气候变化和人类活动对石羊河流域水资影响评价

石羊河流域的年平均气温(最高、最低气温)自1951年以来总体呈上升趋势,增温速率为0.22℃/10a,增幅达1.2℃。1992年是年平均气温显著变暖的年份,与显著变暖前相比,年平均气温上升了0.85℃,低于近51年1.1℃的增幅水平。在近55年中,石羊河流域的年降水总体上在增加,出山口径流量在减少,流域尾闾民勤绿洲的地下水位在快速下降。气温显著变暖后,年降水量增加了约18.2 mm,增幅达5.8%,出山口径流量减少了4.1×108m3,民勤绿洲的地下水位下降了1倍~2倍。水资源变化的成因分析表明,出山口径流量的减少源自径流补充之一的上游山区降水的减少,而红崖山水库入库径流量的持续快速减少则是民勤地下水位快速下降的主要原因之一。受气候变化的影响,石羊河流域出山口径流量峰期有所提前,而人类活动严重地影响了石羊河流域中游地表径流利用量和下游可利用量分配比例。     

1873—2009年上海气温日较差变化及其影响因素

利用1873—2009年中国上海市11个气象站地面气象观测资料和1951—2009年北极涛动指数、1873—2000年西伯利亚高压强度等资料,分析了上海地区气温日较差的时间变化特征,以及大气环流异常变化、其他气象要素变化和城市化发展对气温日较差的影响。结果表明：过去137 a,上海气温日较差呈显著减小趋势,减小幅度为0.15℃/10 a。上海四季气温日较差均呈现出显著下降趋势,其中秋季气温日较差下降幅度最大,冬季气温日较差下降幅度最小。近60 a来,北极涛动指数表现出从负位相向正位相转变的趋势;而近130 a来,西伯利亚高压强度表现出由正距平向负距平转变的趋势,导致中国上海最低气温上升幅度大于最高气温的上升幅度,进而导致气温日较差的减小。在四季及全年,上海气温日较差的减小与日照时数的减少呈显著正相关,而与降水量的增加呈负相关。城市化对气温日较差的减小有明显影响。     

廊坊市地下水位下降漏斗的成因

通过对廊坊市地下水漏斗演化过程与逐年降水的相关分析,揭示了地下水位下降漏斗的气象干旱响应模式,即气象干旱促使人类过度开采地下水资源,从而进一步加剧水文干旱、地下水位下降漏斗及地面沉降灾害。在时间序列上,气象干旱呈波浪起伏状特征,而地下水位下降漏斗及地面沉降则表现为缓变性、积累性和不可逆性,气象干旱的阶段性终止并不能阻止地下水位下降漏斗及地面沉降的继续发展与蔓延。同时提出了合理开采地下水、大力开展水循环利用、发展节水农业等对策。     

基于平流-干旱模型估算的江西省实际蒸发量时空变化特征

利用江西省93个气象站观测资料,基于平流-干旱模型对1961—2019年江西省实际蒸发量进行估算,再进行气候倾向率、贡献率计算、敏感性分析和M-K检验等,分析蒸发量的时空变化特征及其影响因素。结果表明:江西省蒸发量呈显著下降趋势,幅度为-5.47 mm/(10 a);蒸发量在1969年发生突变,突变后其下降趋势明显减弱;夏季蒸发量下降最为显著,秋季次之,春、冬两季不明显。蒸发量对风速变化表现为负敏感,对气温、水汽压、净辐射量变化表现为正敏感,且任意时段内蒸发量对气象因子变化的敏感程度均为净辐射量>气温>风速>水汽压。净辐射量变化是影响江西省夏季蒸发量变化的主导因子,但其他季节净辐射量变化是气温、净辐射量和风速的共同作用的结果。随着气候逐渐变暖,气温和风速等因素对蒸发量变化贡献的增加不容忽视。     

