青海高原多年冻土对气候增暖的响应

利用青海高原气象台站的年平均地温资料,建立了年平均地温与海拔和经纬度的关系模型,结合地理信息分析系统和DEM数据模拟出青海高原的冻土分布图,分析了青海高原多年冻土对气候变化的响应。结果表明：气候变暖已引起高原多年冻土面积的减少和冻土下界的升高,特别是在多年冻土边缘不衔接或岛状冻土区发生比较明显的退化。20世纪60年代与90年代相比,高原多年冻土下界分布高度上升约71m,季节性冻土厚度平均减小20cm。年最大冻土深度变化的空间分布特征与青海高原近40年来气温变化的空间特征相一致。     

青海高原多年冻土对气候变化的响应

年平均地温是冻土分带划分的主要指标之一，本利用青海高原气象台站的年平均地温资料，建立了年平均地温与海拔和经纬度的关系模型，结合地理信息分析系统和DEM数据模似出青海高原的冻土分布图。分析了青海高原多年冻土对气候变化的响应及其对生态环境的影响。结果表明：气候变暖已引起高原多年冻土面积的减少和冻土下界的升高，特别是在多年冻土边缘不衔接或岛状冻土区发生比较明显的退化。二十世纪60年代与90年代相比，高原多年冻土下界分布高度上升约71米，季节性冻土厚度平均减小19cm。年最大冻土深度变化的空间分布特征与青海高原年近40a来气温变化的空间特征相一致。     

中国西部土壤冻融起止期和冻结深度及其与气温关系的时空分布特征分析

冻土变化对寒区基础建设、水文、生态等都有重要影响,在全球变暖背景下,探究土壤冻融过程具有重要现实意义。本文基于中国自然地理特征和冻土特性,划分出中国西部地区(以下简称西部地区)作为研究区域,并利用1981年1月至2020年6月ERA-5地表温度、土壤体积水含量和逐月气温数据,分析了近40年中国西部地区土壤冻融状况、活动层厚度和最大冻结深度空间分布,探讨了冻融状态与气温、海拔的相关性。研究结果表明：西部地区冻融起始时间空间分布具有由高海拔地区至低海拔地区冻结推迟、融化提前的特征。高海拔的藏北高原冻结最早,融化最晚,冻结持续时间最久昆仑山脉上零星区域冻结最长可持续300天以上。海拔低且土壤含水量低的西部西北塔里木盆地,冻结最晚,融化最早,融化持续时间最长,塔克拉玛干沙漠区域融化可维持在280天以上。多年冻土活动层厚度基本都超过2.0 m,只有喀喇昆仑山脉附近的区域才有较大范围活动层厚度低于2 m的区域,青藏高原的季节性冻土冻结深度最大,厚度可以达到2 m以上,塔里木盆地冻结深度最浅,厚度在0.6 m以内。1981-2020年间,西部地区冻结起始日推迟,融化起始日提前,开始冻结和完全冻结起始...     

近30年来青海湖地区气温、地温及冻土变化分析

本文以青海省刚察、海晏、共和、天峻4个站代表青海湖地区,利用1981-2014年的气温、地温及冻土资料,对青海湖地区气温、地温及冻土变化进行分析,得出:青海湖地区的气温变化称逐渐升温的态势,这同全球的气温变化趋势一致,均为升温的态势,青海湖地区年平均气温的升温率为0.55℃/10a,变暖的季节主要是冬季;青海湖地区的地温变化同气温变化基本一致,也称逐渐升温的态势;最大冻土深度的变化与地温变化的关系并不明显,而与极端最低气温有着反相关。     

2014/2015年青海省冬季气候

<正>1基本气候概况1.1气温前期接近常年、中后期持续偏高2014年12月,全省气温北低南高,月平均气温为-9.3℃,较常年偏高0.2℃。各地平均气温在-18.2~-3.1℃之间,青南牧区以及海晏、共和、贵德、大通、湟源、天峻偏高0.1~3.4℃,其中青南牧区中东部偏高1.0℃以上,同德、玛沁列历史第2高。省内其余地区气温偏低0.1~2.9℃,其中祁连山部分地区     

