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辽宁省玉米生长季降水与用水的耦合状况分析
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作者 张黎 《农学学报》 2025年第6期92-100,共9页
为了研究辽宁省玉米生长季的水分平衡状况,以1963—2022年辽宁省气象数据和作物系数为基础,运用SIMETAW模型与气候诊断分析方法,对辽宁省玉米生长季的降水和水分需求规律以及水分满足状况展开分析,揭示区域气候变化给玉米水分需求带来... 为了研究辽宁省玉米生长季的水分平衡状况,以1963—2022年辽宁省气象数据和作物系数为基础,运用SIMETAW模型与气候诊断分析方法,对辽宁省玉米生长季的降水和水分需求规律以及水分满足状况展开分析,揭示区域气候变化给玉米水分需求带来的影响,并对辽宁省玉米生长季有效降水和水分需求的时空演变展开研究。研究结果表明,辽宁省玉米全生育期有效降水达481.6 mm,其中:西部为347.4 mm,中部和南部是514.9 mm,东部为636.8 mm。玉米全生育期的平均水分需求为521 mm,未呈现显著的下降趋向。玉米全生育期降水与水分需求的耦合程度平均为0.715,即降水满足了71.5%的水分需求,平均缺水量为28.5%。西部地区耦合度λ>0.8的保证率仅为28.3%。耦合度的最大值出现于辽宁省东部,其次是辽宁省中部和南部,最小值则出现在辽宁省西部。耦合度的最高值出现在开花授粉期,其次是喇叭口期,最低值出现在生长初期和成熟期。近些年来,玉米生长初期降水与用水需求的耦合度呈现出显著的上升态势。辽宁省玉米生长初期的降水与用水需求耦合度相对较低,故而有必要关注干旱的出现,特别是辽宁省西部水资源短缺的情形。 展开更多
关键词 玉米 参考作物蒸散量 有效降水量 需水量 耦合度 辽宁
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基于气温和DC-BP-NN的河西走廊月度ETo估算模型 被引量:5
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作者 陈晟 李淼 +2 位作者 陈雷 杨振新 孙凯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期140-147,共8页
针对参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ETo)估算模型中,标准估算模型——FAO PenmanMonteith(FAO-PM)模型需要充分的气象数据,而基于气温的估算模型精度不足的问题,参考FAO-PM模型结构,基于气温和月序数,融合分治法(Di... 针对参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ETo)估算模型中,标准估算模型——FAO PenmanMonteith(FAO-PM)模型需要充分的气象数据,而基于气温的估算模型精度不足的问题,参考FAO-PM模型结构,基于气温和月序数,融合分治法(Divide and conquer,DC)和误差反向传播神经网络(Back propagation neural network,BP-NN),提出了一种采用DC-BP-NN的月度ETo估算模型;以FAO-PM模型计算的ETo为标准,利用河西走廊酒泉气象站1958年1月—2013年9月的月度气象数据,将DC-BP-NN模型与其余6种基于气温的ETo估算模型(Blaney-Criddle模型、Hargreaves-Samani模型、2种改进的Hargreaves-Samani模型、BP-NN模型、BP-NN1模型)进行对比。结果表明,DC-BP-NN模型的估算精度(均方根误差5.99 mm/月,平均偏差0.99 mm/月,平均绝对百分误差7.18%,决定系数0.988 6)优于其余6种ETo估算模型,该模型可以用于河西走廊农田气象数据不充分条件下的月度ETo估算。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 气温 月序数 分治法 神经网络 月度估算模型
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基于室外气象信息的温室通风期室内参考作物蒸发蒸腾量估算模型
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作者 龚雪文 李雨 +4 位作者 葛建坤 刘浩 李欢欢 强小嫚 张磊 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期649-659,共11页