泰安市降水特征与水资源分析

分析泰安市1951～2002年降水资料,利用Excel图表分析得出泰安降水分布特征和未来趋势。降水年际变化大,年降水量最大值是最小值的5倍;季节分配极不均匀,分布总体呈下降趋势,特别是1997年以来降水量持续少于平均水平,下降趋势明显。利用1951～2002年月降水量和月气温资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸发经验公式,计算出陆面蒸发、蒸发系数和可利用降水系数,得出泰安水资源的变化特征与降水变化特征基本相似,春季是泰安最易出现干旱的季节。分析1984～2002年泰安地下水埋深资料,得出地下水位的变化基本随每年降水量的多少而升降,总体呈明显下降趋势,地下水资源相应减少,特别是自1995年以来地下水位逐年下降。提出缓解和解决水资源缺乏的两个有效方法,人工影响天气增加降水量和开源节流节约用水。     

邢台市气温日较差的变化

利用1954—2011年邢台市逐日平均气温、最高气温和最低气温资料,对邢台市气温日较差的变化特征及其影响因子进行了分析。结果表明：（1）近58a来,邢台市年平均气温日较差为10．9℃,呈明显下降趋势,变化速率为-0．683℃／lOa;四季平均气温日较差中,春季最大,夏季最小,且均呈下降趋势,其中冬季下降幅度最大,夏季最小;1—12月气温日较差中,5月最大,8月最小,均呈显著下降趋势,1月气温日较差下降幅度最大。（2）年气温日较差在近58a存在15a的低频振荡周期和4～7a的高频振荡周期,并在1972、1981、1995年发生突变,在突变点前后,年平均气温日较差均表现为增加珲仃减少趋势,且年气温日较差在突变年呈阶梯下降趋势。（3）最低、最高气温非对称的变化是气温日较差下降的直接原因。另外,年气温日较差与日照时数和平均风速呈显著正相关,与总云量、水汽压呈显著负相关,与降水量几乎不相关。邢台市气温日较差显著减小,对各类作物的产量、品质有不利影响,但冬季气温日较差的下降减少了果树冻害发生。     

开封、洛阳市近47a气温降水变化异同分析

利用开封、洛阳市1961-2007年气温、降水气象要素资料,采用数理统计原理,对两市的气温、降水变化及两市气温、降水变化的异同进行了分析,结果表明:两市47 a平均气温都呈明显波动上升趋势,气温逐年变化较大,开封市的年平均气温及变化幅度高于洛阳市;春秋冬各季的平均气温都呈明显的上升趋势,开封市上升幅度略高于洛阳市;夏季平均气温都呈下降的趋势,洛阳市下降的幅度比开封市明显.降水量开封市比洛阳市偏多,开封市呈上升的趋势,洛阳市呈下降的趋势,两市春秋两季平均降水量都呈下降趋势,洛阳市比开封市下降明显;夏冬两季平均降水量都呈上升趋势,开封市上升幅度高于洛阳市.     

利用R/S方法分析漯河市气温变化趋势

用一元回归和R/S方法,分析了漯河市气温变化趋势,结果表明 近49年来,漯河市冬、春、秋季气温升高,夏季则下降, 夏季降温幅度比冬、春、秋季升温幅度小一个量级,全年气温整体趋势变暖. 城市化"热岛"效应对冬、春、秋季及全年的影响较气候系统自身演变显著,对夏季影响不显著. 冬、夏、秋季及全年气温序列具有持续性,未来冬、秋季及全年变暖持续,夏季则变冷持续;春季气温变暖趋势减缓,或者更接近于随机变化,即未来变暖变冷不能确定.     

兖州市近四十年气候变化特征分析

根据兖州市1971—2007年的气温、日照与1951—2007年的降水资料,利用回归分析方法研究了近40年来气温、日照和降水的变化倾向、阶段性等变化特征,并计算了旱涝等级。表明了兖州市历年和四季的平均气温、平均最高气温、平均最低气温均成上升趋势,但上升幅度却呈现非对称性,冬季气温的递增对气候变暖贡献最大;日照时数呈下降趋势,且夏季下降最为明显;年降水量也呈下降趋势,但下降较为缓慢;旱涝灾害年以轻涝和轻旱为主。     

