基于LSTM和先验知识的高速公路路面温度预报 被引量：3

1

作者 熊国玉 祖繁 +1 位作者 包云轩 王可心 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期68-79,共12页

为了精准预报高速公路路面温度,为车辆安全行驶提供气象保障,采用2019—2022年南京市绕城高速公路上9个交通气象站及ERA5-land再分析数据,通过构建时间序列特征工程、引入物理机制相关数据两类方法结合先验知识,运用长短期记忆神经网络... 为了精准预报高速公路路面温度,为车辆安全行驶提供气象保障,采用2019—2022年南京市绕城高速公路上9个交通气象站及ERA5-land再分析数据,通过构建时间序列特征工程、引入物理机制相关数据两类方法结合先验知识,运用长短期记忆神经网络模型建立研究区域内4个交通气象站未来3 h逐10 min路面温度多步预报模型并进行验证;在此基础上,将已建立的模型应用于其他交通气象站,探究模型的适用性。结果表明:结合先验知识后,模型预报性能明显提高,准确率在85%以上,且随着预报时效的延长,性能提升更为明显,准确率最高提升36%;模型能较为准确地预报路面极端低温发生的时间和极值,且在预报时效较短时对路面极端高温的预报也具有一定参考价值;利用已建立的模型对其他交通气象站的路面温度进行预报时,准确率在62%以上,在预报时效较短时效果较好,准确率在80%以上,且交通气象站所处的下垫面背景类型对模型的选择起关键作用。 展开更多

关键词 高速公路 路面温度 长短期记忆神经网络 先验知识 多步预报模型

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北冰洋中心区海冰漂流与大气过程 被引量：5

2

作者 卞林根 王继志 +3 位作者 孙玉龙 逯昌贵 林祥 李多 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期48-55,共8页

利用北冰洋中心区漂流自动气象站(DAWS)2012年9月—2013年2月的观测数据,分析了北极点周围海冰漂流轨迹和速度及相关大气过程。结果显示,北冰洋中心区海冰具有不稳定漂流过程。2012年9月1日—2013年1月6日,DAWS所在海冰从西向西北方向漂... 利用北冰洋中心区漂流自动气象站(DAWS)2012年9月—2013年2月的观测数据,分析了北极点周围海冰漂流轨迹和速度及相关大气过程。结果显示,北冰洋中心区海冰具有不稳定漂流过程。2012年9月1日—2013年1月6日,DAWS所在海冰从西向西北方向漂流,2013年1月6日以后稳定地向东南方向漂流,平均移速为0.06m/s,最大达到0.4m/s。海冰漂流方向的突变和加速与穿极气旋和急流的影响有关。净辐射常出现短期突变过程,导致海冰从大气吸收能量,减缓了海冰的辐射冷却。爆发性增温过程的最大幅度达到30℃,是由强穿极气旋和伴随的暖湿气流向北极中心区输送引起,这种现象在中低纬度十分罕见。增温过程的作用是高空大气向冰面输送热量,导致海冰破裂,海冰硬度的脆变,减缓海冰厚度的增长,这种过程可能是北极海冰面积和厚度减少重要过程。 展开更多

关键词 北冰洋 漂流自动气象站 海冰运动 爆发性增温 穿极气旋

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基于大气环流特征量的白背飞虱发生程度短期预报模型 被引量：5

3

作者 包云轩 田琳 +2 位作者 谢晓金 陆明红 姜玉英 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2014年第4期440-449,共10页

利用1979-2011年NCEP逐日气象再分析资料及长江中下游稻区白背飞虱逐候灯诱数据,通过对白背飞虱迁入量与主要大气环流特征量进行相关分析,建立了长江中下游稻区13个植保站的白背飞虱迁入始见期、北迁高峰期、南迁高峰期和终见期4个时段... 利用1979-2011年NCEP逐日气象再分析资料及长江中下游稻区白背飞虱逐候灯诱数据,通过对白背飞虱迁入量与主要大气环流特征量进行相关分析,建立了长江中下游稻区13个植保站的白背飞虱迁入始见期、北迁高峰期、南迁高峰期和终见期4个时段白背飞虱候发生程度的BP神经网络短期预报模型。结果表明:(1)白背飞虱候迁入量与上一候500hPa高度的西太平洋副高面积指数(IA)、副高西伸指数(IW)、东亚大槽指数(H500)呈极显著正相关,与西风指数(IEARW)呈极显著负相关,与IW的相关系数较低,为0.397,与IA、IEARW、H500的相关系数均高达0.78以上。(2)白背飞虱候迁入量与上一候850hPa位势高度(hgt)、垂直速度(omega)、纬向风速(uwnd)、经向风速(vwnd)呈极显著正相关,其中与hgt的相关系数较低,为0.354,与omega、uwnd、vwnd的相关系数均达0.8以上。(3)选取与白背飞虱迁入量相关显著的大气环流特征量为预报因子,按5级发生程度对白背飞虱迁入量进行分级处理,建立了迁入始见期、北迁高峰期、南迁高峰期和终见期白背飞虱候发生程度共4个BP神经网络预报模型,模型的预检准确率稳定在80%以上,可应用于该区白背飞虱短期预测预报。研究结果对揭示气象因子对白背飞虱迁入和发生的影响规律,作好其发生程度的预测预报,适时、有效防控白背飞虱为害具有积极意义。 展开更多

