气温插值中不同空间插值方法的适用性分析——以江苏省为例

气温是最重要的气象因子之一,空间插值为台站气象数据降尺度提供了有效方法.本文利用江苏省67个气象台站2003年的逐日气温资料计算逐月平均气温和年平均气温,结合空间分辨率为30mX 30m的DEM数据,分别利用反距离权重法、张力样条插值法、普通克里格插值法和协同克里格插值法,对月和年平均气温进行插值,并利用交叉验证法对插...     

大豆生育期内气候资源变化特征及未来情景预估

用江苏淮北20个气象台站1961—2012年气象观测资料与RegCM4区域气候模式,在RCP4.5和RCP8.5排放情景下的模拟数据,应用数理统计方法,分析和预估了大豆生育期内光、温、水等农业气候资源的变化特征。结果表明:近52 a,≥10℃活动积温各年均在3 100℃·d以上。1980s变化较为平稳,1990s上升趋势显著,且年际波动较明显。日照时数与太阳总辐射呈显著下降趋势,线性趋势分别达到了-4.9 h·a-1、-7.6 MJ·m-2·a-1,2000年之后基本上都低于气候平均值。降水量在1960s呈现下降趋势,1970s、1980s波动较平稳,1990s后期开始显著上升,而水分盈亏则以正值为主。在未来两种气候情景下,光、温、水资源的年际波动都比较大,气候极端事件可能将增多;活动积温为正距平,且呈现增加趋势,太阳净辐射也为正距平,水分盈亏以正距平为主。     

江苏雷暴日发生规律及其大气环流预报模型的建立

根据江苏省1961~2003年逐日气象资料,通过数理统计方法分析得出:江苏各地全年有96%~98%雷暴日出现在3~9月,平均年雷暴日数为27~36天。平均年雷暴日太湖周边地区最多,其次是里下河水网密集区及洪泽湖周边地区,徐州市最少。年雷暴日的年际间波动大,最多年份的雷暴日是最少年份的2.5倍。根据500 hPa大气环流特征量能表征天气形势和控制天气条件的这一特性,利用最优化因子技术对环流因子进行普查、对比分析,挑选一批与年雷暴日相关极其显著、稳定性强、因子间相互独立、可靠的大气环流特征量作为预报因子,建立了江苏省年雷暴日预报的大气环流模型,模拟及预报效果佳,可投入实际业务应用。     

长江中下游油菜春季湿渍害灾损风险评估研究

在前期工作基础上,借鉴冬小麦湿渍害判别指数的构建方法,选取降雨量、日照和作物需水量作为油菜湿渍害气象判别指数的构建因子,结合油菜春季湿渍害的产量实际损失,分别从受灾频率、历年受灾站数等角度分析了油菜湿渍害发生的时空分布特征,通过对各气候区平均湿渍害灾年、因灾减产年及各等级减产年的统计,并对比成灾频率和受灾频率,对研究区油菜春季湿渍害进行成灾分析;依据不同等级的减产强度及其发生概率得到油菜湿渍害产量损失风险强度,基于减产频率和产量灾损风险强度最终建立风险评估模型,并依据风险值大小进行分区,同时,为更好地掌握油菜湿渍害在1961—2010年变化情况,分别计算了各地1961—1990、1971—2000及1981—2010年三个时段的风险评估值,以探寻各时段风险区的变化。结果表明:随着时间的推移,研究区内风险高值区范围不断缩小;综合50年的情况看,风险高值区主要位于安徽的江淮西部及江南大部、鄂东南及苏南的局部地区,占全区台站37%;风险中值区的覆盖范围最大,约55%,主要包括安徽东部、江苏的淮北西部、江淮之间、苏南西部及东北部、湖北大部(除了鄂东南、鄂西南的西南角);风险低值区范围最小,约8%,主要分布在鄂北局部和江苏淮北东部地区。     

