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1961—2019年河南秋季连阴雨天气气候特征分析

气象与环境学报 2021年第4期37卷 54-62页

作者：杜明哲鲁坦朱玉周廖荣伟房小怡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 河南省气象服务中心河南郑州450003 河南省气象台河南郑州450003 中国气象科学研究院北京100081

利用河南省103个地面气象站1961—2019年逐日资料,采用滑动平均、小波分析、EOF分解等方法分析了河南区域性秋季连阴雨降水的时空分布特征,采用自组织神经网络方法(SOM)对河南区域性秋季连阴雨环流进行客观分型。结果表明:河南区域性秋... 详细信息

利用河南省103个地面气象站1961—2019年逐日资料,采用滑动平均、小波分析、EOF分解等方法分析了河南区域性秋季连阴雨降水的时空分布特征,采用自组织神经网络方法(SOM)对河南区域性秋季连阴雨环流进行客观分型。结果表明:河南区域性秋季连阴雨以7—9 d的过程居多,其次为10 d以上过程。20世纪60年代和80年代是河南区域性秋季连阴雨多发期,90年代为连阴雨少发期,70年代和21世纪10年代发生次数与近59 a年均频次基本持平,21世纪10年代河南区域性秋季连阴雨比其他年代强,20世纪90年代强度最弱。20世纪70年代区域性秋季连阴雨年平均过程降水量存在准5 a周期,21世纪00年代前半期及10年代区域性秋季连阴雨年平均过程降水量存在2—3 a周期。近59 a河南区域性秋季连阴雨平均降水量分布上,黄河以南地区比黄河以北地区降水多,山区比平原地区多,降水大值区与山区分布基本一致。河南区域性秋季连阴雨降水空间分布型上,最主要的特征是全省一致变化型,其次是南北反相型。SOM方法不仅可以区分出环流形态上的差别,还可以区分出环流型的发生时间和连阴雨期间环流的阶段性演变特征。SOM分型得到8类区域性连阴雨环流型,从天气学意义上可归结为阻塞型、低槽型和平直环流型。大部分河南区域性秋季连阴雨过程为2到3种环流型的组合,不同环流型之间存在转换关系。

关键词：区域性连阴雨自组织神经网络环流分型

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基于高分6号卫星的冬小麦赤霉病和条锈病遥感监测研究

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气象与环境科学 2025年第3期 94-102页

作者：贺付伟田宏伟赵志宇王海艳中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室商丘市气象局河南省气象科学研究所永城市气象局宁陵县气象局

赤霉病和条锈病是河南冬小麦主产区频发的小麦病害，其动态监测对病害防控和小麦高产稳产具有重要意义。为探究国产高分卫星在赤霉病和条锈病区域监测中的应用，基于高分6号卫星数据，构建多种植被指数，并结合3月、4月空气温湿度气象... 详细信息

赤霉病和条锈病是河南冬小麦主产区频发的小麦病害，其动态监测对病害防控和小麦高产稳产具有重要意义。为探究国产高分卫星在赤霉病和条锈病区域监测中的应用，基于高分6号卫星数据，构建多种植被指数，并结合3月、4月空气温湿度气象因素，利用多元线性回归、BP神经网络模型，分别构建冬小麦赤霉病和条锈病遥感监测模型，并对河南省南部冬小麦区域赤霉病病穗率和条锈病病叶率进行了监测研究。结果显示：对于赤霉病病穗率，气象因子的引入能够显著提高模型的监测精度，多元线性回归和BP神经网络模型R2分别由0.42和0.39提高到0.67和0.82,RMSE分别由3.99和4.16降低到3.03和2.21,BP神经网络模型优于多元线性回归模型。对于条锈病病叶率，气象因子的引入提高了多元线性回归模型的监测精度，R2由0.19提升至0.26,RMSE由18.56降至17.79,但对BP神经网络模型没有明显改善。

关键词：高分6号卫星小麦赤霉病条锈病 BP神经网络

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冬小麦根冠指标对干旱持续发展的响应

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中国农业气象 2019年第11期40卷 702-711页

作者：刘荣花成林胡程达中国气象局·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

基于2015/2016年、2016/2017年两个年度冬小麦返青后干旱持续控制试验,研究土壤水分持续减少对冬小麦叶片含水率、根系活力、气孔导度等的影响,以明确冬小麦根冠指标对干旱持续发展的响应特征。结果表明:冬小麦不同器官含水率随干旱持... 详细信息

