韩江流域参考作物蒸散量时空变化及其影响因素

基于韩江流域12个气象站点1961—2013年的逐日气象数据,应用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),并利用Mann-Kendall检验、Kring插值、Pearson相关分析和敏感性系数等方法分析了韩江流域ET0的时空变化特征及其影响因素. 结果表明:(1)近53年来,韩江流域多年平均ET0为1 121.96 mm,整体呈下降趋势,速率为0.39 mm/a,在1967年左右发生突变. 全流域ET0的年内变化较为明显,夏季的贡献最大,占到全年的37%;年均ET0以广东最多,江西最少. (2)空间上,韩江流域ET0呈现“自东南向西北逐渐递减”、“三高一低”的分布格局,即韩江上游梅江源头地区、韩江三角洲以及梅潭河流域为明显的高值区,而汀江上游地区的值相对较低;四季ET0的空间分布与年高低值的分布格局基本一致. (3)韩江流域ET0对相对湿度呈负敏感性,对平均气温、日照时数和平均风速呈正敏感性,对相对湿度最为敏感,其次是平均温度,对日照时数和平均风速的敏感性相对较小. (4)风速的下降是该流域ET0减少的主要原因,其次是相对湿度. 本文为山区流域水循环研究奠定了一定的基础,可为区域水资源评价与管理提供参考依据.     

普洱市近59a参考作物蒸散量时空变化特征

利用普洱市地面气象观测站1959～2017年逐日气象资料,采用FAO 56-Penman-Monteith(FAO-PM)法、距平分析、回归分析和地理信息技术研究了普洱市参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration, ET_0)的年代际、年际和年内不同时间尺度下时空变化特征。结果表明:普洱市平均ET_0年代均值2011～2017年最大,为1 196.2 mm,1959～1960年最小,为1 101.0 mm;ET_0年代均值高值区在普洱西部南侧,低值区在普洱西部西盟北侧、北部景东以北及东南部江城东部边缘。普洱市各气象站ET_0年际变化均呈波动性上升趋势,其中西盟站平均ET_0年值年际波动最大,江城站ET_0年值年际波动最小。多年平均ET_0年值空间分布景东、江城、澜沧以西北地区较小,孟连和澜沧的南部较大。各气象站ET_0季节均值春季最大,夏季次之,秋、冬季逐渐减小,各气象站多年ET_0月均值的变化趋势基本一致,曲线均为双峰型,最高峰值出现在4、5月,第二峰值出现在8、9月。     

中国空气质量空间格局影响因素研究

以行政区划中的地区为最小空间单元,利用2015年中国343个地区逐日空气质量指数(AQI)数据,分析了中国空气污染的空间格局,并利用地理探测器模型定量评价了驱动因素的影响强度.结果表明:①中国的空气污染具有"双中心"的空间集聚特征,分别存在华北区和西北区两个高值中心与华南区和东北区两个低值中心.②影响我国AQI分布的自然因素比较复杂,需要具体问题具体分析;影响我国AQI分布的社会经济因素可分为人口、工业、生活消费和环境维护4种类型.     

三江源地区干旱指数时空演变及成因分析

基于1966—2017年三江源区11个气象台站的逐日气象资料,运用彭曼公式(Penman Monteith)计算潜在蒸散量(ET0)并进一步分析干旱指数(aridity index,AI)对于气候因子的敏感性.结果表明:三江源地区1966—2017年干旱指数总体呈明显下降趋势(0.1/10 a),年均值为1.76,属于半干旱区;研究区5年的干旱指数距平值于1990年后为负值,表明该区域气候于1990年后趋于湿润化,Mann-Kendall突变检验结果表明干旱指数分别在1988年和1992年发生突变;根据干旱指数的空间分布特征,将三江源区划分为东南湿润区、中部半湿润区和北部干旱区,其余大部分地区属于半干旱区和半湿润区;干旱指数对日照时数和相对湿度响应较为敏感,敏感系数分别为9.3和6.4,但对平均温度极为不敏感.相对贡献分析结果表明,三江源地区的干旱指数主要受相对湿度和平均风速的控制.     

