黑龙江省≥10℃积温时空变化特征

积温是作物种植界限的重要参考依据, 分析其变化特征可为农业气候区划、合理种植农作物等提供科学依据. 基于黑龙江省62个气象站点1961-2014年的逐日平均气温资料和地理信息数据, 采用多种气候统计方法, 建立多元线性回归模型, 分析了近54年来黑龙江省≥10℃积温的时空变化特征.结果表明: 1961年以来, 黑龙江省≥10℃积温初日明显提前, 终日显著推迟, 持续日数增加,≥10℃ 积温显著上升, 在1994年发生突变;≥10℃积温随着纬度的增加逐渐降低, 随海拔的升高而减少, 低于1 900℃积温区域所占面积有逐年减少的趋势, 2 700℃以上积温区域所占面积呈显著增加趋势; 随着黑龙江省积温的增加, 积温带明显向北、向东移动, 第一和第二积温带面积显著增加, 第六积温带面积显著缩小.     

青藏高原土壤冻结始日和终日的年际变化

利用青藏高原1981-1999年青海和西藏58个气象站观测的土壤冻结上、下限记录,分析了冻结始日、冻结终日的空间分布和年际变化特征.结果表明:最早、最晚和平均冻结始日的分布基本一致,都是由北向南逐渐推迟的;最早、最晚和平均冻结终日的空间分布也比较一致,呈现南北早、中部晚的特点.在20世纪80年代高原土壤冻结多偏早,解冻多偏晚,冻结日数偏多;而90年代正好相反,冻结多偏晚,解冻多偏早,冻结日数偏少;冻结始日有明显的3～4a周期变化,冻结终日有明显的准7a周期变化;1981年、1982年为冻结早、解冻晚年,1983年、1990年为冻结晚、解冻晚年,1993年、1999年为冻结晚、解冻早年.     

1961-2005年新疆博州地区农业热量因子的时空变化

利用Mann-Kendall检验法分析了新疆博州地区1961-2005年的气候生长期、无霜期、大于10 ℃活动积温、夏秋季平均气温、 夏半年炎热天气等农业热量因子的时空变化特征. 结果表明: 1)博河上游地区1981-2005年25 a气候生长期缩短了7.8 d;博河中游与艾比湖以南地区1961-2005年45 a气候生长期分别延长12.4 d 和6.7 d;2)博河上游地区终霜显著提前, 25 a间无霜期延长了17.0 d, 博河中游与艾比湖以南地区初霜显著推迟, 45 a里无霜期分别延长了15.8 d和13.5 d. 3)≥10 ℃活动积温初日普遍提前, 终日普遍后推, 积温累积值普遍增加;博河上游一带25 a≥10 ℃活动积温持续期延长了16.5 d, 博河中游与艾比湖以南地区45 a间分别延长了17.6 d与4.5 d;4)艾比湖以南地区6-8月里的炎热天气平均以0.8～1.1 d·(10a)-1的速率显著增加, 年炎热天气平均以3.2 d·(10a)-1左右的速率增加;5)博河上、中游与艾比湖以南地区夏秋季(8-9月)平均气温分别以0.20、 0.40、 0.17 ℃·(10a)-1的速率增加;6)博州农业热量"高值中心"强度增加不大, 但高值区域扩大化, 离高值区越远, 变幅越大.     

1961—2005年黄土高原地区积温演变

为揭示黄土高原积温区域变化特征,采用EOFS、小波分析和分形分维分析等方法,研究了该区域在近45 a的年正负积温变化.结果表明:黄土高原正负积温变化的区域一致性程度较高;负积温存在以3-4 a为主的年际振荡,正积温存在以2-4 a为主的年际振荡;负积温在1982年左右发生突变,年总量呈明显减少,3 a周期加强;正积温在1985/1986年突变后呈明显增加趋势,2 a周期消逝,4 a周期衰减,3 a周期突出.积温大振幅区集中在黄土高原腹地,变化信息由高原中部向周边传播;负积温分维数大于正积温,负积温变化全程复杂于正积温,这可能与冬夏季大气环流活跃程度和冷暖空气在近地面运动受大地形影响有关.     

