贵州高原起伏地形下日照时间的时空分布

由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响, 实际起伏地形下的日照时间与水平面上的日照时间有一定差异。该文建立了一种基于数字高程模型 (DEM) 的起伏地形下日照时间的模拟方法, 计算了起伏地形下贵州高原100 m×100 m分辨率日照时间的时空分布。结果表明:坡度、坡向、地形遮蔽对日照时间的影响较大, 实际起伏地形下日照时间的空间分布具有明显地域特征。1月太阳高度角较低, 坡度、坡向的作用非常明显, 地形遮蔽面积较大, 日照时间的空间差异较多, 日照时间为16~142 h, 最大值约为最小值9倍; 7月太阳高度角较高, 地形遮蔽面积相对较小, 日照时间的空间差异相对较少, 日照时间为133~210 h, 最大值为最小值1.6倍, 但由于7月日照时间相对较多, 局地地形对日照时间影响仍明显。4月、10月日照时间及其变化幅度介于1月和7月之间。     

基于DEM的复杂地形下太阳散射辐射分布式模拟——以贵州高原为例

由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响,确定实际复杂地形下太阳散射辐射是比较困难的.本文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以复杂地形下天文辐射为起始数据的复杂地形下太阳散射辐射的分布式模型,在模型中还考虑了散射辐射的各向异性.以地形复杂的贵州高原为例,应用100 m×100 m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年的太阳散射辐射精细空间分布.结果表明:(1)局地地形因子(如坡度、坡向和地形遮蔽)对贵州高原复杂地形下太阳散射辐射的空间分布影响较大,随着地形的起伏变化,太阳散射辐射的空间分布明显不同,纬向分布特征不明显.(2)对于太阳散射辐射而言,地形对其的影响仍然很大,在太阳散射辐射计算时也是不容忽视的.     

可照时间受地形的影响及其精细的空间分布

设计了起伏地形下可照时间分布式计算模型，讨论了不同纬度的坡度、坡向、遮蔽等地形因子对可照时间的影响。结果表明：可照时间的纬向分布特征明显；同一纬度，同一坡向的可照时间随着坡度的增加而减小；坡向对可照时间的影响复杂，不同坡向上的可照时间随季节和坡度变化；在太阳高度角较低的冬季，地形遮蔽对可照时间的影响显著，可明显地影响可照时间的空间分布，清楚表现出可照时间的非地带性。同时绘制了1：100万我国实际地形下精细的可照时间空间分布。     

贵州高原起伏地形下可照时间的时空分布

该文建立一种基于数字高程模型(DEM)的起伏地形下可照时间模拟方法;在此基础上得到起伏地形下贵州高原100m×100m分辨率的可照时间的时空分布。结果表明:地形遮蔽对可照时间的影响较大,要大于纬度的影响。由于坡度坡向等局地地形因子的影响,使起伏地形下的可照时间空间差异明显。贵州高原起伏地形下1月可照时间为155.0~320.3h,1月太阳高度角较低,地形遮蔽面积较大,可照时间的空间分布具有明显的地域分布特征。7月可照时间为337.7~423.7h,7月太阳高度角较高,地形遮蔽面积较小,地域差异比1月小得多,呈明显的纬向分布。贵州高原起伏地形下年可照时间为2692.7~4367.5h,最大值是最小值的1.6倍,且纬向分布并不明显。     

起伏地形下深圳市天文辐射的空间分布

以起伏地形下天文辐射的分布模型为基础,借助地理信息系统(GIS)处理数据,将深圳市1∶250,000DEM数据作为地形的综合反映,模拟计算了起伏地形下(坡度、坡向和地形遮蔽)深圳市天文辐射,分析了起伏地形下深圳市天文辐射的分布规律,完成了深圳市100m×100m分辨率的各月及全年的天文辐射的空间制图。结果表明:对于局部地形起伏引起的天文辐射的变化,秋、冬季最为显著,向阳坡和背阴坡的极值差异较大,这和太阳高度角随着季节变化而冬半年相对较低、夏半年相对较高有关。坡度对天文辐射的影响在冬半年较大,随着坡度的增大,辐射差值增大的幅度呈递减趋势。     

基于DEM的新疆区域可照时间的分布式模拟

以新疆区域500 m×500 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据为主要数据源,在提取纬度、坡度、坡向等地形要素栅格数据的基础上,使用考虑地形遮蔽的分布式计算模型,完成了新疆区域全年每日可照时间的数值模拟计算,分析了其时空变化特征,讨论了地形因子对可照时间的影响,结果表明:对新疆而言,可照时间7月最长,为441 h;12月最短,为266 h,区域内可照时间的离散度较大,主要原因是地形差异所致;海拔高于1500 m的山区对全区可照时间标准差的贡献率达到了80.1%;冬夏两季有较为显著的纬向分布特征,三大山脉地区可照时间与同纬度平地相比差异明显,表现出可照时间的地域性分布特征;地形对可照时间的影响比较明显,坡度越大可照时间越少;坡向对可照时间的影响主要表现在冬季,大致为可照时间南坡多、北坡少;随着地形开阔度的增大,可照时间有较为明显的增加。     

