近50 a西安太阳辐射变化特征及相关影响因子分析

 根据常规气象观测资料以及MODIS卫星气溶胶产品,分析了西安近50 a总辐射变化特征及其相关影响因子。结果表明：西安地区1961-2005年总辐射变化经历了“持续”、“变暗”、“变亮”、“再变暗”4个阶段,西安总辐射的变化幅度较全国平均变化幅度大,其“变亮”过程开始于1985年,较全国平均时间略早;西安4个季节总辐射总体均呈现出下降趋势,其变化幅度存在一定差异。通过对云量、气溶胶、水汽压、相对湿度等影响因子的分析,水汽压和相对湿度对总辐射变化影响不明显,总云量和气溶胶的变化对西安总辐射的变化存在较显著的影响,春、夏季总辐射的变化主要受云量和气溶胶直接辐射强迫的共同影响,其中总云量的变化在一定程度上决定了总辐射变化的振幅,城市发展所导致的气溶胶增加所产生的直接辐射强迫作用可能决定了总辐射的总体下降趋势;秋、冬季节的总辐射下降趋势主要与气溶胶的直接辐射强迫有关。     

海南岛橡胶林辐射通量特征

热带橡胶人工林作为我国热带地区最重要的生态系统,在森林辐射研究中扮演着重要角色。随着橡胶林在我国热带地区大面积地种植,对其生态效应的质疑也在增加,有必要对其辐射通量进行研究。基于海南岛橡胶林2010年1 a的辐射观测数据,分析了其时序变化和分配等规律。结果表明：研究区橡胶林的太阳总辐射（DR）、反射辐射（UR）和净辐射（NR）通量日变化呈典型的单峰曲线,大气逆辐射（DLR）、森林长波辐射（ULR）、长波有效辐射（Ln）呈波浪形;各辐射总量除Ln 外,均为雨季大于旱季;海南岛橡胶林DR年总量为5 356.99 MJ/m2,NR、UR和Ln占其比例分别为67%、15%和18%;NR通量分配率日变化呈倒“U”型曲线,Ln和UR通量分配率则呈“U”型曲线。另外,文章还研究了各辐射通量间的关系。2010年全年反射率均值为14.18%,全年DLR与ULR之比为92.89%,净辐射NR与太阳总辐射DR关系最为密切。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林林区太阳辐射特征

利用中国科学院西双版纳热带植物园哀牢山森林生态系统研究站林外自动气象站2005-02到2007-12的辐射观测数据,对哀牢山北部山顶亚热带常绿阔叶林林区的太阳辐射平衡各分量的年、季节和日变化特征进行了分析,得出哀牢山林区太阳辐射年总辐射为5 146.4 MJ/(m2·a),干季的太阳总辐射量(2 764.7 MJ/m2)占全年总量的53.7%,雨季的太阳总辐射量(2 381.7 MJ/m2)占全年总量的46.3%.各辐射分量年值占总辐射年值的百分率为净辐射41.3%,反射辐射21.O%,有效辐射37.7%.太阳辐射各分量占太阳总辐射的比率在不同的季节由于天气状况和大气中含水量的不同存在一定的差异,反射辐射和有效辐射的分配率均是干季大于雨季,净辐射的分配率则是雨季大于干季.从全年来看,净辐射分配率的变幅最大(31.1%～51.9%),有效辐射次之(28.6%～48.6%),反射辐射最小(18.4%~24.2%);从分配率的日变化可知,反射辐射和有效辐射均是清晨和傍晚较高,昼间较小,净辐射则相反,各辐射分量分配率在昼间的变化均较小.不同季节各辐射分量占总辐射的比重不同,干季有效辐射所占比重最大,其次是净辐射,反射辐射最小;雨季净辐射所占比例最大,其次是有效辐射,反射辐射最小.与相近纬度的鼎湖山和鹤山林区相比,哀牢山林区总辐射量高于两地,而年均气温(热量)低于两地,由此可以认为哀牢山林区在较低的气温条件下能分布大面积的中山湿性常绿阔叶林,且生长繁茂、发育良好,较强的太阳辐射应是其重要原因之一.     