基于大尺度海温因子的江苏省水稻适宜移栽期预报模型研究

利用江苏有记录以来的农业气象资料,分析发现江苏水稻适宜移栽期与播栽期≥10℃有效积温间存在极显著的正相关关系,因此,可通过有效积温确定适宜移栽期。根据海气相互作用原理,基于遥相关方法,寻找有效积温的海温响应相关区,应用最优相关技术和空间拓扑分析法,筛选出高相关海温预报因子,并通过稳定性和独立性检验,确保海温预报因子的可靠性,最终建立水稻适宜移栽期的长期预报模型,经过历史拟合和试报检验,预报模型效果理想,至少可提前半个月预报出水稻适宜移栽的日期,预报结果对农业生产具有重要的实用价值。     

基于多年卫星遥感的江苏省夏季城市热岛特征分析

利用2003—2020年的MODIS土地覆盖类型和地表温度等数据,从地表温度、气温和城市化的角度分析了江苏省夏季城市热岛强度和面积的时空分布和变化趋势。结果表明：近20 a快速的城市化导致了江苏省夏季热岛强度(0.07℃·a^-1)和热岛面积(529 km²·a^-1)整体均呈增加趋势;其中热岛强度前期受城区升温影响,呈明显增强(0.18℃·a^-1),后期受郊区升温影响,呈明显减弱(-0.14℃·a^-1);热岛面积变化主要由弱热岛面积(297 km²·a^-1)和较强热岛面积(192 km²·a^-1)的增长趋势主导,强热岛面积呈前期增长(133 km²·a^-1)和后期减少(185 km²·a^-1)的变化趋势;高温对整个城区的热岛效应影响有限,但对城市核心区的热岛效应影响明显,对应的强热岛面积增加和热岛强度增强。     

小麦赤霉病气象条件适宜程度等级预报

利用1965-2006年气象、赤霉病资料,分析赤霉病感病期间各气象要素对赤霉病的诱发程度,定义满足一定诱发条件的日子为赤霉病诱发致病日.根据最优化技术二维寻优的变量轮换原理,计算赤霉病感病期间逐日诱发修正系数、赤霉病诱发致病日的持续时间修正系数,建立促病指数模型,由此判别赤霉病气象条件适宜程度及发生的等级.2007年、2008年和2009年试报结果与实况相符.应用本研究方法,可动态监测赤霉病气象条件适宜程度的等级,由此推测赤霉病可能流行的程度,科学防治赤霉病.     

江苏夏季逐月高温日数与西太平洋海温场相关分析及预测模型建立

夏季高温的发生是多个因子共同作用的综合反映,其中大气环流背景对高温的出现起到重要作用,而根据海气相互作用的研究,海温变化和大气环流之间有一定相关关系,决定了海温对陆上温度具有一定的可预报性。基于此原理基础,本文利用1978—2007年30年西太平洋海温和江苏各区域的高温日数资料,运用区域平均方法、场相关分析法,探讨了与江苏不同地区区域平均高温日数相关的强信号海区,分析了利用海温进行逐月高温日数预报的可能性。然后运用最优化相关处理技术将西太平洋海温作为长期预报因子,建立了江苏不同区域夏季逐月高温日数长期预测模型,模型均通过了α=0.01显著性水平检验,拟合效果理想,同时并进行了实际预报试验,预报效果较好,可以投入业务使用。此研究对江苏高温的长期预报及高温灾害服务具有重要指导意义。     

不同分辨率下全球气候模式的集合结果检验

利用参与IPCC AR4的25个全球气候模式的模拟结果与观测资料,通过分类集合检验气候模式对东亚大陆气温和降水的模拟能力.结果表明:(1)高、中、低分辨率以及所有模式的集合(分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类)结果均能较好地再现1901-1999年温度的增温趋势,其中Ⅱ类的线性趋势与观测值最为接近,但年际变率均小于观测值;(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类均能很好地模拟出气候态温度的月变化特征以及空间分布型,但模拟值偏小,其中Ⅰ类的冷偏差最小;(3)对于降水的时间演变特征,模拟效果明显偏差、不确定性显著;(4)4种集合方式均能较好模拟出气候态降水的空间分布型,但模拟值普遍偏高,其中Ⅰ类的误差最小.可见,在温度和降水的时间变化方面,高分辨率的集合结果并没有体现出相应的优势,但在空间分布上模拟效果明显要好于其他3种方式.