检索结果-内蒙古大学图书馆

气象与环境科学 2023年第3期46卷 89-97页

作者：叶昊天邹春辉田宏伟中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 安阳国家气候观象台河南安阳455000

基于卫星遥感数据和气象数据构建模型是实现PM_(2.5)浓度监测的重要方法。利用2017-2020年河南区域的葵花8号AOD相关产品、地面气象观测数据及PM_(2.5)浓度逐时地面观测数据,建立样本数据库,探究了PM_(2.5)浓度与遥感反演参数、气象因... 详细信息

基于卫星遥感数据和气象数据构建模型是实现PM_(2.5)浓度监测的重要方法。利用2017-2020年河南区域的葵花8号AOD相关产品、地面气象观测数据及PM_(2.5)浓度逐时地面观测数据,建立样本数据库,探究了PM_(2.5)浓度与遥感反演参数、气象因子的相关关系,提出一种基于空间距离的机器学习方法,构建了卫星遥感与气象数据相结合的PM_(2.5)监测模型,并利用PM_(2.5)观测数据对模型进行散点拟合和空间分布的验证。结果表明:PM_(2.5)浓度与能见度(V)、气温(T)、气溶胶光学厚度(AOD)有极为显著的相关关系;从PM_(2.5)浓度反演值与观测值的散点回归分析来看,PM_(2.5)浓度反演值与观测值相关系数R^(2)=0.73;从PM_(2.5)浓度反演值与观测值的空间分布图来看,PM_(2.5)浓度反演值实现了空间格点的小时监测,弥补了非晴空及夜间监测数据的缺失,在空间分布上与观测值一致,具有很高的精确性和可靠性。基于空间距离的机器学习方法构建PM_(2.5)浓度监测模型能很好地应用于PM_(2.5)浓度监测,为PM_(2.5)浓度监测提供了新的思路和方法。

关键词： PM_(2.5)浓度空间距离机器学习葵花8号

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基于孤立森林和标准差检测法的风电功率异常数据清洗

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河南科学 2023年第3期41卷 313-320页

作者：孙睿藻魏璐中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省风能太阳能气象工程研究中心郑州450003 河南省气象服务中心郑州450003

在风电功率预测中,风速到风电功率的转换是关键步骤,风功率曲线建模和机器学习等技术都需要高质量的风电功率数据,而风电机组实际运行过程中由于多种因素会导致风功率曲线中出现大量的异常数据.首先分析了河南省洛阳市虎头山风电场风电... 详细信息

在风电功率预测中,风速到风电功率的转换是关键步骤,风功率曲线建模和机器学习等技术都需要高质量的风电功率数据,而风电机组实际运行过程中由于多种因素会导致风功率曲线中出现大量的异常数据.首先分析了河南省洛阳市虎头山风电场风电机组历史运行异常数据分布特征,提出了结合孤立森林(iForest)算法与标准差(σ)检测法的技术对异常数据进行识别,并对比了iForest-σ和σ-iForest两种次序组合方式在异常数据识别过程中的异常数据清洗时间、删除率、准确率.结果表明,iForest-σ和σ-iForest方法都能够有效识别异常数据,iForest-σ方法相对数据删除率低且精度高.上述方法清洗效果好,效率高且不依赖于正常数据进行非监督训练,同时适用于其他研究场景的异常数据清洗工作,具有较强的通用性.

