检索结果-内蒙古大学图书馆

利用ESTARFM模型获取南方红壤区高时空分辨率MODIS遥感蒸散估算数据

中国农业气象 2024年第9期45卷 953-967页

作者：冯静怡景元书冉楚钰 Sachini Kaushalya Dissanayake S.D 南京信息工程大学应用气象学院/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室南京210044

蒸散发是水分循环的重要环节,影响着作物生长和粮食生产,获得长时序高空间分辨率蒸散发过程数据有助于优化区域水资源配置。基于Landsat和MODIS遥感数据,结合地面观测通量数据和气象数据,利用SEBS模型和ESTARFM模型获得了南方红壤区2019... 详细信息

蒸散发是水分循环的重要环节,影响着作物生长和粮食生产,获得长时序高空间分辨率蒸散发过程数据有助于优化区域水资源配置。基于Landsat和MODIS遥感数据,结合地面观测通量数据和气象数据,利用SEBS模型和ESTARFM模型获得了南方红壤区2019年4−10月高时空分辨率日蒸散量,并分析高时空分辨率日蒸散量时空变化特征及其影响因素。结果表明:高空间分辨率的遥感影像可获得精度更高的遥感蒸散模拟效果,基于Landsat遥感数据驱动的SEBS模型的模拟效果优于基于MODIS遥感数据作为输入的SEBS模型。ESTARFM模型获得的高时空分辨率日蒸散量与实测蒸散量对比,RMSE为0.68mm·d^(−1),R^(2)为0.87。模拟获得的2019年4−10月高时空分辨率日蒸散量在空间变化上与土地利用类型相关。各土地利用类型的蒸散量表现为林地>稻田>其他农用地,在时间变化上,4−8月蒸散量呈上升趋势,8−10月蒸散量则逐渐降低,气温是影响研究区域蒸散量的主要气象因子。基于SEBS模型和ESTARFM模型获得的高时空分辨率蒸散量与实测蒸散量具有良好的相关性,SEBS模型与ESTARFM模型结合的方法可作为估算南方红壤区蒸散量的有效工具。

关键词：蒸散发 SEBS ESTARFM 遥感时空融合技术

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高强度农业种植区不同景观池塘氧化亚氮排放特征

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环境科学 2024年第4期45卷 2385-2393页

作者：张欣悦肖启涛谢晖刘臻婧邱银国罗菊花徐向华段洪涛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南京210044 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室南京210008 湖南省气候中心长沙410118

农业流域水体氮循环过程与农业活动有着十分紧密联系,会随着农业活动的持续进行而成为大气N_(2)O的重要排放源.小型池塘具有灌溉、蓄水和纳污等多种功能,是农业种植区和农村景观的重要组成部分.以巢湖北岸典型农业流域烔炀河流域为研究... 详细信息

农业流域水体氮循环过程与农业活动有着十分紧密联系,会随着农业活动的持续进行而成为大气N_(2)O的重要排放源.小型池塘具有灌溉、蓄水和纳污等多种功能,是农业种植区和农村景观的重要组成部分.以巢湖北岸典型农业流域烔炀河流域为研究对象,选取3种不同类型(村塘、农塘和水塘),共计6个池塘,于2020年9月至2021年9月连续采样观测,探究了农业流域不同景观池塘N_(2)O排放特征及其影响因素.结果表明,用于生活污水承纳的村塘N_(2)O排放最高,其次为用于农业灌溉的农塘,其N_(2)O排放通量分别为流域自然水塘排放量[(1.33±2.50)μmol·(m^(2)·d)^(-1)]的8倍和4倍.连续观测表明不同景观池塘N_(2)O排放表现出明显的时间变化特征,但其N_(2)O排放时间变化的调控因子有所不同.其中,村塘与农塘N_(2)O排放主要受氮负荷和降雨影响,而远离村庄农田的水塘N_(2)O排放变化主要受水温驱动.烔炀河流域池塘是大气N_(2)O显著排放源,年均N_(2)O排放通量为(5.73±10.61)μmol·(m^(2)·d)^(-1),农业氮负荷输入是其N_(2)O高排放的主要原因,明晰池塘用途和类型对估算农业流域小型水体N_(2)O排放十分重要.

