日光温室番茄苗期低温寡照灾变过程及其影响机制摘要:为深入了解低温寡照致灾过程,提高设施作物低温寡照灾害应对能力,保障国家设施农业生产安全,以天津市日光温室番茄为研究对象,在苗期开展持续 10 天的低温寡照模拟试验,共设置 5 种温度水平和 2 种光照水平,形成 5 个不同强度的低温寡照处理,分别为 T1(25℃/18℃,200 μmol·m-2·s-1)、T2(22℃/15℃,200 μmol·m-2·s-1)、T3(18℃/11℃,200 μmol·m-2·s-1)、T4(15℃/8℃,200 μmol·m-2·s-1)和T5(12℃/5℃,200 μmol·m-2·s-1),另设一组正常温光对照 CK(25℃/18℃,800 μmol·m-2·s-1),从灾变过程入手,分析不同强度低温寡照条件下番茄苗期的灾变过程及其可能的影响机制.结果表明,随着低温寡照强度的增加和持续时间的延长,对番茄生长发育指标的抑制作用增加,最终影响番茄的产量和果实品质.但是番茄不同生长指标响应低温胁迫的敏感性不同,不同生长指标对低温寡照的响应次序为叶片光合作用、叶面积、叶干重、茎干重、株高、根干重,番茄各器官对低温寡照的敏感程度由高至低依次为叶、茎、根.基于结构方程模型探讨了低温寡照对番茄生长发育的影响机制:温度会直接影响番茄叶面积的生长,而光照会直接影响番茄叶片生物量的积累,进而间接影响番茄叶面积的扩展,导致茎、根器官生物量积累减少、生长速率降低,最终导致产量和果实品质降低.
番茄低温寡照灾变过程结构方程模型
《气象与环境科学》征稿简则环境科学气象与环境征稿简则
上海地区盛夏季节冰雹天气环境特征分析摘要:利用2003-2022年 7 月、8 月地面和高空观测资料、ERA5 再分析资料等,对上海地区盛夏季节冰雹天气的环境特征进行分析.研究发现,这一季节大气始终呈现潮湿不稳定层结,深厚湿对流的发生主要取决于中尺度辐合线触发;三种冰雹典型形势(副高边缘型、副高控制型和高空槽型)虽互有差异,但其共同特点是存在对流有效位能(CAPE)与0-6 km 垂直风切变(SHR6)的大值组合,以及 500 hPa 高度冷平流或冷舌、低层暖中心或暖湿平流.湿球 0℃层(WBZ)高度中位数为 4343 m,明显高于我国其他地区的阈值,850 hPa 与 500 hPa 温差中位数26℃,0-6 km 垂直风切变较弱;显著冰雹指数(SHIP)对冰雹预报具有一定指示性,但适用于上海地区的阈值较常用阈值明显偏低,约为 0.2.与同期其他对流天气(雷电、短时暴雨)相比,冰雹天气的探空表现出中层更干冷、潜在不稳定度更大等特点.
盛夏季节冰雹物理量天气环境特征
"FAST"区域冰雹天气环境物理条件特征分析摘要:基于"FAST"区域2006-2023年降雹信息、探空、雷达和卫星等气象观测资料,利用表征水汽条件、热力动力特征、大气不稳定、特征层高度等 20 个环境物理量,以及雷达特征参数和卫星 TBB,分析了"FAST"区域冰雹天气过程的规律和关键环境物理量及其监测预警阈值.结果表明:(1)"FAST"区域冰雹主要出现在春季,一天中冰雹天气多发生在傍晚到夜间,降雹持续时间为 1~3 min,冰雹直径≤10 mm,影响"FAST"区域的冰雹云主要路径为西北路径,主要源地在安顺市东南部.(2)T850-Td 850、△T850-500、SWEAT、SHR6 在所选同类条件的物理量中离散度最小,可作为"FAST"区域冰雹天气的主要判别物理量参数在潜势预报业务中重点参考,其中 T850-Td 850 最大阈值不超过 1.25℃(75%分位数),△T850-500、SWEAT、SHR6 最小阈值分别不低于 22.63℃(25%分位数)、170.03(25%分位数)、22.88 m/s(25%分位数),同时 WBZ 和 H-20℃需满足在 25%和 75%分位数区间,即 3.55~3.86 km、6.69~7.48 km.(3)在"FAST"区域冰雹预警业务中雷达物理量参数 Zmax、VILmax、ET、H45 dBZ、H55 dBZ、冰水比值取 25%分位数作为最小阈值,分别为 60 dBZ、31.25 kg/m2、13.25 km、8.75 km、7.00 km、2.12;卫星 TBB 取 75%分位数(-44.9℃)作为最大阈值.