近36年江淮地区浅层地温变化的多尺度分析

选取1981-2016年中国江淮地区28个气象站的0~20 cm地温观测资料,运用经验正交函数分解(EOF)和集合经验模态分解(EEMD)方法,得到江淮地区0~20 cm地温及气温多时间尺度的振荡规律。结果表明:江淮地区全区域有明显的空间一致性,特征向量值在全地区均为负值,时间系数在20世纪90年代中后期由正转负。1981-2016年江淮地区浅层地温和气温均表现为波动上升的趋势,其中0 cm地温的气候倾向率为0.65℃·(10a)-1,增温幅度大于5~20 cm层地温及气温。0 cm、5 cm、10 cm、20 cm四层地温及气温分解后的IMF1和IMF2分量的周期分别为准3年和准7年,且80年代的振幅要小于之后的年份,表明浅层地温及气温在80年代是稳定少变的,进入90年代波动幅度增大。年际变化在江淮地区0~20 cm地温及气温的长期变化中占主导地位。对36年0~20 cm地温的气候平均值进行分解可得,江淮地区各站点浅层地温的延伸期尺度周期基本分布在准12~16天和准26~33天两个周期内。     

CMIP6模式对青藏高原多年冻土变化的分析预估

利用国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）多模式的模拟结果,对比观测和青藏高原冻土图评估各模式对当前（1985-2014年）青藏高原与冻土相关气候变量以及多年冻土的模拟能力,并应用多模式集合平均的方法预估了未来4个SSP情景下2021-2040年、2041-2060年、2081-2100年高原多年冻土的变化趋势。结果表明：CMIP6各模式都能够较好地模拟出与冻土相关气候变量的分布特征与趋势,但对于气温的模拟有着较为明显的冷偏差,对于积雪的模拟明显偏大;利用冻结数模型（SFI）计算的当前多年冻土分布与青藏高原冻土图有较好的吻合,1985-2014年的表面多年冻土面积约为134.52×10⁴km²（包含湖泊和冰川面积）;随着气温的升高,21世纪青藏高原多年冻土呈现区域退化的趋势,在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,青藏高原东部、南部以及北部边缘地区多年冻土呈现区域性退化,至2041-2060年间多年冻土面积分别减少13.81×10⁴ km²、19.51×1...     

沈阳地区浅层地温变化特征及播种期地温预报研究

为了掌握沈阳地区地温变化规律,并提供更好的大田地温预报服务,降低播种风险,提高粮食生产安全,利用沈阳地区7个气象站点1981-2015年地温和气温数据,运用数理统计方法,分析近35 a地温和气温的变化规律,建立了春播期（4月和5月）地温预报模型。结果表明：1981-2010年,年代际温度呈上升趋势,气温的变化导致地温的变化也更加明显,气温和各层地温的气候倾向率为0.426-0.549℃/10 a,4-10月0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm每一层的地温差为1.5℃、0.5℃和0.5℃;0-20 cm地温以及气温在1996年前后发生了突变;春播期西部地区0 cm、5 cm、10 cm的地温和气温差值4-5月由较低转为较高;地温预报模型t检验的P值在P=0.01水平差异均不显著,相对误差控制在±10%以内,可以用于沈阳春播期（4月和5月）地温预测。     

黑龙江省多年冻土分布特征

黑龙江省有近15×104km2多年冻土,可分为大兴安岭北部大片多年冻土亚区、大兴安岭中部大片岛状多年冻土亚区、大小兴安岭稀疏岛状多年冻土亚区等,冻土层厚度在5～100m。岩性、地形、纬度、高度对冻土分布产生影响。气候变暖和人为活动将使冻土退化。     