基于GIS的大连冰雹分布与地形因子的相关分析

利用1971-2010年大连地区64个乡镇的冰雹观测资料和1:50 000数字高程模型,选择和设计对冰雹空间分布可能有影响的地形因子,如海拔高度、坡度、坡向、地形起伏度、地形切割深度等,采用数字地形分析、不规则窗口统计等方法研究冰雹分布与地形因子间的相关关系。结果表明：地形高程、西北偏西坡向和地形切割深度是影响大连地区冰雹分布的最主要地形因子。地形高程抬升下的强对流天气系统有利于降雹;西北偏西坡向有利于冰雹的形成;地形起伏显著的区域更有利于冰雹的形成和降落。建立了冰雹与地形因子间的回归方程,模拟了大连地区的冰雹空间分布,结果显示大连地区冰雹最严重区域位于瓦房店和普兰店北部地区,沿海及南部地区较少。     

基于TM和ETM~+数据的玛纳斯河流域积雪时空分布特征研究

为了进一步研究玛纳斯河流域积雪的时空分布特征以及影响因素,应用遥感技术,以Landsat TM(美国地球资源探测卫星系统上加载的专题绘图资料)以及ETM+(增强型专题绘图资料)为数据源,利用雪盖指数法对研究区进行了积雪信息提取。通过对提取积雪信息的研究,分析了研究区的积雪时空分布的特征,并详细分析了高程、坡度、坡向以及其他因素对于积雪分布的影响。结果表明研究区积雪空间分布随高度和地形变化非常明显,积雪主要分布高海拔地区,而山间河谷地带则相对较少,同时积雪受季节影响较大,主要集中在秋、冬、春3个季节;并得出高程、坡向对积雪分布影响比较大,而坡度对积雪分布影响则相对较小的规律特征。     

四川省冰雹分布与地形因子关系分析

利用四川省数字高程模型(DEM)和1970—2014年四川省143个气象站点45年冰雹资料,使用相关分析、逐步回归、数字地形分析和分区统计等方法,研究了四川省冰雹分布与地形高程、坡度、坡向、经纬度、地形起伏度及地形切割深度的关系。研究结果表明:四川省冰雹分布有明显的地理分布特征,地形高程、经度、地形起伏度及西北偏西坡向等地形因子是四川省冰雹分布的主要影响因子。建立冰雹与主要地形影响因子的回归方程,模拟四川省冰雹空间分布,结果显示模拟值与实际值分布趋势一致,但模拟数据整体偏小。     

M—γ尺度G—Chen坐标系中气候模式的研制

本文在地形坐标系中完整地推导出三维大气－－土壤耦合模式的控制方程组及其参数化方案。模式详细考虑了坡度、坡向、周围地形遮蔽对辐射平衡的影响以及土壤水的冻结、融解、蒸发过程,结合１９８５年冬太原地区边界层污染、气象观测资料进行对比模拟试验,取得了令人满意的结果。     

日照迹线位置移动原理和软件设计

根据地球自转和绕太阳公转轨迹规律,分析了黄赤交角、太阳赤纬、经度和太阳高度角对日照迹线形成的影响,解释了春分、秋分、夏至、冬至几个具有代表性日期日照迹线形成的规律,阐述了暗筒式日照计日照迹线位置随季节变化的原理。地球运动轨迹固定,以地球作为参照物,地球相对静止,太阳围绕地球转,太阳光在无任何遮挡的情况下,每日的日照迹线可严格求出。用严谨的理论依据,导出日照迹线公式,并设计出软件,每日日照迹线可任意全真显示。     

近50年上海地区日照时数的变化特征及影响因素

基于上海地区11个气象站1960—2009年的日照时数、云量、水汽压、降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等气候统计诊断方法,分析了上海地区日照时数年际、季节的变化特征以及空间分布特征,并对影响日照时数的气候因子进行了分析。结果表明,1960—2009年期间,上海地区日照时数呈显著减少的趋势,其中夏季、秋季和冬季的日照时数显著减少,春季日照时数变化不显著。1980年是上海日照时数减少突变的时间点,是日照时数由正距平占优势转为负距平占优势的转折点。空间上,整个上海日照时数在过去50年均呈减少趋势,并且由北向南减少趋势逐渐减弱。上海年日照时数与降水量和降水日数呈显著负相关,年日照时数的减少与年降水量的增加有关。上海各季日照时数与云量、水汽压和降水基本都呈显著的负相关,夏季日照时数减少主要是由降水量的增加造成的,冬季日照时数的减少与水汽压和降水量的增加有关。     