"FAST"区域冰雹天气环境物理参数阈值
小兴安岭地区气候生产潜力时空动态特征研究摘要:基于气候时空序列及 DEM 数据集,利用气候因子表达植被生物量的物理模型,评估了北方森林气候敏感区的小兴安岭植被气候生产潜力时空动态,分析了气候生产潜力变化规律及其与地形资源配合协调程度、区域差异.结果显示:1971-2020年,小兴安岭北、南区气候生产潜力均呈上升趋势(南区 NPPR 除外),北区的较南区的增势显著;全域气候生产潜力倾向率 NPPT 为 21.267~30.730 kg·hm-2·a-1,NPPR 为-2.569~10.783 kg·hm-2·a-1,NPPV 为 9.501~21.783 kg·hm-2·a-1,NPPB 为 9.502~24.231 kg·hm-2·a-1.1971-2020年,北区除 2017 年外,其他年份均为 NPPR 最高,南区研究时域近 80%年份 NPPR 最高.北区 NPPT 与 NPPV 突变期均发生在 20 世纪90 年代初,而南区则存在 NPPV 比 NPPT 突变期滞后的现象.两区 NPPT、NPPR、NPPV 均存在 25~30 a 尺度振荡周期,最大峰值均对应 28 a.小兴安岭全域 NPPT、NPPV 均与高程显著负相关(P<0.05),NPPR 与坡度显著正相关(P<0.05),各气候生产潜力与坡向相关关系均不显著.
小兴安岭地区气候生产潜力时空动态
浙江省气候康养资源评价指标及分布特征研究摘要:基于2019-2023年逐小时的气象站观测数据和 ERA5 再分析资料,采用气候适宜度和天气侵袭度指标模型,分析浙江省气候康养资源分布特征.结果表明:浙江省人体无冷热胁迫气候条件的平均年累计小时数约为4176.1 h,显著热胁迫、显著冷胁迫的分别为 856.1 h 和 35.3 h.在空间分布上,浙江省无冷热胁迫小时数呈现南多北少、沿海多内陆少、山区多平原少的空间分布特征.10 月和 5 月无冷热胁迫平均小时数分别为 584.1 h 和 536.6 h,为浙江省人体生理感受最舒适的月份.浙江省健康侵袭性较强天气(AMI>60)的平均年累计日数为 86.0 天,侵袭性很强天气(AMI>80)的平均年累计日数为 32.6 天.在海洋性气候影响下,东部沿海地区的健康侵袭气象指数值较小,侵袭性天气日数较少.从气候适宜度(趋利)和天气侵袭度(避害)两方面的综合分析表明,浙江省气候康养资源丰富,南部沿海地区最适宜开展气候康养活动.
气候康养气候指数气候适宜度天气侵袭度冷热胁迫
气候变化情景下湖北省不同地区气候舒适度变化预估摘要:基于湖北省地面气象观测站建站以来逐日观测数据和第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)14个全球气候模式经过统计降尺度和偏差订正后的数据,对湖北省17个不同地区的气候舒适度时空变化特征进行分析,并对未来中等排放情景(SSP2-4.5)和高排放情景(SSP5-8.5)下2021-2100年不同时期的舒适度变化趋势进行预估.结果表明:(1)基准时段(1995-2014年)湖北省年均舒适日数约180.7天,春秋季的多,冬夏季的少.年均热不舒适日数105.0天,年均冷不舒适日数79.6天.整体而言,湖北省极端寒热天气较为罕见,气候宜人.(2)CMIP6模式基准时段与观测数据计算的各舒适度等级年均日数绝对偏差为0.2~5.3天,表明模式降尺度数据能够满足气候变化情景下湖北省气候舒适度的评价和预估研究.(3)在未来气候情景下,湖北省气候舒适日数呈减少趋势,热不舒适日数显著增多,冷不舒适日数减少,湖北省整体将向热不舒适方向转变.至21世纪末,在 SSP2-4.5和 SSP5-8.5两种情景下,湖北省年均舒适日数较当前气候条件下的分别减少7.8天和14.8天,热不舒适日数分别增多38.8 天和61.4天,冷不舒适日数分别减少32.5天和49.6天,且夏季舒适日数显著减少,冬季舒适日数明显增加,最舒适月份将集中在2-4月和10-12月.
