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气候变化背景下山西省气象干旱时空演变特征姚宁;蒋昆昊;谢文馨;张东彦;杨晓娟;于强【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2024(55)1【摘要】干旱频发对生态资源、农业发展造成了严重影响,为揭示山西省干旱时空演变特征,基于1971—2020年山西省24个气象站点的逐月气象资料,利用改进的Mann-Kendall方法检验各气象因子的年变化趋势,采用FAO56 Penman-Monteith公式计算参考作物腾发量(ET0),分析单个气象因子变化情况下ET0的变化特征和对气象因子的敏感性,比较各时间尺度(月、季、年尺度)不同干旱指数(降水距平百分率(Pa)、标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI))对山西省干旱灾害监测能力。
结果表明:ET0与相对湿度呈负相关,气象因子对ET0的敏感性由大到小依次为相对湿度、日最高气温、2 m处风速、日最低气温、日平均气温,ET0呈波动下降趋势。
SPEI能够在多时间尺度上有效反映山西省干旱状况,是该地区干旱监测的有效工具。
在月、季、年尺度下,比较3个干旱指数,Pa检测效果较差,SPI和SPEI在某些地理区域存在较大差异,整体而言,SPEI在多数地区检测干旱的性能更好;SPEI-1尺度下,各干旱等级发生频率由大到小依次为轻旱(14.8%)、中旱(10.6%)、重旱(5.6%)、特旱(1.9%),3月干旱发生率最高(34%),12月发生率最低(31.8%),吕梁市、晋中市、大同市干旱情况较为严重;SPEI-3尺度下,季节发生干旱频率由大到小依次为秋季(33.5%)、夏季(32.5%)、春季(31.9%)、冬季(31.4%),大同市、长治市特旱发生频率最高,旱情最为严重,忻州市轻旱频率、朔州市中旱频率、吕梁市重旱频率最高;SPEI-12尺度下,轻、中、重、特旱频率分别为14.8%、10.5%、5.4%、2.3%,SPEI-12相较SPEI-1和SPEI-3识别重旱、特旱的站点更多,并基于游程理论得出,山西省南部干旱频次更多,东部干旱历时更长、干旱严重程度更大,干旱峰值主要出现在山西省南北部,由于年均降水呈波动性下降,年均气温整体上升,山西省的气候趋于暖干化,南北部旱情将有所加重,中部地区旱情有所减缓,全域性干旱仍有很大发生可能。
基于温度资料估算参考作物腾发量的方法比较张倩;段爱旺;高阳;申孝军;蔡焕杰【摘要】以Penman-Monteith方法计算的参考作物腾发量ETo为标准,与采用温度法和辐射法的Penman-Monteith温度法(PMT)、修正的PMT (PMT-cor)、Hargreaves-Samain (HG)、修正的HG公式(HG-M1,HG-M2)、Thornthwaite 公式、Irmak公式、修正的Irmak公式(Irmak-eor)、McGuinness Bordne公式(M-B)的估算值进行对比分析,同时引入干旱指数对温度法中的PMT公式进行修正,采用多元线性拟合对辐射法中的Irmak公式进行修正.结果表明:温度法中的PMT 公式、PMT-cor公式、HG公式和辐射法中Irmak公式、Irmak-cor公式的计算值与PM法计算值间的回归系数b都接近于1.0,相关系数R2大于0.80,相对误差RE小于20％,一致性指数d大于0.95.通过交叉比较发现,Irmak-cor公式精度较高(b=1.00、R2=0.98、RMSE=0.17 mm/d、RE=7％、d=1.00),其次是Irmak公式(b=1.03、R2=0.95、RMSE=0.31 mm/d、RE=12％、d=0.99),再次是PMT、PMT-cor、HG方法.考虑计算结果的精确度,该地区首选Irmak-eor公式估算ETo;如果考虑计算简便,该地区可选HG公式估算ETo.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2015(046)002【总页数】6页(P104-109)【关键词】温度资料;参考作物蒸发蒸腾量;Penman-Monteith公式;PMT公式【作者】张倩;段爱旺;高阳;申孝军;蔡焕杰【作者单位】西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西杨凌712100;中国农业科学院农田灌溉研究所农业部作物需水与调控重点实验室,新乡453002;中国农业科学院农田灌溉研究所农业部作物需水与调控重点实验室,新乡453002;中国农业科学院农田灌溉研究所农业部作物需水与调控重点实验室,新乡453002;西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西杨凌712100;西北农林科技大学旱区节水农业研究院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S274.1参考作物蒸发蒸腾量(ETo)是计算作物需水量的重要参数，它的精确估算是灌溉管理、水资源评价和流域管理的重要依据[1-4]。
黑龙江省近60 a玉米需水量时空变化特征分析杨龙;孟凡香;孙智敏;李欣如【期刊名称】《节水灌溉》【年(卷),期】2024()3【摘要】作物需水量的时空分布是科学地制定不同地区灌溉用水定额的依据。
黑龙江省作为中国重要的商品粮基地,多年来其灌溉水利用效率排名均处在全国中等偏后水平,因此,合理计算和分析作物需水量对提高灌溉水利用效率和粮食产量具有重大意义。