1961—2015年新疆天山日照时数时空变化特征及其影响因素分析

采用新疆天山地区55个气象站1961—2015年逐月气象数据,用Mann Kendall突变检验、基于ArcGIS的混合插值及偏相关分析对天山日照时数年、季节特征及影响因素进行分析。结果表明：①天山日照时数年及季节均呈减少趋势,天山各区域变化差异显著,山区及天山北坡变化趋势明显于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山区年日照时数突变时间为1985年、1980年和1988年,云量和降水是导致突变发生的主导因素。③新疆天山年日照时数由西向东逐渐增加,平原多、山区少,春季呈“东北部多、西南部少”,夏季为 “东北部多、西南部少”,平原盆地高于山区,秋季呈现“北少南多,东多西少”,冬季由南向北逐渐减少。④云量、降水是导致天山地区日照减少的主要因素,少云区日照时数较多,多云区日照时数较少,天山云量减幅或增幅区域,日照时数突变量变化明显。     

新旧气候态的差异及其对江西气候业务的影响

利用1961—2022年江西74个气象站平均气温、最高气温、最低气温、降水量、相对湿度、平均风速和日照时数资料,对比分析了1991—2020年和1981—2010年新、旧气候态下气象要素差异,探讨气候平均值改变对气候影响评价和预测业务的影响。结果表明：新气候态下,江西省三类气温的年和季节平均值均上升,年降水量总体增加将弱化气温偏高、降水偏多的变化特征。年和季节平均风速距平山区减小而平原地区增大;年日照时数距平总体增加。极端高温年份减少,极端低温年份增多,其中平均气温和最低气温的极端高（低）温年发生概率的降幅（增幅）比最高气温更大。极端强降水年发生概率在赣西北、赣中大部、赣南西北部等地区夏季减少,赣南中南部地区冬季增大。全省历年极端日高温、低温和强降水事件发生站次总体减少。新、旧气候态的更替会对气候业务产生影响,如冬季气温偏冷的年份增加,偏暖的年份减少,需对冷、暖冬事件进行重新评估,夏季降水增多的变化特征减弱,将导致夏季降水预测量级和趋势发生改变。     

阿拉善高原近40a总云量变化特征分析

利用阿拉善高原近40a(1971—2010年)观测年及四季平均总云量,分析其时空变化特征及Hurst指数,并对总云量与降水量、平均气温、日照时数及相对湿度等因子之间的关系进行分析。结果表明:(1)阿拉善高原近40a平均总云量在38.3%~45.8%之间;北部地区年平均总云量减少趋势显著,南部地区呈不明显的减少趋势。(2)年平均总云量与相对湿度呈显著正相关,与降水量、日照时数、平均气温相关不显著。春季、秋季和冬季总云量与降水、相对湿度呈显著正相关,与日照时数显著负相关,与平均气温相关性不显著。夏季总云量和降水量相关不显著,与相对湿度呈显著的正相关,与日照时数和平均气温呈显著的负相关。(3)Hurst指数分析显示,阿拉善高原北部地区年平均总云量、南部地区春季总云量、东北地区夏季总云量未来将显著减少,其余地区年及四季总云量的减少趋势不显著。     

Agricultural Land Use Effects on Climate over China as Simulated by a Regional Climate Model

The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) Regional Climate Model version 3 (RegCM3) is used to investigate the climate effects of land use change related to agriculture over China. The model is driven by the European Center for Medium-range Weather Forecast 40-yr Re-Analysis (ERA40)data. Two sets of experiments for 15 yr (1987-2001) are conducted, one with the potential vegetation cover and the other the agricultural land use (AG). The results show that the AG effects on temperature are weak over northern China while in southern China a significant cooling is found in both winter (December-January-February) and summer (June-July-August). The mean cooling in the sub-regions of South China (SC) in winter and the sub-regions of Southeast (SE) China in summer are found to be the greatest,up to 0.5℃ and 0.8℃, respectively. In general, the change of AG leads to a decrease of annual mean temperature by 0.5-1℃ in southern China. Slight change of precipitation in western China and a decrease of precipitation in eastern China are simulated in winter, with the maximum reduction reaching -7.5% over SE. A general decrease of precipitation over northern China and an increase over southern China are simulated in summer,in particular over SE where the increase of precipitation can be up to 7.3%. The AG effects on temperature and precipitation show strong interannual variability. Comparison of the climate effects between AG and the present-day land use (LU) is also performed. In southern China, the ratio of temperature (precipitation)changes caused by AG and LU is greater than (closer to) the ratio of the number of grid cells with changed vegetation cover due to AG and LU variations.     

基于Anusplin插值的广东省近50年日照时数时空特征

基于1971-2020年广东省国家气象站点数据,采用Anusplin插值以及Morlet小波来分析广东省日照时数空间栅格数据以及时间序列周期变化规律.结果表明:(1)广东省年均日照时数的变化范围为1 052.3～2 185.9 h,平均日照时数为1 713.8 h,呈现南多北少、东西多中间少的分布规律.四季平均日照时数...