关键词 白背飞虱 迁入量 大气环流特征量 BP神经网络 短期预报模型

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苏州市大气PM_(2.5)中水溶性无机离子的源解析及其气象因子分析 被引量：11

4

作者 蔡敏 严明良 包云轩 《气象科学》 北大核心 2018年第5期648-658,共11页

为了探明PM_(2.5)中水溶性无机离子的来源和气象因子对其浓度变化的影响,利用2012年2、5、8和11月苏州市PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度和本站气象观测数据,分析了苏州市水溶性无机离子的时间变化特征,解析了当地PM_(2.5)中水溶性无机离... 为了探明PM_(2.5)中水溶性无机离子的来源和气象因子对其浓度变化的影响,利用2012年2、5、8和11月苏州市PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度和本站气象观测数据,分析了苏州市水溶性无机离子的时间变化特征,解析了当地PM_(2.5)中水溶性无机离子的主要来源,探讨了气象因素对离子组分的影响。结果表明:(1)苏州市PM_(2.5)中水溶性无机离子年均浓度大小依次为:SO_4^(2-)>NO_3^->NH_4^+>Na^+>Cl^->K^+>Ca^(2+)>Mg^(2+)>F^-;SO_4^(2-)、NH_4^+和NO_3^-为PM_(2.5)中最重要的3种水溶性无机离子物种,其总和占PM_(2.5)总质量浓度的50.9%。各离子的季节浓度特征均为冬季最高、夏季最低。(2)通过运用主成分分析法对苏州市PM_(2.5)中水溶性无机离子进行来源分类解析,发现第一类为二次污染源和生物质燃烧,其贡献率为32.84;第二类为道路扬尘及工业排放,其贡献率为19.99%;第三类为海盐污染,其贡献率为18.43%。(3)通过水溶性无机离子与气象条件的相关性分析发现,风向、风速和温度与水溶性无机离子浓度的相关性较显著,这三者是颗粒物浓度变化的主要影响因子。(4)利用HYSPLIT后向轨迹模式对外来污染物进入苏州市的轨迹进行聚类分析后发现:因受季风气候影响,苏州市外来污染物的输入路径存在明显的季节性变化特征,其中夏半年输送主径源自海上,冬半年主径源自内陆。 展开更多

关键词 水溶性无机离子 主成分分析法 源解析 PM2.5 HYSPLIT模式

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江苏省夏季浓雾的时空分布特征及气象影响因子分析 被引量：12

5

作者 宗晨 钱玮 +4 位作者 包云轩 袁成松 周林义 崔驰潇 王宏斌 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第7期968-977,共10页

利用江苏省70个国家基本站逐10 min连续观测资料,对江苏省夏季浓雾的时空分布特征及影响因子进行分析研究。结果表明:(1)夏季浓雾易在气温小于29℃、风速低于3 m·s^-1,且盛行偏东风的条件下形成;低温高湿的梅雨期是夏季浓雾在6月高... 利用江苏省70个国家基本站逐10 min连续观测资料,对江苏省夏季浓雾的时空分布特征及影响因子进行分析研究。结果表明:(1)夏季浓雾易在气温小于29℃、风速低于3 m·s^-1,且盛行偏东风的条件下形成;低温高湿的梅雨期是夏季浓雾在6月高发(42.4%)的可能原因。(2)夏季浓雾生消时间与秋、冬季显著不同,主要发生于00-06时,消散集中于05-08时,持续时间主要在6 h以内。(3)夏季浓雾以辐射雾为主,辐射雾、平流雾和锋面雾分别占58. 1%、35. 5%和6.4%。(4)夏季浓雾发生频次呈现从东北部沿海地区向西南部内陆地区递减的趋势,淮北地区夜间降温幅度高于苏南地区是出现这一现象的主要原因。(5)成雾前6~24 h出现的弱降水为近地层提供水汽,此后天气转晴,静稳的大气层结下有利于夏季浓雾的出现。 展开更多

关键词 浓雾 夏季 时空分布 影响因子

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北京城市气候图系统的初步建立 被引量：21

6

作者 贺晓冬 苗世光 +1 位作者 窦晶晶 申双和 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期759-771,共13页

