上海城市的于岛效应和湿岛效应

上海“城市”由于下垫面性质的改变和大气中人为热、人为水汽和污染物质的增多等原困，对大气环境产生明显的影响。在气温和多年汛期平均降水量的分布上，城市有“热岛”和“雨岛”。在水汽压的分布上，情况比较复杂：绝大多数时间，城区水汽压明显比郊区小，“千岛”效应十分显著；但在某些天气条件下，城区水汽压反比郊区高，形成城市“湿岛”。     

城市化对云南高原楚雄市近年来雨岛效应的影响研究

利用2010-2015年楚雄市城市和郊区共10个气象站点的降雨量资料,采用城市和郊区对比等方法分析楚雄市的降雨特征,运用灰色关联度分析各气象因子、人文因子与雨岛强度的关联程度。结果表明：楚雄市近年来雨岛效应明显,降雨中心主要位于城市及其下风方向的苍岭;当出现小雨和中雨,大尺度大气环流场比较弱的条件下,楚雄市城市雨岛强度较强;楚雄市干湿季分明,月降雨量主要集中在雨季,城市雨岛效应在雨季更显著。影响楚雄市雨岛强度的因素中,关系最为密切的人文因子则为城区面积,而关系最为密切的气象因子是日照时数,且人文因子占较大比重。     

北京市快速城市化对短时间尺度降水时空特征影响及成因

快速城市化对区域降水过程的影响已成为人类活动对不同时空尺度水循环影响研究的热点。基于北京全区2011-2015年20个自动气象站逐小时降水资料,利用Circular统计法等多种方法,在揭示北京市降水总体特征基础上,进一步从日、场次、小时等多种精细化时间尺度来探究北京市不同类型降水特征。研究表明：① 场次暴雨平均降水量、场次降雨持续时间及降水强度高值中心主要位于北京城区,与郊区降水过程相比,城区总体降水过程历时较长、雨量较大。城市雨岛效应可能是上述降水指标在城区具有高值中心的原因之一。② 北京全区降水日分布不均,不同区域降水类型有较大差异。北京市的暴雨雨型主要以午后型为主,占总雨型的47.53%。山区总体及北部近郊、远郊区、南部近郊分别以午后型、正午型、夜晚型降水为主。而城区的暴雨类型显示出主城区的东西两侧有较大的差异,西侧受山谷风环流及热岛环流影响类型较为复杂,东侧以傍晚型为主。③ 场次暴雨的降水峰值出现时间主要集中在12:00-19:00,且城区降水峰值发生时间较郊区降水峰值发生时间推迟。海拔的升高会使日降水峰值的出现时间的不确定性增大。④ 极端降水量指标及持续干燥、湿润指标均在城区显示出高值区,极端降水频率指标高值区位于城区下风向。城市化可能通过人口膨胀、土地利用类型变更等方式间接提高极端降水发生的风险。     

云南高原楚雄市近年来城市气候特征研究

基于楚雄市城区中心气象站和周围9个加密气象站点及南华2010~2014年气象观测资料,利用Excel制作图表等对楚雄市近年来城市气候变化特征及成因进行了分析与研究,得到楚雄市城市气候变化规律,利用灰色关联分析方法对影响楚雄城市气候的自然和人文因子进行了分析。研究结果表明:近年来热岛强度呈先下降后上升波动趋势,热岛强度最大是在2010年,最小是在2013年,3月份热岛强度最强,8月份最弱。近5年间的降水量波动较大,降水量最多在2014年,最少在2012年,城市雨岛效应比较明显,降雨干湿季分明,城市雨岛强度雨季大于干季。城市相对湿度比郊区少,城市干岛效应明显,楚雄市城市干岛强度雨季大于干季。影响楚雄市城市气候的因子既有人文因子也有自然因子,且人文因子的影响大于自然因子。     