关键词：风功率数据异常数据识别孤立森林算法标准差检测法

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1961-2020年黄河流域干燥度时空变化及其对植被NDVI的影响

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气象与环境学报 2024年第3期40卷 106-114页

作者：申露婷姬兴杰朱业玉田宏伟刘美中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003 郑州大学化学学院河南郑州450001

基于黄河流域224个气象站点1961—2020年气象数据和2000—2020年MODIS的归一化植被指数(NDVI)数据,分析干燥度时空分布规律及其对NDVI的影响。结果表明:1961—2020年黄河流域年平均干燥度气候倾向率为-0.03·(10 a)^(-1),其多年平... 详细信息

基于黄河流域224个气象站点1961—2020年气象数据和2000—2020年MODIS的归一化植被指数(NDVI)数据,分析干燥度时空分布规律及其对NDVI的影响。结果表明:1961—2020年黄河流域年平均干燥度气候倾向率为-0.03·(10 a)^(-1),其多年平均值为2.56;从各站变化的区域分布看,黄河流域北部站点变化以下降为主(52.2%),中部以南站点以上升为主(41.5%)。在空间上,黄河流域干燥度总体呈西北高、东南低,表现为上游(3.74)>中游(1.99)>下游(1.74),上游地区包含干旱亚区、半干旱亚区和半湿润亚区,中游和下游地区大多为半湿润亚区。逐步回归分析显示,干燥度主要受降水量的影响,大部分地区年均干燥度减少是由太阳总辐射减少、降水量增加和气温降低造成的。2000—2020年黄河流域NDVI平均值为0.30,在空间上整体呈东南高、西北低,上游较小、下游最高;与干燥度呈极显著负相关(r=-0.52,P<0.01,n=224),特别是在上中游地区。

关键词：黄河流域干燥度归一化植被指数(NDVI)

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涝渍对夏花生光合特性及产量影响

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应用气象学报 2021年第4期32卷 479-490页

作者：马青荣左璇胡程达成林李彤霄中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 河南省气候中心郑州450003

夏花生常因汛期雨水偏多形成涝渍灾害而减产,探索不同耕作方式下涝渍持续日数对花生光合特性及产量的影响,可为花生涝渍动态监测评估和农业防灾减灾提供参考。选择2019年、2020年每年6—9月,在花生主产区河南驻马店土壤质地为粘土的大... 详细信息

夏花生常因汛期雨水偏多形成涝渍灾害而减产,探索不同耕作方式下涝渍持续日数对花生光合特性及产量的影响,可为花生涝渍动态监测评估和农业防灾减灾提供参考。选择2019年、2020年每年6—9月,在花生主产区河南驻马店土壤质地为粘土的大田平作、垄作方式下,以豫花22为试验材料,将花生产量形成过程分前期、中期、后期3个时段,分别设计3 d,5 d,7 d,9 d灌水处理。结果表明:相同过程灌水量条件下,垄作比平作涝渍持续日数减少1~5 d,其中淹涝日数偏少3~5 d;3 d灌水处理的涝渍持续日数4~5 d,叶绿素含量和净光合速率等光合参数呈正效应造成茎叶干物质积累增加;各时段涝渍影响均随持续日数的增加而加重,除百仁重涝渍影响表现为中期最大、前期次之、后期最小,其他均为前期最大、中期次之、后期最小;各处理水平涝渍持续日数4~16 d,光合参数影响幅度为1.3%~64.2%,生物量和产量影响幅度为0.6%~44.9%;垄作花生与平作花生相比,因涝渍持续日数减少而使灾害影响减小,前期各处理花生产量减少灾损达3.4%~11.6%。

关键词：夏花生涝渍耕作方式光合特性产量

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2023年河南冬小麦成熟期连阴雨强度综合评估

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气象与环境科学 2024年第1期47卷 97-104页

作者：郭康军邹春辉余卫东胡丽婷房稳静檀艳静张丽梅成林中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 安阳国家气候观象台河南安阳455099 驻马店市气象局河南驻马店463001 周口市气象局河南周口466002 南阳市气象局河南南阳473010

为构建适合河南小麦成熟期连阴雨灾害强度指数,并明确河南小麦受连阴雨影响的敏感时段,利用河南省111个测站1961—2023年气象资料及有关农业气象观测站数据,分析了2023年河南小麦连阴雨受灾及相关发育期情况,以及主要气象因子和连阴雨... 详细信息

