气象与环境科学杂志 统计源期刊

气象与环境科学 2016年第04期杂志 文档列表

气象与环境科学杂志研究论文

气象、农业和水文干旱之间关联性分析1-6

摘要：干旱具有发生频率高、持续时间长、波及范围广的特点。而干旱预报为科学地进行防旱抢险提供了决策支持。选取反映不同类型干旱的指标,即标准化降雨指标（SPI）、标准化土壤湿度指标（SSWI）和标准化径流指标（SRI）,通过SWAT模型和带有时滞的灰色关联判断了各干旱之间的时滞。以陆浑水库控制流域为例进行了分析,结果表明：SWAT模型在该流域有很好的适用性,1975—2009年间发生各类干旱的次数在增加,且变率上从气象干旱、农业干旱到水文干旱有所增加,同时不同类型干旱之间表现出了一定的时滞关系,气象干旱对农业干旱的响应时间为1个月;水文干旱对气象干旱的响应时间为4个月;水文干旱对农业干旱的响应时间为2个月。

夏玉米生长过程曲线重建研究——以鹤壁市为例7-13

摘要：增强型植被指数（EVI）时间序列数据（即植被生长曲线）是整个生育期内植被各种生物学特征的综合反映。由于太阳位置、大气、地表和传感器位置与性能等的影响,根据遥感数据计算的EVI值往往比实际值偏低（存在大量噪声）,并不能反映植被生长的真实情况,应用前需进行去噪重建工作。针对目前生长曲线重建研究大多是针对MODIS等国外遥感数据的情况,在综合分析重建方法的基础上,利用风云3号卫星的MERSI中分辨率遥感卫星数据构建鹤壁市夏玉米的EVI生长过程曲线。首先,用最大值合成法（MVC）对原始EVI时间序列数据进行初步的去云处理。接着,利用基于时间域的Savitzky-Golay滤波（简称SG滤波）对该EVI序列进行进一步的平滑去噪处理,结果发现,在噪声点EVI数值提高了,但同时在其他不是噪声点的地方EVI的值降低了。针对这种不合理的情况,利用基于SG迭代滤波取上包络线的改进方法进行处理,很好地克服了上述缺陷,在非噪声点EVI数值适当提高,且曲线平滑,达到了生长曲线重建的目的。然后,采用基于频率域的小波变换方法进行实验对比,结果发现,小波变换存在着与经典SG滤波类似的缺陷,而且在曲线末端存在突变情况。经过比较分析发现,针对研究区的实际情况,改进SG迭代滤波是较优的去噪方法。

里下河地区下垫面变化对降水、气温、风速的影响14-22

摘要：近年来,随着苏北地区经济和城市的快速发展,土地覆盖状况发生了显著变化,其中尤以城市化扩展为主。为了分析下垫面变化对天气过程的影响,特别是对降水过程的影响,采用中尺度WRF3.4/Noah/UCM模式,对苏北里下河地区2005年8月6日的一次强降水过程进行了模拟,其中通过改变模式的下垫面特征,设置了三种敏感性分析试验,分别是USGS土地利用类型（CASE1）、修正后的MODIS土地利用类型（CASE2）和城市极端扩张后土地利用类型（CASE3）。研究结果表明,修正后的MODIS土地利用类型数据（CASE2）更能真实地反映里下河地区的下垫面结构,与实测值对比后发现模拟的降水、气温和风速等气象要素更为准确。通过将CASE2、CASE3与CASE1的模拟结果对比发现,城市下垫面增加后会使城市气温明显增加,上空的风速减小;白天地表感热通量增强,潜热通量减小,夜间延长了感热通量由正变负的时间;边界层高度被抬升,在中午前后分别被抬升了近45 m和100 m左右;垂直速度和散度值增大,大气低层的扰动位温增加,云水混合比和雨水混合比均增多。以上这些条件均有助于对流降水天气的发生、发展。

