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超强台风“利奇马”(1909)极端降水研究回顾

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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冬小麦发育期识别方法研究进展

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中国农学通报 2025年第1期41卷 1-7页

作者：王苗苗王贝贝李明放张志红严雪河南中原光电测控技术有限公司郑州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 河南省气象服务中心郑州450003

中国作为农业大国,在农业科学技术快速发展的背景下,农业已步入高产、优质、高效的新阶段。实现作物发育期识别与观测的自动化和智能化是推动农业现代化的关键一步。文章综述现有作物发育期识别的研究现状,介绍2种冬小麦发育期自动观测... 详细信息

中国作为农业大国,在农业科学技术快速发展的背景下,农业已步入高产、优质、高效的新阶段。实现作物发育期识别与观测的自动化和智能化是推动农业现代化的关键一步。文章综述现有作物发育期识别的研究现状,介绍2种冬小麦发育期自动观测识别方法,即基于归一化植被指数(NDVI)反演冬小麦发育期识别方法和基于深度学习的冬小麦发育期识别方法。以河南冬小麦为例,将2种方法发育期自动观测识别结果和人工观测结果进行对比分析,验证2种识别方法的可行性和有效性。研究发现,2种方法均有较高的识别准确度和识别效率,可提高测量效率和可靠性;在识别精度方面,2种方法在不同发育期表现各有千秋,可以互为补充。基于深度学习的发育期识别方法比植被指数反演发育期识别方法具有更好的通用性,但同时两者都要在日后对识别方法进行优化升级,以进一步提高识别精度。

关键词：冬小麦发育期图像识别归一化植被指数深度学习

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基于CRITIC-AHP的郑州市内涝灾害风险评估

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气象科技 2025年第1期53卷 124-134页

作者：喻谦花张姵冉薛丰昌姜东东冀翠华中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南开封市气象局开封475004 上海科技大学上海2012104 南京信息工程大学灾害地理信息工程实验室南京210044

郑州市作为中原大城市,城市内涝时有发生,科学客观评估城市内涝灾害风险极为重要。本文根据城市内涝致灾机理,基于地形、近年降水和最新的经济发展指标等相关数据,应用CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)客... 详细信息

郑州市作为中原大城市,城市内涝时有发生,科学客观评估城市内涝灾害风险极为重要。本文根据城市内涝致灾机理,基于地形、近年降水和最新的经济发展指标等相关数据,应用CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)客观权重和AHP(Analytic Hierarchy Process)层次法相结合的方法,开展郑州市中心城区的暴雨内涝风险评估。结果表明:郑州市中心城区,城市内涝灾害高风险和次高风险主要分布在二七区、管城区西北部和东部、金水区南部;各区平均致灾风险指数最大值为二七区,整体达到次高风险,管城区与金水区平均风险达到中风险。利用2016-2022年暴雨内涝过程对评估结果进行检验,积水点位于高风险和次高风险区域的占44.2%,位于中级以上风险区域的共占比77.3%;通过个例分析发现,大部分积水过程的积水点与城市内涝综合风险中高级区域对应较好。评价结果能够反映出郑州市中心城区的内涝灾害风险分布情况,特别是二七区、管城区西北部和金水南部,积水点集中且密度最大,与内涝灾害次高以上风险高度一致,可为城市防洪策略、灾害风险管理等实践提供参考。

关键词：城市内涝灾害 CRITIC-AHP 风险评价郑州市

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河南省夏花生气候资源时空分布及合理利用探索

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河南科学 2025年第5期 664-672页

作者：李春艳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鹿邑县气象局周口市气象防灾减灾重点实验室河南省气象科学研究所

为明确河南夏花生气候资源时空分布规律及DNDC模型对花生产量模拟的适用性，提高花生产量，利用河南省1991—2020年气象资料和2011—2020年河南省驻马店市正阳县夏花生实际产量数据，分析河南夏花生生长季主要气象要素的时空变化规律，... 详细信息