北疆滴灌春小麦参考作物蒸发蒸腾量与气象因子的关系

根据2011年气象资料,应用Penman-Monteith公式计算滴灌春小麦生育期内逐日ET0值,采用相关分析法研究了ET0与气象因子之间的关系.结果表明:滴灌春小麦生育期内ET0的变化规律为先增大后减小,到抽穗期达到最大.在滴灌春小麦生育期内,缺乏气象数据资料的情况下,可以利用日平均气温和净辐射估算ET0,日平均湿度及日平均风速与ET0之间基本不存在线性关系,不能用日平均湿度及日平均风速估算ET0;各气象因子的累积量与ET0累积量相关系数均达到极显著线性相关水平,可以用各气象因子累积量计算ET0的累积值.     

2000—2014年三峡库区重庆段地表蒸散量时空分布规律

【目的】研究2000—2014年三峡库区重庆段地表蒸散量(Evapotranspiration,ET)的时空分布规律。【方法】基 于MOD16-ET产品,在GIS技术支持下,采用趋势分析、样带分析等方法定量分析ET时空分布特征(多年平均以及月尺度)及该特征与土地利用/覆被、地形的空间耦合规律。【结果】2000—2014年研究区域多年平均ET为749.0 mm;呈现西低东高的基本特征,ET剖面线上出现“长寿—涪陵”陡增点。ET年际变化整体表现为先增后减态势,其中ET存在统计学意义上减少(p<0.05)的区域面积占库区总面积的14.5%,而ET存在统计学意义上增加(p<0.05)的区域面积占库区总面积的4.34%。ET年内变化特征与该区域水热季节性变化规律基本一致,在月尺度上ET存在先增后减的单峰变化趋势(最大ET出现在7月,为117.4mm)。地表覆盖类型按ET值大小由高到低排序依次为:灌木林地、乔木林地、草地、耕地、其他稀疏植被。地表覆盖类型与海拔及坡度在空间分布上与ET存在高度空间耦合。【结论】三峡库区重庆段ET时空分布规律明显,受地表覆盖类型及地形影响较强,研究结果可为分析三峡库区旱涝灾害成因,构建合理生态需水配置模式提供重要参考。
     

近十来年杭州市大气气溶胶光学厚度卫星反演研究

利用杭州市2003-2015年逐日MODIS数据,基于暗像元算法反演其500m空间分辨率的气溶胶光学厚度(AOD)历史序列,并结合地基观测数据进行验证,在此基础上分析杭州市AOD时空分布特征.结果表明:AOD反演结果的平均绝对误差、相对误差分别为0.16%、33.08%,反演结果相对可靠;在2003-2015年期间,杭州市AOD年均值呈波动状态,但无明显增加或下降趋势,最大值出现在2008年,最小值出现在2013年;春、夏季AOD均值较高,大于秋、冬季,冬季AOD均值最低;AOD月均值在1-6月呈现增加趋势,并在6月达到峰值,随后在7-12月呈减小趋势;此外,杭州市AOD空间分布特征表现为东北部高、西南部低,其中,最高值区域主要分布于杭州市中心,次高值分布于江干区、余杭区东部、萧山区东部.     

湖南省1961-2010年降雨侵蚀力时空变化特征研究

为准确定量评估和认识湖南省区域降雨侵蚀力的时空特征,利用1961～2010年湖南省21个雨量站的逐日降雨数据,采用降雨侵蚀力简易计算模型计算出不同地区的降雨侵蚀力,并通过反距离加权内插方法进行空间插值得到湖南省多年平均降雨侵蚀力的空间分布和年内季节分布,基于变差系数和气候倾向率两个指标分析了降雨侵蚀力的年际变化特征。结果显示：1）湖南省多年平均降雨侵蚀力在5 510.65～12 526.14 MJ?mm/(hm2?h?a)之间变化,具有明显的地域差异性,高大山脉地区的降雨侵蚀力明显高于其他地区。空间分布整体趋势是由西北、东部、南部向中部递减,在西北部、东部和南部边缘较大;侵蚀高值区分布在安化站、南岳站,低值区集中在东北部的南县站和西南部的武冈站;2）季节差异性显著,降雨侵蚀力集中在3-8月,侵蚀高值中心逐月由东南向西北移动,低值中心由西向东移动;3）气候倾向率和变差系数分别在-132.09～499.81 MJ?mm/(hm2?h?a)/10a和0.257～0.403之间变化,降雨侵蚀力年际变化总体上呈现线性增加并有向北转移的趋势,变差系数在空间分布上大致呈南北高南中间低的特点。研究结果可为湖南省的水土保持、农业和生态保护,以及灾害控制等工作提供科学决策依据。     