河北秋季气溶胶粒子垂直分布的飞机探测分析23-29

摘要：根据2013年10月13、14日共4个架次机载气溶胶探测资料及宏观天气资料,分析了飞机爬升阶段河北地区气溶胶数浓度、平均直径在降水前后的垂直变化特征,研究了不同高度的粒子谱特征,并且尝试对一次典型层状云过程中云内、云底的气溶胶粒子谱进行了拟合。结果表明：1）降水前和降水过程中粒子平均浓度变化不大,降水结束后,粒子浓度显著减小。2）气溶胶粒子浓度、平均直径受云和逆温的影响十分明显。存在逆温时,逆温层附近气溶胶粒子浓度显著增大,粒子浓度曲线与逆温层温度曲线一致;无逆温层时,粒子数浓度随高度呈负指数递减。低空的气溶胶粒子大小受逆温层影响较小,高空的粒子大小变化幅度较大,且多呈单峰或多峰分布。3）对爬升阶段每500 m进行平均,得到不同高度的粒子谱基本呈单峰或双峰分布,单峰分布峰值在细粒子端,双峰分布则在粗、细粒子端各有一峰值。4）此次观测得到的层状云内气溶胶粒子数浓度曲线用负指数函数拟合效果更好,层状云云底和云中拟合谱中参数λ变化可以忽略,参数A值变化较大。

COSMIC后期的掩星折射率资料误差特性分析30-37

摘要：COSMIC计划于2006年成功实施,该计划的设计寿命为5 a。由于实际运行期间COSMIC星座内卫星出现过技术故障,加上卫星姿态控制不稳定等原因,探测数据资料的质量存在一定的波动。为了对COSMIC掩星后期的数据质量进行评估,以全球无线电探空数据为参照,对COSMIC掩星折射率廓线数据进行了统计分析。分析结果表明：1）在两类观测资料观测时间和空间的配对标准上,随着时间差限值与距离差限值的增大,折射率的平均相对误差的变化趋势性不强,但相对误差标准偏差呈增加趋势。2）折射率偏差大值区集中在东南亚附近海域和墨西哥湾附近海域,在海陆交界处折射率平均相对误差要大于陆地和海洋上的平均相对误差。3）10 km以下,热带地区的正偏差最大,平均相对误差为0.849%,高于北半球的0.484%和南半球的0.492%。在10 km以上,三个区域平均相对误差的差异不明显。4）10 km以下,夏季折射率的平均相对误差最大,为0.663%;冬季折射率的平均相对误差最小,为0.365%;30—35 km冬季的平均相对误差最大,达到1.014%。

徽州传统聚落夏季户外热环境实测与分析38-42

摘要：根据实地监测屏山、西递、卢村和西溪南4个徽州传统聚落在7、8月高温环境下的主要气象参数,运用数学模糊综合评价方法,以夏季气温最高日的气温、相对湿度和风速作为评价夏季舒适度的指标,对4个徽州传统聚落的气候舒适度进行了定量评估,并辅以THI（温湿指数）进行验证评价,结合徽州地区特有的人居环境,研究了徽州传统聚落宜居性的气候特点。结果表明：1）空气温度、相对湿度和风速单因子隶属度关系不能良好地评价夏季气候舒适度指数,结合每个传统聚落所处的区域环境、地形地貌和人为活动等因素,才能更为充分反映徽州地区宜居性的特点。2）徽州地区4个传统聚落舒适等级指数均在0.5以上,夏季整体气候舒适,屏山和西递舒适度条件最佳,卢村次之,西溪南的舒适度条件最差,与THI评价结果一致。3）水体对微气候改善具有重要的调节作用,4个聚落日均相对湿度值均在70%左右。

不同土壤类型及测定距离下人工与自动站土壤湿度差异分析43-48

摘要：为研究不同土壤类型、不同测定距离下人工及DZN2型自动站土壤湿度的差异,在河南省泛区、鹤壁、许昌三个试验点选择代表性较强的砂土、粘土和壤土三种土壤类型为研究对象,于2013年、2014年在冬小麦全生育期分别距离自动站探头140—150 cm、100—110 cm位置人工取土,进行土壤湿度差异分析。结果表明：在冬小麦生育期内,人工与自动站所测土壤湿度的差值粘土最小,壤土的次之,砂土的最大,粘土、壤土播种时差值最大,砂土中最大差值出现在抽穗前。差值随土壤深度的垂直变化,总体表现为砂土波动范围最大,壤土、粘土的相对较小。在10—30 mm降水后,三种土壤类型差值均有不同程度的增加,其中砂土中差值增加最大;降水量在30—50 mm后,粘土和壤土的差值较小,砂土的差值较大。三种土壤类型下,人工取土点距离自动站探头150 cm以内,总体差异不显著。