基于黑龙江省28个站点1961-2020年气象资料数据,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式,从玉米年需水量、各生育期需水量以及不同年代各生育期需水量3个视角,分析各需水量的统计特征参数,利用Mann-Kendall检验、滑动t检验和气候倾向率识别其趋势、突变等特征,并用ArcGIS绘制空间分布图,深入研究玉米各生育期需水量的时空变化特征。
结果表明:近60 a黑龙江省玉米年需水量均值为477.47 mm,气候倾向率为-23.11~5.62 mm/(10 a),年需水量整体呈下降趋势,其序列在2008年发生突变;近60 a玉米各生育期需水量均值分别为13.96、77.72、74.64、44.60、204.46和62.38 mm,其序列突变发生点不同;玉米各生育期需水量最大值主要出现在20世纪70年代,需水量最小值出现在21世纪初和21世纪10年代;各生育期需水量上升趋势最大主要出现在20世纪70年代和20世纪90年代,而下降趋势最大的主要出现在21世纪初。
玉米不同视角下的需水量自西向东总体表现为先减少后增大的趋势,其中抽雄-乳熟期是玉米需水的关键时期。
【总页数】12页(P104-114)【作者】杨龙;孟凡香;孙智敏;李欣如【作者单位】黑龙江大学水利电力学院【正文语种】中文【中图分类】S274【相关文献】1.近50年东北玉米生育阶段需水量及旱涝时空变化2.近35年湖北省低丘平原区玉米需水量及旱涝时空变化3.黑龙江省黑土区近50年来四季气温时空变化特征分析4.近50年甘肃省玉米需水量、缺水量及水分盈亏指数时空特征分析5.内蒙古东北部大豆主产区近30年大豆需水量时空变化特征分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
新疆夜雨和昼雨的空间分布和长期变化崔彩霞;李杨;杨青【期刊名称】《中国沙漠》【年(卷),期】2008(28)5【摘要】用新疆98个气象站1960--2001年的昼夜降水量资料，分析了冷季（10月到翌年3月）和暖季（4—9月）昼夜降水频率和强度的差异和空间分布。
结果表明：新疆暖季分别有两个频率≥55％的夜雨区和昼雨区。
夜雨区分别位于西天山北坡和西昆仑山北坡；昼雨区位于阿尔泰山南坡和天山南坡等地。
而到了冷季，暖季夜雨和昼雨的条状带相间的格局消失。
除了海拔较高的西天山山区和海拔较低的塔里木盆地西部、吐善托盆地分别有小范围的夜雨区和昼雨区外，新疆其他地区的夜雨和昼雨的比例均在45％～55％之间，基本趋于平衡，夜雨和昼雨之差较暖季已明显减弱。
对于暖季的大降水事件（一个夜间或白天降水〉15mm），伊犁河谷、中东天山及天山北坡，昆仑山北坡60％以上发生在夜间，阿尔泰山和塔尔巴哈台南坡、天山东南部盆地地区60％以上发生在白天。
另外，还对暖季夜雨区夏季降水的长期变化进行了分析，结果显示，这两个以夜间降水为主的区域，其夜间降水的增加率略大于白天，并不是很明显大于白天降水的增加率。
【总页数】6页(P903-907)【关键词】新疆;降水;时空分布【作者】崔彩霞;李杨;杨青【作者单位】中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所【正文语种】中文【中图分类】P426.614【相关文献】1.海河流域参考作物腾发量长期变化趋势的空间分布规律分析 [J], 邹朝望;尹耀锋;孙媛媛2.青藏高原夏季夜雨率空间分布及其变化特征 [J], 余忠水;康世昌;蒋建莹3.主磁场梯度的空间分布和长期变化特征 [J], 高国明;康国发;白春华;王天媛4.白三叶草生长期西花蓟马的空间分布型变化 [J], 郑伯平;郑长英;顾松东;赵川德5.新疆草地净初级生产力(NPP)空间分布格局及其对气候变化的响应 [J], 张仁平;郭靖;张云玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
排灌机械工程学报Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering第39卷第5期VoO39 No.5基于NARX 模型的参考作物蒸散发预测武剑飞，康银红*，宋鑫，梁友鹏(四川农业大学水利水电学院，四川雅安625214)武剑飞摘要：为了实现气象资料缺失情况下参考作物蒸散量(ET 2)精确计算和预测，以攀枝花站点为 例，构建非线性自回归滤波器(NARX)模型预测ET 0.以Penman -Monteith 模型计算的ET 0作为 预测标准，将日最高温、日最低温、日照时数、风速和相对湿度作为模型的输入参数，建立11种不同气象因子组合的NARX 模型，并与Hargreaves - Samani 模型^Icnad-Allen 模型、Madkind 模型、PCes —eq-Taylor 模型的计算结果进行比较.结果表明：不同气象因子输入下的NARX 模型模拟精度表现出明显的差异.其中，基于全部气象因子的NARX-1模型的RMSE,MAE 和MBE 分别为0.425 mid,2022 mid 和2.269 mid,NSE 为2.922,GP/排名第11，精度最差；而基于风速的 NARX -9 模型精度最高，其 RMSE,MAE 和MBE 分别为 0.285 mm/d,7.237 mid 和 9.019 mid ，NSE 为2.964,GPI 排名第(.在输入相同气象参数情况下，基于温度和日照时数的NARX -9模型模拟精度优于Dman-Almx,Makkink,PCestmy-Taymr 模型；基于温度的NARX -7模型模拟精度明显高于Hargreaves-Samani 模型.