为构建适合河南小麦成熟期连阴雨灾害强度指数,并明确河南小麦受连阴雨影响的敏感时段,利用河南省111个测站1961—2023年气象资料及有关农业气象观测站数据,分析了2023年河南小麦连阴雨受灾及相关发育期情况,以及主要气象因子和连阴雨灾害调查数据的相关性,并根据前人研究成果,结合河南实际,构建了3种小麦成熟期连阴雨灾害强度指数。结果表明:(1)小麦开花后35天以上,是小麦籽粒品质受连阴雨天气影响最敏感的时段。(2)成熟期连阴雨灾害强度指数L2和L3均能够很好地吻合2023年河南小麦因连阴雨灾害的受灾情况,特别是L3兼具实用性和准确性,能够满足业务服务需要。(3)2023年河南省小麦成熟期连阴雨灾害强度指数L2、L3空间分布都表现为南高北低,全省平均L2为0.81,L3为0.32,均为1961年以来的最高值。

关键词：小麦成熟期连阴雨灾害强度指数

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2021年郑州市“7·20”特大暴雨降水极端特征分析

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气象与环境科学 2022年第6期45卷 25-33页

作者：侯鹏敏朱业玉左璇郭冰芳中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 滑县气象局河南滑县456400 河南省气候中心郑州450003

利用郑州主城区气象观测站逐时降水资料,对2021年“7·20”极端暴雨过程中降水历时变化、时空分布和极端特征进行综合分析,并对郑州主城区城市内涝积水情景进行模拟分析。结果表明:(1)“7·20”极端暴雨过程中,郑州主城区过程... 详细信息

利用郑州主城区气象观测站逐时降水资料,对2021年“7·20”极端暴雨过程中降水历时变化、时空分布和极端特征进行综合分析,并对郑州主城区城市内涝积水情景进行模拟分析。结果表明:(1)“7·20”极端暴雨过程中,郑州主城区过程总降水量和最大3 h降水量均表现为从西南部向东北部递减,西部降水量整体高于东部的。降水量峰值位于市区西南部。(2)研究范围内所有观测站点均达到特大暴雨标准和极端短时强降水标准。过程降水强度在7月20日下午达到了时间与空间上的高度集中。短时强降水中心在空间上呈现从西向东的动态迁移特征。(3)各站点连续降水时间均超过24 h,超半数站点最长连续降水时间达45-50 h;各观测站最大3 h降水效率极高。表明研究范围内发生的是长历时、高强度的极端降水。(4)由于主城区东部、西北部连续降水时间高度集中,加之主城区呈现西高东低的地势特点,内涝积水情景模拟显示主城区东部的内涝积水相对更为严重。

关键词：郑州主城区强降水时空分布极端特征暴雨内涝

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基于标准化降水指数的河南省近45年干旱时空特征分析

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干旱地区农业研究 2021年第4期39卷 162-170页

作者：商东耀张志红岳元胡程达王琪中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 吉林省气象台吉林长春130062 吉林省气象科学研究所吉林长春130062

依据河南省45个气象站近45年逐月降水资料,以标准化降水指数作为干旱指标,详细分析河南省范围内干旱强度、影响范围、发生频率的时空演变规律。结果表明:(1)在过去45 a中河南省干旱具有明显的周期性且近年来有增强的趋势;从干旱发生站... 详细信息

依据河南省45个气象站近45年逐月降水资料,以标准化降水指数作为干旱指标,详细分析河南省范围内干旱强度、影响范围、发生频率的时空演变规律。结果表明:(1)在过去45 a中河南省干旱具有明显的周期性且近年来有增强的趋势;从干旱发生站次比上来看,年尺度干旱站次比呈阶段性先增后减的变化趋势,且在全省范围内多发全域性、局域性干旱,分别为11、12 a;春季、夏季、秋季三季干旱站次比呈现上升趋势,上升率分别为1%·10a^(-1)、5.5%·10a^(-1)、9.6%·10a^(-1),其中,夏旱多为区域性干旱,春、秋两季多为全域性干旱,分别为13、12 a。(2)全省平均干旱频率为9.83%,秋季干旱频率高于其他三个季节,为17.53%;河南省东部商丘地区、西部三门峡地区是年、季尺度干旱高发地区,年尺度干旱强度与干旱站次比在时间上变化规律一致,都存在2~6 a的周期性。(3)年尺度干旱强度呈现增强趋势,20世纪90年代干旱强度最高,不同季节中干旱强度都表现为增强的趋势,为此河南省未来发生全域性干旱的风险依然很高。