FY2C水汽通道资料反映的西藏高原水汽特征

本文利用2007-2009年逐时FY2C静止气象卫星水汽通道观测资料、T213垂直速度分析场分析了西藏高原水汽的空间分布,指出西藏高原有3条水汽通道,水汽来源来自孟加拉湾、南海和阿拉伯海;高原水汽日变化特点是昼弱夜强,与西藏地区降水昼晴夜雨的特征一致;地形影响水汽分布形式,进而影响降水分布特征,分析西藏高原降水分布时应该综合考虑这三者之间的联系。     

西北干旱区遥感ET与潜在ET对气候变化的响应——以甘南草原区域为例

使用MODIS数据及相关气象数据,采用能量平衡方程,对甘南草原区域2000年、2009年7月份日均遥感ET进行了反演,同时采用修正的Penman-Monteith模型模拟了该区域的日均潜在ET,并根据西北干旱区55年的气温变化,分析该区域的遥感ET和潜在ET的发展趋势.研究表明:2000年的遥感ET为0.9816～8.208 1 mm,平均5.514 1 mm.2009年的遥感ET为1.647 2～7.653 7 mm,平均5.565 0 mm;而2009年潜在ET为1.6789～8.2487 mm,平均6.1581 mm,总体上遥感ET比潜在ET低.然而,在合作、洮河及铁坝乡附近,遥感ET比潜在ET高,说明研究区存在"蒸发悖反"现象,这与西北干旱区气温一直呈增长趋势有关.其中,1965年、1982年、1995年的气温比1957-1998年的平均气温分别增加了6.70%,11.69%,7.70%,尤其是2010年比1957-1998年的平均气温增加了57.56%,达到了5.77?C,表明近期气温迅速升高.     

不同eα计算方法对Penman-Monteith公式的影响

实际水汽压eα是Penman—Monteith公式中计算参考作物蒸发蒸腾量的重要过程参数．为了研究在湿度缺测条件下，露点温度法替代相对湿度法计算eα在我国长江三角洲地区的适用性，选用江苏南通2000-2004年的旬气象资料，采用FAO推荐的相对湿度法和露点温度法两种方法计算了实际水汽压ea和旬参考作物蒸发蒸腾量E710，分析了这两种方法计算结果的误差及其与影响因素间的关系．结果表明：这两种方法计算结果间误差较小，有98％以上的计算结果其误差小于20％；实际水汽压间的误差差异与最高最低温差相关关系最强，旬参考作物蒸发蒸腾量间的误差差异与最低温度的相关性最强；在湿度缺测条件下，可以采用露点温度法替代相对湿度法计算eα并进一步计算ET0．     

黑龙江省气象因子插值优化及与落叶松NPP相关性分析

【目的】通过比较不同插值方法模拟黑龙江省气象因子,利用最佳插值结果,探寻落叶松样地气象因子与森林植被净初级生产力(NPP)的关系,为黑龙江省落叶松林的生产经营和管理提供科学参考。【方法】以黑龙江省2010年生长季(5—9月)气象因子(日平均气温、日降水量)及1 521块落叶松林固定样地数据为数据源,分别使用反距离加权(IDW)、普通克里金(OK)、多元线性回归(MLR)和混合插值法(包括回归反距离加权(RIDW)和回归克里金(RK))5种插值方法对生长季月均气温和月均降水量进行插值及比较,以最佳插值方法得到黑龙江省2010年生长季月均气温和月均降水量空间分布。根据东北地区树种生物量异速模型估算落叶松样地单位面积森林地上生物量(AGB)和净初级生产力,并与样地气象因子进行相关性分析。【结果】5种插值方法中RK的生长季月均气温和月均降水量均方根误差(RMSE)分别为0.420和10.110,均优于其他插值方法。生长季月均气温由南至北降低的同时落叶松NPP随之降低,月均降水量自西向东增大,落叶松NPP随之升高。生长季月均气温、月均降水与NPP的Pearson相关系数分别为0.221和0.241,二者P值都小于0.01,呈极显著相关。【结论】考虑地形因子和多元回归模型结果残差的RK方法可以更好地模拟黑龙江省生长季月均气温和月均降水量。生长季落叶松NPP在经、纬度方向上分布趋势与气温、降水量相同,且落叶松NPP与生长季月均气温和月均降水量均有一定相关性,其中与降水量相关性更为明显。     

