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河南科学 2022年第2期40卷 270-275页

作者：戴翠贤贾斯王君李晓琳三门峡市气象局河南三门峡472000 长垣市气象局河南长垣453400 河南省气象学会郑州450003 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

利用1960—2020年三门峡市逐日降水观测资料,首先采用线性倾向估计分析,之后采用Morlet小波分析方法,最后采用Mann-Kendall突变检验,对三门峡市年际降水变化的时间序列进行分析,以揭示三门峡市降水的多时间尺度周期性变化规律.结果表明... 详细信息

利用1960—2020年三门峡市逐日降水观测资料,首先采用线性倾向估计分析,之后采用Morlet小波分析方法,最后采用Mann-Kendall突变检验,对三门峡市年际降水变化的时间序列进行分析,以揭示三门峡市降水的多时间尺度周期性变化规律.结果表明:三门峡市降水量整体呈不明显缓慢变少的趋势,气候倾向率为-0.35 mm/10 a;多雨18 a,少雨20 a;在不同的时间尺度下,三门峡市降水序列具有6、9、16 a的周期振荡变化,16 a周期振荡最强,为第一主周期,并主导着年降水变化的特性.年降水量存在1960—1961年、1972—1973年两个突变点.

关键词：降水线性倾向估计小波变化时间尺度周期 Mann-Kendall突变检验

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2020年淮河上游暴雨对王家坝水位影响预估分析

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气象与环境科学 2021年第6期44卷 9-19页

作者：赵培娟张霞郑世林邵宇翔中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003 河南省气象局郑州450003

王家坝闸是淮河防洪的第一道屏障,淮河上游(河南省中东部、东南部)出现的暴雨及相应的面雨量是导致王家坝水位变化的直接因素。流域面雨量的监测预报是洪水预报与调度的重要参数,也是各级政府指挥防汛抗洪的决策依据。2020年汛期由于河... 详细信息

王家坝闸是淮河防洪的第一道屏障,淮河上游(河南省中东部、东南部)出现的暴雨及相应的面雨量是导致王家坝水位变化的直接因素。流域面雨量的监测预报是洪水预报与调度的重要参数,也是各级政府指挥防汛抗洪的决策依据。2020年汛期由于河南省淮河上游出现持续性洪水,致使7月20日王家坝开闸泄洪,这是继2007年开闸泄洪13年后的又一次开闸泄洪。为了进一步发现淮河致洪的降水特征、面雨量特征及预报关注点,提升淮河防汛抗洪能力,对2020年导致王家坝水位演变的淮河上游降水特征、分区面雨量特征及历史上淮河致洪相似年大尺度环境条件进行了分析。结果表明:(1)2020年汛期淮河上游降水与王家坝的水位演变密切相关,主要分为3个阶段,即旱涝急转阶段,王家坝水位缓慢升高再回落徘徊期;连续性暴雨阶段,王家坝水位接近警戒水位期;大暴雨阶段,王家坝开闸泄洪期。(2)淮河干流片连续5天累积面雨量≥100 mm时,可导致王家坝水位迅速升高,出现超警戒水位洪水;汝河片单日面雨量≥50 mm,且王家坝接近超警戒水位时,未来6天王家坝水位缓慢上升或基本维持。(3)研发的“淮河上游面雨量预报及王家坝水位涨幅预估系统”,经2020年汛期应用,预报误差小,有较好参考价值,特别是结合智能网格降水预报结果,预估7月1718日淮河干流片面雨量≥50 mm,将致王家坝水位上涨4.6~5.4 m,出现超警戒或超保证水位风险极高,与实况基本吻合。(4)以淮河上游致洪暴雨集中期为相似确定2007和2020年互为最相似年份,归纳出王家坝出现超警戒水位的暴雨预估指标、淮河致洪暴雨产生的环流特征和环境条件,为淮河上游致洪暴雨决策服务提供科学依据和技术支撑。(5)暴雨频发、降水落区重叠、降水中心强度大且降水具有连续性是导致2020年淮河王家坝开闸泄洪的重要原因。淮河干流片面雨量对王家坝水位增长起决定作用。

关键词：淮河上游暴雨面雨量王家坝水位变化洪水预估

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不同浇灌次数对花生光合、品质和产量的影响

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湖北农业科学 2021年第12期60卷 14-19页

作者：马青荣刘荣花秦福生成林李彤霄胡程达中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室/河南省气象科学研究所郑州450003