关键词：农业活动池塘水体 N_(2)O排放时空变化影响因素

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海河流域盛夏降水预测模型的研发和适用性分析

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大气科学 2024年第4期48卷 1345-1356页

作者：洪洁莉陈丽娟国家气候中心中国气象局气候研究重点开放实验室北京100081 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南京210044

海河流域初夏(6月)和盛夏(7~8月)的降水有显著的年代际变化差异,尤其在2002年之后,海河流域初夏和盛夏的年代际变化特征相反,因此有必要分别针对夏季不同阶段建立预测模型。本文基于年际增量的思想,寻找影响海河流域盛夏降水异常的预测... 详细信息

海河流域初夏(6月)和盛夏(7~8月)的降水有显著的年代际变化差异,尤其在2002年之后,海河流域初夏和盛夏的年代际变化特征相反,因此有必要分别针对夏季不同阶段建立预测模型。本文基于年际增量的思想,寻找影响海河流域盛夏降水异常的预测因子,以突出年际变化异常的影响信号。前冬欧亚中高纬度关键区域海平面气压指数SLPI(Sea Level Pressure Index)、6月热带中东太平洋海温Niño3指数以及表征厄尔尼诺—南方涛动现象(El Niño–Southern Oscillation,简称ENSO)演变速度的Niño3指数在6月与1月之差的年际增量作为三个关键预测因子,建立回归方程。进一步利用多模式的2022年6月Niño3指数的预报结果代入预测模型,对海河流域2022年盛夏降水进行预报试验。相对各动力气候模式3月起报的盛夏降水异常预测,基于年际增量的回归模型对海河流域盛夏降水异常拟合和回报的准确率更高,尤其是降水显著偏多年份,预测技巧更突出。进一步对预报偏差较大的年份复盘归因发现,前冬海平面气压指数对冬季风和夏季风转换关系的描述可能受到后期春夏热带太平洋和印度洋海温异常演变的干扰。当前冬海平面气压指数预示的后期海温演变与实际海温演变信号差异较大时,需关注动力模式对临近热带海温尤其是热带印度洋海表温度距平的预报以及海温变化对海河流域盛夏降水的可能影响。

关键词：海河流域盛夏年际增量气候模式预测方法

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南方地区大棚种植非洲菊高温热害风险区划

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中国农业气象 2023年第5期44卷 433-444页

作者：姜雨函罗靖杨再强郑艳姣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南京210044 江苏省农业气象重点实验室南京210044

以非洲菊“里奥内格罗”(Gerbera jamesonii Bolus, Rionegro)为研究对象,采用人工控制试验,以日/夜气温28℃/18℃为对照(CK),对非洲菊进行动态高温(32℃/22℃、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃)和持续时间(4d、6d、8d和10d)处理,测定... 详细信息

以非洲菊“里奥内格罗”(Gerbera jamesonii Bolus, Rionegro)为研究对象,采用人工控制试验,以日/夜气温28℃/18℃为对照(CK),对非洲菊进行动态高温(32℃/22℃、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃)和持续时间(4d、6d、8d和10d)处理,测定不同处理下非洲菊叶片的光合特性、荧光特性和衰老特性相关生理指标。依据相关性分析和主成分分析结果,构建适用于中国南方地区的设施非洲菊高温热害等级指标,并结合1990-2019年366个站点的气象资料和温室大棚小气候资料,利用BP神经网络模拟南方地区温室内日最高气温,以此开展南方非洲菊种植区大棚栽培高温热害风险区划。结果表明:(1)通过主成分分析提取Pn、Pmax、PItotal、Fv/Fm和POD作为关键指标构建设施非洲菊高温热害胁迫指数(HSI),将其分为轻度(0.20.6)三个等级,并以此确定其高温热害胁迫气象指标。(2)1990-2019年南方地区非洲菊种植区轻度高温热害爆发频率在0.19~0.90,以四川和云南东部及其以西地区居多;与轻度高温热害相比,中度高温热害在整个南方地区发生频率有所下降,主要发生在广西和广东地区,最高频率可达0.54。重灾发生频率也明显低于轻度,在0~0.58。(3)1990-2019年设施非洲菊高温热害在南方地区总体呈现南高北低的趋势,其中重庆、湖北、湖南、江西、广西、广东、福建和浙江等地,较大范围内为高风险区,而四川盆地以及云南东部和西部地区风险较低。其他区域为设施非洲菊高温热害中风险区。

关键词：非洲菊高温热害 BP神经网络南方地区风险区划

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大豆叶片光合氮利用效率与氮分配对水分的响应

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农业环境科学学报 2025年

作者：马晓芳白怡菲刘倩张方敏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/应用气象学院江苏省农业气象重点实验室

