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1981-2020年河南省近地面风速时空分布特征

气象与环境科学 2024年第3期47卷 14-22页

作者：孙睿藻魏璐程凯琪李伊吟杨婷谢博宇中国气象局·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 河南省气候中心郑州450003 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

利用1981-2020年河南省日平均10 m风速观测资料,对河南省风速的时空分布特征进行了分析评估。结果表明,河南省风速的气候态具有明显的季节循环特征,在冬、春季节地表风速较大,夏、秋季节风速较小,并且呈现出东强西弱的空间分布特征。在... 详细信息

利用1981-2020年河南省日平均10 m风速观测资料,对河南省风速的时空分布特征进行了分析评估。结果表明,河南省风速的气候态具有明显的季节循环特征,在冬、春季节地表风速较大,夏、秋季节风速较小,并且呈现出东强西弱的空间分布特征。在年循环中2月到3月风速增幅最大,其余月份间的风速演变较为平缓。在风速变化趋势方面,空间分布主要表现为西升东降的特征,豫西从过去风速最弱的地区一跃成为近10年风速最大的地区,这也与其他地区风速整体变弱有关。风速EOF的第二模态表明,河南省风速同时也具有一定的年代际变化特征。此外,风速2-9年的年际变率弱于年代际的,即风速的短期变化具有平稳性;但在气候变化的大背景下,出现了系统性的变化趋势,且具有明显的区域性差异。

关键词： 10 m平均风速气候态特征线性趋势年际与年代际变率

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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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高精度蒸发自动观测仪设计与实现

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自动化仪表 2023年第10期44卷 14-19页

作者：杨闯陈海波李鹏李明放河南中原光电测控技术有限公司河南郑州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河南郑州450003 河南省气象科学研究所河南郑州450003

蒸发量是气象观测领域重要的气象要素之一。为实现蒸发数据的自动观测,使用单片机设计了一种新型高精度蒸发自动观测仪。蒸发自动观测仪主要采用称重式原理对蒸发数据进行探测,通过蒸发皿中水的重量计算出水的高度,根据水高度的变化计... 详细信息

蒸发量是气象观测领域重要的气象要素之一。为实现蒸发数据的自动观测,使用单片机设计了一种新型高精度蒸发自动观测仪。蒸发自动观测仪主要采用称重式原理对蒸发数据进行探测,通过蒸发皿中水的重量计算出水的高度,根据水高度的变化计算出不同时刻的蒸发量。为保证蒸发自动观测仪观测数据的准确性和稳定性,添加数据优化处理算法,针对蒸发传感器的日常使用环境,添加对应的结构防护措施和软件规避措施。户外安装对比试验结果表明,蒸发自动观测仪计算数据与人工观测数据基本一致,满足蒸发自动观测仪测量精度高、环境适应性强、具有实时性、可自动观测数据的设计要求。该观测仪为蒸发数据在气候监测、环境监测、生态监测、水利监测、农业生产和遥感验证等领域提供了支撑和保障。

关键词：蒸发自动观测仪单片机称重传感器冒泡排序蠕变消除异物消除数据修正

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驻马店市2021年“11·7”寒潮天气过程分析

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河南科技 2022年第11期41卷 111-115页

作者：艾润冰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 河南省驻马店市气象局河南驻马店463000

本文利用常规探空和地面自动站观测资料对2021年11月6日夜间至7日白天驻马店市发生的一次强降温大风雨雪天气过程进行了分析,初步总结了雨雪相态和大风的本地化预报指标。结果表明:(1)此次寒潮过程属于横槽转竖型,与500 hPa南支槽、高... 详细信息

本文利用常规探空和地面自动站观测资料对2021年11月6日夜间至7日白天驻马店市发生的一次强降温大风雨雪天气过程进行了分析,初步总结了雨雪相态和大风的本地化预报指标。结果表明:(1)此次寒潮过程属于横槽转竖型,与500 hPa南支槽、高空急流、锋面的存在与发展密切相关;(2)前期较高的气温、高空强冷平流和动量下传以及地面较大的气压梯度与变压梯度是造成驻马店市剧烈降温和大风的主要原因;高空水汽含量不足和700 hPa切变线偏南则造成了降水偏弱;(3)3 h变压达到2~4 hPa可作为驻马店市大风预报参考指标;(4)降雪发生前850~925 hPa存在逆温层,降雪过程中0℃层高度逐渐下降至925 hPa;地面气温Ta<2℃时为纯雪;2℃≤Ta≤4℃时,降水相态变为雨夹雪。

