在较小粒径段。粗颗粒物中OC的GMD在春夏季较高,秋季减少,而冬季最低。而粗颗粒物中EC的GMD则是冬季最高,夏季最低。保定0.4μm的颗粒物中OC/EC比值4个季节的水平较为稳定,春、夏、秋、冬季OC/EC比值分别为5.2、3.5、4.1和5.4,来源主要为交通和燃煤。其余几个粒径段的颗粒物的来源更为复杂,其来源主要为燃煤、木材和生物质。