河北省潜在蒸散量时空变化特征及气候影响因素

潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,准确估算和科学分析其气象影响因素,对于优化调整农业种植结构及合理配置水土资源具有重要意义。根据河北省及相邻行政区内24个气象站点1960-2016年的逐日气象数据,采用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量(ET0),利用敏感系数和贡献率对ET0变化的气候影响因素进行分析,结果表明:近57年来河北省ET0多年平均值为1 095.70mm,整体呈显著下降趋势,平均下降幅度为-8.91mm/(10a);ET0年内变化率夏季最高,冬季最低;ET0空间分布大致自西向东呈半环状递减趋势,四季与年尺度格局基本一致。河北省年平均ET0对相对湿度表现为负敏感,对其他气象因子表现为正敏感。ET0年变化对各气象因子的敏感程度依次为相对湿度>最高气温>平均风速>日照时数>平均气温>最低气温,其变化对气象因子的敏感性存在空间差异。平均风速是河北省ET0全年及春、秋、冬三季变化的主导因子,日照时数为夏季ET0变化的主导因子。空间分布上,西北部地区ET0变化的主导因子为平均气温,东北部地区为日照时数,中南部及沿海地区ET0变化的主导因子为平均风速。该研究成果可为水资源的优化配置及区域干旱评价提供一定的理论支撑。     

鄱阳湖流域水分盈亏时空变化特征分析

根据1960~2014年鄱阳湖流域13个气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith法、Mann-Kendall趋势检验法和相关分析法,研究鄱阳湖流域水分盈亏量时空分布变化趋势及其与气象因子的关系。研究结果表明:鄱阳湖流域近55 a来水分盈亏量多年平均盈余为565.88 mm,空间上呈由西北向东北和由西南向东北逐渐递增的趋势;水分盈亏量年内分布呈秋季亏缺,其他季节盈余,水分盈余量表现为春季夏季冬季秋季;在研究时段内流域各地水分盈余量均呈增加趋势,但各季节水分盈余量变化存在一定的差异性,其中春季和秋季呈减少趋势,但趋势不明显,而夏季和冬季均呈显著的增加趋势(p0.05)。鄱阳湖流域水分盈亏量与降雨、日照时数和日最高气温关系密切,流域年水分盈余量的增加是由于夏季和冬季降水量的增加、日照数和风速的减少。     

白洋淀流域潜在蒸散量与实际蒸散量变化分析

基于Penman-Monteith公式和Budyko假设,利用白洋淀流域1960年-2011年的气象、水文资料,计算分析了该流域潜在蒸散量与实际蒸散量的长期变化趋势,并初步分析了实际蒸散量变化与降水变化、潜在蒸散量变化的关系。结果表明:过去52年白洋淀流域潜在蒸散量和实际蒸散量分别以10.3mm/(10a)和11.6mm/(10a)的速度呈下降趋势;年代际变化分析表明,潜在蒸散量的下降趋势在不同年代际间具有持续性,而实际蒸散量则表现为波动下降,其波动性受降水波动的影响,年实际蒸散量的变化与年降水的变化呈正相关关系(R2=0.99),与潜在蒸散量的变化呈负相关关系(R2=0.37),即降水量的变化对实际蒸散量的变化起主要控制作用。     

近55年贵州省潜在蒸散量变化特征及影响因子分析

为了解贵州省潜在蒸散的变化特征及影响影子,根据1961-2015年贵州省80个气象观测站的常规观测资料,采用Penman-Monteith公式、回归分析、Mann-Kendall检验分析和GIS空间分析等方法,计算并分析了贵州省潜在蒸散量及其变化特征和影响因子。结果表明:近55年来贵州省ET_0呈下降趋势,空间上总体呈现出南高北低,西高东低,由西南向东北递减的变化趋势;除平均风速外,平均温度、最高温度和相对湿度与ET_0均极显著相关性。     

河北省潜在蒸散量变化特征及主导因子辨析

潜在蒸散量(ET_0)是地球表面水循环研究及水资源规划管理中重要因素,明确其变化规律及特征对区域水资源利用及农业生产布局有重要意义。根据河北省及周边地区1960—2018年24个典型气象站点逐日气象数据,利用Penman-Monteith模型、偏相关分析、敏感性分析、M-K检验法及空间插值法分析了河北省潜在蒸散量(ET_0)时空分布特征。结果表明:(1)59a来河北省ET_0平均值为1077.13 mm,平均下降幅度为-2.31 mm/10a,整体呈由西向东、由南向北减少趋势。(2)偏相关分析与敏感性分析表明,RH(平均相对湿度)、WS(风速)和SH(日照时数)对年均ET_0变化影响程度较大;WS、SH与年均ET_0变化趋势一致,而RH与年均ET_0变化趋势相反;RH、HT(日最高气温)、SH是影响ET_0变化的敏感因子,而AT(平均气温)及LT(日最低气温)则为相对不敏感因子。(3)河北省年平均ET_0变化的主导因子为SH,其次为WS;主导因子随季节变化有所差异。春季SH主要影响偏北部地区,WS集中影响中部及偏东部;夏季SH大致影响河北省全境;秋季河北省偏北部地区主要受RH影响,中东部及偏南部地区主要受WS影响;冬季河北省大部分地区受SH影响。研究成果可为河北省水资源的优化配置及农业发展提供一定理论支撑。     