气候舒适度湖北省气候变化CMIP6
冬季东北冷涡变化特征及其对松花江流域气候的影响摘要:利用1961-2021年冬季松花江流域 97 站逐日气象资料及 NECP 再分析资料,运用线性回归、滑动平均、相关分析及合成分析等方法对冬季及各月东北冷涡的气候特征、环流背景及其对松花江流域气候的影响进行分析.结果表明:61 年间冬季东北冷涡过程占总日数的 32.3%,持续时间越长的冷涡过程出现频率越低,东北冷涡活动天数最多的是 1 月,冬季及各月东北冷涡频次无明显变化特征,仅 2 月的显著下降.东北冷涡期间松花江流域平均降水量高于正常年份和非冷涡过程的,平均气温低于其他时段的;超过 30%的区域性寒潮、暴雪和大雪发生在东北冷涡期间.总体来看,冬季及 2 月冷涡期间区域性暴雪和大雪日数呈显著增加趋势,其他各月日数及占比变化趋势不显著.冬季东北冷涡活跃年,欧亚大陆 500 hPa 呈东西向"-+-"距平分布;北极涛动可能会影响同期东北冷涡活动,其负位相有利于东北冷涡生成.
东北冷涡冬季松花江流域寒潮暴雪
2203号台风"暹芭"残涡引发山东省暴雨的特征及成因分析摘要:利用中国气象局热带气旋最佳路径数据集、常规气象观测资料、风云四号卫星、多普勒天气雷达和风廓线雷达等多源观测资料,结合再分析资料 ERA5 逐小时数据对 2022 年 3 号台风"暹芭"残涡和西风槽共同影响下的 7 月5-6日山东省大范围暴雨天气过程进行了分析.结果显示,此次暴雨天气过程的主要降水时段中,3×10-5 kg·m-2·s-1 左右的较强整层水汽通量辐合和 850 hPa 高度 14~16 g·kg-1 的比湿高值为暴雨的发生提供了充足的水汽条件.以台风"暹芭"变性为界,变性前西太平洋的水汽来源占比为 80%,其中日本东南方向洋面附近水汽输送占总量的 46.67%;变性后水汽的主要来源转为西南方向,以北印度洋为主,急流加强北抬所输送的水汽对于残涡维持和暴雨生成起到了重要作用.低层冷空气入侵产生的大气不稳定性是造成"暹芭"变性后山东省强降水的主要原因,锋生函数的高低层分布、风廓线产品表现出的低层风向转变均与冷空气自低层入侵及站点小时雨强显著加强有很好的对应关系.风廓线产品在一定程度上弥补了卫星水汽图像对低层入侵冷空气表现不足的欠缺.
台风"暹芭"残涡暴雨台风变性冷空气
基于风廓线模型的豫南冬季风速垂直外推与残差学习订正技术研究摘要:利用2020-2024年河南风电场周边气象站点的近地面观测数据,在评估全省风场特征的基础上,采用风廓线模型对豫南两风电场附近冬季风速垂直外推,并基于残差学习方法对外推结果进行订正.结果表明:(1)风电场附近风场具有明显的季节特征,并与测站海拔关系紧密,夏季风速最弱,冬季风速最强,高海拔地区风速分布范围广;对风向而言,低海拔地区春夏季以偏南风为主,秋冬季以东北风为主,当海拔高于 600 m 时,各季节主导风向趋向冗杂,通常以东南风和西北风为主.(2)通过幂律和对数律风廓线外推模型推演百米高度的风速,两模型结果相近,且均优于邻近 ERA5 格点资料的百米风速.(3)使用残差学习方法订正风速垂直外推结果,订正后模型的准确性得到显著提升.该技术方法有助于解决风电场附近低空风场垂直观测缺乏的问题.