为实现温室作物灌溉管理的便利化,构建了基于室外气象信息估算温室通风期室内参考作物蒸发蒸腾量(Reference evapotranspiration,ET_(o))模型。于2020、2021年5—6月在塑料大棚牧草栽培条件下开展试验研究,利用Penman-Monteith(PM)方程... 为实现温室作物灌溉管理的便利化,构建了基于室外气象信息估算温室通风期室内参考作物蒸发蒸腾量(Reference evapotranspiration,ET_(o))模型。于2020、2021年5—6月在塑料大棚牧草栽培条件下开展试验研究,利用Penman-Monteith(PM)方程计算了温室内部和外部ET_(o),并分析了温室内外ET_(o)的辐射分量(Radiative component of ET_(o),ET_(o),rad)和平流分量(Advective component of ET_(o),ET_(o),adv)变化特征,通过引入辐射透射率τ和风速衰减率ω分别对方程中的辐射分项方程和平流分项方程进行了改进,构建了基于室外气象信息估算室内ET_(o)简易模型。结果表明:温室内平均ET_(o)、ET_(o),rad和ET_(o),adv较室外分别减少45.6%、17.1%和94.0%;试验期间辐射分量衰减因子ζ_(rad)、平流分量衰减因子ζ_(adv)和总通量衰减因子ζ_(o)总体上表现为ζ_(rad)>ζ_(o)>ζ_(adv),2年平均ζ_(rad)较ζ_(o)和ζ_(adv)分别高23.1%~33.3%和90.1%~93.3%。ζ_(rad)与τ以及ζ_(adv)与ω之间存在极显著线性关系(P<0.01),决定系数(R^(2))分别为0.74和0.90,平均绝对误差(MAE)分别为0.07和0.04,均方根误差(RMSE)分别为0.09和0.05。构建的基于室外气象信息估算室内ET_(o)简易模型方程包括室外净辐射、空气温度、水汽压差和风速4个气象因子以及τ、ω2个温室特征因子,通过与实测结果比较发现模型精度稳健,R^(2)为0.96,MAE和RMSE分别为0.17、0.22 mm/d。该模型精度高、参数少、易获取,为温室群灌溉管理便利化提供了方法参考。 展开更多
关键词 气象信息 温室 参考作物蒸发蒸腾量 辐射和平流分量 模型模拟
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基于公共天气预报的湖北参考作物腾发量预报方法比较与分析
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作者 杨怡汀 吴光星 +5 位作者 胡旭铧 吴争光 刘路广 陈祖梅 崔远来 罗玉峰 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期51-56,共6页
为寻求比较准确的湖北省未来短期参考作物腾发量(ET0)预报方法,分析了HS模型与PMF模型在ET0预报中的表现。以FAO56-PM公式和18个气象站点的历史气象数据计算的ET0为对照,率定并验证HS模型的准确性。利用天气预报资料,在湖北省各站点进... 为寻求比较准确的湖北省未来短期参考作物腾发量(ET0)预报方法,分析了HS模型与PMF模型在ET0预报中的表现。以FAO56-PM公式和18个气象站点的历史气象数据计算的ET0为对照,率定并验证HS模型的准确性。利用天气预报资料,在湖北省各站点进行两种ET0预报模型的适用性评价。结果显示:在不同预见期内,ET0预报值与基准值呈现一致的变化趋势,经过参数率定后,HS模型和PMF模型在18个站点的ET0预报中,相关系数的平均值分别为0.85、0.84,平均的均方根误差分别为0.87、0.87 mm,平均绝对误差的均值分别为0.65、0.64 mm,通过TOPSIS法分析,推荐11个站点采用HS模型进行ET0预报。总体而言,率定后的HS模型在湖北省各站点预报精度较高,建议采用该模型进行湖北省ET0预报为灌溉预报和决策提供依据。 展开更多
关键词 参考作物腾发量预报 公共天气预报 HS模型 PMF模型 TOPSIS法
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基于随机森林特征选择与POA-LSTM组合的参考作物腾发量预测方法
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作者 李越 岳春芳 陈大春 《节水灌溉》 北大核心 2025年第1期120-128,共9页
为了更好地捕捉参考作物腾发量(ET_(0))数据的非线性特点及有效影响因素,实现对气象资料缺乏时的ET_(0)精准预测,基于融合建模思想提出了一种随机森林特征选择与鹈鹕优化算法(POA)优化长短期记忆神经网络(LSTM)组合的ET_(0)预测方法。首... 为了更好地捕捉参考作物腾发量(ET_(0))数据的非线性特点及有效影响因素,实现对气象资料缺乏时的ET_(0)精准预测,基于融合建模思想提出了一种随机森林特征选择与鹈鹕优化算法(POA)优化长短期记忆神经网络(LSTM)组合的ET_(0)预测方法。首先,采用随机森林特征选择方法筛选出有效气象因子作为模型输入;随后,通过POA搜索最优超参数组合用于优化LSTM模型;最后,基于最优超参数下的LSTM模型进行ET_(0)预测。结果表明,POA-LSTM模型整体优于其余模型,其中POA-LSTM1(u_(2)、N、R_(H)、T_(mean))预测精度最高,测试集R^(2)、RMSE和MAE分别为0.927、0.778和0.400 mm/d;POA-LSTM4(u_(2)、N)也能较好地适应少量气象参数估算ET_(0),测试集R^(2)、RMSE和MAE分别为0.881、0.995和0.510 mm/d,相较于其他方法,具有更高的预测精度和稳定性。 展开更多