自然条件下,研究不同浇灌次数对大田花生光合、产量和品质的影响。结果表明,与CK处理(浇灌2次)相比,T1处理(浇灌1次为轻度干旱)净光合速率呈先升高后降低的变化趋势,造成这种情况的主要原因为前期非气孔因素、后期气孔因素和非气孔因素... 详细信息

自然条件下,研究不同浇灌次数对大田花生光合、产量和品质的影响。结果表明,与CK处理(浇灌2次)相比,T1处理(浇灌1次为轻度干旱)净光合速率呈先升高后降低的变化趋势,造成这种情况的主要原因为前期非气孔因素、后期气孔因素和非气孔因素共同作用的结果。T2处理(不浇灌为重度干旱)净光合速率表现为下降-升高-下降的波动变化,前期下降是气孔因素造成的,之后下降是非气孔因素造成的。干旱造成花生产量及其构成要素产生不同程度下降(饱果率除外),并随干旱程度的增加,下降幅度增大;其中T1处理百粒饱果重提高了5.43%,其余产量构成要素有不同程度的下降;T2处理百粒饱果重无明显差异,其余产量及其构成要素均明显降低。干旱胁迫影响花生品质,随干旱程度的增加,花生蛋白质、氨基酸含量明显增加,含油量、水分含量呈下降趋势。

关键词：花生干旱浇灌产量品质

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黄河流域生态气象观测体系建设的思考

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气象与环境科学 2022年第6期45卷 18-24页

作者：李彤霄赵国强邓天宏吴苏河南省气象科学研究所郑州450003 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 中国电子科技集团公司第二十七研究所郑州450003

黄河流域生态系统是我国重要的生态系统之一,做好黄河流域生态气象观测体系建设工作,对黄河流域生态保护和高质量发展具有重要科技支撑作用。目前,黄河流域已建立天、空、地一体化的气象监测网络,为生态气象研究与服务提供数据支撑;建... 详细信息

黄河流域生态系统是我国重要的生态系统之一,做好黄河流域生态气象观测体系建设工作,对黄河流域生态保护和高质量发展具有重要科技支撑作用。目前,黄河流域已建立天、空、地一体化的气象监测网络,为生态气象研究与服务提供数据支撑;建成了以国家气象卫星地面站为主、省级地面站为辅的全国气象卫星数据接收与共享网络体系,相继开展了农业气象灾害、森林火险、秸秆焚烧、大气环境污染、城市热岛、积雪监测和植被覆盖指数、净初级生产力等生态气象服务。由于目前的生态气象观测是在气象观测基础上发展而来,因此尚存在诸多问题:观测站布局不合理,观测要素有限;观测自动化程度低,时效性差;协同监测能力不足;缺乏统一的标准和规范;生态观测“碎片化”严重;对监测产品的检验能力不足。因此,当前黄河流域生态气象观测系统的建设,应合理布局生态气象观测站;加强研发,引进技术,提高智能化观测水平;建立集天基、空基和地基一体化的生态气象立体化监测体系;制定标准,规范业务;丰富健全观测业务体系;建立健全真实性检验体系。

关键词：黄河流域生态系统生态气象观测体系

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河南中部一次持续性大雾成因及污染特征研究

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环境科学与管理 2022年第4期47卷 45-49页

作者：李姝霞吕哲源王君陶勇开封市气象防灾减灾重点实验室河南开封475000 开封市气象局河南开封475000 河南省气象学会河南郑州450003 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

利用常规资料、自动站资料和NCEP再分析资料,分析河南中部一次持续性大雾天气过程。结果表明:高层环流平直有小槽东移,低层受西南气流控制,地面均压场,是此次大雾形成的环流背景;大雾日08时逆温层顶温度与气温之差>3℃,逆温层顶达925... 详细信息

利用常规资料、自动站资料和NCEP再分析资料,分析河南中部一次持续性大雾天气过程。结果表明:高层环流平直有小槽东移,低层受西南气流控制,地面均压场,是此次大雾形成的环流背景;大雾日08时逆温层顶温度与气温之差>3℃,逆温层顶达925 hPa;近地层由下沉运动转为上升运动,地面水汽通量大于1 g·cm^(-1)·hpa^(-1)·s^(-1),对预报大雾的开始有很好的指示意义;T-Td≤1.8℃,U>87%,风向偏东、偏南,风速2 m·s^(-1)左右有利于大雾的生成维持;大雾期间,CO、NO_(2)浓度有所增加,颗粒物、SO_(2)浓度下降,风、大气的垂直运动、太阳辐射等对污染物的变化起到了重要作用。