沙尘暴个例的热力动力结构分析49-55

摘要：运用Micaps常规气象观测资料,结合天气动力学分析方法,从沙尘暴发生发展的动力、热力角度,对2011年4月29—30日发生在巴彦淖尔市沙尘暴天气个例深入分析,结果表明：沙尘暴发生前,近地层气温较高,200hPa附近有超低温,垂直温度梯度增大,对流旺盛。高空急流入口左侧辐合下沉运动形成逆温层,有利于不稳定能量在底层积累。500 hPa以下高度相对湿度由底层到高层迅速增大,500 hPa高度以上相对湿度呈减小趋势。饱和假相当位温曲线在600 hPa以下与温度轴成钝角,饱和假相当位温曲线和假相当位温曲线距离较远,表明600 hPa以下大气层结呈不稳定结构,且近地层到高空水汽含量较小,不稳定结构为沙尘暴发生提供了有利条件。200 hPa附近,位温、假相当位温、饱和假相当位温三条曲线一致向左倾斜又向右倾,表现明显的超低温,假相当位温曲线上低层偏南风,高层西风、西北风,整个对流层大气表现顺滚流。700—850 hPa高空槽前有一致的暖平流,槽后有一致的冷平流,暖区的上升运动和冷区的下沉运动得到发展,形成明显的对流运动,由冷区的下沉运动、低层由冷区指向暖区的水平运动和暖区的上升运动构成了一个垂直方向上的次级环流,次级环流的下沉支处于高空急流轴入口区的左侧下方,进一步把高空急流的动量传递到地面,次级环流在低层由冷区指向暖区的水平运动加大地面风速,致使风力增大,为此次沙尘暴提供了动力条件。

黄淮海地区玉米生育期农业气候资源分析56-61

摘要：为指导气候变化背景下黄淮海地区夏玉米种植科学布局,提高气候资源利用率,本研究基于黄淮海地区179个气象站1971—2013年逐日地面气象观测资料,采用气候倾向率及空间分析等方法,从光、温、水等角度研究了夏玉米生育期农业气候资源的时空分布及变化特征。结果显示：黄淮海地区日照时数及太阳辐射空间分布为南低北高,呈逐渐减少的趋势,递减率分别为3.9157 h·a^-1和2.6754 MJ·m^-2·a^-1,且中部地区递减率高于边缘地区的;≥10℃积温为1630—2699℃·d,南高北低,呈逐年增加趋势,递增率为2.0764℃·d·a^-1,沿海地区递增速率大于内陆的;可生长日数空间分布为南多北少,逐年增加,增加量更多来自于≥15℃终日的后推,递增率为0.1302d·a^-1,东南部递增率大于西北部的;累积降水量为320—950 mm,空间分布为东南多西北少,南部及北部呈减少趋势,中部呈增多趋势,全区域变化趋势不明显,但年际波动幅度较大。

气候变化对闽东粮食产量影响分析62-67

摘要：气候变化对粮食产量具有重要的影响作用,加强气候变化对粮食产量影响分析和风险评估,对应对气候变化、进行粮食生产结构合理调整和保障粮食安全具有重要的意义。为此,应用部分经验公式,推导出了一种计算粮食气候产量评价模式,用以估测气候因子（气温、降水）变化对粮食产量的影响。利用该模式,根据1981—2010年闽东地区逐年气温降水推算粮食产量,运用聚类分析、概率函数拟合等统计学方法对粮食产量时间序列进行分析。结果表明,闽东粮食产量与气温相关不显著,而与降水量显著相关。降水的增加有利于产量的增加。气温升高,在一定条件下,有利于产量增加,但达到一定程度后,气温升高,却可能造成产量的降低。聚类分析闽东粮食产量年型可分为歉收年、正常略少年、正常略多年和丰产年,闽东粮食产量主要年份为正常略少或略多,大多数年份粮食产量较为稳定,粮食产量评价结果与历史实况较为一致。本文推算的粮食产量评价模式能够反映出不同气候年景对产量的变化影响,是一种较为便捷和实用的气候变化对粮食产量的评估方式。