华北平原地下水灌溉对区域气候影响的数值模拟

在耦合模式WRF/Noah-MP中加入考虑地下水过程的动态灌溉方案,设计两组试验（分别为考虑和不考虑地下水灌溉）,连续模拟10 a（2001—2010年）,来研究华北平原地下水灌溉的区域气候效应。结果表明,地下水灌溉导致华北平原地下水位下降,在少雨的季节灌溉量大,水位下降较快。在灌溉期（3—9月）,灌溉引起的土壤湿度升高影响了地表能量的分配（潜热增加,感热减少）,导致2 m气温显著降低0.6—1.0℃,同时也降低了灌溉区夏季模拟偏高的气温。灌溉对灌溉区边界层大气有升高湿度和冷却降温的作用,对春季的影响局限在边界层内,而夏季的影响持续到5000 m以上。夏季灌溉对降水的影响远强于春季,灌溉的升高湿度和冷却效应分别对夏季降水产生正反馈和负反馈,共同影响灌溉区的降水变化。灌溉通过对水汽输送的影响,引起非灌溉区降水的变化,而长江中下游流域夏季降水的增多可能与高空西风急流轴位置南移有关。      

邢台地区微波辐射计与无线电探空仪数据对比分析

利用2018年1月至2019年12月河北省中南部地区的微波辐射计和探空数据，将两种探测设备取得的资料在时间和空间上进行点对点匹配，共筛选出187条晴空廓线、1176条云天廓线和12条毛毛雨天廓线，定量分析了各个高度层的晴天、云天和毛毛雨天气条件下两种大气探测设备的温度、相对湿度和水汽密度廓线的相关性及误差情况。结果表明：3种天气条件下的微波辐射计与无线电探空仪温度和水汽密度的相关性整体较好，地基微波辐射计观测的大气参数分布存在不同程度的差异，但是微波辐射计和探空的变化趋势一致性较好，并且无线电探空仪观测的大气参数和微波辐射计反演的温度、相对湿度和水汽密度相关性整体上均呈现低层大气优于高层大气，温度相关性最好，水汽密度次之，相对湿度最低。通过对比各个高度层的拟合程度，发现3.5 km以下的低层大气参数精度更可靠，对于需要间接计算的大气物理量，如K指数、有效位能、积分水汽含量等，使用低层数据计算的大气物理量精度会更好。本文开展的地基微波辐射计反演的大气物理参数与探空仪观测对比研究工作，对提高微波辐射计在大气物理和人工影响天气的探测精度方面具有参考意义。     

地基导航卫星遥感水汽数据管理系统的设计与实现

中国大陆构造环境监测网络("陆态网络")项目建成了覆盖全国的由260个站组成的GPS综合应用网,中国气象局利用"陆态网络"的资料进行全国地基实时水汽总量的监测。针对"陆态网络"的GPS数据管理问题,基于B/S架构、开源WebGIS进行系统构建和网页发布,并采用Flex、JSP和Applet等技术搭建了地基导航卫星遥感水汽数据管理系统,实现了GPS站数据传输的实时监控、台站信息的统一管理等功能,用以满足当前对地基GPS站的监控和保障。     

山东水资源分析及趋势预测

通过分析近３９年山东省水资源的历史倾向性、阶段性、周期性,研究了水资源总量及径流量和地下水位的变化特征。结果表明,山东水资源量的年际变化大且呈快速下降态势,其中,地表径流量的下降尤为明显;水资源的变化存在一定的阶段性和周期性。通过分析降水与水资源的关系,发现两者的变化规律一致,但降水对水资源,特别是对地下水分量的影响有一定的持续性。建立均生函数预测模型,对未来水资源总量进行预测显示,１９９８￣２０     

降水与滑坡稳定性临界值试验研究

针对暴雨型滑坡灾害预报预警服务的需要,以江西为研究区域,建立了8个滑坡灾害监测点.通过监测试验,较系统地研究了大气降水对地下水位、孔隙水压力、滑坡土体应力及滑坡稳定性的影响;进行了大气降水、地下水位和滑坡稳定性的模拟,初步确定了江西省8个代表点促使滑坡复活的临界降水量指标,初步划分出江西省滑坡灾害预警降水量临界值.     