“台田-浅池系统”小气候的温度特征

"台田-浅池系统"是北方滨海盐碱地改良利用的重要模式之一,其人为对下垫面的改变在一定程度上会对小气候产生影响。以黄骅地区430 m×38 m的单个"台田-浅池系统"为研究对象,利用气象观测仪器对气温、地温和表面温度进行对比观测,分析温度特征。结果表明:1)凸出地面2 m高的台田的空气日均温、月均温、年均温均高于平整大田的,二者差值在1.0℃以内;台田气温日较差、月较差小于大田的,气温变化更为缓和。2)台田各层地温的日均值高于大田的,二者差异随土壤深度的增加而减少;台田地温日较差小于大田的,温度变化更为平缓,地温存在极显著差异(sig0.001)。3)台田表面温度日均值高于大田的,最大差值约2.4℃,日较差在冬半年低于大田的约1.0℃,夏半年高于大田的约2.0℃,表面温度之间存在显著差异(sig0.05)。4)浅池具有调温作用,"台田-浅池系统"共同形成的下垫面表面平均温度在夜间明显高于大田的,日间二者相近,平均差值为0.5℃,随季节略有不同,其中4-9月差值最小。5)"台田-浅池系统"符合地形小气候和农田小气候中气温要素的变化特征,但由于台田高度仅有2 m,这种地形小气候变化的幅度较小。     

甘南高原近37年冬季冻土深度变化趋势及影响因子分析

利用1976—2012年甘南藏族自治州8个气象站的冬季最大冻土深度、气温、地温、日照时数、降水量、相对湿度、蒸发、积雪资料,分析了近37年甘南高原冬季最大冻土深度的空间分布以及时间变化特征,进而采用相关系数法进一步探讨了冬季最大冻土深度变化的原因。结果表明:在空间分布上,甘南高原冬季最大冻土深度分布与本地海拔高度和地理位置密切相关。甘南高原冬季最大冻土深度梯度呈西北—东南走向,最大值出现在西北部夏河,最小值出现在东南部舟曲。时间变化上,近37年,甘南高原冬季最大冻土深度呈下降趋势,西北部高海拔区较东南部低海拔区下降更为明显,甘南高原不同地区冬季最大冻土深度在不同时段内存在明显的3—5年和6—7年的周期反映,除合作、玛曲外,在20世纪80到90年代都发生了减小突变。相关系数法分析表明,影响甘南高原冬季最大冻土深度的气象因子主要是热力因子,热力因子中关联最强的是地温和气温,水分因子中与甘南高原大部分站关联最强的是积雪日数。     

基于GIS的达州香椿气候生态适宜性区划

利用达州及周边15个气象站资料和国内香椿主要产区气象资料、GIS资料,基于香椿生物学特性和现代高产栽培技术要求,综合分析了达州香椿气候生态适宜性,并选取气候生态区划指标,建立气候因子空间模型,运用集优法开展香椿栽培生态气候区划。结果表明:达州气候生态条件总体适宜香椿生长,影响其栽培的主要因子是年均气温和地形条件;冬末春初的气温水平和积温及其变化是影响香椿上市时间和产量的主要气候因子,头茬椿芽采收要求≥10.0℃有效积温约60~70℃·d。香椿栽培适宜区主要分布在达州中南部,面积占比约58.7 %,其中最适宜区主要分布在海拔高度≤500m、年均气温≥16.0℃的中亚热带浅丘平坝区,其余适宜区主要分布在海拔高度500~800m、年均气温14.0~16.0℃的北亚热带向山地暖温带过渡的低山深丘区;次适宜区主要分布于北部海拔高度800~1200m、年均气温12.0~14.0℃的山地暖温带半山区,面积占比约26.2 %;北部海拔高度≥1200m的中高山区为不适宜区,面积占比约15.1 %。达州南部浅丘平坝区为香椿重点发展区,中南部低山深丘区为香椿适度规模发展区,北部低中山区为香椿自然生态分布区。      

锡林郭勒盟近58a冻土深度的时空分布特征

利用锡林郭勒盟1961—2018年近58a有完整记录的11个气象站的最大冻土深度、冬季11月—翌年3月平均气温和平均地面最低温度资料,利用描述分析、线性趋势拟合、相关性检验、Mann-Kendall突变检验等方法,对锡林郭勒盟最大冻土深度的时间演变、空间分布及与气温、地温的关系进行了分析。结果表明:二连浩特市最大冻土深度的均方差和变差系数最大,稳定性最差;东乌珠穆沁旗、二连浩特市最大冻土深度变浅幅度最大,气候倾向率为-16.25cm/10a和-15.48cm/10a;20世纪70年代是近58a来最大冻土深度最深的时期;全盟11个站中有5个站最大冻土深度发生突变现象,其中一个站突变点在1982年,其他4个站突变点在1989—1991年;锡林郭勒盟最大冻土深度的空间分布特征为东深西浅、北深南浅;锡林郭勒盟各站11月到翌年3月平均气温和平均地面最低温度均呈上升的趋势;最大冻土深度和平均气温、平均地面最低温度均呈负相关,部分台站相关性显著,随着气温和地温的升高冻土深度在变浅。     

