简介:干旱是一种损失最大、影响人口最多的自然灾害。陆面过程中,白天水分通常从土壤输送到植被与大气中,夜间相反,水分又部分回流到土壤中。这种水分在土壤、植被和大气之间的流动可以看作是一个回路,而构成该回路的土壤、植被和大气3个部件通过水分的纽带作用构成了一个表象上的完整开放系统,称为回路系统。由此系统可以对气象干旱、农业干旱和水文干旱进行统一研究,干旱是该系统内在矛盾运动状况的外在反映。对该回路系统的分析表明,该系统主要通过内外2个过程与温度控制过程维持。基于含水量、水分流量和热量3个物理量,给出回路各部件与系统统一的水分热动力学方程组,并给出描述无旱涝过程的正态方程与描述旱涝过程的差量方程。最后,在含水量不变、流量不变、无植被的裸地、植被覆盖密集的地方以及水分运动停止等特殊情况下对干旱进行理论分析。结果表明:(1)对于干旱半干旱地区或无植被的裸地,干旱发生与否取决于水分源差量S'的符号;(2)对于湿润区或植被覆盖度很大的地区,干旱发生与否取决于S'和W'/t的符号,其中W'/t是含水量差量的时间偏导数。随后简单讨论了干旱检测的问题。总之,以回路系统和水分热动力学方程组可以对干旱进行系统和定量研究,这对于干旱的基础理论研究、干旱模式以及干旱的预测具有重要意义。
简介:利用1961-2002年ERA-40逐日再分析资料和江淮流域56个台站逐日观测降水量资料,引入基于自组织映射神经网络(Self-OrganizingMaps,简称SOM)的统计降尺度方法,对江淮流域夏季(6-8月)逐日降水量进行统计建模与验证,以考察SOM对中国东部季风降水和极端降水的统计降尺度模拟能力。结果表明,SOM通过建立主要天气型与局地降水的条件转换关系,能够再现与观测一致的日降水量概率分布特征,所有台站基于概率分布函数的Brier评分(BrierScore)均近似为0,显著性评分(SignificanceScore)全部在0.8以上;模拟的多年平均降水日数、中雨日数、夏季总降水量、日降水强度、极端降水阈值和极端降水贡献率区域平均的偏差都低于11%;并且能够在一定程度上模拟出江淮流域夏季降水的时间变率。进一步将SOM降尺度模型应用到BCCCSM1.1(m)模式当前气候情景下,评估其对耦合模式模拟结果的改善能力。发现降尺度显著改善了模式对极端降水模拟偏弱的缺陷,对不同降水指数的模拟较BCC-CSM1.1(m)模式显著提高,降尺度后所有台站6个降水指数的相对误差百分率基本在20%以内,偏差比降尺度前减小了40%-60%;降尺度后6个降水指数气候场的空间相关系数提高到0.9,相对标准差均接近1.0,并且均方根误差在0.5以下。表明SOM降尺度方法显著提高日降水概率分布,特别是概率分布曲线尾部特征的模拟能力,极大改善了模式对极端降水场的模拟能力,为提高未来预估能力提供了基础。
简介:文章系统基于地理信息技术支持,采用ArcGis地图引擎、VS2010、SQLServer2008软件开发,采用B/S+C/S的模式设计。集成葡萄气象指标、葡萄生产管理、气象条件分析和评价、信息化处理等现代化技术,开发乌海市葡萄特色气象服务系统软件。以葡萄气象指标为基础,深入调查了解葡萄生产与气象条件和气象灾害之间的关系;采用气象资料分析和评价的方法,开展当地葡萄特色产业气象信息服务;根据气象情况和葡萄实际生长发育信息,分析葡萄生长发育周期与气象条件的匹配状况,对葡萄生长发育将造成的影响或危害,给出相对应的葡萄生产管理对策措施;以此对葡萄种植产业建立多层面、全方位的气象信息综合保障,为乌海市葡萄特色产业提供强有力的气象信息技术支撑,增强气象信息服务于葡萄特色产业的综合能力。
简介:2016年,气候系统(极地气象)研究所在气候预测理论与方法、气候系统模式研发以及极地气候研究方面获得了显著进展。揭示了GPCP和CMAP资料在北半球夏季风降水年际变率上的不一致性,提出基于两者算数平均减小该不确定性的方法和理由。GPCP和CMAP降水资料因覆盖全球范围和时间跨度较长而广泛用于气候监测和气候变率研究中。资料对比分析表明,尽管GPCP和CMAP资料均可描述北半球季风区降水的季节循环特征,但两者之间仍然存在明显的绝对误差,这种差异在5—10月的西北太平洋(WNP)季风区最为明显,表现为CMAP资料中WNP季风区夏秋季降水较GPCP资料数据偏多。
简介:研究了Lorenz非线性系统中使用的集合平均方法来减小计算误差的效果,通过检查5组数值试验(每组20个样本)的结果发现:集合平均对计算误差的减小和消除不如高精度算法有效,这主要体现在以下几方面:1)普通的算法和双精度的计算环境中,若截断误差是主导误差(当初值误差很小时),各集合的平均结果并不收敛于真值,而是收敛于含截断误差的数值解;2)若初值误差为主导时,系统受到初值误差增长规律的影响,数值解收敛于由初值误差主导的误差解;3)这两种误差量级接近的时候,两种误差都无法消除掉。对解的统计特征进行研究表明,可信的数值解与含计算误差的数值解有许多相似的地方,但是与集合平均的数值解有很大不同,同样说明了集合平均不适用于减小计算误差这样的问题。此外,试验结果表明即使数值解的概率分布形式基本正确,也不能保证数值解是正确的。
简介:基于2014年辽宁省锦州地区雨养玉米农田生态系统涡度相关观测数据,分析了锦州地区玉米农田生态系统水汽通量的变化特征,并结合小气候观测数据探讨了水汽通量的调控机制。结果表明:2014年锦州地区玉米农田生态系统各月水汽通量均呈明显的单峰型变化规律,玉米农田生态系统生长季日平均水汽通量可达非生长季的10.31倍。锦州玉米农田生态系统7月水汽通量最大,日最大水汽通量可达0.1202g·m-2·s-1。玉米农田年蒸散量为417.37mm,非生长季蒸散总量为49.57mm,略大于同期降水量;生长季前期5月和6月玉米农田蒸散量占降水量的比例分别为52.0%、71.0%;7月、8月和9月玉米农田的蒸散量大于降水量,其中7月玉米农田的蒸散量为降水量的3.00倍,而此期间正值玉米开花授粉阶段,水分胁迫严重影响玉米产量。玉米农田生长季的水汽通量与净辐射存在显著的正相关关系,同时水汽通量在一定程度上受气温和饱和水汽压差的调控影响。