现代城市化发展给当地气候和环境带来巨大影响,然而城市规划和城市发展中对城市气候信息的应用却非常有限.以北京为示范案例,初步建立北京城市气候图系统,将城市气候信息应用于北京可持续发展和生态城市建设.定量分析北京自然环境和典... 现代城市化发展给当地气候和环境带来巨大影响,然而城市规划和城市发展中对城市气候信息的应用却非常有限.以北京为示范案例,初步建立北京城市气候图系统,将城市气候信息应用于北京可持续发展和生态城市建设.定量分析北京自然环境和典型城市形态因子对城市气候的影响,评估城市热环境和城市风环境现状,形成北京城市气候分析图.结合各典型城市气候空间不同建筑区域内建筑物可分辨风场数值模拟,完成北京市区范围城市气候规划建议图.北京四环以内近乎闭合式的"单中心+环状"城市发展布局,使大部分区域承受极强的热压,且通风廊道不足,通风严重不畅.针对此现状,分别对五类城市气候规划建议区提出初步规划建议,审慎开发决策,缓解城市气候问题.北京城市气候图系统在传统城市气候图的基础上,强调了对规划方案的预测评估.且提出对城市气象灾害进行风险评估,从规划预警的角度应对城市气象灾害,加强北京应对极端天气、防灾减灾的能力. 展开更多

关键词 城市气候 城市形态空间分析 数值模拟 北京城市气候图系统

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基于多时相HJ卫星遥感影像的稻纵卷叶螟发生情况监测 被引量：6

7

作者 包云轩 李玉婷 +2 位作者 王琳 高文婷 朱凤 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2016年第4期464-470,共7页

以江苏省高邮市汤庄镇2013年水稻田为研究区,以相同时期HJ-1A/1B卫星影像为数据源,提取研究区内水稻全生育期受稻纵卷叶螟危害的归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)、近红外反射率(NIR)的光谱特征参数,揭示虫害发生及其演变特征... 以江苏省高邮市汤庄镇2013年水稻田为研究区,以相同时期HJ-1A/1B卫星影像为数据源,提取研究区内水稻全生育期受稻纵卷叶螟危害的归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)、近红外反射率(NIR)的光谱特征参数,揭示虫害发生及其演变特征,分析这些光谱特征参数与虫害发生、发展和危害程度之间的关系。结果表明:(1)稻纵卷叶螟虫害发生越严重,光谱特征参数变化越明显;(2)定性分析表明稻纵卷叶螟危害程度与两个田块的光谱特征参数差异均呈正相关关系。(3)对3个衡量指标和水稻卷叶率的定量相关分析表明,DNIR(正常水稻与受害水稻的NIR差值)与水稻卷叶率呈极显著相关(P<0.01),DEVI(正常水稻与受害水稻的EVI差值)与水稻卷叶率呈显著相关(P<0.05),而DNDVI(正常水稻与受害水稻的NDVI差值)与水稻卷叶率相关性不明显。可见,利用环境小卫星影像动态监测和预警稻纵卷叶螟的发生发展状况是可行的,可为虫害动态监测提供一种可能的方法。 展开更多

关键词 稻纵卷叶螟 HJ-1A/1B卫星 归一化植被指数 增强型植被指数 高邮

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中南半岛前期异常气候条件对中国南方稻区褐飞虱灾变性迁入的影响及其预测模型 被引量：9

8

作者 包云轩 唐辟如 +3 位作者 孙思思 陆明红 谢晓金 刘万才 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2934-2947,共14页

近30多年来,气候变化对中国褐飞虱的灾变性迁入带来了明显的影响,为了进一步了解虫源地的异常气候变化对我国褐飞虱迁入量的影响,利用1980—2016年中国各植保站提供的褐飞虱虫情资料及同期美国国家环境预测中心(NCEP)提供的全球气象再... 近30多年来,气候变化对中国褐飞虱的灾变性迁入带来了明显的影响,为了进一步了解虫源地的异常气候变化对我国褐飞虱迁入量的影响,利用1980—2016年中国各植保站提供的褐飞虱虫情资料及同期美国国家环境预测中心(NCEP)提供的全球气象再分析资料,分析了中国褐飞虱境外主要虫源地中南半岛前期异常气候条件对中国南方稻区褐飞虱发生程度的影响,并对褐飞虱发生等级与影响其迁飞的气象因子进行了相关性分析,筛选出关键预报因子,分别应用支持向量机(SVM)、BP神经网络和多元回归分析3种方法对代表站点褐飞虱年发生等级进行了预测,并比较了3种预测模型的优劣。结果表明:(1)中南半岛气候异常区主要分布在北部,异常气候的发生次数在中南半岛呈现出北高南低的特征,并从北向南呈环状递减。(2)中南半岛前期温度偏高(暖冬、暖春)、相对湿度偏大(湿冬、湿春),易引起褐飞虱在中国南方稻区的偏重以上发生;若中南半岛前期气候偏冷(冷冬、冷春)、偏干(干冬、干春),则常导致褐飞虱在中国南方稻区的偏轻以下发生。(3)通过比较3种模型的历史回代率和预测准确率,发现3种模型对褐飞虱的发生程度均有一定的预测能力,其中SVM模型的预测效果最好,BP神经网络次之,多元线性回归模型最差,表明SVM更加适用于生产实际中的褐飞虱发生程度预测。 展开更多