光合氮利用效率（PNUE）是叶片经济谱学中的核心参数，是揭示作物在资源限制环境下权衡养分利用与生存适应的关键策略。为探究水分减少下大豆叶片光合氮利用效率与氮分配的关系，在大田条件下设置5种水分处理：全生育供水（CK）、全生... 详细信息

光合氮利用效率（PNUE）是叶片经济谱学中的核心参数，是揭示作物在资源限制环境下权衡养分利用与生存适应的关键策略。为探究水分减少下大豆叶片光合氮利用效率与氮分配的关系，在大田条件下设置5种水分处理：全生育供水（CK）、全生育期轻度干旱（W1T1）、全生育期中度干旱（W2T1）、苗期充分供水+开花期到成熟期中度干旱（W2T2）和苗期和开花期充分供水+成熟期中度干旱（W2T3），测定计算了各处理下大豆叶片的光饱和净光合速率(Amax’)、单位叶面积氮含量(Narea)、CO2扩散导度(气孔导度gs与叶肉导度gm)和氮分配比例(Rubisco氮分配比例PR、生物力能量学氮分配比例PB与捕光系统氮分配比例PL)等参数，分析了PNUE随水分的变化趋势及PNUE与其他参数的关系。结果发现：与CK相比，W2T1的PNUE、Amax’和Narea分别下降了32.2%、42.6%和11.9%，不同水分处理显著降低了gs，W2T1和W2T3处理下的gs显著低于CK，分别约为CK的56.0%和52.0%（P < 0.05）；W2T1和W2T3的gm约为CK的60.9%和78.3%，并且gs与PNUE之间呈显著正相关关系（P < 0.01）；叶绿素含量Cchl随水分亏缺呈下降趋势，W2T1的Cchl降幅是最大的，达到25.6%（P < 0.05）；PR与PB随水分减少而显著降低（P < 0.05）；所有水分处理（W1T1、W2T1、W2T2、W2T3）的PL均较CK显著下降（P < 0.05），处理组间PL没有显著差异；大豆叶片PR和PB与PNUE呈显著正相关关系，说明PR和PB是PNUE随水分变化的重要因素。研究表明：水分胁迫显著降低大豆叶片Amax’、Narea及PNUE；水分减少不仅削弱了CO2向叶片内部的传输能力，同时造成叶绿素含量降低，还引发了光合系统与非光合系统之间氮分配的权衡变化，尤其是PR与PB的下降。水分限制条件下大豆叶片PNUE下降主要归因于光合系统氮分配比例降低、叶片CO2扩散能力减弱及PR与PB降低。

关键词：光合氮利用效率氮分配比例 CO 扩散导度水分

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低成本高密度监测网在城市CO_(2)浓度监测中的可行性——以杭州为例

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中国环境科学 2025年第5期45卷 2377-2389页

作者：吴晋辉肖薇陈亮胡凝王君刘远泽南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室大气环境中心江苏南京210044 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心江苏南京210044 浙江省大气探测技术保障中心浙江杭州310018

基于杭州搭建的低成本CO_(2)分析仪高密度观测网络,对2023年4月至2024年3月完整一年的浓度数据进行分析.结果表明:(1)在野外观测条件下低成本仪器存在数据缺测,各站点一年数据收集量在38.58%~99.39%,两款非色散红外(NDIR)仪器MBE为(3.2&... 详细信息

基于杭州搭建的低成本CO_(2)分析仪高密度观测网络,对2023年4月至2024年3月完整一年的浓度数据进行分析.结果表明:(1)在野外观测条件下低成本仪器存在数据缺测,各站点一年数据收集量在38.58%~99.39%,两款非色散红外(NDIR)仪器MBE为(3.2±1.4)μmol/mol,进行高密度组网时要提高站点的数据收集率.(2)基于NDIR的低成本仪器观测结果对环境变化较为敏感,机器学习的校正方案可有效校正,组网数据校正后与高精度观测相关性R2由0.33提升至0.77,MBE为1.2μmol/mol.(3)低成本的高密度组网可以观测到城市内部CO_(2)浓度的时空变异性,站点的日变化及空间浓度分布均反映出城市CO_(2)源汇的季节变化特征.通过搭建的组网验证了低成本高密度网络在中国这种下垫面复杂的城市运行的可行性,为估算城市排放量和评估减排措施效果提供依据.