关键词：持续性大雾边界层特征物理量污染特征

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基于卷积神经网络的飑线识别算法

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应用气象学报 2021年第5期32卷 580-591页

作者：金子琪王新敏鲍艳松栗晗魏鸣路明月中国气象局·河南省农业保障与应用技术重点开放实验室/河南省气象台郑州450003 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象环境卫星工程与应用联合实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 南京信息工程大学地理科学学院南京210044

为了探究深度学习用于飑线识别的可行性,基于2008—2020年河南省郑州和驻马店雷达数据,采用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)算法构建飑线识别模型,引用临界成功指数、公平风险评分、命中率和误判率定量评价模型的识别效... 详细信息

为了探究深度学习用于飑线识别的可行性,基于2008—2020年河南省郑州和驻马店雷达数据,采用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)算法构建飑线识别模型,引用临界成功指数、公平风险评分、命中率和误判率定量评价模型的识别效果,对比不同样本组成比例和网络结构对飑线识别效果的影响。结果表明:建模所用的样本组成比例对飑线识别有一定影响,通过改变采样方式和优化网络结构均能够改善样本比例不平衡的问题,提高飑线识别效果,且后者提升的幅度更大,而两种方法的结合无明显提升。测试结果表明:该模型临界成功指数为0.66,公平风险评分为0.58,命中率为0.86,误判率为0.24。研究揭示了卷积神经网络能够提取并学习飑线和非飑线回波的图像特征,对飑线有一定识别能力。

关键词：飑线识别卷积神经网络雷达回波样本不平衡

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未来气候变化情景下河南省粮食安全气候承载力评估

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应用生态学报 2020年第3期31卷 853-862页

作者：姬兴杰徐延红左璇方文松卢燕宇河南省气候中心郑州450003 中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 洛阳市气象局河南洛阳471000 河南省气象科学研究所郑州450003 安徽省气候中心合肥230031

为探究未来气候变化对河南省粮食生产的影响,基于夏玉米和冬小麦两种主粮作物的生产潜力和气候资源承载力,结合1961-2017年河南省111个气象站的观测数据以及区域气候模式输出的2041-2080年RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的气象资料,采用... 详细信息

为探究未来气候变化对河南省粮食生产的影响,基于夏玉米和冬小麦两种主粮作物的生产潜力和气候资源承载力,结合1961-2017年河南省111个气象站的观测数据以及区域气候模式输出的2041-2080年RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的气象资料,采用农业生态区域法(AEZ模型)计算了河南省气候生产潜力及其变化特征,并根据不同生活水平下的粮食需求指标,分析了河南省的气候承载力和剩余空间。结果表明:1961-2017年,河南省夏玉米气候生产潜力平均为18408.87 kg·hm^-2,表现为中东部高、西部低;与基准时段(1981-2010年)相比,RCP4.5和RCP8.5情景下分别下降13.0%和8.0%,高值中心由豫东地区向豫西南地区转移。1961-2017年,冬小麦气候生产潜力平均值为10889.79 kg·hm^-2,呈中部高、北部低;与基准时段相比,RCP4.5和RCP8.5情景下分别减少18.6%、21.7%。当前,在温饱水平和小康水平粮食需求条件下,最大气候资源承载力分别平均养活人口2.52亿和1.83亿。2070s(2071-2080年)最大气候资源承载力平均养活人口有所减少,与基准时段相比,RCP4.5情景下小康水平和温饱水平分别下降9.7%和18.4%,RCP8.5情景下小康水平和温饱水平分别下降7.7%和16.6%。当前气候条件下,河南省气候资源相对剩余率在-93.0%~356.9%,与基准时段相比,未来气候资源相对剩余率减少近40%。

关键词： AEZ模型气候生产潜力气候承载力相对剩余率

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宇宙射线快中子土壤水分观测方法在华东地区的研究与应用

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户外装备 2022年第10期 250-252页

作者：赵杰王中金张振强张心中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州 450003 河南中原光电测控技术有限公司郑州 450047 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 河南中原光电测控技术有限公司郑州 450047 河南中原光电测控技术有限公司郑州 450047 河南中原光电测控技术有限公司郑州 450047

本文以在华东地区安装的宇宙射线快中子法区域土壤水分测量系统为依托,通过与烘干称重法、频域反射法测量土壤水分方法的对比,并结合雨量观测系统的观测数据,研究宇宙射线快中子法测量区域土壤水分对土壤水分连续变化的响应能力与准确度... 详细信息

本文以在华东地区安装的宇宙射线快中子法区域土壤水分测量系统为依托,通过与烘干称重法、频域反射法测量土壤水分方法的对比,并结合雨量观测系统的观测数据,研究宇宙射线快中子法测量区域土壤水分对土壤水分连续变化的响应能力与准确度.研究结果表明,宇宙射线快中子法与人工烘干法数据对比结果具有较好的一致性.宇宙射线快中子土壤水分观测方法在华东地区能够有效准确的测量区域土壤水分,能够为该地区土壤水分监测的研究与应用提供新的参考,对该地区的节水灌溉、水资源开发与利用、粮食增产等具有重要意义.