天津夏季降水演变规律及其城市效应

利用1956~2005 年天津25 个雨量站的月降水数据, 借助累积距平、相关分析、Mann- Kendall 秩次相关检验 法等, 分析了夏季降水的时空演变规律。在此基础上, 结合ARCGIS 空间分析功能, 研究了天津雨岛效应的时空特 征。结果表明: 25 个站点的年降水量70%以上集中在夏季, 夏季降水倾向率均为负, 60%的站点通过了显著水平检 验。从加权平均得到的全市夏季降水序列得出1956~2005 年倾向率为- 24.7mm/10a, 其中1956~1988 年倾向率为 7.6mm/10a, 1989~2005 年倾向率达- 28.6mm/10a, 由此可见天津夏季降水减少主要发生在近17 年。又比较其不同 历史时段的空间演变规律发现, 夏季降水减少趋势北部山区大于南部平原, 南部平原的市区大于市郊, 呈现城市雨 岛效应, 特别是在20 世纪70 年代初期之后雨岛效应更加明显, 且受降水的丰枯影响较大, 丰水年雨岛现象明显, 枯水年雨岛消失。     

北京城区流动人口扩散格局及驱动机制

基于街道/乡镇尺度人口普查数据,利用GIS空间分析和数理统计方法,从规模、占比、密度和集聚度等4个层面分析北京城区流动人口扩散特征,并揭示其驱动机制。研究发现, 2000~2010年北京城区流动人口规模和密度增加,但流动人口占常住总人口比重和流动人口空间集聚度下降,流动人口呈现明显的空间扩散态势。 北京城区流动人口呈“核-边扩散”格局,城市核心区流动人口规模、密度、占比和空间集聚度不断下降,城市边缘区流动人口规模、密度、占比和空间集聚度逐步上升。 北京城区流动人口的“核-边扩散”格局是经济因素的直接推动、城建因素的间接推动、交通因素的硬性诱导、制度因素的软性诱导等共同作用的结果。     

上海降水百年变化趋势及其城郊的差异

采用上海龙华中心气象站1893-1999年降水资料及上海周边郊县1960-1999年降水资料，分析上海降水的时空特征，研究结果表明：（1）上海年度降水存在着2a、3.2a、35.2a的准周期振动；上海百年气候按干湿状况可分为6个时期，1982年开始的这次多雨偏湿期周期趋向延长；上海降水的年际波动显著，旱涝灾害年发生概率为18.7%，上海气候特征在长江和钱塘江之间平原地区有相关广泛的代表性。（2）上海城郊降水存在着显著性差异，近40a市区降水增长率为郊县的1.5倍，城郊降水差异呈扩大趋势，上海城市雨岛效应主要存在于6-9月的梅雨和台风雨期间，有明显的雨岛中心，全市降水北片稍大于南片；多年降水有明显的长期趋势。而秋末到春季并无雨岛现象，全市降水南片略大于北片；多年降水表现为较强烈的波动性。     

城市内部研发密集型制造业的空间分布与区位选择模式——以北京、上海为例

基于微观企业数据对北京和上海研发密集型制造业空间分布的特征和影响因素进行分析,进而揭示其区位选择模式差异。研究发现,北京企业集中分布特征明显,热点区主要位于核心城区及近郊的少数地区,并形成以中关村-上地为中心的集聚格局;上海企业表现为集中与扩散并存,热点区在郊环线以里区域零散布局,并形成以漕河泾和张江为双核的联动共生集聚格局;北京和上海企业均存在开发区和交通指向性以及路径依赖,与此同时,上海企业还具有学研机构和老工业区指向性以及郊区化现象,北京企业则出现逆郊区化。研发密集型制造业在北京和上海分别形成以开发区为空间载体的“紧凑型-中心性”模式和以开发区、学研机构和老工业区为多元空间载体的“离散型-郊区化”模式。不同行业企业基本符合总体特征,但又呈现一定的特殊性。     