关键词 参考作物腾发量 长短期记忆神经网络 随机森林 特征选择 鹈鹕优化算法
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基于VMD-BO-SVM框架的渭河流域参考作物蒸散量估算
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作者 官子愈 秦长海 +3 位作者 赵勇 游梦园 曲军霖 车温馨 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期526-533,共8页
为实现气象资料缺乏情况下渭河流域参考作物蒸散发量(reference crop evapotranspiration,E T0)的高精度预测,基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、贝叶斯优化算法(Bayesian optimization,BO)和支持向量机(support v... 为实现气象资料缺乏情况下渭河流域参考作物蒸散发量(reference crop evapotranspiration,E T0)的高精度预测,基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、贝叶斯优化算法(Bayesian optimization,BO)和支持向量机(support vector machines,SVM)构建一个新颖的E T0预测框架(VMD-BO-SVM,VBS)。该框架融合了分解、优化、训练和预测4个步骤,以多气象要素构成的交叉验证数据集作为输入,计算E T0值。利用2000-2015年渭河流域16个气象站点逐日气象资料训练和测试VBS,并与传统的SVM模型对比。结果表明:VBS能够有效捕捉气象因子与ET0之间的复杂非线性关系,有较高的模拟精度;在数据缺失的情况下,16个VBS子模型仍可提供稳定且精确的ET0(均方根误差和决定系数的范围分别为0.31~0.35 mm/d和0.95~0.96),其性能优于SVM模型。因此,所提出的VBS框架可作为气象资料匮乏情境下渭河流域ET0计算的理想模型,为该地区农业供水管理和调度提供科学依据。 展开更多
关键词 渭河流域 参考作物蒸散发量 变分模态分解 贝叶斯优化 支持向量机
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“短-中-长”期嵌套实时灌溉预报模型研究及其应用
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作者 崔璨 董增川 +4 位作者 彭宇晴 王佳晟 韩亚雷 张天衍 黄跃群 《节水灌溉》 北大核心 2025年第4期16-23,共8页
为了提高灌区水资源的利用效率,提出了一种以TIGGE数值天气预报和公共天气预报驱动实时灌溉预报的理论框架,该框架采用Hargreaves-Samani公式结合遗传算法率定地区差异化参数,开展了参考作物腾发量预测以及预见期分别为3、7和15 d的短... 为了提高灌区水资源的利用效率,提出了一种以TIGGE数值天气预报和公共天气预报驱动实时灌溉预报的理论框架,该框架采用Hargreaves-Samani公式结合遗传算法率定地区差异化参数,开展了参考作物腾发量预测以及预见期分别为3、7和15 d的短期、中期、长期实时灌溉预报。以衡邵干旱走廊的犬木塘灌区为实施案例,结果表明:①数值天气预报产品的精度尚可,能够有效延长灌溉预报的预见期。②通过对HS公式中关键参数的优化调整,ET_(0)预报的准确性得以提高,相关系数可达到0.9。③分析了不同预见期下稻田与旱作物的节水效果,相较于短中期预报,长期预报采取多次少量的灌溉策略,在降低灌后遇雨风险的同时显著减少了灌水浪费。④制定了逐日滚动的“短(1~3 d)-中(4~7 d)-长(8~15 d)”期嵌套式灌溉策略,可为灌区水资源调度及规划管理提供决策依据。 展开更多
关键词 参考作物腾发量 灌溉预报 数值天气预报 公共天气预报 Hargreaves-Samani公式 预见期
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京津冀地区参考作物蒸散量算法比较及参数标定
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作者 薛庆禹 武荣盛 +2 位作者 党超琪 刘淑梅 黎贞发 《天津农业科学》 2025年第1期68-76,共9页