麦田通量数据质量控制及能量闭合性分析68-72

摘要：近地面层能量不闭合是涡度相关系统观测中普遍存在的难点问题。为了提高涡度相关系统通量观测数据的质量,选取郑州农业气象试验站2009年10月—2010年6月整个冬小麦生长季的通量观测资料,对30 min通量数据进行野点剔除、数据插补和Webb-Pearman-Leuning（WPL）校正等数据预处理。用两种方法（OLS和EBR）评价了该地区麦田生态系统能量平衡状况。结果表明：处理后的数据质量有明显提升,日平均湍流能增加7.09 W·m^-2,日平均CO2通量减少0.0730 mg·m^-2·s^-1。农田涡度相关系统观测的能量平衡比率（EBR）日变化规律明显：早晨和傍晚昼夜交替时EBR波动最大,白天能量闭合状况优于夜间;暖季EBR大部分都在1左右浮动,能量平衡闭合程度较高,而冬季能量平衡闭合程度比暖季偏低。能量通量和湍流通量有较强的相关性,决定系数R^2=0.8066,能量闭合度为88%,存在能量不闭合现象。

基于多模式集成技术的地面气温精细化预报73-79

摘要：基于ECMWF、JMA、T639、WRF四个数值模式2012年6月1日—9月30日地面气温3—60 h预报资料和郑州加密自动站资料,利用多模式集合平均（EMN）、消除偏差集合平均（BREM）、加权消除偏差集合（WBREM）及多模式超级集合（SUP）4种方法,对2012年8月29日—9月27日郑州城区11个站点地面逐3 h气温进行多模式集成预报试验,采用绝对误差对预报结果进行检验评估,结果表明：在30天的预报期内,BREM、WBREM及SUP对于大多数站气温预报效果有明显改善,而EMN方案对11个站预报效果改善则不太明显;4种方案中,BREM和WBREM预报效果相对较好且稳定,各个站上3—60 h预报的绝对误差均在2℃附近或以下;SUP方案虽然对个别站预报误差较低,但是其预报效果并不稳定,一些站点的个别预报时效误差大于2℃。对于郑州观测站的气温预报而言,4种集成方案20时起报的气温误差明显小于08时起报的误差,并且20时起报的SUP集成方案绝对误差明显小于其他方案的绝对误差。总体而言,BREM、WBREM及SUP三种集成方案能够给郑州精细化预报业务提供较好的参考。

基于风廓线雷达资料的暴雪天气过程分析80-85

摘要：利用常规观测资料和风廓线雷达产品对平顶山市2014年2月5—6日的暴雪天气过程进行诊断分析,结果表明：欧亚地区＂两槽一脊＂的环流背景下,700 h Pa西南急流、850 h Pa切变线和地面中尺度辐合线是这次暴雪的影响系统。风廓线雷达水平风资料可以清楚地展示暴雪过程风场＂天南地北＂的垂直结构及其变化特点。2500 m以上出现西南急流,同时720 m以下出现东北风,降雪开始。2500 m以上西南急流最大风速达到20m·s^-1,近地面出现12 m·s^-1的东北风,降雪开始加大;近地面东北风减弱,降雪减弱;西南急流消失,近地面层出现偏北风,降雪停止。垂直速度的大小与降雪的强弱一致,降雪越强,速度越大;垂直速度小于0.5 m·s^-1,降雪停止。大气折射率常数C2n在-144--120 d B且接地,为降雪时段。降雪越强,C2n越大;C2n小于-144 d B时,降雪停止。垂直速度、折射率结构常数等指标的变化能够反映降雪的开始、发展和结束及降雪的强度,为精细化预报提供参考。