基于2015/2016年、2016/2017年两个年度冬小麦返青后干旱持续控制试验,研究土壤水分持续减少对冬小麦叶片含水率、根系活力、气孔导度等的影响,以明确冬小麦根冠指标对干旱持续发展的响应特征。结果表明:冬小麦不同器官含水率随干旱持续呈非线性递减,拔节后递减更明显,其中叶鞘含水率平均降幅最大,达41.9%。叶片气体交换参数随干旱持续与对照的差异不断增大,其中净光合速率随干旱持续进一步减小,叶片气孔导度和蒸腾速率在返青期不同程度升高,拔节后开始不断下降,干旱持续时间越长,影响光合作用的非气孔限制因素越明显。持续干旱改变了根系在深层土壤中的分布,60-80cm土层根系体积百分率明显高于对照,根系的生理机能提前衰减,拔节-孕穗期根系活力急剧下降,孕穗后根系活力比对照减少60%以上。整体来看,植株含水率、叶片气体交换参数、根系活力等指标对干旱持续的响应既各具特点又有共性,其中根系活力对土壤水分变化的敏感系数最高,器官含水率对土壤水分变化响应最迟缓。

关键词：冬小麦干旱持续含水率根系活力敏感系数

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2018年1月河南省暴雪寒潮天气对设施农业的影响评估

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科学技术与工程 2020年第4期20卷 1344-1348页

作者：程芳芳杨光仙李红卫江清霞王纪军中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 郑州市气象局郑州450048 河南省气象科学研究所郑州450003 漯河市气象局漯河462300 河南省气候中心郑州450003

2018年1月上旬河南省出现了两次大范围降雪、寒潮天气过程,对设施农业生产造成一定不利影响。选取2018年1月上旬河南省的两次降雪、寒潮天气过程气象资料,以及设施农业气象灾害调查资料,进行统计分析,做出了此次灾害过程对河南省设施农... 详细信息

2018年1月上旬河南省出现了两次大范围降雪、寒潮天气过程,对设施农业生产造成一定不利影响。选取2018年1月上旬河南省的两次降雪、寒潮天气过程气象资料,以及设施农业气象灾害调查资料,进行统计分析,做出了此次灾害过程对河南省设施农业生产的影响评估。根据分析,暴雪致全省90%以上市(县)设施农业气象灾害等级达到中度以上,50%以上市(县)达特重级别;大风对日光温室影响不大,对部分塑料大棚有轻度灾害;低温致全省日光温室蔬菜均达到不同程度气象灾害等级。同时对主要致灾原因进行了分析,提出了暴雪、寒潮天气设施农业防御对策。

关键词：设施农业影响评估暴雪寒潮河南

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郑州市短历时强降水变化特征及重现期研究

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气象与环境科学 2021年第2期44卷 25-32页

作者：左璇朱业玉郭鹏刘善峰中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气候中心郑州450003 中国气象局公共气象服务中心北京100081 北京华新天力能源气象科技中心北京100081 国网河南省电力科学研究院郑州450000

选取郑州气象站19552018年不同短历时强降水资料,采用频率分析、小波分析和极值分析等方法,揭示了郑州短历时强降水的演变规律,并对各短历时强降水进行了分布拟合检验和重现期估算,以期为城市规划、内涝防范和短历时强降水的预测预警气... 详细信息

选取郑州气象站19552018年不同短历时强降水资料,采用频率分析、小波分析和极值分析等方法,揭示了郑州短历时强降水的演变规律,并对各短历时强降水进行了分布拟合检验和重现期估算,以期为城市规划、内涝防范和短历时强降水的预测预警气象服务等提供依据和参考。结果表明:(1)郑州各代表历时强降水年降水量呈现规律性变化特征,从1980s后期至1990s呈明显减小的趋势,1990s到2000s中期则呈显著增加趋势,2000s中期到2013年左右又呈现下降趋势,最近几年又略有增加。各代表历时强降水最大值主要集中在1970s中前期和2000s中后期。(2)不同短历时强降水均存在5~10 a和25 a左右的周期变化特征。较长历时与较短历时强降水相比,在25 a左右上的周期变化特征不明显。(3)广义极值分布(GEV)对郑州短历时强降水的模拟效果要好于其他概率函数分布的模拟结果,较适合于郑州各短历时强降水重现期的拟合。(4)估算的郑州各历时短时强降水不同重现期的降水量与实测资料对比结果表明,重现期估算结果较为可靠,实测各历时最大短时强降水均超过五十年一遇水平,个别超过百年一遇水平。