为解决京津冀地区参考作物蒸散量估算中风速或日照时数等气象要素不足的问题,分别以Penman-Monteith、Priestley-Taylor、Hargreaves 3种方法计算了参考作物蒸散量,并以Penman-Monteith方法为标准,分站点逐月进行了参数标定,获得了适用... 为解决京津冀地区参考作物蒸散量估算中风速或日照时数等气象要素不足的问题,分别以Penman-Monteith、Priestley-Taylor、Hargreaves 3种方法计算了参考作物蒸散量,并以Penman-Monteith方法为标准,分站点逐月进行了参数标定,获得了适用于京津冀地区Priestley-Taylor与Hargreaves方法的参数标定值。结果表明:用Priestley-Taylor、Hargreaves默认参数估算参考作物蒸散量时,冷干月份(1—3月、11—12月)参考作物蒸散量偏低,暖湿月份(7—8月)参考作物蒸散量偏高;利用标定后的Priestley-Taylor方法计算时,温度较低月份的参考作物蒸散量相对均方根误差(NRMSE)平均降低10%~21%,暖湿月份的参考作物蒸散量相对均方根误差(NRMSE)平均降低7%~9%;利用标定后的Hargreaves方法计算时,冷干月份的参考作物蒸散量相对均方根误差(NRMSE)平均降低2%~10%,暖湿月份的参考作物蒸散量相对均方根误差(NRMSE)平均降低4%~5%。综上,基于各站点64年气象实测数据逐月标定的参数可知,使用Priestley-Taylor、Hargreaves方法可以较准确地估算京津冀地区参考作物蒸散量。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 PENMAN-MONTEITH Priestley-Taylor HARGREAVES
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陕西省参考作物蒸散量时空演变特征及归因分析
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作者 葛杰 白钰 +1 位作者 管子隆 康秀 《人民黄河》 北大核心 2025年第6期123-129,149,共8页
为研究陕西省参考作物蒸散量(ET_(0))时空演变特征及对气候变化的响应,选取省内33个气象站1960—2017年逐日气象数据,采用FAO 56 PM公式计算逐日ET_(0),运用敏感性分析和贡献率定量识别影响ET_(0)变化的主导因子。结果表明:1)陕西省最... 为研究陕西省参考作物蒸散量(ET_(0))时空演变特征及对气候变化的响应,选取省内33个气象站1960—2017年逐日气象数据,采用FAO 56 PM公式计算逐日ET_(0),运用敏感性分析和贡献率定量识别影响ET_(0)变化的主导因子。结果表明:1)陕西省最高气温、最低气温呈升高趋势,日照时数、风速和相对湿度呈减小趋势;2)陕西省多年平均ET_(0)为981 mm,以-2.85 mm/10 a的速率不显著减小,多年平均ET_(0)在空间上呈北高南低、东高西低的分布特征;3)陕西省年尺度ET_(0)对气象要素的敏感程度由高到低依次为相对湿度、最高气温、日照时数、风速和最低气温;4)气象要素对陕西省年尺度ET_(0)变化的贡献率由高到低依次为风速、最高气温、日照时数、最低气温和相对湿度。因此,影响陕西省年尺度ET_(0)变化的主控因子为风速。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 时空演变 敏感性分析 贡献率 归因分析 陕西省
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气候变化背景下山西省气象干旱时空演变特征 被引量:8
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作者 姚宁 蒋昆昊 +3 位作者 谢文馨 张东彦 杨晓娟 于强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期270-281,共12页
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... 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。 展开更多
关键词 干旱指数 干旱特征 参考作物腾发量 游程理论 山西省
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内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律与灌溉定额研究 被引量:2
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作者 孙洪仁 王显国 +3 位作者 孟根其木格 王梅荣 吕林有 赵艳 《中国奶牛》 2024年第1期62-66,共5页
