30周年话而立,改革创新三春秋--写在中国气象局兰州干旱气象研究所成立30周年之际

引言 中国气象局兰州干旱气象研究所(简称“干旱所”)是面向基本气象系统和社会服务的国家级公益类专业气象科学研究所,其前身是1974年成立的甘肃省气象科学研究所,“七五”期间,根据西北地区气候干旱的特点,为适应兰州区域气象中心建设和气象科学现代化发展的需求,更名为兰州干旱气象研究所。2002年作为科技部首批国家级公益类科研院所改革试点单位之一,     

旱作春小麦农田蒸散与能量平衡

利用蒸渗计等仪器设备的观测资料，分析了旱作春小麦农田的蒸散耗水状况。得在降水基本正常的年份，农田水分收支基本平衡，农田休闲期蒸发耗水约占期间降水的７０％。旱作小麦的实际蒸散耗水峰值期与小麦生理需水峰值期并不一定吻合。与有灌溉条件的春小麦相比，平均日蒸散量偏小。各生育期的平均叶面积系数与平均日蒸散强度存在较好的线性关系。小麦主要生育期的地表能量平衡分析表明：潜热耗能占主导地位，乳熟－黄熟生育时段以感热、潜热耗能为主的出现几率各为５０％。由于旱作春小麦株冠不能完全覆盖棵间裸地，地表向下的热量传输耗能也占有一定的比重。     

陇中黄土高原夏季地表能量平衡观测研究

利用2003年6～8月的实际观测资料,分析了陇中黄土高原夏季地表通量特征。在春小麦下垫面,无论晴天或阴天,能量主要消耗于农田蒸散。在裸地下垫面各能量通量表现出同样的变化特征,但由于降雨量的增加,导致潜热占净辐射的比例比春小麦地的还高。在晴天或阴天地气之间能量传输引起土壤温度变化的深度,主要出现50cm以上,其日变化均呈现准正弦曲线形式,50cm以下的土壤温度不存在日变化。在半干旱区云和降水对地表辐射和能量平衡造成的影响不容忽视。波文比在日出以后逐渐增大,到正午达最大值;春小麦下垫面时的波文比大于裸地时的值,两者的极值分别是1．01和0．75。     

农田土壤水资源评价中降雨量的修正

利用大型称重式蒸渗计测得的地面降雨量 (P) 和自记雨量筒测得的次降雨量 (P′) 进行比较, 结果表明两者之间存在较好的线性关系, 而且地面雨量大于雨量筒测量的次降雨量, 平均雨量订正系数K为0.037.当降雨持续时间小于6 h时K值在0.04~0.045之间, 不同降雨持续时间之间差值不大; 当降雨持续时间大于6 h时, K值为0.027.随着降雨强度的增大, 降雨订正系数呈下降趋势.根据不同降雨强度下的降雨订正系数对甘肃河东19个气象站6~9月的雨量修正结果表明, 各站降雨量比次降雨量多11.7~27.4 mm, 区域平均降雨量比次平均降雨量高18.4 mm.     

甘肃河东雨养农业区土壤水分变化规律的研究

利用甘肃雨养农业区11个站点的土壤湿度资料及其相关的气象资料分析了该区域土壤水分时空变化规律、降雨量的补给和作物土壤水分状况.该区域土壤含水量自东南向西北减小, 变异系数增大.土壤水分不足区水分变化主要集中在90 cm以上, 而土壤水分严重不足区、作物生育关键期土壤水分不足区和土壤水分充足区水分变化深度可达180 cm左右.雨季降雨量对土壤水分补给率的地域变化范围为15.3%~41.7%; 补给率除受降雨量的影响外, 土壤类型也是一个重要的制约因子.除成县、临夏和西峰外, 其余各站在小麦生育期水分亏缺量均超过100 mm, 占需水量的30%~50%.     

20 cm蒸发皿蒸发量的数学物理模型研究

本文以能量守恒原理和边界层梯度输送理论为基础,应用Monin-Obukhov相似函数计算蒸发皿水面感、潜热通量,参数化蒸发皿侧壁热传输能量,建立了一个单层的20 cm蒸发皿蒸发模型.之后利用"古浪非均匀近地层观测试验"中连续14天观测的每小时20 cm蒸发皿数据对所建模型进行检验.研究分析结果表明:模型能够很好地反映蒸发皿水面与地表之间所形成的非均匀性,合理地概括蒸发皿与周围环境之间的相互作用和蒸发皿蒸发的物理过程.另外,模型成功模拟了蒸发皿蒸发的日变化过程,模拟的日蒸发量均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRER)分别为0.44 mm·d-1和3.7%,日蒸发量观测值与模拟值的相关系数为0.998.     

河西东部绿洲农作物生物量变化特征初探

利用地处干旱绿洲的河西走廊东部武威农业气象试验站1994—2001年农作物玉米生物量观测资料,分析了河西走廊东部绿洲农作物生物量年际、年内变化特征。结果表明：玉米叶面积、叶面积指数及叶、穗、株干重的年内变化呈S型曲线,叶、叶鞘、茎、穗、株鲜重及叶鞘、茎干重的年内变化表现为缓慢增长快速增长一缓慢增长一下降的趋势;各生物量数值在不同生长发育期存在不一致的年际变化,而生物量年内变化趋势在不同年份基本保持一致,但阶段变化速率有一定的年际差异。研究认为：在全球气候变化大背景下,农作物生物量变化的基本特征没有改变,但全球气候变化对农作物生物学进程及其生物量积累产生了一定的扰动．并且在不同生物量的不同生长时段产生不同的影响。     

西北4省(区)干旱遥感监测方法——以Erads软件为例

介绍了将DVBS系统接收处理得到的NOAA/AVHRR卫星遥感资料,转入Erads软件,在Erads软件中对图像进行校正、拼接,通过建模运算实现干旱遥感监测的方法和监测流程。利用该方法对2006年7月下旬西北4(省)区的地面旱情进行监测,结果表明利用该工作流程,选择合适的干旱遥感模型可以得到监测区域的旱情,旱情监测结果与地面20 cm土壤相对湿度监测的旱情结果较一致。     

PDSI在甘肃中东部地区的修正和应用

依据PDSI的基本原理和方法,针对甘肃中东部地区的实际情况,从建模资料长度、站点密度、可能蒸散的计算、土壤田间持水量和径流计算等几个方面对原有模式进行了修正,建立了适用于该区的PDSI并确定了权重因子,计算了20个代表站的PDSI值,并与实际的旱情记载进行对照检验,结果表明,用修正后的PDSI计算的旱度值与实际灾情基本上吻合,能较好地反映出甘肃中东部地区的干旱程度,尤其是对一些重大旱段反映明显。在此基础上,进一步分析了干旱的基本特征,为防灾减灾提供科学依据。     

利用气象与生态要素预测冬小麦产量

选用对陇东黄土高原塬区冬小麦产量形成至关重要的发育期间光热要素、水分复合因子以及表征冬小麦生长状况的定量因子生长势等气象要素和生态要素,利用多元线性回归方法建立了冬小麦不同生长发育阶段产量预报方程,试预报准确率达到92%以上.该方法改变了利用气象单类要素预报粮食产量的传统观念,为利用生态要素、水分复合因子等综合要素预报粮食产量进行了积极的探索,使数字农业、生态农业气象要素在陇东黄土高原得到有效推广.