1960-2009 年云南高原楚雄市气候年代际变化特征及城市气候分析

文章利用云南高原楚雄站、南华站、双柏站1960-2009 年近50 年的气温、降水、相对湿度、低云量等气象要素资料,利用常规距平法、3 阶多项式拟合趋势法、5 年滑动平均法分析其年代际特征及城市气候,同时对楚雄市城市气候的影响因素进行了关联度分析。结果表明：年平均气温、最高气温、最低气温在20 世纪80 年代有一个明显的变化,在此前,气温一直呈下降趋势,80 年代后呈上升趋势。而且城郊对比也是在80 年代后越来越明显,这些都说明了楚雄市的热岛效应越来越显著。从年平均相对湿度来看,呈下降趋势,说明城市干岛正在形成,城区年降水量与年平均低云量都有高于郊区的趋势,这些也就说明楚雄市的城市雨岛已经形成。     

基于Landsat TM/ETM+遥感数据的福州热环境研究

以福建省福州市为研究区,使用1994年5月12日Landsat TM、2002年3月7日LandsatETM+和2009年3月10日Landsat TM数据,采用普适性单通道算法对研究区进行地表温度反演算,反演得出福州地面温度的分布情况,并根据研究结果对福州市热环境空间分布格局及动态演变过程进行监测分析.研究结果表明:福州市存在明显的城市热岛现象,不同时相遥感数据反演得到的福州市地表温度的空间分布趋势基本一致;城区地表温度明显高于郊区,水体温度最低.1994年福州市热岛中心分布范围较小;1994—2002年间福州市高温区域明显增加,主要分布在城区建筑物比较密集的区域和裸地区域;2002—2009年间高温区增加得比较缓慢,同1994年和2002年相比,2009年城区范围内大面积高温区减少且分布比较破碎.     

北京地区气温多尺度分析和热岛效应

以北京地区20个气象观测站47年(1960-2006年)逐日的平均气温记录为基础,利用线性倾向估计、突变分析、小波分析等分析方法对北京地区气温的时空分布特征及其热岛状况进行了分析.研究表明:近47年来北京地区年平均气温变化呈上升趋势,7年滑动平均曲线表明这种上升趋势近年来稍有减弱.城市热岛效应明显,四季热岛效应的时间和空间均有差异.冬季热岛效应比夏季强,但夏季热岛效应呈现出多中心的现象.小波分析表明热岛强度存在3个周期变化.在25a左右的尺度上,进入21世纪春季和冬季相对较弱,夏季和秋季较强.     

西南地区大气降水中氢氧稳定同位素特征与水汽来源

为阐明西南地区稳定同位素与大气降水的关系,对GNIP昆明、贵阳、桂林、成都站点δD和δ18O进行分析,初步建立当地大气降水线方程,并与中国及全国降水线方程进行对比,揭示该降水线方程的特征.研究表明：大气降水稳定同位素组成受到温度、蒸发、水汽源地等多种因素的相互影响,在不同时间有很大差异.西南地区降水中的δ18O值表现出“夏高冬低”的季节特点.d值呈现出降水中过量氘水汽来源不同的特点,贵阳和桂林地区d值表现为“冬高夏低”的季节特点,而昆明和成都地区却与此相反,d值则表现为“夏高冬低”独特的季节性特征.     