沙澧河流域致洪预警系统设计与应用

沙澧河流域致洪预警系统基于中小河流致洪预警气象服务需求,以气象与水文相结合,应用地理信息(GIS)先进技术,利用气象常规数据、地面自动雨量站资料、数值模式、卫星雷达资料及水文雨量、水位数据等资料,运用动力学诊断和统计分析、多元线性回归方法、模式输出法、相似预报等方法,输出暴雨和水位增量预报模型。该系统通过C/C++语言编程,集气象水文信息显示分析、数据库、预报模型和用户界面于一体,建立了涵盖流域暴雨预报、水位增量监测预测、洪涝灾害预警服务等多功能的可视化业务技术平台。在本地基层台站首次将气象和水文两个学科结合,建立降水、水文和洪涝数据库;首次对沙澧河流域进行暴雨形势分型,并建立流域暴雨预报模型;首次建立沙澧河流域五大水库水位增量预报模型。自系统运行以来,成功对沙澧河流域出现的几次致洪暴雨进行了预警,服务效果明显。     

暴雨型滑坡灾害因素分析及预测试验研究

针对暴雨型滑坡灾害预报预警服务的需要, 以江西为研究区域, 从暴雨型滑坡灾害形成机理及预测理论入手, 通过8个滑坡灾害易发点的监测试验, 系统地研究了大气降水对地下水位、孔隙水压力、滑坡土体应力及滑坡稳定性的影响, 探讨了植被覆盖与滑坡的关系。结果表明:滑坡稳定系数与降水量有较好的负相关关系, 当降水量增大时, 滑坡稳定系数减小, 且略滞后于降水量的峰值; 在其他因素一定的条件下, 地下水位升高, 滑坡稳定系数直线下降。经计算得到8个试验点促使滑坡复活的临界指标是24 h降水量为60~203 mm, 值域的变化与滑坡体的土壤结构、力学性质、植被覆盖程度和降水强度的时空分布等因素有关。     

降水与温度对接地电阻的影响分析

通过对3种接地装置接地电阻的持续观测, 分析了降水、温度对接地电阻的影响, 结果发现: 接地电阻具有明显的季节变化特征, 汛期(4—9月)降水量增加, 温度也逐渐升高, 接地电阻呈现下降趋势, 在9月之后, 随着降水的减少及温度的下降, 接地电阻逐渐升高, 此过程一直持续到翌年的2月; 接地电阻的变化率与接地体类型及尺寸大小密切相关; 降水量 < 20 mm的降水过程对接地电阻的影响较小; 当降水量偏多, 土壤含水量处于较高水平时, 多余的降水并不会使接地电阻出现明显的下降, 此时期温度对接地电阻的下降起着关键作用; 当长期干旱时, 土壤含水量偏低, 此时期较强的降水会引起接地电阻出现明显的下降, 而温度的影响相对不明显。      

用5L混合云室观测抚顺市大气冰核浓度

利用改进的Bigg型混合云室于2011年5-11月在辽宁省气象局抚顺大气成分站对近地层大气冰核浓度进行了测量。根据测量结果,分析冰核浓度日际变化和季节变化特征,讨论了风、气压、气温和湿度以及天气状况等气象要素对大气冰核浓度的影响。结果表明：观测期间,抚顺市大气冰核浓度平均为30个·L_-1（-20 ℃时）;冰核浓度随活化温度的降低呈指数式增加;气象因子对冰核浓度有一定的影响,不同季节影响的程度不同。     

MODIS资料遥感监测土壤水分与干旱研究进展

干旱是威胁我国及世界农业发展的自然灾害之一,遥感技术已经成为监测土壤水分与旱情的重要手段。本文总结分析了近年来利用MOD IS资料监测土壤水分和干旱的优势,回顾总结了目前利用MOD IS资料监测土壤水分和干旱的方法,着重从光谱法、温度植被干旱指数(TVD I)空间法、植被水分监测法、水分亏缺指数法等几方面进行了重点介绍,并对未来的发展趋势进行了展望。