三江平原主要生态类型耗水分析和水分盈亏状况研究

利用SEBAL模型并集成MODIS卫星数据,计算了三江平原2006年生长季5—10月的地表蒸散量,结合降水量数据,借助GIS技术对主要生态类型的耗水和水分盈亏状况进行分析。计算结果表明:森林、湿地、旱田和水田生态系统在2006年生长季的耗水量分别为697.14、562.21、486.17和523.52mm,森林生态系统的蒸散量大于其他生态系统;从2006年生长季总体来看,三江平原北部和中部区域耗水量要小于降水量,东部、南部和西部则相反。森林、湿地、水田和旱田生态系统在2006年生长季水分盈亏量平均值分别为-193.46、-23.38、-1.86和37.59mm;从湿地、水田和旱田的水分盈亏情况对比来看,湿地开垦为水田比湿地开垦为旱田更适于当地的自然条件;对于农作物来说,从整个生长季来看三江平原降雨量可以基本满足地表蒸散的需求,但是时空不匹配,在特定的月份上,会出现干旱。     

基于遥感的三江平原主要生态类型耗水分析和水分盈亏状况研究

利用SEBAL模型和MODIS的MOD11A1、MOD13A2、MOD43B3产品计算了2006年生长季5-9月三江平原地表蒸散量，并且结合降水量数据,借助GIS技术对主要生态类型的耗水和水分盈亏状况进行分析。结果表明：森林、湿地、旱田和水田生态系统在2006年生长季的耗水量分别为697.14、562.21、486.17和523.52mm，在本研究区，森林生态系统的蒸散量大于其他生态系统；在2006年生长季总体来看，三江平原北部和中部区域耗水量要小于降水量;东部、南部和西部则相反。森林、湿地、水田和旱田生态系统在06年生长季水分盈亏量平均值分别为-193.46、-23.38、-1.86和37.59mm；从湿地、水田和旱田的水分盈亏情况对比来看，湿地开垦为水田比湿地开垦为旱田更适应于当地的自然条件，对于农作物来说，从整个生长季来看三江平原降雨量可以基本满足地表蒸散的需求，但是时空不匹配，在特定的月份上，会出现干旱。     

本溪地区参考作物腾发量时空演变特征及气候影响因素研究

参考作物腾发量（ET0）为制定合理的作物灌溉制度和区域灌溉方案提供了基本依据,使作物需水量估算有了统一的基础。本文基于本溪地区4个气象站（本溪站、本溪县站、桓仁站、草河口站）逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式,计算得出四站年内及年际参考作物腾发量ET0。运用气候趋势系数法研究各个参数的变化趋势及ET0的演变特征。结果表明本溪地区参考作物腾发量年际变化幅度不大, ET0总体呈平稳下降趋势;而年内变化较大,呈单峰型变化曲线,5月份腾发量最大,1月份最小,夏季平均腾发量要高于春季,冬季腾发量最少,各站变化一致, ET0呈现明显的以年为周期的变化特征。本溪地区参考作物腾发量由东南向西北递增,蒸发梯度变化不是很大。     

大田灌溉作物水分生产函数的研究进展与应用

文章综述了我国主要农作物水分生产函数的研究现状、各个模型的优缺点以及适用情况等,明确作物水分生产函数在灌溉制度优化中的应用,并说明在应用过程中存在的问题以及解决问题的对策等,为作物在有限水资源情况下制定合理灌溉制度、有效促进作物生长从而提高作物产量和水分利用效率提供理论依据。     

基于信息熵原理的东北地区参考作物蒸散量时空特征分析

根据1951—2013年东北地区116个气象站点的常规气象资料,基于信息熵理论构建了东北地区日参考作物蒸散量站点间的信息传输模型并分析了信息场的分布情况,利用聚类分析法解析了东北地区日参考作物蒸散量的区域相似性结构特征;并在此基础上选取6个代表性站点,运用重标极差法分析了参考作物蒸散量(ET_0)的时间分形特征。结果表明:空间上,东北地区日参考作物蒸散量的信息熵随纬度增加而减小,各站点信息传输指数随基站与辅站距离的增大而减小,且具有明显的各向异性;东北地区在站点群层面上的信息传输总体呈由南到北、由东到西的分布规律。时间上,东北地区多年平均ET_0总体呈下降趋势,哈尔滨、沈阳、赤峰、加格达奇、佳木斯、海拉尔6个代表性站点的ET_0在未来一定时段内的变化趋势趋于稳定且具有较强的持续性。     

绕单自由度涡激振动圆柱的速度环量的时空分布特征

对低质量比(质量比为8.63)的单自由度圆柱的涡激振动进行了数值模拟,模拟中选取了四组折合速度(第一组对应位移响应的初始分支,另三组对应下端分支)。模拟所得的圆柱运动响应和升力系数与Williamson的相应实验结果相符。根据模拟所得的流场对各组案例中绕圆柱的速度环量进行了计算和分析,结果表明:①无量纲化速度环量在时空上总体呈交替的条带分布,条带的斜率和宽度分别对应于环量向外传播的速度与环量的变化周期,条带斜率随来流速度增大而增大;②经验正交函数(EOF)分解得到的第1和第2空间模态包含了环量时空分布的主要信息,且其均对应于第一主频;③环量均方根值沿径向的分布在初始分支段与下端分支段之间有显著区别,导致这一差别的主要原因是其对应的尾流脱涡模式不同——分别对应于2S和2P模式。