为了给内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦(Avena spp.)灌溉提供科学依据,本研究利用1984-2013年30年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律和灌溉定额。结果表明,内蒙古阿鲁科尔沁旗... 为了给内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦(Avena spp.)灌溉提供科学依据,本研究利用1984-2013年30年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律和灌溉定额。结果表明,内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦第1、2茬和全生产期需水量分别为370、297和667mm,需水强度分别为4.1、2.9和3.5mm/d,灌溉需水量分别为295、149和443mm,灌溉定额分别为347、175和522mm。 展开更多
关键词 彭曼-蒙特斯公式 参照作物蒸散强度 参照作物蒸散量 需水量 需水强度 灌溉需水量
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长岭县近60年干旱特征分析
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作者 高峰 辛文春 《现代农业研究》 2024年第11期108-111,共4页
本文使用1961—2020年逐日基础气象资料,采用FAO Penman-Monteith计算参考作物蒸散量ET0,根据农业干旱等级国标计算作物水分亏缺指数CWDI及作物水分亏缺距平指数CWDI_(a),根据作物水分亏缺距平指数CWDI_(a)干旱等级标准及玉米干旱灾害... 本文使用1961—2020年逐日基础气象资料,采用FAO Penman-Monteith计算参考作物蒸散量ET0,根据农业干旱等级国标计算作物水分亏缺指数CWDI及作物水分亏缺距平指数CWDI_(a),根据作物水分亏缺距平指数CWDI_(a)干旱等级标准及玉米干旱灾害风险评价方法计算玉米生产5~9月逐旬干旱、轻旱、中旱、重旱、特旱发生频率,对5~9月干旱发生规律及干旱年代际变化规律进行分析。结果表明,作物生长季5~9月轻旱、中旱、重旱发生频率多在10%以下,出现频率较低,特旱发生频率最高。特旱及干旱在6月上中旬、9月上中旬出现两个峰值,6月下旬至8月下旬干旱发生频率作物生长季最低。2001—2010年轻旱、中旱、重旱、特旱及干旱发生频率最高,2011—2020年干旱发生频率最低。9月轻旱有随年代际增加趋势,7月中旬至8月中旬中旱有随年代际增加趋势,重旱各年代5月上中旬、8月下旬至9月中旬维持较高发生频率。特旱各年代都维持较高发生频率,7月中旬至8月下旬特旱有随年代际增加趋势。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 干旱 作物水分亏缺指数 作物水分亏缺距平指数
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淮北平原36种参考作物蒸散量估算方法适用性研究 被引量:1
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作者 陈雨 章启兵 +4 位作者 吕海深 陈小凤 李杰 蒋鑫平 王振龙 《节水灌溉》 北大核心 2024年第6期102-110,共9页
为分析不同参考作物蒸散量估算方法在淮北平原的适用性,以FAO56 Penman-Monteith(FAO56PM)模型为标准,基于五道沟实验站2009-2022年气象观测数据,选取6种统计指标,从日、月尺度综合分析。结果表明,所有方法中,日尺度下FAO24Penman(FAO24... 为分析不同参考作物蒸散量估算方法在淮北平原的适用性,以FAO56 Penman-Monteith(FAO56PM)模型为标准,基于五道沟实验站2009-2022年气象观测数据,选取6种统计指标,从日、月尺度综合分析。结果表明,所有方法中,日尺度下FAO24Penman(FAO24PM)法、1996 KiM-Berly Penman(K-P)法、Pristley-Taylor(P-T)法最优,月尺度下FAO24PM法、P-T法、Debruin-Keijman(D-K)法最优;综合法最优,其次依次为辐射法、质量传输法和温度法;综合法中FAO24PM法最优,辐射法中P-T法最优,温度法中FAO24BC法最优,质量传输法中Mahringer法日尺度下最优,Trabert法月尺度下最优。因此,当数据资料充足时推荐FAO24PM法,资料不齐全时推荐P-T法、FAO24BC法、Mahringer法(日尺度)或Trabert法(月尺度)。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量(ET0) 估算方法 适用性 淮北平原
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基于思维进化算法优化的东北地区参考作物蒸散量估算 被引量:2
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作者 刘琦 董娟 +4 位作者 韩晓阳 乔江波 鱼洋 袁银颍 朱元骏 《节水灌溉》 北大核心 2024年第11期69-78,共10页