我国太阳辐射量区域性变化特征研究*

对我国近35年来到达地面的太阳辐射量观测资料进行方差分析和统计检验,结果表明:从70年代开始,我国太阳直接辐射和总辐射量普遍减少,变化趋势分别为-246MJ/m2·10a和-16.8MJ/m2·10a,减少量最大中心在长江流域。太阳散射辐射量在东北、华北以及南方地区增加,在长江流域和西北地区减少。此外,用太阳辐射量倾向率的形式归纳出我国四种典型的区域性太阳辐射量季节变化特征。     

1880―2015 年汕头降水量变化趋势与全球气候变暖的关系

根据汕头气象站 1880―2015 年逐月降水量资料,采用滤波、线性倾向计算、趋势系数计算、相关分析、谱分析等方法,分析该站近 135 a 来降水量的变化趋势及其与全球气候变暖的关系,结果得出：1）汕头站近 135a 来的全年及前汛期、后汛期的降水量变化存在 2~7、10 和 30 a 左右的周期变化,没有显著的上升或下降趋势;2）近 135 a 来汕头的降水量变化与同期全球气候变暖对应关系较为复杂,暖期（1977―2015 年）与冷期（1900―1938 年）相比,汛期（4―9 月）雨量增加 68.1 mm,其他月份（旱期）减少 64.1 mm,年雨量仅增加 4 mm;3）按现用广东省气象局降水气候评价标准,全球气候变暖背景下汕头前汛期降水量正常年景的频率增加、后汛期降水量偏少的概率增多。     

福州市降雨量及降雨侵蚀力变化趋势

根据福州市年降雨量数据资料,采用变异系数、趋势系数和气候趋势率等方法分析不同时间尺度的降雨和降雨侵蚀力的变化趋势。结果表明:(1)福州市年平均降雨侵蚀力和降雨量分别为393.06 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)和1 394.43 mm。降雨侵蚀力和降雨总量年际波动显著,且年降雨量和降雨侵蚀力年内变化较大,主要集中在5、6、8、9月。(2)总体上夏季、秋季和冬季降雨侵蚀力的倾向率为正,分别为7.57、0.39和1.40 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)·10 a~(-1),春季降雨侵蚀力倾向率为负值,呈减少趋势。(3)月降雨量和降雨侵蚀力的变化趋势基本一致,1、2、4、7、8、10、11、12月降雨侵蚀力有增加的趋势,3、5、6、9月降雨侵蚀力有减少的趋势。(4)福州雨季的降雨量和降雨侵蚀力分别为990.61 mm和285.90MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1),并且其变异系数在全年中最小,均低于0.22;枯季的降雨量和降雨侵蚀力分别为403.82 mm和107.16MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1),变异系数在全年中最大,均高于0.40,且福州降雨量和降雨侵蚀力在雨季、枯季及其年际变化均属于中等变异性(0.1≤CV≤1)。研究结果可为福州市的土壤侵蚀评估、预报和水土流失防治提供数据和理论支撑。     

基于地形的福建省太阳辐射模拟计算及评估

取分布式模拟方法,利用福建省69个气象站1971—2007年日照资料及100 m×100 m分辨率的高程数据,计算了福建省范围内历年1—12月的太阳辐射量.结果表明,福建省年太阳总辐射主要在3 800~5 300 MJ/m2之间,年太阳直接辐射在1 800~2 800 MJ/m2之间;月太阳辐射介于230~590 MJ/m2之间,其中6—9月为一年中辐射较高的4个月份.太阳辐射的高值区主要位于福建东南部的莆田、泉州、厦门、漳州4市的沿海一带,年太阳总辐射超过4 500 MJ/m2,年太阳直接辐射超过2 100 MJ/m2.此外,受地形及地表特征的影响,位于福建北部的南平市的部分地区太阳辐射也相对较高.     

中国短历时和长历时暴雨对总暴雨贡献的空间差异性研究（1961-2015）

采用1961-2015年659站日值降水数据,以持续1d和持续2d及以上暴雨作为短和长历时暴雨标准,分析不同历时暴雨变化趋势,结果表明,中国总降雨、总暴雨和短历时暴雨从东南沿海向西北内陆依次呈“增-减-增”的分布特征,且整体以增加趋势的站点占主导,而长历时暴雨则呈现出“增-减”的分布特征,且整体以减少趋势的站点占主导,并且检测出中国自东北向西南存在一条变干带。同时中国总暴雨对总降雨、长历时暴雨对总暴雨的贡献呈现出“东南高-西北低”的分布特征,而短历时暴雨对总暴雨的贡献呈现出“东南低-西北高”的分布特征。中国总暴雨对总降雨、短历时暴雨对总暴雨贡献的变化趋势呈现出“增-增减镶嵌-增”的分布特征,且以增加趋势的站点占主导,而长历时暴雨在东部沿海地区呈现出增减镶嵌的趋势,而西北内陆地区呈略微减少趋势,且以减少趋势的站点占主导,也检测出自东北向西南存在一条气候过渡带并与上述变干带基本重合。     