为明确河南夏花生气候资源时空分布规律及DNDC模型对花生产量模拟的适用性，提高花生产量，利用河南省1991—2020年气象资料和2011—2020年河南省驻马店市正阳县夏花生实际产量数据，分析河南夏花生生长季主要气象要素的时空变化规律，同时基于DNDC模型探索不同气候年型下播期改变和优化灌溉对花生产量提高的最优值。结果表明：(1)河南省夏花生生长季积温（≥10℃）整体呈上升趋势，多年平均值2 982.3℃·d，空间分布呈由东向西递减趋势，气候倾向率空间变化大部分地区为正值；日照整体时长呈下降趋势，多年平均值672.6 h，空间分布整体呈由北向南递减趋势，气候倾向率空间变化大部分地区为负值；降水量年际变化不明显，多年平均值451.6 mm，空间分布整体呈由东南向西北递减趋势，气候倾向率空间变化各地差异较为明显。(2)DNDC模型可以较好地模拟正阳县花生产量。优化灌溉模拟中，产量与灌溉量之间均呈先增加后减少的抛物线关系，2012年、2013年、2018年，荚果期灌溉量分别在4.5、19.1、81.7 mm时产量最高；改变播期模拟中，产量随播期变化不同，表现的规律也不一致。

关键词：夏花生气候资源时空分布 DNDC模型

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播期和播深对冬小麦越冬前生长性状的影响

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农业机械学报 2022年第2期53卷 327-335页

作者：闫锦涛冯利平李扬陈先冠余卫东中国农业大学资源与环境学院北京100193 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

为评价播期和播深对冬小麦越冬前生长性状的影响,以农大211冬小麦为试验材料,于2015—2017年在中国农业大学北京上庄实验站进行了4个播期水平(9月23日、10月3日、10月13日和10月23日)、3个播深水平(2、4、6 cm)的随机区组大田试验,探究... 详细信息

为评价播期和播深对冬小麦越冬前生长性状的影响,以农大211冬小麦为试验材料,于2015—2017年在中国农业大学北京上庄实验站进行了4个播期水平(9月23日、10月3日、10月13日和10月23日)、3个播深水平(2、4、6 cm)的随机区组大田试验,探究不同栽培措施对越冬前冬小麦各生长指标(单株叶面积、主茎叶龄、分蘖数、地上部干物质量、分蘖节入土深度、地中茎长度和株高)的影响。并于2016年和2018年开展梯度播种试验,设置不同播期(2016年9月23日、10月3日、10月13日和2018年10月23日、11月3日),对分蘖节入土深度进行定量化模拟。结果表明:随着播期推迟,单株叶面积、主茎叶龄、分蘖数和地上部干物质量均显著减少(P<0.05),地中茎长度和株高随着播种深度的增加逐渐增加。播期、播深、播期与播深的交互效应均对冬小麦分蘖节入土深度有显著影响,冬小麦分蘖节入土深度与越冬前积温为负相关的线性关系,随着播期推迟分蘖节入土深度逐渐增加,冬小麦分蘖节入土深度和播深呈对数曲线规律。依据梯度播种试验数据进行分蘖节入土深度的模拟,建立了分蘖节入土深度与越冬前有效积温和播种深度的定量关系。研究结果对于评价冬小麦地上地下部性状、制定防冻保苗措施具有重要意义。

关键词：冬小麦播期播深生长性状分蘖节入土深度抗寒性

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黄淮海地区夏玉米干旱等级划分

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农业工程学报 2014年第16期30卷 147-156页

作者：薛昌颖刘荣花马志红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

干旱是影响黄淮海地区夏玉米产量稳定性的主要农业气象灾害。建立夏玉米干旱灾害指标，开展夏玉米干旱灾害的监测及评估，对农业防灾减灾意义重大。该文根据夏玉米生长发育过程，选择土壤相对湿度和作物水分亏缺指数分别建立夏玉米不同... 详细信息