关键词 褐飞虱 迁入 气候因子 中南半岛 预测模型

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基于卡尔曼滤波算法的稻纵卷叶螟短期预测模型 被引量：6

9

作者 包云轩 陈心怡 +2 位作者 谢晓金 王琳 陆明红 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2016年第5期578-586,共9页

利用1994-2014年中国南方四大稻区(华南、西南、江岭和江淮稻区)代表性病虫测报站的稻纵卷叶螟逐候田间赶蛾量资料,筛选出影响各站稻纵卷叶螟发生量的关键气象因子,应用卡尔曼滤波方法分别对各站建立稻纵卷叶螟迁入期候发生量的卡尔曼... 利用1994-2014年中国南方四大稻区(华南、西南、江岭和江淮稻区)代表性病虫测报站的稻纵卷叶螟逐候田间赶蛾量资料,筛选出影响各站稻纵卷叶螟发生量的关键气象因子,应用卡尔曼滤波方法分别对各站建立稻纵卷叶螟迁入期候发生量的卡尔曼短期预测模型,并计算模型的准确率、误差大小和稳定性。结果表明:(1)稻纵卷叶螟发生量与前一候和前两候的田间蛾量呈极显著正相关(P<0.01),与前一候的近地面最低气温、平均气温和最高气温呈极显著正相关(P<0.01),与前一候的地面气压呈极显著负相关(P<0.01)。(2)经1994-2011年的回检拟合和2012-2014年试报检验,卡尔曼模型的发生量预测综合平均误差为-88.63,平均绝对误差为217.72,均方根误差为605.04。发生量预测综合准确率为84.33%,平均历史拟合率为83.33%,各站卡尔曼模型的预报结果与实测值基本吻合,表明模型可以应用于稻纵卷叶螟候发生量的预测。 展开更多

关键词 稻纵卷叶螟 气象因子 卡尔曼滤波算法 候发生量预报模型 准确率

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云南省褐飞虱早期迁入虫源及其发生大气背景分析 被引量：8

10

作者 包云轩 尚洁 +3 位作者 孙思思 谢晓金 陆明红 刘万才 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第16期5621-5635,共15页

为了探明我国西南稻区褐飞虱早期迁入种群的虫源地,为后期预测和防治提供依据,通过对2007—2016年云南植保站4—5月份褐飞虱虫情进行分析,选取出云南省勐海、芒市、江城、师宗、麻栗坡、广南6个代表性站点,利用WRF-FlexPart耦合模式对2... 为了探明我国西南稻区褐飞虱早期迁入种群的虫源地,为后期预测和防治提供依据,通过对2007—2016年云南植保站4—5月份褐飞虱虫情进行分析,选取出云南省勐海、芒市、江城、师宗、麻栗坡、广南6个代表性站点,利用WRF-FlexPart耦合模式对2013年、2015年和2016年这些站点的早期迁入峰进行了数值模拟,得到近年来云南省褐飞虱早期迁入虫源的虫源地。选取了2013年褐飞虱早期迁入量较大的迁入峰进行了大气背景分析,结合峰期影响褐飞虱迁飞的大气动力场、温度场和相对湿度场,探讨了影响云南省褐飞虱早期迁入的大气背景。研究结果表明:(1)近年来云南省褐飞虱迁入的虫源主要来自缅甸,部分来自老挝和泰国,少数来自越南,还有极少量来自孟加拉国。(2)这一时期,当释放高度分别为1500、2000 m时,褐飞虱的迁飞高度分别集中在2216 m和2489 m,平均迁飞高度分别是2167、2454 m,从不同释放高度回推的褐飞虱迁飞高度的起伏趋势具有较好的一致性,表明模式能较好地反映系统性垂直气流和下垫面起伏对其上层三维流场和种群迁飞的影响。(3)选取2013年5月22—26日发生在云南勐海、麻栗坡和广南的一次典型褐飞虱迁入过程,分析了大气背景场对褐飞虱迁飞的影响,结果显示:受印缅低压控制或影响,高空从境外虫源区至云南降虫区有西南水平气流作为种群输送动力;温场在降虫区东北侧有"低温屏障墙"存在,阻止了种群的继续北迁;垂直速度场上虫源区有上升气流促使种群起飞迁出,降虫区有下沉气流促使种群降落;弱降水形成的拖曳下沉气流对降虫也十分有利;相对湿度场对此次迁飞过程不形成任何胁迫。 展开更多

关键词 褐飞虱 虫源地 WRF-Flexpart耦合模式 迁飞轨迹 大气背景分析

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稻纵卷叶螟为害水稻的冠层光谱特征及叶绿素含量估算 被引量：17