新疆不同季节降水气候分区及变化趋势

利用新疆88个测站1961—2006年逐日降水量资料,采用EOF（主成分分析）、REOF（旋转主成分分析）、线性趋势、kendall-τ检验以及累积距平、t检验、信噪比相结合等方法,对新疆四季降水量的空间特征、变化趋势以及突变时间等进行了对比诊断分析\.结果表明,新疆四季降水量EOF的前3个载荷向量场均表现为全疆一致的降水偏多或偏少型、南北疆反变化的南多（少）北少（多）型以及东西反向的东多（少）西少（多）型等3大整体异常结构;在同一约束条件下,不同季节REOF分析所揭示的降水气候分区不同,冬季大致可划分为3个区,春季6个区,夏季7个区,秋季5个区;除南疆偏西地区冬季降水量未出现显著突变增加趋势外,新疆大部地区于1986年前后冬夏降水量同时显著突变增多,与其上空大气可降水量(APW)的增加有关;北疆春季降水量既没有显著的增加趋势,也未发生过突变;南疆大部地区春季降水量曾出现过显著突变增加,但突变时间早晚不一;从长期变化趋势看,北疆北部、中天山两侧及其以东地区秋季降水量虽增加不显著,但在1978年前后出现过突变增加,是季降水量突变最早区域;北疆西部冬、夏、秋降水量均显著增加,是新疆降水量增加最敏感区域,但秋季降水量的突变增加是从1997年开始的,比冬夏突变晚11 a左右,比其东部地区偏晚30 a左右。     

Precipitation isotopes in the Tianshan Mountains as a key to water cycle in arid central Asia

The Tianshan Mountains is a wet island in arid central Asia, and precipitation amount across the mountains is much larger than that in the surrounding low-lying areas. To investigate the regional water cycle in arid central Asia, stable isotope composition in precipitation has received increased attention during the past decades. This paper reviewed current knowledge of observed and simulated stable isotope ratios in precipitation across the Tianshan Mountains. The temperature effect of stable isotopes in precipitation has been widely accepted in arid central Asia and can be applied to paleoclimate reconstruction using ice cores. The seasonality of precipitation isotopically enriched in summer months and depleted in winter months is usually attributed to westerly-dominated moisture, but different trajectory paths to the northern and southern slopes of the Tianshan Mountains can still be modelled. The proportional contribution and its uncertainty of surface evaporation and transpiration to local precipitation can be estimated using the isotope approach, and transpiration plays a dominant role in recycled moisture for oasis sites. The impact of below-cloud evaporation on precipitation stable isotopes on the southern slope is usually larger than that on the northern slope.     

ON THE FREQUENCY OF PRECIPITATION-DAYS IN CALGARY,CANADA

Results of analyses of 86 years of precipitation records for Calgary, Canada, showed that there were three periods of above normal precipitation and three periods of precipitation significantly below normal. This pattern gave the precipitation climate a quasi-periodic appearance. The average number of precipitation-days was 134 per annum. The reduction in the frequency of precipitation-days in dry years was not as significant as the equivalent reduction in precipitation amounts. A significant upward trend in the frequency of precipitation-days, which correlated with a similar trend in cloud cover, was not repeated in precipitation amounts. The upward trend in both cloud cover and precipitation-day frequency is believed to be related to urban growth and the corresponding heat island. This enhancement is more pronounced in the fall and winter months than in the spring and summer.     

昆明地区降水量时空分布特征

近年来由于降水异常所带来的干旱、城市内涝等气象灾害越来越受到人们的关注.采用回归方法对昆明12个大监站近43年来的降水量时空变化特征进行分析,发现昆明地区年降水量减少,春、夏、秋的降水也减少,但冬季降水略增加;年、四季降水有较为明显年代际变化趋势,且存在一个或多个突变点.降水量变化具有一定的区域分布特征,市区及以东以南地区夏季及年降水量偏少显著,春季降水西北部地区偏多其余偏少,秋季降水为一致减少型,冬季降水西南部减少其余大部持平或略增加.     