新疆喀什地区沙尘暴天气的时空分布特征及防治措施

以喀什地区11个气象观测站1961-2010年的沙尘暴天气资料为研究对象,采用线性倾向率、Mann-Kendall趋势统计检验方法、Surfer软件,对喀什地区沙尘暴变化趋势、空间分布和突变变化进行分析。结果表明：喀什地区沙尘暴高发区出现在偏南区域,年平均高于10d的区域自南向北排列;年际变化呈现出波动性减少趋势,减少幅度分别为：喀什市-2.3d·（10a）^-1、岳普湖-2.7d·（10a）^-1、英吉沙-5.0d·（10a）^-1、巴楚-3.9d·（10a）^-1、麦盖提-4.2d·（10a）^-1、叶城-4。7d·（10a）^-1、莎车-3.5d·（10a）^-1、泽普-1.7d·（10a）^-1、伽师-1.8d·（10a）^-1、塔县-0.3d·（10a）^-1,各站点沙尘暴日数年际差异较大;沙尘暴的多发年代在20世纪60和70年代,进入90年代后沙尘暴的发生明显减少;喀什地区沙尘暴一年中主要出现在春季和夏季（3-8月）,秋季和冬季较少;沙尘暴高发期在4-7月,占总日数的79.2%;全年中出现沙尘暴最少的月份是11月、12月、1月,只占总日数的2.54%。20世纪80年代喀什地区沙尘暴普遍出现突变性减少。为了减轻沙尘暴的危害首先要加强环境的保护,控制人口增长,减少环境压力,此外还应增加地表植被覆盖,加强水土资源管理,建立和完善沙尘天气的动态监测、预警系统,做好防灾减灾的科学研究工作。     

1961-2012年辽宁省极端气温事件气候变化特征

利用辽宁省52个气象台站逐日平均气温、 最高气温和最低气温数据, 使用国际通用的10种极端气候指数, 研究了1961-2012年辽宁省极端气温事件的气候变化特征. 结果表明: 年平均极端气温事件空间分布存在明显的地区差异. 时间尺度上, 1961-2012年辽宁省年及四季极端暖事件(暖昼日数、 暖夜日数、 夏季日数、 热带夜数和热浪持续指数)呈增加趋势, 极端冷事件(冷昼日数、 冷夜日数、 结冰日数、 霜冻日数和寒潮持续指数)呈减少趋势; 极端暖事件在20世纪90年代中期开始明显增加, 极端冷事件在20世纪80年代末期开始显著减少; 极端暖事件的变化速率要小于极端冷事件. 辽宁省气温日较差有增大的趋势, 极端暖(冷)事件的增加(减少)在秋季(冬季)最为显著. 空间变化上, 极端气温事件在全省基本都呈一致的增加或减少的分布. 多数极端气温事件均存在8 a左右的周期, 检测到的突变的时间大致在20世纪80年代中期到90年代末期. 20世纪80年代末期辽宁省气候变暖后, 极端暖事件和冷事件均有明显的增加和减少.     

1961—2007年辽宁省积雪变化特征及其与温度、降水的关系

使用辽宁省52个气象观测站1961—2007年积雪初、终日期、积雪期(积雪初、终间日数),以及同期温度、降水资料,分析了该区积雪的变化特征及其与温度和降水的关系.结果表明:辽宁省平均积雪初日为11月19日,终日为3月23日,平均积雪期为125 d;近47 a积雪初日无显著变化趋势,积雪终日提前约13 d,主要分布于辽宁南部沿海地区,积雪日数缩短约13 d,主要位于辽宁中部、东部大部分地区及北部部分地区.近47 a中,辽宁省积雪初日在1998年发生了突变;积雪终日发生了2次突变,分别是1974年和1992年;积雪期未出现显著突变点.积雪初、终日及积雪期具有一定的周期变化特征,积雪初日与11月份气象要素具有很好相关性,且受0℃开始日期制约,积雪终日与4月份气象因子相关性较与其它各月高,且与10℃结束日期有较强相关性.积雪初、终日期对温度较对降水敏感,且与平均地面温度较与平均气温关系更为密切;温度越低,降水量越多,积雪持续时间越长,且温度在积雪维持方面更为重要.     

天山北坡内陆河流域山地-平原绿洲和荒漠气候变化差异分析——以三工河流域为例

对中国天山北坡三工河流域山地、绿洲、荒漠不同下垫面区域1961-2007年气象资料序列进行了分析, 结果表明: 近50 a平原绿洲区平均温度以0.3 ℃·(10a)~(-1) 趋势上升;流域山区增温趋势较慢, 平均每10 a以0.17 ℃的趋势增温, 但本世纪初增温速率加快, 绿洲区和山区分别增加0.7 ℃和 0.5 ℃. 流域CO_2浓度和CH_4浓度持续上升, 且高于全球平均水平.原绿洲区1987-2007年比1961-1986年平均降水量偏多35%;山区降水量平均每10 a增加速率和绿洲区基本一致, 但波动较大, 20世纪80年代降水增加较显著, 90年代降水量减少到70年代水平, 本世纪初降水量显著增加. 气候变化序列用Mann-Kendall方法检验认为, 山区温度和降水没有达到突变水平, 平原绿洲区降水在1984年发生了由低向高的突变, 温度在1995年发生了由低向高的突变. 夏季荒漠空气相对湿度、太阳辐射量均小于绿洲, 但温度却始终高于绿洲, 绿洲"湿岛效应"和"冷岛效应"特征明显. 荒漠-绿洲温差有3 h、 20 h的主要周期, 温差突变一般发生在凌晨.     