11

作者 周晓 包云轩 +3 位作者 王琳 杜正朕 唐倩 陈粲 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2020年第3期173-186,共14页

2017?2018年以南京农业大学农业气象与昆虫生态实验室培养的二龄稻纵卷叶螟幼虫为试验材料,在南京信息工程大学农业气象试验站水稻大田内,设置网罩控制下不同投虫量处理,以无虫量为对照,利用便携式波谱仪和SPAD-502叶绿素仪测定水稻全... 2017?2018年以南京农业大学农业气象与昆虫生态实验室培养的二龄稻纵卷叶螟幼虫为试验材料,在南京信息工程大学农业气象试验站水稻大田内,设置网罩控制下不同投虫量处理,以无虫量为对照,利用便携式波谱仪和SPAD-502叶绿素仪测定水稻全生育期冠层光谱反射率以及倒一叶叶绿素相对含量(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD),分析不同初始虫量条件下、不同生育期水稻冠层的原始光谱、三边参数和SPAD值的变化规律。在此基础上,利用观测光谱中与SPAD值相关性较强的波段,计算基于光谱数据的植被指数和三边参数,并以这两类指数为自变量,建立水稻叶绿素相对含量的回归估算模型。结果表明:(1)稻纵卷叶螟为害下的水稻冠层光谱反射率与对照差异显著(P<0.05),其中可见光波段的反射率在分蘖?孕穗期低于对照,在扬花?成熟期高于对照;(2)在近红外波段,表现为虫害处理的反射率低于对照,且随着投虫量的增加反射率呈下降趋势,其中以300头·百株?1(4级)处理近红外波段的反射率最低;(3)随着投虫量的增加,红边位置发生明显“蓝移”。(4)SPAD值随投虫量的增加逐渐降低,4级处理最低;(5)归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、红边归一化植被指数(Red-Edge Normalized Difference Vegetation Index,NDVI705)以及红边位置与SPAD值的相关性较好;(6)利用观测光谱数据构建了SPAD单因子估算模型和多元逐步回归模型,其中以NDVI指数模型的估算效果最优,R2达到0.72,且高于其它估算模型,说明利用水稻冠层光谱参数,建立全生育期稻纵卷叶螟为害下水稻叶片叶绿素相对含量估算模型的方法是可行的,且具有快速、无损的特点,利于实现持续、动态和长期定位观测。 展开更多

关键词 稻纵卷叶螟 水稻冠层光谱 植被指数 叶绿素相对含量估算模型

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稻纵卷叶螟危害下水稻叶片光谱特征及产量估测 被引量：7

12

作者 黄璐 包云轩 +2 位作者 郭铭淇 朱凤 杨荣明 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2023年第2期154-164,共11页

2020年在南京市浦口区桥林街道对稻纵卷叶螟[Cnaphalocrocis medinalis Güenée(C. medinalis)]自然发生的水稻农田进行高光谱观测试验,以探明不同稻纵卷叶螟危害程度下水稻叶片光谱特征与产量的关系,并对水稻产量进行预测。... 2020年在南京市浦口区桥林街道对稻纵卷叶螟[Cnaphalocrocis medinalis Güenée(C. medinalis)]自然发生的水稻农田进行高光谱观测试验,以探明不同稻纵卷叶螟危害程度下水稻叶片光谱特征与产量的关系,并对水稻产量进行预测。试验共选取80个样点,各样点虫害等级根据稻株的受害叶片数量占叶片总数的比例进行划分,利用SOC710VP便携式高光谱成像仪,采集水稻主要生育期(拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期)各样点水稻叶片的高光谱数据,调查收获后各样点的水稻产量数据,分析不同虫害等级下水稻叶片原始光谱、一阶导数光谱特征和产量参数的变化规律,并利用观测光谱与产量相关性较强的特征波段计算植被指数,建立基于植被指数的水稻产量估算模型。结果表明:(1)同一生育期内,水稻叶片近红外波段和红边波段的反射率随着虫害等级的升高而降低,而红光波段则相反。(2)同一生育期内,一阶导数光谱的峰值、红边幅值和红边面积随着虫害等级的增大而降低,红边位置的“蓝移”现象加重。(3)水稻的有效穗数、千粒重、结实率以及产量总体上随着虫害等级的上升而降低;但虫害等级较低时,有效穗数、千粒重以及结实率均出现“回升”现象。(4)利用各生育期DVI、RVI和CARI构建水稻产量估测模型,其中RVI的二项式模型模拟效果最佳。研究表明利用水稻叶片成像光谱特征可对稻纵卷叶螟危害进行长期、动态的监测,由其敏感波段构建的植被指数能够有效估测稻纵卷叶螟为害下的水稻产量。 展开更多

关键词 稻纵卷叶螟 高光谱遥感 水稻产量 植被指数 估算模型

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奇异交叉谱分析方法在中国南方稻纵卷叶螟发生预测中的应用 被引量：4