关键词：郑州短历时强降水变化特征重现期

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淮河上游致洪暴雨对王家坝水位影响分析及估测

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气象与环境科学 2020年第4期43卷 1-10页

作者：张霞赵培娟张渊萌栗晗中国气象局·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

采用19802018年王家坝逐日水位、河南省逐日降水等资料,分析了王家坝洪水特征及淮河上游降水对王家坝水位的影响,结果表明:主汛期的68月是王家坝洪水易发时段,持续日数达7 d及以上的洪水均发生在主汛期68月,又以7月最易发。2007年7月王... 详细信息

采用19802018年王家坝逐日水位、河南省逐日降水等资料,分析了王家坝洪水特征及淮河上游降水对王家坝水位的影响,结果表明:主汛期的68月是王家坝洪水易发时段,持续日数达7 d及以上的洪水均发生在主汛期68月,又以7月最易发。2007年7月王家坝洪水持续25 d,居1980年以来持续日数之最。依据淮河水系将河南省淮河流域分为ⅠⅢ区。王家坝洪水与Ⅰ区暴雨关系密切。该区连续性暴雨或单日强降水均可导致王家坝洪水,王家坝水位一般在强降水结束后的第3日或第4日达到短期最高水位;王家坝最大水位增幅与Ⅰ区单日面雨量相关系数为0.712,与Ⅰ区连续5 d累计面雨量相关系数高达0.857。基于淮河上游面雨量对王家坝水位影响分析和洪水前及持续期间暴雨特征统计结果,定义了淮河上游致洪暴雨标准,建立了基于面雨量的王家坝水位最大增幅估测模型,实现了对王家坝水位增幅的短中期估测。经43次洪水过程回算,模型估测正确率达74.4%;对2019年59月4次区域暴雨过程水位进行估测,最大水位增幅为1.5~2.3 m,估测王家坝未出现洪水,与实况一致。

关键词：致洪暴雨王家坝水位增量估测

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近34年河南首场暴雨时空分布特征及环流背景分析

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气象与环境科学 2020年第2期43卷 26-32页

作者：梁钰乔春贵董俊玲中国气象局·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

利用19852018年河南省121个国家气象观测站每日20时至次日20时降水资料、常规高空地面观测资料、NCEP1°×1°再分析资料,通过统计和诊断分析方法分析了近34年河南首场暴雨的时空分布特征、影响系统、环流形势和物理量特征... 详细信息

利用19852018年河南省121个国家气象观测站每日20时至次日20时降水资料、常规高空地面观测资料、NCEP1°×1°再分析资料,通过统计和诊断分析方法分析了近34年河南首场暴雨的时空分布特征、影响系统、环流形势和物理量特征。研究结果表明:首场暴雨具有明显的年际变化和月变化特征,主要集中在45月,首场暴雨发生时间有提前的趋势;首场暴雨以全省性降水为主,黄淮之间沿黄及其以北和南部地区是暴雨的三个易发区;暴雨出现频次较多的站点和单日雨量最大的站点基本一致,首场暴雨出现的频次从河南省西北部到东南部逐渐增多。首场暴雨的地面影响系统主要是江淮气旋和江淮倒槽两类,高空影响系统500 hPa以低槽为主,700 hPa受低槽、切变线影响,850 hPa受低涡、切变线影响。江淮气旋类暴雨一般热力、动力条件较好,江淮倒槽类暴雨水汽条件较好。首场暴雨的水汽通量、辐合、辐散条件要优于夏季的,垂直速度略小于夏季的,比湿和不稳定度明显低于夏季的。

关键词：首场暴雨气候特征江淮气旋江淮倒槽物理量诊断

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同化遥感信息与WheatSM模型的冬小麦估产

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生态学杂志 2019年第7期38卷 2258-2264页

作者：李颖陈怀亮田宏伟余卫东中国气象局·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 河南省气象局郑州450003

小麦生长模型WheatSM是针对中国不同冬小麦品种类型研发的,已在科研和业务中得到应用。将遥感信息与作物生长模型耦合,进行区域大范围作物长势监测与估产具有重要的应用价值。以位于中国冬小麦主产区的河南省鹤壁市为研究区,分别利用SCE... 详细信息