因此，可将NARX 模型作为四川西南山地缺失较多气象资料情况下计算ET 0的推荐模型，为农田精准灌溉提供科学依据.关键词：参考作物蒸散量;神经网络;NARX 模型；NAR 模型；预测中图分类号：S277.3文献标志码：A 文章编号：1674-8530(2221)05-—733-08Doi : 190099/(4ssp .7977-3530.79.9226武剑飞，康银红，宋鑫，等.基于NARX 模型的参考作物蒸散发预测[J].排灌机械工程学报,2221,39(5) ：533-542.WU 丿：^^，KANG Yinhonr ，SONG Xin ，et at. Prediction of reference crap evapoy'anspCayon based on NARX model] J]. Journaiof drainare and irrioation machinery engineerinr (JDIME ))2221,39(5) ：533-542. .in Chinese )Prediction ot refereccc crap fvapotraoshiratioc based oc NARX modelWU Jingel i 3KAG Yinhong * , SONG XU , LIANG Youpeng（Co —eqc cf Watcs Conseoancy and Hyaropowcs EnyineeCny , Sichuan AgPccltural Univecity , Ya'an, Sichuan 625514, Chixa ）Abstract : In orbor to ohtaiv the aoholo estimation and prediction of reference cop evayotranspiration（ET 2） in the adsenco of meteoomyicyl data , a xouUxevr —W oyossUe exoyevous inputs （ NARX ） mohei was constocted to predict ET Q in PanzaiXuy station. Taken the d —ly ET Q colcolated by the Pen man-Monteith mohei as the prediction standarb values , the NARX mohels with 11 diWerenl combinx--ous of meteoomyicol factors were estadUsheP by taking the d —ly maximum temperature , d —ly mini mum temperature , sunshine hours , wind speed and relative humWity as the input parameters of themohei. The colcolation results of NARX mohels were compared with that of Hargreaves -Samani mohei ,Cead-Allen mohei , Madkind mohei and PCestWq-Taylor mohei. The results show that the discrepancy of simulation peCocnadcy is oPvious Or NARX mohei with diWerenl input meteoomyicol factors.收稿日期：2519-19-25；修回日期：2525-21-08；网络出版时间：2221-05-15网络出版地址：https ：4/kxsAhXiAemkcms/ketai ；/g40814.AHA541951/7745A27Atml基金项目：国家自然科学基金资助项目（41621292）;农业农村部农业水资源高效利用重点实验室开放课题项目（2217024） 第一作者简介：武剑飞（1995—）,男,山西长治人，硕士研究生（II **************）,主要从事农业高效用水研究.通信作者简介：康银红（1979—）,女,陕西合阳人,副教授（k —0丫0）20@/—.3110）,主要从事农业作物水分利用效率研究.534Among them,the RMSE,MAE,MBE of NARX-0model is0.425mm/k,0002miik and0.029 mm/k,mspectWUy ,and the NSE is0.022,ranging the11th in GPI with the worst simulatioc acchra-cy.NARX-9model which is based ox wind speed has the highut gcchracy that RMSE,MAE,MBE is0.435mm/k,0.437mm/k,0.014mm/k,mspectmUy,and the NSE is0.049and GPI rands first.When inyutting the same climate parameters of temperatury and sonsOine hours,the simulatioc acchra-cy of NARX-9is better than that of IrmaC-A