关键词：干旱等级干旱强度标准化降水指数河南省

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基于时域反射法的土壤水分系统设计

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工业仪表与自动化装置 2024年第5期 31-33页

作者：苏振胡锦涛姚学召王中金陈海波李佳中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 中国电子科技集团公司第二十七研究所河南郑州450047

土壤水是植物生存和生长发育的基础物质之一,土壤水分的测量对于农业生产具有重要的指导意义。基于时域反射技术测量土壤水分精度高、适应性好等优点,设计了时域反射法测量原理的土壤水分系统。该系统采用STM32F103RET6作为控制器,控制... 详细信息

土壤水是植物生存和生长发育的基础物质之一,土壤水分的测量对于农业生产具有重要的指导意义。基于时域反射技术测量土壤水分精度高、适应性好等优点,设计了时域反射法测量原理的土壤水分系统。该系统采用STM32F103RET6作为控制器,控制电平进行发射脉冲和采样脉冲的产生和采样,通过对信号采样、处理得到探头在土壤中的传输时间,根据传输时间变化计算出土壤的介电常数和土壤体积含水量。结合样机分别对3种不同质地的土壤进行水分性能实验测试,系统测试的体积含水量与称重法测试的结果接近,测试误差小于2.5%。

关键词：时域反射土壤含水量介电常数

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基于改进作物缺水指数的河南省冬小麦干旱监测

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气象与环境科学 2024年第5期47卷 1-8页

作者：李颖陈怀亮梁辰贺添李彤霄中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 河南省郑州农业气象野外科学观测研究站郑州450003 中国气象局郑州农业气象野外科学试验基地郑州450003 辽宁省气象局沈阳110016 上海市青浦区水务局上海201715 郑州大学郑州450001

基于农业干旱遥感监测指标的干旱监测是简单且有效的手段,其中作物缺水指数CWSI通过反映植被供水状况在农业干旱监测中取得了良好的应用效果,但CWSI在反映植被水分实际状况时存在滞后性。在CWSI的基础上,通过增加LAI变化项表征作物形态... 详细信息

基于农业干旱遥感监测指标的干旱监测是简单且有效的手段,其中作物缺水指数CWSI通过反映植被供水状况在农业干旱监测中取得了良好的应用效果,但CWSI在反映植被水分实际状况时存在滞后性。在CWSI的基础上,通过增加LAI变化项表征作物形态受干旱影响的变化,构建一种改进的作物缺水指数CWSI_(IMP),以反映作物水分实际状况和作物受干旱影响的程度。计算结果表明,河南省冬小麦田的CWSI_(IMP)普遍低于CWSI,反映农业干旱程度较轻,与实际情况更为吻合。CWSI_(IMP)与20 cm土壤相对湿度的相关系数R^(2)为0.856,CWSI与20 cm土壤相对湿度的相关系数R 2为0.803,CWSI_(IMP)与20 cm土壤相对湿度的相关性显著优于CWSI。通过经验模型,将以20 cm土壤相对湿度为指标的干旱等级划分标准分别转换为以CWSI和CWSI_(IMP)为指标的干旱等级划分标准。典型区域分析表明,利用CWSI_(IMP)指标监测农业干旱等级较CWSI指标具有更高的可靠性和合理性,可为大面积农业干旱监测与评估、农田灌溉管理等提供科学依据。