准确估算参考作物蒸散发(Reference crop evapotranspiration,ET_(0))对于农业水资源管理至关重要。东北地区是我国最重要的粮食产区,但该区域纬度相对较高、气温相对较低,ET_(0)影响因素多、估算的不确定性高。研究选取东北地区20个代... 准确估算参考作物蒸散发(Reference crop evapotranspiration,ET_(0))对于农业水资源管理至关重要。东北地区是我国最重要的粮食产区,但该区域纬度相对较高、气温相对较低,ET_(0)影响因素多、估算的不确定性高。研究选取东北地区20个代表性气象站点1961-2019年气象数据,采用Mann-Kendall非参数趋势检验及反距离加权插值法模拟东北地区ET_(0)时空变化特征,并利用思维进化算法(Mind Evolutionary Algorithm,MEA)优化模型参数,以FAO-56 Penman-Monteith公式计算结果为标准值,比较9种不同输入因子的模型精度,结果表明:(1)1961-2019年东北地区ET_(0)的年平均值在567.81~1080.66 mm之间,东北地区北部的年均ET_(0)值呈上升趋势,中部平原及南部沿海呈下降趋势;(2)通过对东北地区20个站点使用不同类型模型计算ET_(0)的评估,优化前精度表现:辐射型模型>湿度型模型>温度型模型。其中Mak模型在东北地区的计算精度最高,相应的R^(2)、NSE、RMSE、和MAE中位数值分别为0.801、0.786、0.570 mm/d和0.331 mm/d;(3)MEA算法优化后,对9种经验模型的R^(2)、NSE、RMSE和MAE提升幅度分别为14.43~47.15%、14.84~50.47%、5.42~46.79%、7.47~39.86%。优化后的Mak模型相应的R^(2)、NSE、RMSE、和MAE中位数值分别为0.910、0.907、0.510 mm/d、0.291 mm/d。因此,在气象资料缺乏情景下,Mak模型可作为东北地区ET_(0)计算的最优模型,并且MEA算法优化能够高效提高模型计算精度,实现了准确性和效率之间更优化的平衡。 展开更多
关键词 东北地区 参考作物蒸散量 思维进化算法 时空特征 经验模型
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元谋干热河谷1988—2022年参考作物蒸散量的演变趋势及其影响因素 被引量:1
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作者 罗志锋 齐丹卉 +5 位作者 欧朝蓉 何真敏 彭凌霄 孙永玉 李向飞 张春华 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期91-98,114,共9页
为研究元谋干热河谷地区参考作物蒸散量的变化及其影响因素,以元谋干热河谷1988—2022年气象站点逐日气象数据为基础,采用敏感度分析、贡献率分析、主成分分析、通径分析、分层聚类分析、灰色关联度等定量和定性的方法分析元谋干热河谷... 为研究元谋干热河谷地区参考作物蒸散量的变化及其影响因素,以元谋干热河谷1988—2022年气象站点逐日气象数据为基础,采用敏感度分析、贡献率分析、主成分分析、通径分析、分层聚类分析、灰色关联度等定量和定性的方法分析元谋干热河谷参考作物蒸散量变化规律及其影响因素。结果表明:近35 a,元谋干热河谷年度、旱、雨季参考作物蒸散量均呈显著上升趋势(Z>1.96),每10 a增幅分别为18.663、3.903、14.761 mm,增幅表现为雨季大于旱季,2008年既是年度参考作物蒸散量转折点也是突变点,旱、雨季的参考作物蒸散量无突变点;主成分分析结果显示,根据综合得分系数和权重对8个气象因子进行排序,从大到小依次为,日最高气温、日平均气温、日相对湿度、日照时间、日最低气温、日平均风速、日平均降水、实际水汽压;聚类分析结果将8个气象要素划分为6类,灰色关联度值计算结果与主成分分析结果一致,灰色关联度和主成分分析互相验证;元谋干热河谷的年度参考作物蒸散量主要受到日最高气温的影响,而在不同季节,参考作物蒸散量的主导因素不同。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 主成分分析 敏感性分析 元谋干热河谷
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基于辐射改进Penman-Monteith模型估算粮食主产区参考作物蒸散量 被引量:5
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作者 马钊 李鹏程 +1 位作者 刘洪伟 孟静 《节水灌溉》 北大核心 2024年第3期24-33,共10页