小麦生长模型WheatSM是针对中国不同冬小麦品种类型研发的,已在科研和业务中得到应用。将遥感信息与作物生长模型耦合,进行区域大范围作物长势监测与估产具有重要的应用价值。以位于中国冬小麦主产区的河南省鹤壁市为研究区,分别利用SCE-UA优化同化法和EnKF同化法,将经优化重建的2013—2017年MODIS LAI时间序列数据和小麦生长模型WheatSM进行耦合,在站点和区域两种尺度开展冬小麦估产研究。结果表明:单站点运行时,在小麦模型参数严格标定的前提下,引入本身带有不确定性的遥感数据,并不能提高模型模拟结果的精度;遥感观测数据的质量对EnKF算法同化结果的影响大于对SCE-UA优化算法同化结果的影响;在区域尺度运行时,SCE-UA优化同化和EnKF同化模拟单产精度较同化前均有明显提高,分县模拟单产与统计单产相比,RMSE由2036.0 kg·hm^-2分别降低到1641.6 kg·hm^-2和1587.7 kg·hm^-2,分别降低19.4%和22.0%,且EnKF同化法的运行效率显著优于SCE-UA优化同化法。研究结果可为WheatSM小麦生长模型与遥感信息同化策略的选择提供依据。

关键词： MODIS LAI WheatSM EnKF同化法 SCE-UA优化同化法产量估算

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均一化前后河南省年平均最高气温和高温日数的对比分析

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气象与环境科学 2020年第4期43卷 36-41页

作者：左璇姬兴杰中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气候中心郑州450003

基于国家气象信息中心发布的逐日均一化气温资料,采用统计分析方法,对河南省均一化处理前后的年平均最高气温和高温日数序列的线性趋势进行比较评价。结果表明:1)对河南省55站(占总站的一半)因非自然因素引起的非均一性年平均最高气温... 详细信息

基于国家气象信息中心发布的逐日均一化气温资料,采用统计分析方法,对河南省均一化处理前后的年平均最高气温和高温日数序列的线性趋势进行比较评价。结果表明:1)对河南省55站(占总站的一半)因非自然因素引起的非均一性年平均最高气温资料的均一化处理,取得了明显的校正效果;55站中,因台站迁移因素造成平均最高气温资料非均一化的站点占69%;49站年平均高温日数资料经均一化得到订正。2)均一化前的资料使年平均最高气温均值被高估,增温趋势被低估;均一化后19512017年全省年平均最高气温均值降低0.1 ℃,增温速率增加了10%,各站均呈上升趋势,3站气候倾向率由负变正,豫东和北中部的16站气候变化倾向率减小,豫西和豫西北的36站气候变化倾向率增加。3)均一化前的资料使高温日数的均值和减少趋势被高估;均一化后高温日数均值减少了0.6天,减速缩小了7%,豫北和豫南等地的35站气候倾向率减小。

关键词：均一化河南最高气温高温日数

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超强台风“利奇马”(1909)极端降水研究回顾

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海洋气象学报 2025年第1期45卷 90-103页

作者：王雯静任福民贾莉马蕴琦中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国家气象中心北京100081 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 河南省气象台河南郑州450003

1909号台风“利奇马”是1949—2019年登陆浙江的第三强台风,影响中国中东部大部分省份,风雨强度大、极端性显著、灾害损失严重。台风降水主要影响浙江和山东两地,分别对应两大降水阶段。为更全面地认识此次过程,从大尺度天气形势、台风... 详细信息

1909号台风“利奇马”是1949—2019年登陆浙江的第三强台风,影响中国中东部大部分省份,风雨强度大、极端性显著、灾害损失严重。台风降水主要影响浙江和山东两地,分别对应两大降水阶段。为更全面地认识此次过程,从大尺度天气形势、台风自身强度、动热力因子、云微物理、水汽和能量输送以及地形等方面对“利奇马”引发的两个阶段极端降水的异同成因进行回顾总结。稳定的环流形势及其良好配置、充足的水汽和能量以及双台风作用均是贯穿整个极端降水过程的有利因子。台风自身高强度、地形增幅作用、良好的动热力条件以及云微物理过程的有利影响是造成第一阶段浙江极端降水的独特成因;而第二阶段山东极端降水的独特成因是西风槽冷空气入侵和台风长时间影响。此外,对“利奇马”极端降水过程进一步研究方向进行讨论。

关键词：台风“利奇马” 极端降水成因研究回顾

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