基于CoLM模型的根分布对陆-气水热交换的影响研究:以玉米农田为例

利用2007—2008年辽宁锦州玉米农田生态系统野外观测站资料,基于CoLM模型对玉米根分布在陆-气水热通量模拟中的影响进行研究,结果表明:模型模拟性能随年际气象条件的差异而不同,与2007年相比,2008年生长季内降水偏多,感热和潜热模拟精度明显提高;决定根分布形态的50%和95%根总量土层深度(d50和d95)两个参数中,d50比d95敏感;根分布对土壤湿度的影响在极端干旱条件下很小,在一定土壤湿度范围内随土壤湿度及土层深度的增大而减小;在水汽通量各分量中,植物蒸腾受根分布影响最大,其次是土壤蒸发,而叶片蒸发不受影响;根分布对潜热和感热模拟的影响随土壤湿度增大而减小。     

东北地区春玉米关键生育期干旱对根系生长的影响

利用锦州大型土壤水分控制试验场和根系观测系统开展东北地区春玉米拔节与抽雄期不同程度干旱胁迫试验,采用微根管方法观测春玉米根系的生长,研究春玉米不同发育期干旱胁迫对40 cm、120 cm和160 cm土壤深度根系分布的影响。结果表明:春玉米不同土壤深度直径为1 mm以下的细根多于粗根,40 cm土壤深度细根所占比例最大,与之相比,120 cm和160 cm土壤深度直径为1 mm以上粗根所占比例有所增大。春玉米拔节期干旱初期40 cm土壤深度根长密度(Root Length Density,RLD)随干旱加重而增大,干旱胁迫可以促进玉米根系向土壤深处生长;乳熟期后玉米上层根系因拔节期干旱而提前衰老;抽雄后干旱也可使玉米根系向更深层土壤伸展,但干旱出现过晚将减弱对根系生长的促进作用。此外,玉米长期干旱后复水可使根系在短时间内补偿性快速生长。     

辽宁避暑旅游气候适宜度评价

利用辽宁省59个国家气象站2008—2017年6—8月逐时地面观测资料，综合考虑夏季气候舒适度和高影响天气对避暑旅游的不利影响，确定辽宁避暑旅游气候适宜度评价方法，分析了辽宁避暑旅游适宜度时空分布，为公众及旅游相关部门了解当地避暑旅游气候资源提供参考。研究表明：①辽宁避暑旅游适宜度由西北到东南逐渐增强， 59个地市（县）中，很适宜避暑的有14个，适宜避暑的有22个，较适宜避暑的有16个。②夏季辽宁大部避暑旅游气候舒适度较好，辽东和辽南气候舒适度优于辽宁中部和西部。辽宁东部的本溪和沿海的丹东、大连、葫芦岛和锦州南部气候舒适度等级最高，避暑气候条件更好。③辽宁夏季暴雨高风险区在东南部的宽甸、丹东和凤城一带。高温高风险区在朝阳大部和锦州西部。大风高风险区在铁岭北部、彰武、锦州、营口和长海。雷暴高风险区在铁岭、抚顺东部、朝阳西部和庄河一带。④6月、8月是辽宁适合避暑旅游的月份，尤其是 6月，避暑旅游适宜度最高，适宜面积最大。8月份次之， 7月避暑旅游适宜度较差。     

辽宁农田土壤田间持水量的空间变异性分析

利用常规统计方法、地统计学方法及GIS空间分析技术,分析了辽宁5—50 cm土壤田间持水量的空间变异性。结果表明：10—50 cm各层次土壤田间持水量以辽东地区最大、中部地区次之、辽西地区最小;30 cm以上各层次土壤田间持水量,辽北地区大于辽南地区,而30cm以下则相反;5 cm土壤田间持水量与其他层次差异较大,40 cm和50 cm土壤田间持水量最接近,30 cm有可能是土壤田间持水量的分界层;5 cm土壤田间持水量的空间分布格局与其他层次亦差异明显,存在3个高值中心,分别为辽西西部、中部和辽东地区。10—50 cm土壤田间持水量的空间分布格局基本相似,低值分布在辽西东部和沈阳北部地区,高值中心分布在辽东地区。     

陆面过程模型CoLM与BATS1e的模拟精度比较——以东北玉米农田为例

利用2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站资料对CoLM与BATS1e模型模拟能力进行定量评价。比较发现:两模型对净辐射和表层土壤温度的模拟精度都较高且差异不大,CoLM模型对感热、潜热、土壤热通量、次表层土壤温度模拟能力都不同程度高于BATS1e模型,模拟值对实测值解释能力分别偏高3%、22%、1%、10%,NS(Nash-sutcliffe效率系数)分别偏高1.042、0.266、0.023、0.138。从各月情况看,两模型在7月对感热、潜热模拟能力都较高,而在其它月份CoLM模型模拟精度明显高于BATS1e模型,土壤热通量和次表层土壤温度在5~8月前者模拟精度高于后者。由于CoLM模型对潜热更高精度的模拟可证明其对表层土壤湿度模拟精度高于BATS1e模型。     