关键词：大风降水相态预报指标驻马店市

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基于Copula函数的江淮流域梅雨期台风降水量与梅雨雨强遭遇概率分析

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水电能源科学 2024年第11期42卷 41-45,40页

作者：姚飛段尧彬秦勇许利文王仲昌马蕴琦杨秀芹中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650051 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000 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 南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044

在气候变化和城市化背景下,江淮流域台风与梅雨遭遇时的降水概率特征尚不明晰。为此,基于1961~2020年江淮流域及其子区域梅雨期台风降水量与梅雨雨强,使用Copula函数建立并求解台风与梅雨遭遇概率模型,分析了梅雨期台风降水量与梅雨雨... 详细信息

在气候变化和城市化背景下,江淮流域台风与梅雨遭遇时的降水概率特征尚不明晰。为此,基于1961~2020年江淮流域及其子区域梅雨期台风降水量与梅雨雨强,使用Copula函数建立并求解台风与梅雨遭遇概率模型,分析了梅雨期台风降水量与梅雨雨强的联合概率分布、联合重现期和50年联合重现期对应的降水量。结果表明,江淮流域台风与梅雨遭遇时低台风降水量、高梅雨雨强事件发生的概率较大,高台风降水量、低梅雨雨强和高台风降水量、高梅雨雨强事件发生的概率较小,梅雨期台风降水量与梅雨雨强的联合重现期大多不超过5年,梅雨期台风降水量与梅雨雨强双变量50年联合重现期对应的降水量比单变量50年重现期对应的降水量大,说明台风与梅雨遭遇概率分析能反映出两者同时发生时较强的致灾能力,可为江淮流域暴雨洪涝灾害事件预警和水资源调度提供参考。

关键词： Copula函数江淮流域台风梅雨遭遇概率

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不同生育期渍水寡照对小麦干物质分配和产量的影响

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2022年第4期43卷 10-21页

作者：江敏林聃孙彬薛昌颖石春林福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 江苏省农业科学院农业信息研究所南京210014 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

以宁麦13和扬麦23为供试材料,设置渍水(WG)、寡照(SG)和渍水+寡照(WS) 3种胁迫处理方式,并在小麦拔节期、孕穗期及灌浆期进行不同持续时间(5、10、15 d)的盆栽试验处理,研究冬小麦不同生育期内渍水寡照胁迫对冬小麦干物质分配和产量的... 详细信息

以宁麦13和扬麦23为供试材料,设置渍水(WG)、寡照(SG)和渍水+寡照(WS) 3种胁迫处理方式,并在小麦拔节期、孕穗期及灌浆期进行不同持续时间(5、10、15 d)的盆栽试验处理,研究冬小麦不同生育期内渍水寡照胁迫对冬小麦干物质分配和产量的影响。结果表明:拔节期WG处理和WS处理导致茎分配指数增加,绿叶分配指数降低;孕穗期WG处理导致穗与绿叶分配指数下降,WS处理茎分配指数最高而绿叶分配指数最低;灌浆期WG处理导致茎分配指数增加,而使穗分配指数降低,WS处理茎、绿叶、穗分配指数所受影响均较小。拔节期SG处理绿叶分配指数降低,茎分配指数增加,孕穗期SG处理穗分配指数降低,灌浆期SG处理造成穗分配指数下降和茎分配指数增加。拔节期WG处理对产量影响最明显,宁麦13号和扬麦23号分别减产37.4%和28.5%;孕穗期和灌浆期均以WS处理减产幅度最大,孕穗期WS处理宁麦13号和扬麦23号产量分别下降47.9%和36.0%,灌浆期2个品种分别减产49.1%和37.3%。综合而言,拔节期不同处理导致的平均减产幅度最小(19.5%),而孕穗期不同处理导致的小麦平均减产幅度最大(28.7%)。

关键词：小麦渍水寡照光合速率干物质分配产量构成

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三门峡市烤烟种植气候适宜性因子变化特征分析

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农学学报 2022年第6期12卷 66-73页

作者：蔡涛中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 三门峡市气象局河南三门峡472000

对影响三门峡市烤烟种植适宜性的主要气候因子进行变化特征分析,以便更加有效地利用气候资源为烤烟生产提供气象服务。采用气候倾向率、趋势系数、变异系数,R/S分析等方法分析了三门峡烤烟种植气候适宜性因子的变化特征和未来变化趋势... 详细信息

