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土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害发生的影响

尚莹 霍治国 张蕾 李建勇 吴立 范雨娴 邬定荣 王纯枝 刘宏举

尚莹, 霍治国, 张蕾, 等. 土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害发生的影响. 应用气象学报, 2019, 30(5): 598-607. DOI: 10.11898/1001-7313.20190508..
引用本文: 尚莹, 霍治国, 张蕾, 等. 土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害发生的影响. 应用气象学报, 2019, 30(5): 598-607. DOI: 10.11898/1001-7313.20190508.
Shang Ying, Huo Zhiguo, Zhang Lei, et al. The influence of soil relative moisture on dry-hot wind disaster of winter wheat. J Appl Meteor Sci, 2019, 30(5): 598-607. DOI:  10.11898/1001-7313.20190508.
Citation: Shang Ying, Huo Zhiguo, Zhang Lei, et al. The influence of soil relative moisture on dry-hot wind disaster of winter wheat. J Appl Meteor Sci, 2019, 30(5): 598-607. DOI:  10.11898/1001-7313.20190508.

土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害发生的影响

DOI: 10.11898/1001-7313.20190508
资助项目: 

"十二五"国家科技支撑计划课题 2012BAD20B02

中国气象科学研究院科技发展基金 2018KJ012

详细信息
    通信作者:

    霍治国, 邮箱:huozg@cma.gov.cn

The Influence of Soil Relative Moisture on Dry-hot Wind Disaster of Winter Wheat

  • 摘要: 以华北黄淮地区高温低湿型冬小麦干热风灾害为研究对象,基于逐日逐时气象资料、分层土壤水分资料、灾情资料等,采用历史灾情反演、独立t检验等方法,将灾情记录中无明确记载和有明确记载土壤相对湿度影响干热风灾害的样本分为A类和B类,基于两类样本相互独立,厘定各土层对干热风灾害有影响的土壤相对湿度阈值,利用随机预留样本验证阈值的合理性。结果表明:分层和整层土壤相对湿度阈值均随土层深度增加而增大,其中整层阈值平均值近似60%;独立样本检验符合率在80%左右。为便于业务应用,选取10~20 cm土层相对湿度60%为土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响的临界阈值。当土壤相对湿度大于等于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响显著;当土壤相对湿度小于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响较小,独立样本检验符合率达82.5%。该文为量化评估土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害的影响提供了科学依据。
  • 图  1  研究区域426个气象站分布

    Fig. 1  Distribution of 426 meteorological stations in the target region

    图  2  A类样本土壤相对湿度标准Q-Q图

    Fig. 2  Standard Q-Q plot of soil relative humidity for Sample A

    图  3  B类样本土壤相对湿度标准Q-Q图

    Fig. 3  Standard Q-Q plot of soil relative humidity for Sample B

    图  4  A类和B类样本分层土壤相对湿度频率分布

    Fig. 4  Frequency distribution of soil relative humidity in stratified soil layers for Sample A and Sample B

    图  5  A类和B类样本整层土壤相对湿度频率分布

    Fig. 5  Frequency distribution of soil relative humidity in the whole layer for Sample A and Sample B

    表  1  黄淮海冬麦区高温低湿型干热风等级指标

    灾害等级 日最高气温/℃ 14:00相对湿度/% 14:00风速/(m·s-1)
    轻级 ≥32 ≤30 ≥3
    重级 ≥35 ≤25 ≥3
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    表  2  灾情样本分类反演举例

    Table  2  Disaster sample classification inversion method

    记录类型 灾情举例 反演样本
    1985年6月9—12日山东省泰安市出现高温低湿型干热风,小麦叶干枯、炸芒、逼熟,千粒重平均下降1.5 g左右 1985年6月9—12日,山东泰安,高温低湿型
    2014年5月下旬河北省沧州市出现干热风灾情,对水分条件较差地区影响严重 2014年5月26日,河北沧州,高温低湿型
    2015年5月24日河北省中东部地区出现较大范围的干热风天气 2015年5月24日,河北沧州、大城、定州、黄骅、任丘,高温低湿型
    2014年5月下旬河北省中南部出现干热风,受影响重的为墒情差、土壤肥力差的麦田。麦秆、叶子、穗发黄,干枯、炸芒,出现逼熟现象,籽粒尚接近腊熟中期 2014年5月26日,河北固安、雄县、平山、献县、深泽、盐山、蠡县、新乐、满城、阜城、元氏、定州、安新、任丘、肥乡、巨鹿、宁晋、文安、高邑、曲周,高温低湿型
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    表  3  1980—2016年高温低湿型干热风灾害样本(含土壤相对湿度)统计

    Table  3  Statistical table of high temperature & low humidity dry-hot wind samples(including soil relative humidity) from 1980 to 2016

    省(市) A类样本量 B类样本量
    河北 165 129
    河南 160 136
    山西 126 55
    山东 35 110
    天津 4 16
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    表  4  A类和B类样本土壤相对湿度K-S检验结果

    Table  4  K-S test results of soil relative humidity for Sample A and Sample B

    土层/cm A类样本 B类样本
    样本量 显著性水平 样本量 显著性水平
    0~10 470 0.200 426 0.024
    10~20 470 0.124 426 0.087
    20~30 172 0.089 125 0.064
    30~40 172 0.083 125 0.061
    40~50 172 0.483 125 0.345
    0~20 470 0.129 426 0.031
    0~30 82 0.198 125 0.379
    0~40 82 0.169 125 0.417
    0~50 82 0.200 125 0.254
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    表  6  1993—2017年随机预留土壤相对湿度样本检验结果

    Table  6  Test results of randomly reserved soil relative humidity samples from 1993 to 2017

    土层/cm 符合率/%
    0~10 72.5
    10~20 82.5
    20~30 80.0
    30~40 75.0
    40~50 75.0
    0~20 85.0
    0~30 77.5
    0~40 82.5
    0~50 77.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-30
  • 修回日期:  2019-07-04
  • 刊出日期:  2019-09-30

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