干旱是影响黄淮海地区夏玉米产量稳定性的主要农业气象灾害。建立夏玉米干旱灾害指标，开展夏玉米干旱灾害的监测及评估，对农业防灾减灾意义重大。该文根据夏玉米生长发育过程，选择土壤相对湿度和作物水分亏缺指数分别建立夏玉米不同生育阶段的干旱等级指标。首先在综合分析有关夏玉米土壤水分指标研究成果的基础上，确定了夏玉米各生育阶段不同干旱等级的土壤相对湿度指标。在此基础上，利用河南省农业气象观测站多年观测资料，建立水分亏缺指数与土壤相对湿度之间的关系模型，利用已确定的土壤相对湿度指标计算得出夏玉米不同生育阶段不同干旱等级的水分亏缺指数干旱指标。根据土壤相对湿度指标，夏玉米播种-出苗、出苗-拔节、拔节-抽雄、抽雄-乳熟和乳熟-成熟5个生育阶段发生轻旱的临界值分别为65%、60%、70%、75%和70%，发生重旱的临界值分别为45%、40%、50%、55%和50%，发生特旱的临界值分别为40%、35%、45%、50%和45%；而根据水分亏缺指数指标，5个生育阶段发生轻旱的水分亏缺指数的临界值分别为35%、40%、20%、10%和35%，发生重旱水分亏缺指数临界值分别为50%、65%、55%、45%和65%，发生特旱的临界值分别为55%、75%、65%、55%和75%。在黄淮海夏玉米区选择代表站点对确定的干旱等级指标进行了验证，土壤相对湿度和水分亏缺指数判定的干旱等级相同及相差一个等级的百分率变化在71%～91%，表明2套指标对干旱发生情况的判别具有较好的一致性；通过与历史典型干旱年份灾情对比，2套指标能够较好的判定出历史年份夏玉米生长季干旱发生情况，能够用于夏玉米干旱的监测、评估等方面的科研及业务服务中。

关键词：干旱灾害土壤湿度夏玉米作物水分亏缺指数

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连阴雨胁迫下成熟期麦穗发芽霉变估测

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农业工程学报 2024年第22期40卷 124-135页

作者：郭其乐郭鹏师丽魁邹春辉郭康军檀艳静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 周口市气象局周口466000

为精确监测和评估小麦在成熟期受连阴雨胁迫后穗霉变发芽情况。该研究以2023年5月底黄淮西部一次大范围连阴雨天气过程为例,从气象致灾危险性和遥感变量表征小麦承灾能力两方面,综合应用气象和多源卫星遥感资料,构建模型因子。分别用Spe... 详细信息

为精确监测和评估小麦在成熟期受连阴雨胁迫后穗霉变发芽情况。该研究以2023年5月底黄淮西部一次大范围连阴雨天气过程为例,从气象致灾危险性和遥感变量表征小麦承灾能力两方面,综合应用气象和多源卫星遥感资料,构建模型因子。分别用Spearman和Pearson相关性分析,以及ReliefF特征选择方法进行关键因子筛选,形成3组因子,分别应用Logistic回归等5种分类器和多元线性回归等5种回归方法构建模型,实现了对灾变的精准识别、程度分级和指数回归预测。通过对不同模型性能评估和各因子影响的对比分析,结果表明:所选分类器在气象与遥感因子协同及各独自建模情形下,均能识别穗发芽霉变并准确预测其等级,识别的准确率(accuracy,AC)在0.649~0.811,等级预测的AC在0.432~0.622之间;在穗发芽霉变指数(ear germination and moldiness index,EGMI)预测方面,构建的PCFXGBR模型表现最佳,R^(2)为0.25,均方根误差(root mean square error,RMSE)为15.68,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为11.93。研究发现,遥感模型在灾变识别上更具优势,而气象模型在灾变程度分级上更优,结合两者的气象-遥感协同模型性能最佳。该研究成果为小麦连阴雨减损与灾后评估提供了有力的技术支持。

关键词：小麦成熟期连阴雨麦穗霉变农业灾害监测风险估测多源遥感

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黄淮平原冬小麦灌溉需水量的影响因素与不同年型特征

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生态学杂志 2009年第11期28卷 2177-2182页

作者：方文松刘荣花朱自玺马志红李树岩许蓬蓬河南省气象科学研究所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

以黄淮平原区80个气象站点46～54年的降水资料和10个站点100cm深度的土壤湿度资料为基础,运用麦田水分平衡原理,分析了冬小麦灌溉需水量与冬小麦需水量、生育期降水量和土壤底墒水的关系,并就不同气候年型分析了冬小麦灌溉需水量的变化... 详细信息