玉米冠层辐射传输参数优化对陆气通量模拟的影响

设置合理的冠层辐射传输参数有利于地表能量过程的真实表达,将对改善陆面过程模型模拟精度起到重要作用。基于2008年和2012年锦州农田生态系统的通量、气象及生物因子连续观测,分析了玉米农田叶面积指数、植被覆盖度、平均叶倾角、叶片反射率和透射率动态变化规律及各因子间的关系,对CoLM模型辐射传输参数进行优化,并对模型优化效果进行定量评价。结果表明:叶面积指数与植被覆盖度和平均叶倾角分别呈幂函数和二次函数关系;平均叶倾角的参数优化对模型模拟几乎没有影响;叶片反射率和透射率优化后,冠层反照率模拟精度明显提高;净辐射、感热模拟值对实测值解释能力分别提高0.6%和4.0%,Nash-Sutcliffes系数增大0.008和0.028,相对均方差(RRMSE)减小0.068和0.050;潜热模拟精度改善程度小于感热,地表热通量未表现出改善。     

气象旅游资源评估方法与应用研究

在对国内气象旅游资源评估方法分析研究的基础上,从气象旅游资源相关因素中,筛选出了7个指标,创建了气象旅游资源评估指标体系,提出了评估方法。计算每个评估指标的实际数值并进行标准化处理。采用专家咨询和层次分析法相结合的方法对评估指标体系中的每一级指标赋予相应的权重,最终构建出气象旅游资源评估模型。在实例研究中,以大连为例,选取葫芦岛、东港、鞍山和岫岩等4个城市为对照,结合多年的气候统计数据,分别计算5个城市的气象旅游资源评估指数,并进行横向对比分析,找出各城市气象旅游资源的优势和不足。     

辽宁一次区域持续性雾霾的气象成因分析

近年来,雾霾天气频发,加剧了空气质量的恶化。研究雾霾天气的成因,加强雾霾的预报能力,对指导公众出行和保护身体健康有着重要的意义。本文利用辽宁62个国家级自动站观测资料和NCEP再分析资料,对2015年11月7—14日辽宁一次持续性雾霾天气过程的环流背景、形成条件和持续原因进行分析,结果表明:(1)高层西南偏西气流,低层暖脊及地面倒槽和弱气压场的环流背景为雾霾天气的发生提供了有利的天气形势。(2)逆温是这次雾霾天气持续的重要原因。雾和霾天气逆温表现形式不同,大雾过程中,逆温层高度低,厚度小;霾过程中,逆温层高度高,厚度大,且表现为多个逆温层同时存在。(3)水汽条件是雾和霾转换的关键因素。当近地层空气相对湿度大于95%时,有利于雾的生成;而相对湿度在60%~70%时,有利于霾的形成。雾向霾转换时,比湿增大;霾向雾转换时,比湿下降。(4)近地面弱的上升运动、中高层弱的下沉运动是此次雾霾加强的动力机制。(5)雾霾出现前后气象要素特征差异明显,可为雾霾天气的预报提供重要参考。     

WOFOST模型蒸散过程改进对玉米干旱模拟影响

分别利用优化蒸散计算（PM方案）、作物系数（CC方案）和二者同时优化（PMCC方案）改进WOFOST模型,基于降水适宜年（2012年）和干旱年（2015年和2018年）在辽宁省锦州开展的玉米分期（4月20日、4月30日和5月10日）播种试验资料评价模型改进效果。结果表明:2012年,PM方案可增大潜在蒸散,CC方案在作物系数小（大）于1时使潜在蒸散减小（增大）;3个方案对叶面积指数、地上生物量和土壤湿度模拟几乎不产生影响。2015年,PM方案的拔节后叶面积指数、地上生物量、产量和土壤湿度较原模型明显减小,蒸腾速率在喇叭口期之前增大,之后减小;CC方案在喇叭口期之前蒸腾速率小于原模型,之后大于原模型,其他4个变量略大于原模型。PMCC方案的各变量模拟值介于PM方案和CC方案之间,3个播期模拟精度叶面积指数分别提高6%,21%和3%,地上生物量分别提高8%,8%和14%,产量分别提高66%,63%和66%。2018年,PMCC方案前两播期地上生物量模拟精度分别提高5%和1%,产量模拟精度分别提高32%和5%。PMCC方案可改善模型在干旱条件下的模型性能。     

陆面过程模型对下垫面参数动态变化的敏感性分析

利用2006年锦州玉米农田生态系统野外观测站动态连续的通量、气象及生物因子观测数据,分析了BATSl e陆面模型对动态的粗糙度(Z0)、叶面积指数(LAI)、植被履盖度(FVEG)及反照率(α)变化的敏感性.结果表明:Z0的动态变化对表层土壤温度(SST)和感热(SH)的模拟有一定影响,主要发生在玉米农田从裸土向有植被...