为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的精度,以中国粮食主产区为研究对象,将其划分为温带湿润半湿润地区(THSZ)、温带干旱半干旱地区(TASZ)、暖温带半湿润地区(WTSZ)和亚热带湿... 为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的精度,以中国粮食主产区为研究对象,将其划分为温带湿润半湿润地区(THSZ)、温带干旱半干旱地区(TASZ)、暖温带半湿润地区(WTSZ)和亚热带湿润地区(SHZ),基于32个气象站点1994-2020年长序列实测逐日气象数据,将猎豹算法(CO)、沙猫算法(SCSO)、野狗算法(DOA)优化的时间卷积神经网络模型(TCN)和3种基于日照时数、3种基于温度的经验模型估算的辐射(R_(s))值与PM模型进行融合,得到改进PM模型。以均方根误差(RMSE)、决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)和效率系数(E_(NS))为精度评价体系,找出了粮食主产区不同分区的ET0最优估算模型,结果表明:基于日照时数模型的计算精度要优于温度模型,其中CO-TCN模型在全区内均表现出了较高的精度,在不同分区的RMSE、MAE、R^(2)和E_(NS)中位数取值分别为0.099~0.171 mm/d、0.057~0.111mm/d、0.984~0.998、0.983~0.997,由此可将CO-TCN模型估算的辐射值与PM模型融合,作为标准值用于估算粮食主产区ET0。 展开更多
关键词 粮食主产区 参考作物蒸散量 辐射 Penman-Monteith模型 时间卷积神经网络
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MARS模型在渭河流域参考作物蒸散量计算中的适应性研究 被引量:2
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作者 葛杰 周晓平 +4 位作者 王晶 曹绮欣 曹钧恒 陈至立 冯家豪 《节水灌溉》 北大核心 2024年第2期17-24,共8页
为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-S... 为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型进行对比,评价MARS模型在渭河流域的适应性及可移植性。结果表明:MARS模型能很好地甄别ET_(0)与各输入因子间的非线性关系,MARS2(T_(max)、T_(min)、R_(a))计算精度(平均MAE为0.225 mm/d,平均RMSE为0.327 mm/d,平均R2为0.897)能满足应用要求,模型精度随输入气象要素数量的增加而升高;输入因子中引入地球外辐射R_(a),可明显提高MARS模型精度;在输入因子相同时,MARS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmark-Allen和Makkink模型;MARS模型在渭河流域具有很强的泛化能力和可移植性。因此,气象资料缺失时基于MARS建立的ET_(0)计算模型可作为渭河流域ET_(0)计算的推荐模型。 展开更多
关键词 渭河流域 参考作物蒸散量 多元自适应回归样条 可移植性 ET_(0)模型 地球外辐射R_(a)
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云贵地区参考作物蒸散量模型适用性评价 被引量:1
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作者 范梦颖 吴宗俊 +3 位作者 崔宁博 王智慧 毛华艳 胡静仪 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期928-937,共10页
根据地貌特征及行政区划将云贵两省分为5个区域,使用当地15个气象站点共56 a的逐日气象资料计算了18种参考作物蒸散量模型的模拟值,并以FAO56 Penman-Monteith法为标准对各模型模拟值进行了精度对比及误差成因分析.结果表明:同一模型在... 根据地貌特征及行政区划将云贵两省分为5个区域,使用当地15个气象站点共56 a的逐日气象资料计算了18种参考作物蒸散量模型的模拟值,并以FAO56 Penman-Monteith法为标准对各模型模拟值进行了精度对比及误差成因分析.结果表明:同一模型在不同云贵分区间的模拟效果差异不大,R^(2)的平均变异系数为8.81%,模型精度主要影响因素为辐射能量项,次要因素为空气动力项;综合法模型模拟精度最高,R^(2)为0.81~0.99,辐射法次之,R^(2)为0.84~0.98,温度法和水汽压法较差,R^(2)为0.24~0.83;这4种方法中,各类型最优模型分别为FAO 24 Penman(全区整体评价指标GPI为0.506,排位1),Inmark(GPI为0.142,排位4),Hargreaves-Samani(GPI为-0.022,排位12)和Romanenko(GPI为-0.072,排位13).综上,经验模型FAO 24 Penman和Inmark模型适用于亚热带季风气候云贵地区参考作物蒸散量的简化计算. 展开更多