沾益气温和降水的多尺度演变特征

利用1951～2005年沾益气温和降水观测资料,采用DB16正交小波分析了年平均气温和冬春季气温、年平均降水量和雨季、旱季降水量的多时间尺度演变特征。结果表明:年平均气温和冬季气温均具有年际和年代际变化特征,春季气温的年际变化是最显著的,年平均气温的年代际变化、气候基本态的变化相对较强。在气候基本态的变化尺度上,年平均气温和冬季气温都在20世纪70年代发生了变异,春季气温则是在20世纪90年代才发生了变异;在年代际变化尺度上,年平均气温变率相对较弱,冬春季气温变率相对较强。年平均降水量、雨季和旱季降水量都具有年际和年代际变化特征,其中7年以下的年际变化最为显著,其中年平均降水量年际变化、旱季降水量年代际变化以及雨季降水量气候基本态的变化相对较强。年平均降水量和雨季降水量在20世纪80年代以前是相对多雨时段,以后是相对少雨时段。此外,20世纪60年代中期以前年平均降水量和雨季降水量均是逐渐增加的,而20世纪60年代中期以后则在减少。旱季降水量则明显不同,20世纪70年代以前是相对少雨时段,以后是相对多雨时段,近55年来旱季降水量是逐渐增加的。     

呼伦贝尔沙地紫外辐射和太阳总辐射特征

利用呼伦贝尔沙地鄂温克自治旗2019年观测的辐射资料,对该地区的紫外辐射和总辐射进行了初步分析。结果表明：紫外辐射、总辐射年变化位相基本相同,年曝辐量分别为240.33、5 142.41 MJ·m^-2,年均日曝辐量分别为0.66、14.09 MJ·m^-2,紫外辐射年均日曝辐量小于西藏拉萨地区;紫外辐射辐照度和总辐射辐照度最大值出现在6月,分别为50.09、1 075 W·m^-2,最小值出现在12月;紫外辐射和总辐射皆表现为夏季>春季>秋季>冬季;沙尘暴对太阳辐射的减弱作用最明显,分别对紫外辐射和总辐射削减78.46%和76.19%,降雨减弱作用较小;紫外辐射日均曝辐量在总辐射中所占比例集中在3.42%—4.95%,年均值为4.64%,大于塔克拉玛干沙漠肖塘地区。     

昆明市太阳辐射变化特征及影响因子分析

根据1993—2016年昆明市24 a太阳辐射及其他相关资料,采用回归分析、Mann-Kendall突变检验、小波分析和灰色关联度等方法,分析昆明市地面太阳辐射变化特征,并对其影响因子进行了分析。结果表明,近24 a来昆明市地面接收年太阳辐射量在4620.21~6221.65 MJ/m ²之间变化,最大值出现在2016年,最小值出现在2008年,平均每年的太阳辐射为5598.06 MJ/m ²,且整体上呈现波动式上升趋势。昆明市干湿季分明,干季(11月—次年4月)地面得到的太阳辐射量较多,为2825.22 MJ/m ²,雨季(5—10月)较少,为2774.41 MJ/m ²;一年中地面接收太阳辐射量最多月份在4月,其值为604.75 MJ/m ²,最少的是12月,其值为361.01 MJ/m ²,相差243.74 MJ/m ²。地面接收的太阳辐射有一个突变点为2014年,但不明显。年小波分析表明,近24 a昆明市各年地面接收的太阳辐射量主周期为15 a;季节小波分析发现,干季比雨季振幅大,其主周期都为19 d。近24 a昆明市地面太阳辐射受自然和人为因子共同影响,其中自然因子对太阳辐射影响最大的是降水量,人为因子中对太阳辐射影响最大的是工业总产值,且自然因子的作用大于人为因子。     

海南省各市县旅游用水影响分析

在建立GIS空间数据库与属性数据库的基础上,对海南省各市县的旅游用水进行计算,对各市县的水资源短缺风险进行评价,进一步分析各市县的旅游用水影响。研究结果显示,由于海南省旅游旺季正好是降水稀少的干旱季节,因而各市县发生水资源季节性短缺的可能性增大。存在资源性缺水风险的城市是海口、三亚、东方、乐东和陵水。旅游用水影响分析表明:三亚是全省受旅游业影响最为显著的地区;海口、万宁为中度影响地区;其余城市为低影响地区。     