风速垂直外推低空风场残差学习订正风电场
基于时序特征和机器学习的冬小麦动态估产研究摘要:冬小麦产量估算对保障粮食安全至关重要.为提升单产估测效率与精度,集成2000-2021年河南省冬小麦县域单产、遥感数据、气象数据及地理坐标等多源数据,解析特征变量与产量的相关性.通过时序递进式输入特征变量,对比线性回归、随机森林、梯度提升、LightGBM 及 K 近邻五种模型的动态估产性能,并利用 2021 年数据进行验证.结果表明:冬小麦产量与 NDVI 呈显著正相关关系,与地理位置、光照、温度和降水关联性突出;五种模型均能有效估产,其中 LightGBM 模型(27 个特征变量)表现最优(预测期 5 月,R2=0.91,RMSE=435 kg·hm-2,NRMSE=7.0%,RE=6.5%);基于该模型对 2021 年产量的预测精度良好(R2=0.97,RMSE=249 kg·hm-2,NRMSE=5.1%,RE=2.7%),空间相对误差异质性与地形、遥感数据存在混合像元有关.
冬小麦产量预测机器学习动态多源数据
基于"分型配料法"的浙江省春季暴雨预报研究摘要:基于2010-2022年浙江省 75 个国家级气象观测站逐小时降水资料和欧洲中期天气预报中心(ECM-WF)第五代 ERA5 再分析资料(0.25°×0.25°分辨率),采用"分型配料法"对浙江省春季区域性暴雨预报技术进行研究.针对静止锋雨带型、暖式切变型和低槽冷锋型三种典型天气型,分别选取关键环境因子,利用随机森林算法筛选配料因子并构建"配料综合指数",建立不同天气型下的暴雨预报模型.历史回报检验和2023-2024年春季实时预报检验及将该模型与 ECMWF、GRAPES_GFS 和浙江省 OCF(Objectively Corrected Forecast)集合预报产品对比结果表明:"先分型后配料"策略显著提升了暴雨预报命中率并降低了空报率和漏报率;2023-2024年实时预报中,模型暴雨命中率达 95.7%,漏报率明显低于三种数值模式的漏报率,TS 评分(Threat Score)也显著优于对比模式的评分.
区域性暴雨分型配料法随机森林检验评估
基于卷积算法的雷电分级预警研究及应用摘要:雷电作为强对流天气系统中常见的大气放电现象,其瞬态特性对准确预警构成显著挑战.在短时观测窗口内,闪电定位数据的有限代表性往往难以真实地反映目标区域的雷电发生概率.为解决上述问题,基于ADTD 闪电定位数据与雷击电流数据,提出一种融合空间加权与标准化处理的雷暴指数构建方法,并据此实现雷电的分级预警.将该算法与 GB/T 38121-2023算法进行对比检验,结果表明:(1)雷暴指数有效克服了原始闪电数据的离散性局限,其高值区与雷达强回波区在空间上呈现出较高一致性,表明该指数能够可靠指示雷暴强度中心.同时,雷暴指数的动态变化可以表征雷暴活动的空间迁移规律和强度发展趋势,其快速上升可作为雷暴云团在目标区域新生、发展或向其中心移动的关键信号.(2)相较于国标算法依赖预警区域和固定闪电次数阈值的预警模式,雷暴指数算法可通过优化空间加权参数或调整指数阈值的方法,更好地平衡预警率(POD)与有效警报率(EAR),适应不同应用场景需求.(3)两种算法均能满足提前 10 min 预警率(POD10 min)高于 80%的要求,但国标算法其有效警报率(EAR10 min)普遍偏低,三级、二级、一级预警分别为 50.78%、38.83%和 19.33%.雷暴指数算法将上述指标分别提升至 60.85%、53.02%和 45.41%,具有明显优势.(4)在预警时效方面,雷暴指数算法在保持提前20 min 预警率(POD20 min)为 80%的条件下,有效警报率(EAR20 min)仍可达 53.22%,表明该方法具备实现更长有效预警时间的潜力,未来可引入人工智能时序算法,进一步提升预警准确率与有效预警时长.