对影响三门峡市烤烟种植适宜性的主要气候因子进行变化特征分析,以便更加有效地利用气候资源为烤烟生产提供气象服务。采用气候倾向率、趋势系数、变异系数,R/S分析等方法分析了三门峡烤烟种植气候适宜性因子的变化特征和未来变化趋势。结果表明:1960—2018年三门峡烤烟大田期年平均日照时数为824.4 h,并以36.4 h/10 a的速率显著减少;旺长期年平均降水量120.2 mm,并以2.7 mm/10年的速率减少,降水量波动性呈逐年显著性增大;成熟期年平均气温23.1℃,并以0.03℃/10 a的速率缓慢上升。三个气候影响因子Hurst指数分别为0.839、0.611、0.641。各气候适宜性因子多年平均值均在量化指标最优范围内,适合优质烤烟的种植,其未来变化趋势与过去保持一致,以日照时数的变化趋势持续性最强。

关键词：烤烟气候因子适宜性变化特征

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基于Sentinel-1数据的典型地物特征分析与洪水区面积提取

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气象与环境科学 2022年第6期45卷 1-8页

作者：李颖陈怀亮叶昊天周兆基中国气象局·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 哈尔滨市气象局哈尔滨150028 河南省气象局郑州450003

气候变化导致近年来洪涝灾害频繁发生,利用SAR影像提取洪水区面积的方法因不受云雨雾天气影响,已得到广泛应用。由于国内相关研究往往仅进行新增开放水体的提取,没有开展新增湿地的识别,且较少考虑入射角对不同典型地物的后向散射系数... 详细信息

气候变化导致近年来洪涝灾害频繁发生,利用SAR影像提取洪水区面积的方法因不受云雨雾天气影响,已得到广泛应用。由于国内相关研究往往仅进行新增开放水体的提取,没有开展新增湿地的识别,且较少考虑入射角对不同典型地物的后向散射系数影响等问题,因而结果存在一定的局限性。以2018年美国南北卡罗来纳州部分洪水泛滥的区域为研究区,基于Sentinel-1卫星数据,提出一种更为全面的洪水区面积提取方法:在分析不同地物类型的后向散射系数随局地入射角的变化情况和不同地物类型的纹理特征的基础上,利用ISODATA算法提取开放水体,进行了洪水发生后新增湿地与灌木、森林的极化分解分析;最后利用阈值法提取新增湿地面积。结果表明综合新增开放水体与新增湿地,可以得到更为完整的洪水区面积。

关键词： SAR影像 ISODATA算法阈值法极化分解

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气象因子对河南省小麦主要品质指标的影响

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气象与环境科学 2022年第6期45卷 43-50页

作者：申晓晴成林中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 周口市气象局河南周口466000 河南省气象科学研究所郑州450003

研究小麦品质现状及与气象要素的关联程度,对科学认识气象条件对小麦品质的影响,提高气候资源利用效率有重要意义。基于2017-2019年河南省18个地市292份小麦样品资料及其对应气象数据,采用线性相关、二次曲线相关和多因素方差分析等方法... 详细信息

研究小麦品质现状及与气象要素的关联程度,对科学认识气象条件对小麦品质的影响,提高气候资源利用效率有重要意义。基于2017-2019年河南省18个地市292份小麦样品资料及其对应气象数据,采用线性相关、二次曲线相关和多因素方差分析等方法,研究了气象因子和小麦主要品质指标之间的关系。结果表明:河南省小麦籽粒容重均值总体较高,95.5%的样本达到二等及以上小麦标准;气象条件对小麦品质性状有重要影响,日最高气温和气温日较差对小麦品质影响最为突出。黄河以北和豫中地区的小麦内在品质整体优于豫南地区的。黄河以北地区小麦品质指标主要受3月中下旬和5月下旬的最高气温和气温日较差的影响,呈显著正相关;豫中地区小麦品质主要受3月中旬至4月中旬的最高气温影响,呈显著正相关;豫南地区小麦品质受最低气温的影响较大,呈显著负相关。小麦籽粒蛋白质含量、面团形成时间和稳定时间在黄河以北地区受独立效应影响较大,豫南地区受互作效应影响较大;各区域小麦湿面筋含量受基因型×环境互作效应的影响大于基因型及其环境的作用。

关键词：容重籽粒蛋白质含量湿面筋含量品质性状气象条件

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