13

作者 高文婷 陈心怡 +3 位作者 包云轩 王琳 谢晓金 陆明红 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2017年第9期583-596,共14页

利用奇异交叉谱分析方法(SCSA),对中国南方水稻主产区中广西全州、重庆秀山、湖南湘阴和江苏张家港4个代表站点1994-2014年稻纵卷叶螟田间逐日赶蛾量资料和与4站虫量相关性最显著的环流因子进行耦合周期分析,通过重建耦合分量序列(RCCS... 利用奇异交叉谱分析方法(SCSA),对中国南方水稻主产区中广西全州、重庆秀山、湖南湘阴和江苏张家港4个代表站点1994-2014年稻纵卷叶螟田间逐日赶蛾量资料和与4站虫量相关性最显著的环流因子进行耦合周期分析,通过重建耦合分量序列(RCCS)对分量序列的时间变化特征进行探讨,并采用SCSA-AR方法对稻纵卷叶螟发生量进行外推预测。结果表明:预测结果与实际情况基本吻合。对预测平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)及预测值与实况值的符号相关率(RSC)进行计算,4站综合平均的ME为-0.071、MAE为0.349、RMSE为0.446、RSC为0.75,表明预测误差较小,预测序列较稳定,预报精度较高,可将此方法推广应用于中国南方稻区稻纵卷叶螟的发生趋势预测。 展开更多

关键词 大气环流因子 耦合振荡 重建耦合分量序列 自回归分析 虫量发生预测

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苏州市一次重霾污染天气过程的数值模拟 被引量：13

14

作者 吴珂 包云轩 +3 位作者 蔡敏 金建平 牛利 严明良 《气象科学》 北大核心 2019年第1期104-116,共13页

本文对苏州地区2015年12月13—15日发生的一次典型的重霾污染天气过程进行了数值模拟,分析了颗粒物及其组分的时空变化特征及其气象影响因子,以期为该区域空气污染治理和预防提供科学依据。结果表明:(1)利用WRF-Chem模式对此次重霾污染... 本文对苏州地区2015年12月13—15日发生的一次典型的重霾污染天气过程进行了数值模拟,分析了颗粒物及其组分的时空变化特征及其气象影响因子,以期为该区域空气污染治理和预防提供科学依据。结果表明:(1)利用WRF-Chem模式对此次重霾污染天气过程的污染气体成分进行数值模拟后发现,小时平均的PM_(2.5)、PM_(10)、CO、SO_2、NO_2模拟值与实测值的相关系数较高,达到0.68以上,通过了P<0.01的显著性检验,且日变化过程对应也较好。(2)通过分析此次污染过程的天气背景,发现污染形成期高空环流比较平直,中层为均匀的弱高压控制,地面受弱高压脊控制,这种形势容易导致颗粒物的堆积。后期地面等压线密集时,风速大,有利于污染物的输送与扩散。(3)通过分析此次污染过程期间气象要素的变化发现,有逆温、风速小、相对湿度大等不利的气象条件是导致此次污染过程发生的重要原因之一。(4)HYSPLIT轨迹分析显示,此次重霾过程主要受北方大范围灰霾颗粒物南下影响,北方污染气团逐步南推,14至15日本地大气扩散条件差、污染物累积,最终导致本地污染加重,从而发生重霾事件。(5)火点图的分布进一步验证了此次重霾污染过程是由外来污染气团输入所导致。 展开更多

关键词 重霾污染过程 WRF-Chem模式 数值模拟 天气背景 气象条件

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东亚夏季风进退对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟发生的影响 被引量：6

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作者 包云轩 王明飞 +2 位作者 陈粲 陆明红 刘万才 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第24期9351-9364,共14页

为了探明东亚季风对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的影响,为中短期预警提供科学依据,利用2000—2016年中国稻纵卷叶螟赶蛾量数据,结合NECP气象再分析资料,分析了东亚夏季风进退与我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的关系,结果表明:... 为了探明东亚季风对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的影响,为中短期预警提供科学依据,利用2000—2016年中国稻纵卷叶螟赶蛾量数据,结合NECP气象再分析资料,分析了东亚夏季风进退与我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的关系,结果表明:(1)稻纵卷叶螟的初始迁入与东亚夏季风的向北推进密切相关,除华南稻区稻纵卷叶螟迁入始期提前于东亚夏季风北界经过该区的时间外,在其他稻区两者基本同步;东亚夏季风北边界在不同稻区首次和二次出现的早晚对该稻区稻纵卷叶螟的向北迁入的始期具有一定的指示意义。(2)各稻区北迁的高峰期一般都发生在东亚夏季风控制范围内,其中6月中旬—8月上旬东亚夏季风活动范围到达30°N以北地区,此时是我国南方稻区稻纵卷叶螟北迁峰次最多、迁入量最集中的时期;东亚夏季风北界在本30°N以北地区持续时间的长短与稻纵卷叶螟年发生程度呈显著的正相关。(3)8月中下旬是东亚冬、夏季风的转换期,也是稻纵卷叶螟种群的“混合迁”发生期,此时,西南稻区和江淮稻区北部迎来初次南迁峰;9月后东亚夏季风开始南撤,东北冬季风快速南下,稻纵卷叶螟种群也随之不断向南迁飞。(4)2007年稻纵卷叶螟在江淮稻区特大爆发的大气背景是:6月末—7月的强西南季风使沿江稻区迁入虫量比常年显著增加,也为7月下旬至8月下旬稻纵卷叶螟大规模向江淮稻区迁入奠定了虫源基础;7月份江南、华南地区的降水异常偏少使喜湿的稻纵卷叶螟种群进一步向沿江和江淮地区聚集;8月份东亚夏季风的回撤偏晚以及9月份华北地区和江淮地区北部的相对偏暖,使江淮稻区稻纵卷叶螟种群在当地滞留时间偏长、南迁起始期和高峰期异常偏晚。 展开更多