雷电分级预警闪电定位雷暴指数预警率
基于ASCAT卫星数据的南海风能资源评估摘要:南海风能资源丰富,对其开展科学准确的评估对未来开发利用海洋风能资源具有重要意义.利用随机森林方法对2011-2020年南海 ASCAT 卫星风速数据进行订正,基于 Weibull 分布估计风能密度,根据实测数据建立风机风能利用效率模型,以卫星风速和 ERA5有效波高为基础,利用信息熵方法构建台风影响指数,综合风能密度、风能利用效率和台风影响指数建立模型,对南海风能资源的空间分布进行评价.结果表明:(1)南海大部分海域的风能密度较高,主要高值区位于台湾海峡南部和吕宋海峡.2011-2020年南海风能密度呈下降趋势,但变化不显著,春季风能密度的降低是导致年变化的主要原因.(2)南海的风能利用效率总体较高,且年际变化基本保持稳定,但风能密度高值区的风能利用效率偏低.(3)台风的高影响区位于南海北部、海南岛东部海域,2011-2020年台风影响呈上升趋势,且经历了两个上升阶段.(4)南海东北部、中部、西南部和南部海域的风能资源评价指数较高,适宜利用岛屿开展海上风力发电.
风能密度风能利用效率台风影响卫星遥感
张家界2024年8月气候异常的多因素响应与解析摘要:利用各类气象观测资料、NCEP 再分析资料与海洋监测数据,系统分析了 2024 年 8 月张家界极端高温少雨事件的异常特征,并从大气环流、水汽输送、海气相互作用等多角度揭示了其响应机制.结果表明:(1)北半球500 hPa 高度场呈偶极型分布,欧亚中高纬为"两槽一脊"环流型,乌拉尔山低槽分裂东移与西太平洋副热带高压异常偏强、西伸、北抬是导致本次事件的关键环流系统.(2)低层川渝湘西北辐合上升与高层河套至华北辐散下沉构成垂直环流,增强了下沉增温效应.(3)对流层整层水汽输送呈"北收南支"分布,华中地区为水汽净输出区,加剧了干旱.(4)副高面积、强度、脊线及西伸脊点指数均呈显著异常,脊线和西伸脊点与张家界日最高气温呈显著正相关关系.(5)事件发生于东部型厄尔尼诺衰减年,其气候响应与历史同类型年份存在显著差异,凸显全球变暖背景下 ENSO 影响的复杂性.(6)南海夏季风偏晚偏弱,但 Walker 环流 8 月阶段性增强,通过加强副高对高温干旱产生正反馈.研究揭示了多因子协同作用对气候敏感区极端事件的驱动机制,为该类事件预测与灾害应对提供了科学依据.
气候异常响应大气环流西太平洋副热带高压厄尔尼诺衰减年南海夏季风Walker环流
一次雾霾天气过程的污染影响因子分析摘要:利用常规天气资料、自动气象站资料、观象台风廓线雷达资料及污染资料,分析了2005年11月2-5日发生在北京的一次持续雾霾天气过程中中低空扰动、山谷风以及城市热岛对PM10浓度的影响.结果表明:PM10对中低空的扰动很敏感,且扰动越靠近地面,层次越厚,污染指数下降越明显;城区PM10浓度明显高于清洁对照站定陵,但北京地方性山谷风对城郊浓度日变化有明显影响,当谷风加强时,定陵站浓度接近城区并有可能高于城区浓度,谷风有对城区重污染向郊区输送的作用;雾霾天气下热岛效应显著,热岛对PM10浓度的影响相对气象条件和人类活动的影响来说很小.