CMIP5耦合模式对青藏高原冻土变化的模拟和预估

利用第五次耦合模式比较计划(CMIP5)多个模式的模拟结果,对比再分析资料和青藏高原(下称高原)冻土图,评估了模式对当前(1986-2005年)高原冻土的模拟能力。在此基础上应用多模式集合平均结果,预估了未来不同典型浓度路径(RCPs)情景下高原地表层多年冻土的可能变化。结果表明:CMIP5耦合模式对高原冻土有一定的模拟能力,采用SFI地面冻结指数模型计算的当前地表层多年冻土分布与高原冻土图有较好的吻合,1986-2005年高原地表层平均多年冻土面积为127.5×10~4km~2;多模式集合预估结果显示,高原地表层多年冻土呈现区域性退化趋势,高原东部、南部及北部边缘地区冻土带退化较为明显,有从外围向西北部多年冻土区逐步退化的趋势,RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下未来50年地表层多年冻土面积分别减少约23.9×10~4km~2(20.8%)、33.5×10~4km~2(27.7%)、25.6×10~4km~2(21.1%)和43.5×10~4km~2(35.3%),到21世纪末期不同情景下多年冻土面积分别约为为91.4×10~4km~2、70.9×10~4km~2、72.8×10~4km~2和41.7×10~4km~2。     

四川最高最低气温日变化特征分析

基于1990~2019年四川地区156个气象观测站2 m最高、最低气温逐日数据,分析了最高、最低气温的日变化特征。结果表明:（1）2 m最高气温逐日变化幅度大于最低气温逐日变化幅度,最高气温逐日变温的极大值区位于凉山州东北部,最低气温逐日变温的极大值区位于甘孜、阿坝两州北部;（2）春季最高气温逐日变温幅度明显大于夏、秋、冬季,冬、春季最低气温逐日变温幅度大于夏、秋季;（3）最高气温和最低气温的逐日变温频次分布均呈现单峰型特征,前者峰值位于0~2℃,后者峰值位于?2~2℃。（4）最高气温逐日变化超过6℃的年均频次明显高于最低气温,两者高频区的空间分布与变温幅度大值区较为一致。      

1960～2010年四川最高、最低气温的非对称性变化特征

本文利用四川138个气象站点1960~2010年的气温资料,分析了四川地区年均最高、最低气温及日较差的时空变化特征。结果表明:1960~2010年四川年均最高、最低气温在时间变化上呈非对称性升温,年均最高气温和最低气温的气候倾向率分别为0.131℃/10a和0.185℃/10a,后者增温幅度约为前者的1.4倍。年均最高、最低气温气候倾向率在空间分布上多数地区也呈非对称现象,年均最高、最低气温在西部高原地区升温较快,但最低气温的升温速率明显高于最高气温,这导致气温日较差在高原西部地区下降幅度较大。年均最高气温在1980年代最低,2000年代达到最高;年均最低气温在1960年代最低,2000年代最高;年均气温日较差在1960年代最大,1980年代最小。年均最高、最低气温分别在1996年和1993年发生转变,年均气温日较差分别在1973年和2005年发生了转变,年均最高、最低气温气候倾向率的不同及转变年的不一致导致气温日较差在转变年上的不一致。      