关键词：高密度组网低成本仪器杭州 CO_(2)浓度

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起伏地表下建筑物顶端雷电回击电磁场特性模拟研究

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电波科学学报 2024年第5期39卷 958-966页

作者：张源源宗文瑜孟繁辉张其林栾在茂青岛市气象局青岛市生态与农业气象中心青岛266003 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南京210044

采用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法,分析研究起伏地表下建筑物顶端的雷电回击电磁场特征,给出了锥形山体上的建筑物对雷电回击电磁场的影响,并进一步对真实地形山顶建筑物的雷电回击电磁场的传播特性进行了仿真... 详细信息

采用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法,分析研究起伏地表下建筑物顶端的雷电回击电磁场特征,给出了锥形山体上的建筑物对雷电回击电磁场的影响,并进一步对真实地形山顶建筑物的雷电回击电磁场的传播特性进行了仿真研究。结果表明:相比于平坦地表,锥形山体的角度和建筑物高度会对雷电回击电磁场产生影响。锥形山体角度越大,垂直电场和水平磁场的峰值越大,且垂直电场峰值呈线性增长,锥形山体引起的电场峰值与平坦地表的电场峰值比为4~8;山顶建筑物的高度越高,垂直电场波形的峰值越大,山顶建筑物高度引起的垂直电场峰值与山顶无建筑物时的垂直电场峰值的比值基本呈对数增长,高度小于100 m时,增幅为100%~150%;随着雷电回击通道与山体之间观测距离的增加,建筑物高度增加引起的垂直电场的峰值先增强再逐渐减弱。以青岛大涧山雷达塔为例的仿真结果表明,建筑物顶端的雷电回击垂直电场的峰值明显大于理想平坦地表的情况,且其峰值增大了3.8倍,但是对水平磁场影响非常小。

关键词：二维时域有限差分(2D-FDTD) 雷电电磁场锥形山体起伏山体地形高耸建筑物

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城市洪涝风险的组合赋重方法研究与应用: 以淮安市为例

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水利水电技术(中英文) 2025年

作者：王金虎张东晖王钰尧南京信息工程大学应急管理学院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南京信息工程大学管理工程学院南京信息工程大学大气物理学院

城市洪涝灾害对人民的生命和财产安全造成了巨大的损失，客观、准确的对该灾害进行定量风险评估，对提高城市韧性发挥至关重要的作用。以淮安市为研究对象，从IPCC采纳的城市洪涝风险评估框架“危险性（Hazard）-暴露性（Exposure）-脆... 详细信息

城市洪涝灾害对人民的生命和财产安全造成了巨大的损失，客观、准确的对该灾害进行定量风险评估，对提高城市韧性发挥至关重要的作用。以淮安市为研究对象，从IPCC采纳的城市洪涝风险评估框架“危险性（Hazard）-暴露性（Exposure）-脆弱性（Vulnerability）”即“H-E-V”的框架出发，建立城市洪涝灾害风险的指标体系，基于随机森林算法计算洪涝因子对洪涝灾害的相对重要性，并以此作为客观权重，融合层次分析法确定各洪涝因子的主观权重。最后利用Kendall系数进行一致性检验并计算最优组合权重。使用优化后的新型指标赋权对淮安市的洪涝灾害风险进行精细化评估。结果表明：（1）利用Kendall法进行验证，协调系数W=0.1456，在0.05 显著性水平下，客、主观权重存在一定的一致性。（2）暴露性和脆弱性的影响显著高于危险性，尤其在主要河流水系和高人口密度区域，两者贡献更加突出。（3）淮安市中高风险区与洪泽湖、高邮湖、淮河及三河等主要河流水系分布关系密切，受人口密度、地均GDP等因素的影响清江浦区、涟水县西北、东部地区和淮安区的东南部也位于中高风险区。（4）利用网络爬取近年的极端灾害点进行验证，88%的极端灾害点位于较高及高等级规划的组合风险等级图中。对未来城市应对洪涝灾害起到借鉴作用。

关键词：城市洪涝灾害随机森林法层次分析法风险评估淮安市韧性城市极端天气降雨

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不同云种类地表云短波辐射效应的主控因子及其不确定性研究——以美国南部大平原地区中心观测站为例

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大气科学学报 2025年

作者：刘唯佳韩永翔周鑫李嘉欣杭州市气象局南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心 Cornell University

地表的云短波辐射效应(shortwave cloud radiative effect，FCRE)在气候变化中扮演关键角色，但在不同的云种类下具有很大的不确定性且其主控因子不明。本文利用美国南部大平原中心站14年15 min分辨率的云种类和同期地表短波辐照度等观... 详细信息