2013年“菲特”台风暴雨成因及湿位涡诊断分析86-92

摘要：利用常规观测资料、自动站加密资料和多普勒雷达资料对2013年＂菲特＂台风影响浙江时的暴雨成因进行了分析,结果发现：＂菲特＂影响时温州、台州地区暴雨主要是由＂菲特＂台风本体雨带造成,宁波、舟山、湖州及嘉兴地区暴雨则是由＂菲特＂台风环流、弱冷空气和＂丹娜丝＂形成的偏东气流共同形成。利用NCEP/NCAR1°×1°每日4次的再分析资料对＂菲特＂暴雨过程中的物理量场进行诊断分析发现,当垂直运动大值区对应低层θse高能区时一般都有强降水发生,并且与强降水落区有较好的对应性。分析湿位涡的演变特征发现：MPV1负值区和强降水落区有较好的对应关系;MPV2对强降水的预报有一定的指示意义;当负MPV1区域和正MPV2区域或正MPV2边缘区域叠加时,该区将有强降水发生。

2013年济南市大气能见度与相对湿度和PM10、PM2.5的关系93-97

摘要：对济南市2013年1—12月的能见度、相对湿度、PM10及PM2.5逐时监测数据分析,结果表明：能见度、相对湿度、PM10和PM2.5浓度有明显的月变化和日变化规律。在各项污染物中,能见度与颗粒物的相关性最高,与PM10的相关系数为-0.6718,与PM2.5的相关系数为-0.7422;在气象因子中,与相对湿度的相关性最高,相关系数为-0.6501。不同季节条件下,能见度与PM2.5的相关性明显优于PM10的,冬季能见度与颗粒物的相关性明显优于其他季节的。

1980—2013年大连市能见度的变化特征及影响因子98-103

摘要：根据大连气象站1980—2013年的能见度、天气现象、湿度、风等资料,采用趋势分析、相关分析、频率分析等方法,研究了大连市能见度的变化特征及影响因子。结果表明：近34 a来,大连市能见度呈显著（α=0.01）的下降趋势,下降速率为1.4 km/10a。一年中秋季能见度最好,夏季能见度最差;月最大值出现在10月,最小值在7月;一日当中14时能见度最好,08时能见度最差;小于10.0 km的低能见度事件显著增加。大连市能见度的下降可能与雾霾天气增多、水汽压增加及风速的减小有关。

气温与风速对气压传感器现场校准的影响104-108

摘要：为确保各要素观测数据的准确、可靠并具有可比性,须定期开展自动气象站校准。自动气象站现场校准不同于实验室的检定检测,受客观条件的影响,校准结果具有明显的不确定性,气压要素表现尤为明显。为了保证量值传递准确可靠,减小这种不确定性对校准结果造成的误判,对气压现场校准提出了改进方法。基于2012—2014年＂移动气象计量检定校准核查技术集成＂项目的实验资料,采用实验室检定和现场校准气压传感器对比的方法,找出现场校准中影响气压值变化的因素。结果表明：实验室检定合格的气压传感器在现场再次进行校准中有12.5%不合格。经研究试验,这种结果是由于现场校准时的环境因素影响造成,其主要影响因素为气温和风速。选择适当的校准时间,即避开最高气温和最低气温出现时段及外界风速不大于5 m/s时进行气压现场校准,能较好地减少气压传感器的测量误差,提高气压测量数据的准确性。

福建古雷石化基地雷电活动特征及对策分析109-114

摘要：以福建漳州古雷部级石化基地所在区域2004—2012年闪电定位系统的监测数据、漳浦县气象观测站1961—2012年历史雷暴日观测数据为基础,采用数理统计等分析方法,对古雷石化基地所在区域的雷电活动特征进行分析,并根据特征提出具体的防护对策。分析得出以下结论：1）年闪电次数均值约为79.78次,年雷电活动日平均值约为46.41天,每年雷电活动的频繁程度各不相同,存在一定程度的波动,而闪电定位监测到的闪电次数最大值达到了144次/年,最少仅有45次/年。2）雷电活动分布较为不均匀,主要集中在半岛中间及东北、西北角,其余区域活动相对较弱。就雷电活动的时间特征看,每年的12个月份都存在雷电活动,主要集中在6—9月的夏季,而在春、冬季节雷电的活动相对较弱,雷电活动在一天中主要集中在12—20时。3）从对历史雷电流的拟合统计分析来看,雷电流幅值大小主要集中在11.1 kA左右,根据拟合出来雷电流分布函数,计算得项目区域雷电流小于15.8 kA的累积概率为76.7%,小于10.1 kA的累积概率为37.0%,小于5.4 kA的累积概率为0.70%。