关键词：宇宙射线快中子法土壤水分华东地区频域反射法

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河南省设施农业冬季低温灾害风险评估

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干旱气象 2022年第4期40卷 667-676页

作者：乐章燕石茗化李德霍治国杜子旋檀艳静中国气象局/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 河北省廊坊市气象局河北廊坊065000 安徽省宿州市气象局安徽宿州234000 中国气象科学研究院北京100081 河南省气象科学研究所河南郑州450003 河南省周口市气象局河南周口466000

为了提高气候资源利用率,合理优化河南省冬季设施农业布局,利用1981—2018年河南省113个国家气象站冬季逐日最低气温资料,采用数理统计方法计算冬季年最低气温标准差和不同低温灾害指标的气候概率、发生频率、发生强度,并采用等权重法... 详细信息

为了提高气候资源利用率,合理优化河南省冬季设施农业布局,利用1981—2018年河南省113个国家气象站冬季逐日最低气温资料,采用数理统计方法计算冬季年最低气温标准差和不同低温灾害指标的气候概率、发生频率、发生强度,并采用等权重法构建设施农业低温风险指数,结合低温灾情资料,选用有序样本最优聚类法划分设施农业低温风险等级,且叠加地表覆盖数据进行低温灾害风险评估。结果表明:河南省各地冬季低温灾害指标小于等于-5℃的气候概率和发生频率均超过0.80,不适宜发展塑料小拱棚,且不宜采用单层塑料大棚进行设施农业生产。信阳和南阳南部小于等于-10℃的气候概率和发生频率均小于0.20,适宜发展塑料大棚;鹤壁、安阳和濮阳小于等于-10℃的气候概率和发生频率均超过0.80,需发展日光温室才能保证设施作物生长。在塑料大棚发展区内,信阳市固始县和商城县为低温灾害轻度风险区,信阳大部、南阳部分区域和周口为中度风险区,其他地区均为重度风险区;在日光温室发展区内,濮阳、安阳和鹤壁部分区域为低温灾害特重风险区。河南省冬季各地不同等级的低温灾害风险有一定的区域性,在发展设施农业时,应因地制宜进行科学布局。

关键词：设施农业冬季低温灾害指数风险评估有序样本最优聚类

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黄河中游一次致洪暴雨过程的天气学诊断

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人民黄河 2021年第8期43卷 26-32页

作者：乔春贵梁钰王君戴翠贤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 黄河流域气象中心河南郑州450003 河南省气象台河南郑州450003 河南省气象学会河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003 三门峡市气象局河南三门峡472000

利用美国气象环境预报中心制作的NCEP 1°×1°再分析资料和黄河流域国家气象站(国家基准、基本和一般气象站)、区域站(地面加密观测站)逐小时降水资料,对2018年7月10—11日黄河流域中游出现的致洪暴雨过程进行诊断分析,结... 详细信息

利用美国气象环境预报中心制作的NCEP 1°×1°再分析资料和黄河流域国家气象站(国家基准、基本和一般气象站)、区域站(地面加密观测站)逐小时降水资料,对2018年7月10—11日黄河流域中游出现的致洪暴雨过程进行诊断分析,结果表明:受台风“玛丽亚”西北移动影响,副高稳定少动,低槽移动缓慢,导致降水维持时间长,降水落区呈东北西南向;暴雨区主要的水汽来源为台风“玛利亚”,受黄河中游地形和中高纬度西北气流的影响,水汽通量辐合区域走向和暴雨落区一致,850—700 hPa为暴雨主要水汽输送层;暴雨区出现在中低层θse等值线密集区右侧暖区一侧,且中层存在■θse/■p>0的大值区域;高低空急流存在明显的耦合机制,中低层辐合区、高层辐散区重叠是降水强度增强和乔沟湾站大暴雨产生的主要原因,200 hPa散度正值区的移动早于低层散度负值区的移动,对降水落区移动有指示意义。700 hPa锋生函数水平分布和降水分布较为一致,锋生函数数值南小北大的水平分布和降水分布一致,锋生函数的大值中心和降水量超过100 mm的中心吻合。

关键词：水汽通量水汽通量散度高低空急流耦合锋生函数黄河中游

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