关键词 稻纵卷叶螟 东亚夏季风 迁飞 始期 高峰期

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华南地区春季平流层入侵对对流层低层臭氧影响的模拟研究 被引量：13

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作者 赵恺辉 包云轩 +4 位作者 黄建平 张潇艳 刘诚 戚慧雯 许玮 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第1期75-86,共12页

利用中尺度大气化学模式WRF/Chem对2013年3月6日华南地区一次平流层入侵事件及其对对流层低层臭氧的影响进行模拟研究。通过加入UBC(Upper Boundary Condition)上边界处理方案,弥补WRF/Chem模式未考虑平流层臭氧化学反应的不足。结合臭... 利用中尺度大气化学模式WRF/Chem对2013年3月6日华南地区一次平流层入侵事件及其对对流层低层臭氧的影响进行模拟研究。通过加入UBC(Upper Boundary Condition)上边界处理方案,弥补WRF/Chem模式未考虑平流层臭氧化学反应的不足。结合臭氧探空廓线资料、地面O3、CO、NOx、相对湿度、温度和风速等观测资料以及再分析资料对模拟结果进行定量评估,结果表明模式能较为真实地模拟本次平流层入侵过程。模拟分析进一步揭示:(1)副热带高空急流是本次平流层入侵的主要原因。当华南地区处在副热带急流入口区左侧下沉区域时,平流层入侵将富含臭氧的干燥空气输送到对流层中低层。(2)本次平流层入侵对对流层低层臭氧收支有重要影响,导致香港地区近地层臭氧体积混合比浓度明显上升,如塔门站夜间臭氧浓度升高21.3 ppb(1 ppb=1×10-9)。地面气象场和化学物种的分析进一步确认了平流层入侵的贡献。(3)采用动力学对流层顶高度时零维箱式模型和Wei公式计算得到的平流层入侵通量相当,分别为-1.42×10-3 kg m-2 s-1和-1.59×10-3 kg m-2 s-1,这一结果与前人研究相吻合,且与采用热力学对流层顶高度计算所得到的结果具有可比性。 展开更多

关键词 平流层入侵 臭氧 WRF/Chem模式 华南地区

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夹卷对郊外大气边界层内臭氧影响的数值模拟研究 被引量：8

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作者 戚慧雯 包云轩 +3 位作者 黄建平 张潇艳 刘诚 赵恺辉 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期713-720,共8页

夹卷是大气边界层与自由大气进行能量和物质交换的重要途径,对边界层动力结构及边界层内温度、水汽和各种污染物浓度有重要影响。利用化学蛳地表蛳大气蛳土壤(CLASS)模式定量评估了夹卷过程对远郊地区大气边界层内臭氧(O3)浓度的影响并... 夹卷是大气边界层与自由大气进行能量和物质交换的重要途径,对边界层动力结构及边界层内温度、水汽和各种污染物浓度有重要影响。利用化学蛳地表蛳大气蛳土壤(CLASS)模式定量评估了夹卷过程对远郊地区大气边界层内臭氧(O3)浓度的影响并与大气化学反应贡献进行了对比,结合地面O3、NOx及边界层高度、位温和比湿等观测资料和再分析资料对CLASS模拟结果进行了定量评估。结果表明:CLASS模式能较为真实地模拟夹卷和大气光化学反应对远郊地区大气边界层臭氧浓度的影响,且当自由大气层内臭氧浓度达到一定值时,两者对边界层内臭氧峰值影响相当。数值试验结果进一步揭示,夹卷对控制氮氧化物(NOX)和可挥发性有机物(VOCS)排放源控制效果有重要影响,且当夹卷区内O3跳跃值增大到一定时,可完全抵消源排放减排控制的效果。本研究旨在表明,为有效控制近地层臭氧浓度,在制定人为污染源减排措施时必须考虑自由大气层臭氧的夹卷贡献。 展开更多