雾霾PM10风廓线雷达山谷风热岛
被引:100
河南汛期暴雨时空分布特征及成因分析摘要:利用1990-2004年河南暴雨资料,分析了河南汛期暴雨空间分布特征,结果表明:豫西山区暴雨日最少,省内淮河流域暴雨日最多,豫北暴雨日次多.上述空间分布特征与地形、西太平洋副热带高压及低值系统影响有关.此外,河南暴雨从5月开始增多,7月最多,8月开始逐渐减少,这一时间分布特征与季风影响有关.河南汛期暴雨,多数发生在副高与高空槽及中低层低值系统相配合的情况下.
汛期暴雨分布特征地形影响副热带高压低值系统季风
被引:73
气象因子对哈密市大气可吸入颗粒物浓度的影响分析摘要:采用2007-2008年哈密市气象及环境数据,分析可吸入颗粒物(PM10)对哈密市空气质量的影响以及风速风向、沙尘天气、降水、气温、气压、相对湿度与PM10浓度的相互关系.结果表明:哈密市的首要污染物为可吸入颗粒物.偏西风能够明显增大PM1o浓度.当平均风速<2.0 m/s时,随着风速的增大PM10浓度逐渐减小;平均风速≥2.0 m/s时,随着风速的增大PM10浓度逐渐增大.沙尘天气能够显著增大PM1o浓度,降水对PM10浓度有明显的消减作用,气温与PM10浓度负相关,气压与PM10浓度正相关.当相对湿度<40%时,随着相对湿度的增大PM10浓度逐渐减小;当相对湿度≥40%时,随着相对湿度的增大PM10浓度逐渐增大.
可吸入颗粒物气象因子空气质量
被引:67
江西局地冰雹WebGIS雷达拼图回波特征分析摘要:使用MICAPS系统平台、江西强天气监测平台、江西雷电监测平台、江西WebGIS雷达拼图平台等数据,采用形态分析方法,对2018年3月14日和4月5日井岗山、瑞昌、永修局地冰雹进行分析,结果表明:局地冰雹往往由超级单体回波所为,其影响范围较小,冰雹直径为5 ~ 10 mm,降雹时间约30 min.500 hPa、700 hPa和850hPa有较强的暖湿西南急流,低层湿舌向东北伸展,地面有冷锋过境或存在辐合线,是强天气发展加强的重要天气系统.弓状回波带向前突出部分的前方有对流单体回波产生并且逐渐靠拢时,会使前方单体回波发展成为超级单体回波结构而产生冰雹等强天气.回波的合并是与回波的“传播”相联系的,回波的传播方式一方面加快了回波的移动速度,另一方面改变了回波的移动方向.局地冰雹回波产品特征:强度达到60 ~ 65 dBz、回波顶高ET达到9 ~12 km、液态含水量VIL达到40 ~ 60 kg·m-2、垂直显示方式RHI上55 ~60 dBz强回波顶高达到5~6 km、有虚假回波伴随或有不特别明显的悬挂回波结构等特征.江西WebGIS雷达拼图上对冰雹等强天气的监测更为直观、明显,在识别冰雹回波上有较好的指示:短带回波中心强度从55 ~ 60 dBz发展为60 ~ 65 dBz时地面开始降雹;超级单体回波由55 ~60 dBz发展为60~65 dBz时预示着可能出现冰雹等强天气.冰雹的预报着眼点就是根据WebGIS雷达拼图上的以下特征来把握:1)60 ~ 65 dBz(粉红色)回波范围大于10×10 km,回波形状呈椭圆形;2)40 dBz(橘黄)回波界线与65 dBz回波界线梯度大;3)60 ~65 dBz回波中心有65 ~70 dBz(紫色)回波“核”;4)强回波下风向有“前伸”回波结构.
局地冰雹超级单体带上强单体WebGIS雷达拼图特征预报着眼点
被引:63
我国农业气象灾害评估研究现状和发展方向摘要:介绍了当前我国农业气象灾害评估中常用的方法和研究成果,对综合模型评估、作物模型评估和灾害风险评估等方法进行了评价,认为目前农业气象灾害评估中存在的主要问题有定量评估能力仍显不足、作物机理模型应用有待加强及灾害风险评价理论和方法有待完善等,未来的发展趋势主要是作物模型的应用将加强、农业气象灾害风险评估将进一步完善和综合评估技术向多元化发展等.
农业气象灾害评估研究现状发展趋势
被引:42