关键词： CWSI LAI SEBS 遥感

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登陆台风降水动力统计相似集合预报技术(DSAEF_LTP模型)

登陆台风降水动力统计相似集合预报技术(DSAEF_LTP模型)

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作者：任福民马蕴琦中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象台

针对登陆台风强降水预报能力不足的现状，中国气象科学研究院任福民研究员团队创新建立了登陆台风降水动力统计相似集合预报（Dynamical-Statistical-Analog Ensemble Forecast for Landfalling Typhoon Precipitation, DSAEF_LTP）模... 详细信息

标准号: 2400030168

针对登陆台风强降水预报能力不足的现状，中国气象科学研究院任福民研究员团队创新建立了登陆台风降水动力统计相似集合预报（Dynamical-Statistical-Analog Ensemble Forecast for Landfalling Typhoon Precipitation, DSAEF_LTP）模型，并不断发展改进。大样本试验显示，该模型与现有业务模式相比，对100mm以上的台风过程降水预报具有优势。自2018年1月起，中国气象科学研究院先后与国家气象中心、海南省气象台和厦门市气象台合作，在2019—2021年气象预报业务关键技术发展专项“天气业务转化试验”的支持下，利用DSAEF_LTP模型的两个版本V1.0和V1.1在国家气象中心业务平台上先后建成业务预报系统并实现应用，同时该模型在其他两家合作单位也实现了业务应用。DSAEF_LTP模型于2019年3月通过了业务转化准入评审，于2021年12月通过了中国气象局天气预报科技成果中试基地成果认证。首次提出“动力统计相似集合预报理论”，利用准确模式来做预报，采用集合预报的方式实现预报。并将该理论应用于台风降水预报，形成了登陆台风降水的动力统计相似集合预报DSAEF_LTP模型。该模型具有以下3项原始性创新：①核心思想是物理因子相似，可通过引入新因子或改善模型参数来改进模型的性能;②吸收了数值模式对台风预报的最大优势——路径预报;③吸收了历史资料的优势——集合成员为历史相似台风的观测降水。项目团队在研究和业务系统建设过程中进行了对比试验，DSAEF_LTP模型对100mm以上台风过程降水的模拟预报性能表现如下：与多家业务模式对比的台风降水预报试验中，该模型（V1.0）预兆评分（Threat Score, TS）排名前列;与欧洲中期天气预报中心（ECMWF）预报系统、中国气象局全球同化预报系统（CMA-GFS）、美国国家环境预报中心全球预报系统（NCEP-GFS）和上海区域模式（CMA-SH9）预报系统相比，模拟试验和预报试验均显示该模型（V1.1）TS排名第一。以华南沿海的研究为例，DSAEF_LTP模型在两个级别（≥250mm和≥100mm）台风过程降水预报上TS评分均高于4家数值模式，TS评分之和为0.4039（≥250mm和≥100mm TS评分分别为0.0774和0.3265）。 DSAEF_LTP模型已在国家气象中心、海南省气象台和厦门市气象台实现了业务应用。在国家气象中心建立的登陆台风降水动力统计相似集合预报业务系统在试运行期间针对2020—2021年高影响台风黑格比（2020）和烟花（2021）过程降水进行预报，检验结果显示，与3种业务预报方法（预报员定量降水预报、ECMWF预报和集合优选法）相比，该系统总体表现最优。其中，该系统对黑格比和烟花100mm以上过程降水预报的TS分别为0.15和0.31，均分别高于3种业务预报方法的评分。与此同时，在海南省气象台和厦门市气象台建立的登陆台风降水动力统计相似集合预报业务系统也发挥重要作用，取得了良好的预报服务效果。 DSAEF_LTP模型的上述应用，有助于改善我国当前登陆台风强降水预报能力不足的状况，提升登陆台风强降水预报水平，进而增强我国防台减灾的能力。

关键词：降水预报台风业务预报方法

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