巴丹吉林沙漠高大沙山湿沙层水分特征

湿沙层水分及其运移过程是沙漠地区水循环的重要环节。巴丹吉林沙漠高大沙山湿沙层规模巨大,本文对巴丹吉林沙漠高大沙山湿沙层水分特征进行了初步分析。结果表明：湿沙层水分具有区域相似性特征,含水量多小于3%;吸附水和沙粒空隙间的水汽是湿沙层水分两种主要的类型,沙粒粒级级配影响吸附水水量变化,两种水分在沙山垂直剖面上的运移过程及相互转化可能维持了湿沙层水分的相对平衡状态;沙丘表层形成的“逆温层”以及由此引起的沿沙丘表层向沙丘内部的热量传递,形成与湿沙层水分蒸发相反的空气运动方向,使得湿沙层水分在夏季晴朗的白天受到保护;夏季受温度梯度影响,湿沙层中的水汽和膜状水向沙山底部缓慢运移;冬季受温度梯度和水势的双重影响,沙山底部潜水面附近的水汽和膜状水向上缓慢运移,补给湿沙层;湿沙层水分来源包括大气降水、大气水汽、凝结水及地下水等。     

中国西北气候干湿变化研究进展

西北地区对全球气候变化十分敏感,研究分析该地区干湿变化特征,对区域发展至关重要。本文从气象（降水、温度、蒸发）、水文（地表水、土壤湿度、陆地水储量）和植被等角度综述了近50年西北地区干湿变化特征。结果表明：西北整体气温升高,降水增加,呈暖湿化。但考虑陆面因素作用的分析表明该地区呈现东西部分化的格局。考虑蒸发因素的结果显示西部趋向暖湿化,而东部趋向暖干化。地表水资源和土壤湿度也显示西部增加、东部减少的态势。同时,西北西部植被状况正在明显改善。但陆地水储量显示,西北地区整体水资源仍十分匮乏,且处于不断减少的趋势。未来,西北地区气温仍将持续升高,降水、径流和土壤湿度也将会增加,整体向暖湿化转变。     

A STUDY ON FIELD WATER CIRCULATION PATTERN IN THE DRYLAND OF NORTHERN CHINA

Ｉ.ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｒｙｌａｎｄｃｏｖｅｒｓｌａｒｇｅａｒｅａｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｗｉｔｈａｂｏｕｔｏｎｅｔｈｉｒｄｏｆｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ’ｓｔｏｔａｌｆａｒｍｌａｎｄｓ,ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈｒａｉｎｆｅｄｆａｒｍｌａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｃｏｖｅｒｓ2.3(107ｈｍ2.ＴｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｄｒｙｆａｒｍｉｎｇａｒｅａｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ[9],ｉ.ｅ.ｓｕｂｈｕｍｉｄａｎｄｓｌｉｇｈｔｄｒｙａｒｅａ(ａｒｉｄｉｔｙ1.31.6,ａｎｎｕａｌｐｒ…     

ANOMALOUS CALIFORNIA WINTERS AND THE ENSO PHENOMENA

Climate anomalies in California associated with ENSO episodes between 1910 and 1984 are investigated using “Superposed Epoch Analysis” techniques tested against randomization for statistical significance of the identified signals. The results indicate that statistically significant temperature departures from seasonal normals are associated with ENSO events and are characterized by positive anomalies in all seasons but especially in the key season of the event year and in the winter following the key season. Temperature anomalies associated with ENSO increase inversely with latitude. The largest temperature anomalies in the station superpositions occur not in the key season but in the winter following. This two-year persistence of temperature anomalies may be important in long-range forecasting. The spring and summer of the second year of the cycle are significantly warmer than the preceding two springs and summers. From the station superpositions, significant positive precipitation anomalies accompany the key seasons of ENSO episodes and persist through the following winter while the winter preceding the key season is abnormally dry. Areally averaged superpositions depict a dry winter and spring preceding the key ENSO season, a wet winter and spring in the episode year persisting into the following winter and spring in the north. A similar pattern exists in the south except that the fall and winter following the key season are abnormally wet. A division of ENSO episodes into “wet” and “dry” events produces no significant foreshadowing characteristics but highlights the indeterminacy of weather types associated with ENSO teleconnections in California as latitude increases. [Key words: climate, climatic anomaly, El Nino/Southern Oscillation, ENSO, California.]