关键词 参考作物蒸散量模型 Penman-Monteith模型 云贵地区 反距离插值 适用性评价
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宁夏沿黄绿洲参考作物蒸散演变特征及其归因
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作者 罗霄 杜灵通 +4 位作者 乔成龙 马龙龙 吴宏玥 钟艳霞 潘海珠 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4782-4794,共13页
参考作物蒸散(Reference crop evapotranspiration,ET_(0))是生态水文过程中的关键因子,研究ET_(0)在干旱绿洲区的演变,不仅有助于理解气候变化背景下的绿洲水文过程响应,亦对绿洲水土资源高效配置和生态系统稳定性维持有指导意义。以... 参考作物蒸散(Reference crop evapotranspiration,ET_(0))是生态水文过程中的关键因子,研究ET_(0)在干旱绿洲区的演变,不仅有助于理解气候变化背景下的绿洲水文过程响应,亦对绿洲水土资源高效配置和生态系统稳定性维持有指导意义。以宁夏沿黄绿洲为例,基于1960—2019年的气象资料和Penman-Monteith模型计算ET_(0),利用Mann-kendall突变检验、相对敏感系数和Morlet小波分析等方法,对宁夏沿黄绿洲近60 a的ET_(0)演变特征及其归因进行研究。结果表明:(1)宁夏沿黄绿洲ET_(0)年内呈单峰形态,ET_(0)在5—7月间较高,累积ET_(0)占年总ET_(0)的43.6%;近60 a的ET_(0)年均值为1226.38 mm,并以1.66 mm/a(P<0.01)幅度上升,但年际波动特征明显,其中在1988年突变之前,ET_(0)无显著变化趋势,而突变之后则以每10 a左右的周期显著增加或降低。(2)年ET_(0)主要以20—40 a和50—60 a周期振荡,且有多重时间尺度的复杂嵌套现象,不同季节的周期振荡差异较大,夏、秋季振荡幅度较强,其周期接近于年ET_(0)规律,而冬、春季振荡幅度较弱。(3)虽然ET_(0)与6种气象因子均存在显著相关性,但ET_(0)对不同气象因子的敏感性存在差异,其中对最高温度和相对湿度的敏感性较高,敏感系数分别为11.58%和8.40%。(4)宁夏沿黄绿洲ET_(0)与区域气候变化特征有较强的耦合性,区域气候的持续升温和相对湿度持续降低、以及由此引发的饱和水汽压亏缺持续增强是推动ET_(0)上升的重要原因,而气候由湿润向干旱的突变和平均风速的异常波动是诱发ET_(0)突变的原因。 展开更多
关键词 沿黄绿洲 蒸散发 敏感系数 小波分析 参考作物蒸散
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顾及时空特征的参考作物蒸散量集成学习估算 被引量:4
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作者 刘傲 赵东保 +1 位作者 魏义长 肖炼 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期179-186,193,共9页
为提升参考作物蒸散量(ET_(0))的估算精度,以四川省为研究区域,发现全省ET_(0)的数据变化具有明显的时间和空间自相关性,继而在气象特征基础上引入时空特征构建以XGBoost, LightGBM,GBDT、随机森林和极限树为基模型的Stacking模型.将顾... 为提升参考作物蒸散量(ET_(0))的估算精度,以四川省为研究区域,发现全省ET_(0)的数据变化具有明显的时间和空间自相关性,继而在气象特征基础上引入时空特征构建以XGBoost, LightGBM,GBDT、随机森林和极限树为基模型的Stacking模型.将顾及时空特征的Stacking模型与其各个基模型以及经验模型彭曼公式(FAO 56 Penman-Monteith)的决定系数、平均绝对值误差和均方误差等多项指标进行了全面的精度对比验证.试验结果表明:在顾及空间特征的情况下,Stacking模型在测试集上决定系数精度提升了3%,平均绝对值误差和均方误差分别降低了51%和76%;在顾及时序特征的情况下,Stacking模型在测试集上的决定系数精度提升了4%,均方误差和平均绝对值误差分别降低了92%和72%.这表明时空特征的引入可有效提升模型估算ET_(0)性能.在同时顾及时空特征的情况下,Stacking模型相较于彭曼公式,决定系数提升了39%,均方误差、平均绝对值误差分别降低了95%和77%,并且,在2006—2010年逐年精度验证中,Stacking模型精度始终优于其每年最优基模型精度.因此,顾及时空特征的Stacking模型可有效提升四川省ET_(0)估算精度. 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 Stacking模型 时空特征 集成学习
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