地表的云短波辐射效应(shortwave cloud radiative effect，FCRE)在气候变化中扮演关键角色，但在不同的云种类下具有很大的不确定性且其主控因子不明。本文利用美国南部大平原中心站14年15 min分辨率的云种类和同期地表短波辐照度等观测资料，分析了8种云（淡积云Cu、层云St、高积云Ac、高层云As、卷层云Cs、卷云Ci、浓积云Co、深对流云Dc）的FCRE特征及其影响因素，引入云相对辐射效应(relative FCRE，FRCRE)参量，结合XGBoost及SHAP模型揭示了不同云种类下两种云辐射效应指标的差异及主控因子，并评估了二者的不确定性。结果表明：1)虽然8种云的FCRE强度总体上与云量、云反照率呈正相关关系，与天顶角呈反相关关系，但其细节却显示不同云种类的云参量与FCRE存在复杂的非线性关系。2)在95%置信区间内，云量和云反照率双低的Cu、Ac和Ci的FCRE波幅为-350～206 W·m-2，云量和反照率双高的Co和Dc为-1 172～289 W·m-2，其他具有中等云属性的St、Cs和As为-926～371 W·m-2，这表明不同云种类的FCRE不确定性很大。FCRE受云参量、辐射参量和天顶角的影响，其主控因子达5～6个，且因子不一是其不确定性大的重要原因。3)引入的FRCRE本质上同FCRE所反映的云辐射特征一致，但其主控因子仅稳定剩下云量、云反照率和直接辐照度3个，分离了天顶角对它的影响。8种云的FRCRE较FCRE的不确定性降低了2.6%～66.0%，平均下降了10.7%，其中强对流性云Co和Dc下降最为显著。4)对于云量和云反照率双高的Co和Dc，云反照率对FRCRE的调制作用更为显著，反之，云量和云反照率双低的Cu、Ac和Ci，云量的调制作用更加显著。该研究为深入理解云-辐射相互作用、降低气候模拟中云辐射效应的不确定性提供了新的思路。

关键词：短波云辐射效应云种类主控因子不确定性分析可解释性机器学习模型

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氮素水平对番茄开花坐果期遭遇短时高温后果实表现的影响

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中国农业气象 2023年第11期44卷 1032-1042页

作者：王灿月杨再强罗靖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南京210044 江苏省农业气象重点实验室南京210044

以‘凯撒’(Lycopersicon esculentum Mill.)番茄为试材,于2022年3-8月利用人工气候室在开花坐果期进行高温氮素控制实验,研究不同施氮水平对开花坐果期遭遇短时高温后番茄的坐果特性、幼果内源激素含量、果实外观品质和产量的影响,分... 详细信息

以‘凯撒’(Lycopersicon esculentum Mill.)番茄为试材,于2022年3-8月利用人工气候室在开花坐果期进行高温氮素控制实验,研究不同施氮水平对开花坐果期遭遇短时高温后番茄的坐果特性、幼果内源激素含量、果实外观品质和产量的影响,分析得到每个温度处理下能够有效缓解高温热害、提高果实品质和产量的最适施氮量,以期为明确高温环境下番茄的氮素调控提供依据。试验设置5个施氮水平,即N0(0.00g·株^(-1))、N1(3.55g·株^(-1))、N2(5.32g·株^(-1))、N3(7.09g·株^(-1))和N4(8.87g·株^(-1)),3个温度处理,日最高气温/日最低气温分别为T1(28℃/18℃)、T2(35℃/25℃)和T3(40℃/30℃),温度与氮素两个因素组合共15个处理,相对湿度设置为50%~80%,每日6:00-18:00光照强度为1000μmol·m^(-2)·s^(-1),其余时间光照强度为0μmol·m^(-2)·s^(-1)。结果表明:(1)不施加氮肥时,开花坐果期番茄经高温处理后提前进入迅速坐果期,快速生长期时长明显缩短。施加不同水平的氮肥后,高温处理下进入迅速坐果期的时间明显延迟,快速生长期的时长随温度升高而缩短。(2)高温胁迫5d后番茄幼果中ZT和IAA含量下降,GA含量上升。施加适量氮肥可以提高高温胁迫后幼果中各内源激素的含量。(3)不施加氮肥时,开花坐果期遇短时高温后番茄果实品质下降、单株平均产量显著下降。施加适量氮肥有助于提高番茄在遭遇短时高温后的果实品质和产量,过量施加氮肥会导致果实品质和产量下降。开花坐果期番茄经T1、T2处理的最佳施氮量为3.55~5.32g·株^(-1),T3处理的最佳施氮量为3.55~7.09g·株^(-1)。

关键词：高温胁迫氮素番茄坐果特性内源激素果实外观品质

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