基于遥感双层模型的宝鸡峡灌区日蒸散发估算

本文选取了陕西宝鸡峡灌区为研究区,基于遥感双层模型,选择2000-2011年不同季节典型日的TM 数据,辅以气象观测资料,估算了宝鸡峡灌区典型日蒸散发,分析灌区内日蒸散发的时空分布以及不同土地利用类型日蒸散发季节变化.结果表明,基于遥感双层模型估算半干旱区的日蒸散发是可行的.模拟典型日中,春季晴日灌区日蒸散发约为5.06mm、夏季约为5.36mm、秋季约为4.24mm、冬季约1.03mm,呈单峰型分布,有较好的季节变化特征;不同季节日蒸散发的空间分布差异较大,不同土地利用类型的日蒸散发季节变化特征相似,但略有不同.利用Penman-Monteith公式计算值结合作物系数验证日蒸散发估算精度,其中耕地和林地相对误差约为20%,相关系数R2>0.7,表明遥感反演的日蒸散发精度较高.      

藏东南尼洋河流域降水径流水量平衡问题

为了深入分析藏东南尼洋河流域水文特征及产汇流机理,对该流域降水径流水量平衡问题进行研究。基于尼洋河流域工布江达、巴河桥、更张等水文站日降水、流量等水文气象观测资料,对采用传统泰森多边形法计算的尼洋河流域面平均雨量小于径流量这一现象进行分析,提出降雨径流水量平衡问题;针对尼洋河流域地形地貌特征、降水空间分布规律和测站分布的实际情况,提出尼洋河流域面平均雨量分布式计算方法,并进行了实例计算。计算结果表明:目前对尼洋河流域降水空间分布特征缺乏正确认识;采用传统的泰森多边形法计算面平均雨量是导致出现水量不平衡问题的主要原因。指出尼洋河流域面平均雨量计算应考虑降水的垂直分布差异。     

典型气象季在直接蒸发冷却空调中的应用

通过分析直接蒸发冷却(direct evaporative cooling,DEC)空调系统能效比(energy efficiency ratio,EER)对室外气象参数变化的敏感度,发现DEC空调系统的累年平均能效比和额定能效比均无法作为直接蒸发冷却空调设计依据。以乌鲁木齐地区为研究对象,构建并给出了用于评估DEC空调系统性能的典型气象季。结果表明,DEC气象季可准确地反映直接蒸发冷却空调制冷能力随室外气象参数变化的特征,并且由典型气象季计算出的平均和最小能效比可分别作为DEC空调系统的经济评价指标和设备选型的关键依据。     

南京地区PM2.5和PM10浓度分布特征及与相关气象条件的关系

利用2014年12月至2015年5月南京市PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度以及天气观测数据,研究南京市颗粒物浓度空间、时间分布特征及其与相关气象因子的关系。研究表明PM_(2.5)和PM_(10)同季节内高度线性相关,时间分布具有明显的季节性差异;PM_(2.5)与风速呈负相关关系,与降雨清除量呈正相关关系;相对湿度达到75%左右时污染最严重。研究首次将其他污染气体和相关气象因子结合起来,用逐步回归法建立PM_(2.5)预测模型,能较好地拟合冬春两季PM_(2.5)变化趋势,较准确地反映南京市PM_(2.5)的污染特征,具有一定的理论和实用价值。     

鄱阳湖不同形态氮的时空分布特征

通过调查鄱阳湖2010年水体中硝酸盐氮、氨氮及总氮浓度,分析不同形态氮的时空分布特征,并采用相关性分析法分析了2010年硝酸盐氮、氨氮及总氮三者的关系.结果表明:在时间分布上,2010年鄱阳湖水体总氮含量年平均值是1.50 mg/L,硝酸盐氮含量平均值为0.84 mg/L,氨氮含量年平均值是0.37 mg/L,丰水期不同形态氮的含量均明显低于枯水期;在空间分布上,枯水期硝酸盐氮、氨氮主航道中游含量较高,上、下游稍低.用相关性分析法分析知,2010年硝酸盐氮与总氮之间有显著的相关性,关联度分别达到0.99和0.95.减少硝酸盐氮与氨氮的输入有利于对富营养化的控制.