关键词 臭氧 夹卷 CLASS模式 数值模拟 大气边界层

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气溶胶辐射效应对边界层结构及夹卷特征影响的观测分析 被引量：7

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作者 陶昕宇 黄建平 +5 位作者 谢晓金 王咏薇 包云轩 刘诚 张潇艳 徐家平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1213-1223,共11页

2017年12月22日至2018年1月18日利用无人机携带温、湿和颗粒物浓度探测仪对南京地区灰霾污染条件下大气边界层垂直结构开展加密观测。通过比较不同灰霾污染条件下温度、湿度和PM2.5(直径小于2.5微米的颗粒物)浓度的垂直结构差异,结合地... 2017年12月22日至2018年1月18日利用无人机携带温、湿和颗粒物浓度探测仪对南京地区灰霾污染条件下大气边界层垂直结构开展加密观测。通过比较不同灰霾污染条件下温度、湿度和PM2.5(直径小于2.5微米的颗粒物)浓度的垂直结构差异,结合地面热通量、2米空气温度、相对湿度、风速、风向及主要大气污染物(如臭氧和PM2.5)浓度,定量评估了气溶胶辐射效应对边界层和夹卷过程的影响。分析表明,灰霾或气溶胶削弱到达地表太阳辐射,减小地表感热通量,延迟边界层发展,增加近地层大气稳定度,降低边界层高度,并加重灰霾污染。灰霾污染物在混合层顶处累积,导致PM2.5浓度最大变化出现在边界层顶部而不是近地层。气溶胶辐射效应对夹卷特征及其特征参数有重要影响。灰霾浓度升高时,夹卷区厚度增加;无量纲化夹卷速度随对流理查逊数的变化不再符合负1次方幂函数关系,与大涡模拟结果一致。本研究进一步指出,为提高重霾污染条件下天气和空气质量数值预报水平,必须考虑气溶胶辐射效应对边界层和夹卷参数化的影响。 展开更多

关键词 气溶胶辐射效应 边界层 夹卷 无人机探测

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江苏地区夏季一次辐射雾的数值模拟及生消机理分析 被引量：10

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作者 钱玮 宗晨 +3 位作者 袁成松 包云轩 李昕 王宏斌 《气象科学》 北大核心 2020年第2期220-231,共12页

利用地面观测资料、秒级探空资料结合WRF中尺度数值模式,对2016年6月25—26日江苏南部地区一次影响范围广、持续时间长的罕见辐射雾过程进行了数值模拟分析。结果表明:(1)雾区范围和气象要素数值模拟结果与实况基本一致;(2)低层超薄超... 利用地面观测资料、秒级探空资料结合WRF中尺度数值模式,对2016年6月25—26日江苏南部地区一次影响范围广、持续时间长的罕见辐射雾过程进行了数值模拟分析。结果表明:(1)雾区范围和气象要素数值模拟结果与实况基本一致;(2)低层超薄超强逆温为此次夏季雾的形成、发展和维持提供了稳定条件;(3)成雾前江苏南部地区白天出现的降水是夜间浓雾形成的重要水汽来源;(4)夜间地表辐射冷却作用是浓雾形成的重要因素;地面风速稳定低于2 m·s^-1,有利于浓雾的维持;日出后随着短波辐射增强风速增大、稳定层结破坏促使浓雾减弱消散。 展开更多

关键词 辐射雾 夏季 数值模拟

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福建省晋江市城市热岛强度时空变化特征分析 被引量：11

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作者 王可心 陈粲 +2 位作者 包云轩 吕青 奴开 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期852-864,共13页

利用传统的气象站法,结合空间统计学方法(普通克里金插值法),对福建省晋江市2010—2014年40个自动气象站逐小时温度资料加以计算处理,分析了晋江市年、季、昼夜热岛强度时空变化规律。(1)晋江市年、季、昼夜热岛强度都呈带状分布,等值... 利用传统的气象站法,结合空间统计学方法(普通克里金插值法),对福建省晋江市2010—2014年40个自动气象站逐小时温度资料加以计算处理,分析了晋江市年、季、昼夜热岛强度时空变化规律。(1)晋江市年、季、昼夜热岛强度都呈带状分布,等值线呈西南-东北走向,年、季、昼夜变化趋势显著,北部热岛强度高于南部。五年间热岛强度持续增强,但增幅不大,增速放缓。(2)城市化水平的提高,会导致热岛强度高值出现季节提前,故旅游区秋冬季热岛强度高于春夏季,中心城区和产业经济区夏秋季热岛强度高于冬春季。(3)晋江市热岛效应昼夜空间分布格局差异性大,夜间热岛强度显著高于白天,最低值出现在14—16时,中心城区和产业经济区最低值出现时间较旅游区略推迟,三个功能区的最高值均出现在凌晨。 展开更多

关键词 应用气象学 城市热岛 普通克里金插值法 时空变化特征 晋江市 城市功能区

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