2007～2010年云南GPS观测大气可降水量特征分析

利用最新云南地基GPS站观测和探空观测资料分析表明:GPS/PWV和探空大气可降水量变化趋势一致,相关性好;云南省GPS/PWV年内干湿季气候特征分明,湿季开始前GPS/PWV月变率小于干季开始前的月变率;全省GPS/PWV年平均日变化峰值和谷值出现时间一致,勐腊、蒙自和昆明具有准双峰型特征;勐腊站干季、湿季日变化明显不同,其余测站干季和湿季的PWV日变化特征与全年平均日变化特征基本一致。GPS/PWV资料能够反应云南雨季开始期时空演变趋势。     

青海高原近40 a降水变化特征及其对生态环境的影响

 利用青海省1961-2002年26个代表站逐日雨量资料和高原东部地区10个站的降水自记资料,分析了近40 a来降水量、雨日、雨强的气候变化特征。结果表明:青海高原近40 a来年降水量无明显的变化,但夏半年降水量呈减少趋势,冬半年降水量呈明显的增多趋势；夏半年降水量和雨日虽在减少,但降水强度在增大；夏半年降水量的减少主要是降水日数的减少造成的,而冬半年降水量的增加是由于雨日增多和每个降水日平均雨量的增大所造成；随着气候变暖,夏、秋季降水明显偏少,出现暖干化的气候趋势。     

1736-2010年华南前汛期始日变化

根据清代华南雨雪分寸记载的内容、特点,参照华南地区前汛期降水特征,提出了利用雨雪分寸记载重建华南前汛期开始时间的方法,重建了1736-1911 年福州与广州前汛期开始日期变化序列;并利用福州与广州（分别始于1953 和1952 年）逐日降水观测记录辨识了器测时期两地前汛期的逐年开始时间;据此分析了过去300 年华南前汛期开始日期的年-年代际变化特征。结果表明：1736-2010 年间,福州、广州两地前汛期开始时间平均为5 月第1 候;但存在显著的年际和年代际波动,其中重建时段（1736-1911 年）的主周期为2~3 年、准10 年和准40年,器测时段的主周期为2~3 年、准10 年和准22 年。在年际尺度,重建时段福州和广州前汛期开始时间最早的年份均为4 月第4 候,最晚的年份则分别为5 月第6 候和6 月第1 候;而器测时段两地前汛期开始时间的最早年、最晚年均为4 月第4 候和6 月第1 候。在年代际尺度,重建时段福州和广州相邻年代最大变幅分别为2.2 候和1.6 候;器测时段福州和广州相邻年代最大变幅则分别为2.5 候和2.4 候。     

黄河上游径流变化特征及其影响因素初步分析

利用1956—2005年黄河上游水文和气象台站观测的流量、气温、降水资料,用气候诊断方法分析了该地区径流量的年代际演变特征以及影响因子。结果表明：20世纪50—80年代年平均流量呈波动性的上升趋势,90年代至21世纪的前5年年平均流量呈下降趋势。降水量、蒸发量、气温是影响流域流量的主要气象因子,它们的机理完全不同。枯季、雨季降水量与流量分别呈负、正反馈机制,秋季和冬季降水量对次年春夏季的流量有比较明显的调节作用;4—5月（10月）气温与后期5—6月（11月）流量呈负（正）反馈机制;枯季、雨季地表蒸发与流域的河川流量呈负反馈机制,并且消耗的水资源量呈逐年增加的趋势。20世纪90年代以来黄河上游地区河川流量的减少与降水量减少、地表蒸发量增大有关。     

1956～2004年长江源区河川径流量的变化特征

利用1956~2004年长江源区水文和气象台站观测的流量、气温、降水资料,用气候诊断方法分析了该地区径流量的季节和年代际变化特征以及突变特点。结果表明:近50 a来长江源区月平均最大、最小和雨季、年及年较差流量均呈减小的趋势,月平均最小和最大流量分别出现在2月和7~8月,20世纪60和80年代的单峰峰值出现在7月,1970年代、1990年代的单峰峰值出现在8月,近14 a直门达水文站年径流共减少了96×108m3。雨季平均流量的距平基本经历了一个"正-负-正-负"的历史变化过程,雨季和过渡季节降水量、季节积雪融水量和高山冰雪融水量所形成的总流量呈下降趋势。枯季和雨季平均流量均经历了3次明显的转折,并具有10~12 a、6~8 a和3 a的共同变化周期。     