以黄淮平原区80个气象站点46～54年的降水资料和10个站点100cm深度的土壤湿度资料为基础,运用麦田水分平衡原理,分析了冬小麦灌溉需水量与冬小麦需水量、生育期降水量和土壤底墒水的关系,并就不同气候年型分析了冬小麦灌溉需水量的变化特征。结果表明:黄淮平原冬小麦灌溉需水量等值线基本呈纬向分布,自南向北逐渐增大。正常年零值线位于许昌、扶沟、柘城、鹿邑、亳州、萧县至徐州一带,此线附近冬小麦需水量和供水量基本平衡,可以不进行灌溉或进行少量灌溉;此线以北则必须进行灌溉,其灌溉量愈向北愈大,依次为60～100和100～190mm,要分别灌1～2水和2水;此线以南,可不进行灌溉。丰水年零值线北移约0.5～1.0个纬度,全区灌溉面积和灌溉量明显减小。欠水年零值线南移约1.0～1.5个纬度,灌溉面积和灌溉量显著增大。

关键词：冬小麦作物需水量灌溉量参考作物蒸散底墒水黄淮平原

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多数值模式对台风暴雨过程预报的空间检验评估

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气象 2020年第6期46卷 753-764页

作者：王新敏栗晗中国气象局·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FSS评分(fractional skill score)和CRA方法(contiguous rain area)结合国家气象信息中心地面、卫星、雷达三源降水融合产品(CMPA_Hourly V2.1),对SHANGHAI_HR(SH)、GRAPES_MESO(MESO)、ECMWF_HR(EC)、GRAPES_GFS(GFS)四个模式2018年8月三次登陆台风暴雨过程的的降水预报进行了检验评估,对比分析了各模式的预报性能,得到结论如下:FSS评分相较于传统TS评分能够更好地通过量化的方式反映出不同模式的预报能力差别,而CRA方法能更全面详细地评估模式的误差来源;区域模式对于局地性强降水或大尺度降水的强中心预报相对于全球模式有一定优势,但全球模式对于较小量级降水的范围预报可参考性更好;对于"摩羯"、"温比亚"台风影响的两次过程,EC模式的预报位移误差明显偏西,同样的特征也表现在MESO和GFS对于"温比亚"台风影响的降水的预报;GFS模式对于降水范围、降水强度预报偏小、偏弱,EC模式预报略好于GFS模式但对于降水极值估计仍存在不足。相对而言,区域模式对于极值估计优于全球模式,SH模式对于极值的估计要优于MESO模式,但其预报降水存在范围、强度偏大的特征;大部分模式预报降水个体的误差主要来源于位移误差,强度误差和形态误差大致相当。

关键词： FSS评分 CRA方法空间检验登陆台风

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基于环境参数的极端暴雨指数构建及其应用

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气象 2020年第7期46卷 898-912页

作者：张霞王新敏栗晗吕林宜中国气象局·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

采用百分位法和1981—2010年30年逐年日降水量资料,设置了河南省极端暴雨阈值和区域极端暴雨标准,据此选取1981—2016年河南省极端暴雨个例13例,使用欧洲中期天气预报中心1°×1°再分析资料(ERA-Interim)对其环境参数进行... 详细信息

采用百分位法和1981—2010年30年逐年日降水量资料,设置了河南省极端暴雨阈值和区域极端暴雨标准,据此选取1981—2016年河南省极端暴雨个例13例,使用欧洲中期天气预报中心1°×1°再分析资料(ERA-Interim)对其环境参数进行分析,发现:表征大气水汽、动力及不稳定条件的环境参数,如850 hPa比湿和涡度、700 hPa垂直速度和V风分量,200 hPa散度、整层可降水量、K指数、0~3 km垂直风切变等,在极端暴雨过程中的平均值远远偏离其气候平均值,上述环境参数对极端暴雨预报有指示意义;环境参数的标准差倍数与降雨量具有较好相关性,二者的分位值基本沿y=x的对角线分布,环境参数标准差倍数分位值≥80%时,对异常降水(降水分位≥90%)有明显正相关;而环境参数标准差倍数分位较低时(<40%),则更多对应了小量级降水。单一环境参数的异常往往不能体现降水异常程度,基于对极端暴雨有明确指示意义的8个环境参数,组建了极端暴雨指数(ERI),经13例极端暴雨个例回代和预报效果评估,ERI≥0.7时,极端暴雨TS评分达35%,漏报率为27%,空报率为49%,可将其作为极端暴雨预报的参考阈值。2018年“温比亚”台风极端暴雨过程中应用表明,该指数对极端暴雨落区预报有较好参考意义。

关键词：极端暴雨指数环境参数标准差窗口密度分位值

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