CMIP6全球气候模式对中国年平均日最高气温和最低气温模拟的评估北大核心CSCD

选取CMIP6历史模拟试验26个模式数据,以CN05.1数据作为观测资料,对1961~2014年中国年平均最高气温和最低气温变化模拟能力进行评估。结果表明:1961~2014年,中国年均最高气温和最低气温均存在上升的趋势。最高气温增长速率为2.15℃/100 a;最低气温增长速率为3.92℃/100 a,约为最高气温增长速率的两倍。CMIP6模式都能模拟出这种长时间尺度的变化趋势,但不同模式模拟能力存在一定差异,模式间离散度达到0.38℃/100 a(最高气温)和0.41℃/100 a(最低气温)。模式中BCC-ESM1和EC-Earth3模式对这两种趋势的模拟效果最好。CMIP6模式可以较好地模拟出中国范围内的最高气温和最低气温空间分布特征。中国范围内,大部分模式模拟结果与观测呈正相关的格点所占比例分别为82%(最高气温)和97%(最低气温),模拟结果具有明显的地域性。对于气候平均态,CMIP6模式可以较好地模拟出最高最低气温空间分布特征,对于整个中国东部地区,最高最低气温模拟结果的模式间标准差均在3℃以内,一致性较高,在西部地区差异较大,青藏高原地区达到6℃以上。GISS-E2-1-G和MRI-ESM2-0可以很好地模拟出1961~2014年中国最高气温和最低气温经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)主要模态及其时间演变。总体来说,CMIP6模式对中国年均最高气温和最低气温的气候态空间分布以及变化趋势等方面,具备较好的模拟能力。     

基于MODIS的祁连山地区陆面温度空间分布研究

利用Becker-Li的算法,获取了祁连山地区不同时相的陆面温度空间分布规律。研究发现:瞬时陆面温度的空间分布与同步气温数据的宏观变化规律基本一致。多样的地形地貌和不同的下垫面地表覆盖类型,决定了其陆面温度的空间分布格局。进而讨论了陆面温度随海拔高度的垂直分异规律。祁连山地区区域陆面温度垂直递减率的变化范围为5.42~6.56℃/km,正北、正东、正南和正西方位上陆面温度的垂直递减率分别为6.56、5.73、5.42和5.84℃/km。其中朝向太阳方向的南、东坡梯度值最小,而背向太阳方向的西、北坡值最大。高海拔地区地表温度的垂直递减率要高于低海拔地区。     

1959—2018年沈阳地区冻土时空变化特征

利用1959年10月至2018年4月沈阳地区7个气象站逐日冻土观测资料、逐日平均气温、逐日平均地温及5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm地温观测资料,分析了近60 a沈阳地区最大冻土深度的时空变化特征,并探讨了其对气候变暖的响应。结果表明：近60 a来沈阳地区冻土一般在10月开始出现,翌年4月消融。1959-2018年沈阳地区年平均月最大冻土深度在2月和3月最大,10月最小;年最大冻土深度以-4.8 cm/10 a的速度显著变浅,年代平均最大冻土深度也呈变浅趋势。相关分析表明,近60 a沈阳地区日最大冻土深度与日平均气温、地温呈显著负相关关系,相关系数分别为-0.60和-0.72。Mann-Kendall检验表明,7个气象站年平均最大冻土深度均有突变发生,突变点大多出现在20世纪80年代。近60 a沈阳地区最大冻土深度开始日期和结束日期分别呈延后和提前趋势,趋势率分别为1.0 d/10 a和-3.2 d/10 a。1959-2018年沈阳地区平均冻土持续时间为164 d,年变化呈缩短趋势,趋势率为-4.4 d/10 a。     

贵阳和威宁霜消时气象要素对比分析

该文使用1961-2020年霜的观测数据分析了贵阳和威宁站霜的气候分布特征,用霜在白天的持续时长与08时的气象要素进行相关性分析得知贵阳站气温、露点温度、地温、5 cm地温与霜持续时长有较好的负相关,相关系数的绝对值均大于0.7,威宁站气温、露点温度、5 cm地温与霜持续时长有较好的负相关,相关系数的绝对值均大于0.4。贵阳和威宁上述几个气象要素在霜消前的变化特征如下:贵阳威宁站的气温均高于地温,二者平均温差贵阳站为2.17℃,威宁站为3.31℃;贵阳站气温和地温的差值有最小的标准差1.53℃,威宁站5 cm地温有最小的标准差2.09℃。从这两个因子的平均态来看,当贵阳站气温和地温之差大于2.17℃、威宁站5 cm地温大于5.09℃时预示着该站霜的消融。