海北高寒草甸生态系统定位站辐射气候特征

以2000-03到2001-02的辐射观测资料,分析了海北高寒草甸生态系统定位站地区辐射及各分光辐射的变化特征,将为高寒草甸生态系统的物质循环、能量流动、草地生产力形成机制等问题的研究提供科学依据。结果表明:海北站区Eg、Er、UV、PAR、NIR和En具有明显的日、年变化,年内其总量分别达6 278.867 M J/m2、1 515.139 M J/m2、311.242 M J/m2、2 576.777 M J/m2、3 397.404 M J/m2和2 542.950 M J/m2,其中在植物生长期的5~9月分别为3 181.215 M J/m2、698.021 M J/m2、165.955 M J/m2、1 133.965 M J/m2、1 673.871 M J/m2和1 668.805M J/m2。年内Er、UV、PAR、NIR和En占Eg的比例分别为0.242、0.048、0.410、0.540和0.410,在植物生长期分别为0.219、0.052、0.413、0.528和0.527。对Eg和PAR提出了下列形式的模拟求算式:Eg=Eg0(0.0897 0.9768S/S0)和PAR=-3.804 4 0.417 7Eg,模拟效果较好,可利用有关常规气象观测资料进行估算。     

RAINFALL CHANGE AND ITS IMPLICATIONS FOR BELG HARVEST IN SOUTH WOLLO, ETHIOPIA

Most farmers in the Ethiopian highlands depend on rain‐fed agriculture. Some areas have the favourable situation of having two rainy seasons, Belg (February‐May) and the long rainy season Kiremt (June‐October), which is the case in some parts of South Wollo. Tef (Eragrostis tef) is the staple crop that farmers prefer to grow and the 90‐day variety is suitable for growing during the short rainy season. One out of eight Ethiopians lives in tef potential areas which have Belg rainfall. The aim in this study is to analyse rainfall variation in South Wollo, in particular the area east of the small town of Hayk, and to study its effect on the ability to grow tef during the Belg season. Results from interviews showed that a more difficult farming situation had emerged during the past 40 years, largely due to deterioration of physical resources such as rainfall. Rainfall is analysed by comparing daily rainfall data from four stations in two periods, 1963 to 1982 and 1984 to 2003, for changes in totals, seasonal distribution and variability. Coefficient of variance, rainy days, rainfall intensity and dry spells were analysed. Results from this study show that there have been minor rainfall changes but greater rainfall variability. During fieldwork key informants were asked if they were able to harvest tef during the past nine years, a period that has been used in a model of rainfall influence on tef cultivation during the Belg season. In both 20–year periods, farmers were able to grow tef every second year. In spite of a greater variability in rainfall the farmers proved their knowledge and flexibility and were able to harvest tef in the same number of years during both periods.     

龙滩水库溶解无机碳来源及变化特征

河流在碳的运输过程中扮演着重要角色。为探究河流筑坝拦截后龙滩水库溶解无机碳(DIC)的来源和变化特征,于2016年7月和2017年1月采集水样,然后分析了河水DIC及其碳稳定同位素(δ13C)值。研究结果表明:(1)δ13CDIC值具有显著的时空差异,表明两个季节影响DIC的主要因素和DIC的来源并不相同。雨季,DIC及其δ13C主要分布在2.04~4.12 mmol·L^-1和-5.52‰^-2.87‰的范围内;旱季,水体DIC为3.33~4.61 mmol·L^-1,而δ13CDIC显著低于雨季为-15.90‰^-9.12‰。雨季,稀释效应显著降低了DIC浓度,由于水体热分层使得DIC在水柱剖面上差异显著,而旱季由于混合作用的影响,在剖面上差异较低。(2)在雨季,河流δ13CDIC较旱季明显偏正,碳酸盐岩的强烈风化输入大量HCO3-是DIC的主要来源。在旱季,DIC和δ13CDIC成反比关系,δ13CDIC在旱季变得更低,其大部分的DIC来自于土壤CO2输入和原位有机呼吸作用。旱季水体热分层消失,混合作用使得底部具有较低δ13C值的含碳水体上涌,并与表水层混合导致其δ13CDIC值低于雨季。这种季节性模式与自然河流不同,而是与湖泊的季节变化特征更为类似,说明河流拦截蓄水后逐渐湖沼化,并显著影响了DIC的循环。