llen,MaCkind,P—estWp-Taylor model.While,if inyut-ting parameter is o/ly temperatury,the simulatioc gcchracy of NARX-7is better than that of Haryreyves-Samani model.Therefore,the NARX model can be used as a recommexUed model Cor the calchla-tiou of ET o w ith limited meteomlopicyl data in socthwuWrk mountain areas of Sichuan,and can proviUe a scieutifie evibexco for acchrate iwigatioc of farmland.Key words:afuexco cmp evacoWanspiratioc；neural networks,NARX model-NAR model-preUictioc作物蒸散量是参与大气水文循环的重要因子,同时也是农业灌溉需水量制定的重要参数•参考作物蒸散量1mfereuco crop evacotranspiratioc；ET o)是国际上计算作物蒸散量的通用参数,准确计算及预报ET o具有重要意义•目前关于ET o的确定主要分为3个方面:试验测定、公式计算、数值模拟•运用蒸渗仪法测定的et精度好,但是仪器费用高且耗时长,只适用于一些特定研究,不适宜大范围推广⑴土.基于气象参数建立的ET o计算公式是许多学者常用的方法,目前已发展出52多种计算方法.在1495年,联合国粮农组织(food and agrichltury or-ganizatiou,FAO)把Pexman-Mocteith(PM)公式作为计算ET o的唯一标准方法,并且在全世界范围内都得到了很好应用,但是该公式需要气象参数多,计算复杂,对于一些气象资料缺失的地区不具有适用性⑻•因此,一些学者研究出了简化的ET o计算模型,例如温度法中的Hargreaves-Samani模型⑷，辐射法中的MaCkind模型㈤、P—esWey-Taylor模型⑷,经验法中的IrmaC-Aimu模型⑺等.这些简化模型虽然能够在气象资料缺失的情况下计算ET o,但是这些模型都是在特定的地区发展而来的对于不同的环境需要筛选不同的计算模型.随着计算机技术的发展以及仿真模拟的应用,基于机器学习下的ET o模拟计算以及预测成为国内外学者的研究热点.TNTONOPOULOS等⑻、J AHAN-BANI等⑼运用人工神经网络(abificial neural net-worgANN)模拟了ET o,结果表明ANN模拟的精度比简化模型计算的精度高;ADAMALA〔训对印度不同地区建立广义小波神经网络(wavelet-neural net-work,WNN)以模拟ET o,结果发现WNN模型比传统的ANN模型、线性回归模型和Harymaves模型的模拟误差小,具有良好的应用能力•崔宁博等［0基于思维进化算法(mind evolu-ocary algorithm)优化的误差反向传波神经网络(bach pmcagatioc neural uetwork,BPNN)模型预测了西北干旱地区的ET o,发现该模型在相同气象参数输入的情况下,模拟精度远高于Harymaves-Samani模型、、/ak模型和48-PM模型;冯禹等基于只有温度资料建立广义回归神经网络(geueralized reyressioc neural network, GRNN)，通过与Harymaves模型、改进的Harymaves 模型比较，发现该模型在时空尺度上能够很好地预测四川盆地的ET o；王升等⑴.基于基因编程表达式算法(geue expression propramming,GEP)以及径向基神经网络算法J raCial basis fuuctioc-ab-icial neural network,RBFNN)建立了ET o预报模型，发现在气象参数输入相同的情况下GEP模型比RBFNN 模型的计算精度更高.动态神经网络是一种具有动态反馈性的神经网络,能够有效实现复杂的动态系统建模•常见的动态神经网络有带外部输入非线性自回归(uonhuear actorepressivv models with exopexocs inyuts,NARX)神经网络、非线性自回归J uon/uear actorepressivv, NAR)神经网络等，目前广泛应用于电力负荷预测、锅炉温度预测等方面，对于ET o的预测还未有报道.文中基于PM公式计算的ET o作为标准值，构建NARX和NAR模型以预测川西南地区的ET并且与常用的ET o计算模型进行对比分析，提出气象资料缺失情况下计算ET o的模型，为ET o的计算提供新的思路.1材料与方法13数据来源选取四川西南山地的攀枝花站点作为研究站535点,气象数据包括日最高温（T/ge）、日最低温（T/w）、日照时数（h）、相对湿度（RH）和14/高度处的风速（采用FAO风速轮廓线关系⑶换算为2/高度处的风速b2）的2414—2413年的逐日气象资料.其中，2414—2417年的数据作为训练集,2413年的数据作为测试集;数据来自国家气象信息中心,且经过较好的质量控制.13参考作物计算模型选取Penmau-Moxteith模型计算的ET0作为标准值，选用H—poaves-Svm—i模型、Cm—-Allen模型、M—kink模型以及PCes—ey-Taylor模型进行对比分析，具体计算公式见表/表（中ET。