1962-2014年秦岭主峰太白山地区积雪变化特征及其成因分析

利用太白气象站1962-2014年地面积雪观测资料,太白、眉县气象站1980-2014年高山积雪观测记录和1988-2010年卫星遥感资料,分析了秦岭主峰太白山西部中山区、西部中高山区和中部中高山区积雪初、终日期、积雪日数和积雪深度等的变化特征,以及西部中山区积雪变化的成因.结果表明：1962-2014年太白山西部中山区积雪初日推迟,终日提前,初终间日数减少,积雪日数显著减少,积雪深度呈现波动变浅的趋势;1980-2014年西部中高山区积雪日数同样呈现波动减少趋势,西部中山区和中高山区年积雪日数减少率分别为3.2 d·（10a）^-1和8.9 d·（10a）^-1.1980-2014年中部中高山区积雪初、终日期和积雪日数变化趋势不明显.卫星遥感监测资料分析结果显示太白山地区积雪面积呈现波动减少趋势.1962-2014年西部中山区气温升高,降水减少,积雪参数与气候要素相关分析结果表明气温和累积雪深等参数变化关系密切,气温升高是太白山积雪减少的主要原因.1980-2014年太白山地区7月积雪日数很少,关中八景之一的“太白积雪六月（公历7月）天”已很少见到.     

1953 - 2016年华山积雪变化特征及其与气温和降水的关系

利用华山气象站1953 - 2016年气象观测资料和1989 - 2016年Landsat TM卫星遥感影像数据, 分析华山积雪变化的基本特征及其与气温、 降水和大气环流的关系。结果表明： 1953 - 2016年华山平均积雪日数78.5 d, 积雪主要出现在每年的10月 - 次年5月, 64 a来积雪初日推迟, 终日提前, 初终间日数减少, 年度、 冬半年、 冬季积雪日数分别以8.3 d?（10a）^-1、 7.6 d?（10a）^-1、 4.7 d?（10a）^-1的减少率显著减少。1981 - 2016年华山年度最大积雪深度减少趋势不显著, 年度累积积雪深度以88.2 cm?（10a）^-1的减少率显著减少, 一年中积雪日数、 最大积雪深度和累积积雪深度的减少（小）趋势均以3月最为显著。1989 - 2016年华山区域积雪面积、 浅雪和深雪面积减少趋势不明显。1953 - 2016年华山年度、 冬半年、 冬季平均气温升高, 降水量减少。积雪日数与平均气温存在显著的负相关, 与降水量存在显著的正相关, 气温是影响华山积雪日数的最主要因素。年度、 冬半年和冬季积雪日数突变年份与相应时段平均气温突变年份相近。1953 - 2016年华山冬半年、 冬季平均气温和降水量均与大气环流指数相关显著, 华山冬半年和冬季积雪日数与同期西藏高原指数、 印缅槽强度指数、 南极涛动指数和西太平洋副高西伸脊点指数为明显的负相关, 与850 hPa东太平洋信风指数、 亚洲区极涡面积指数为明显正相关。     

河西走廊地区路基阴阳坡效应及合理高度分析

河西走廊是丝绸之路的咽喉,区域内季节冻土路基的稳定性对亚欧大陆运输通道有重要影响。以张掖地区季节冻土路基为例,基于传热学及弹塑性变形理论探讨了路基在阴阳坡效应下的地温和变形分布;通过比较路基最大冻结深度到地下水位的距离与毛细水最大上升高度,得到河西走廊地区路基合理高度的确定方法及拟合公式,来表示其与地下水位以及年平均气温的相互关系。结果表明：张掖地区路基阴阳坡效应明显,阴坡冻结时间比阳坡长2个月;1月阴阳坡的温差最大,达到3℃;2月,路基的竖向最大位移达到26 mm,横向位移差达到6 mm;路基合理高度随年平均气温的升高而逐渐降低,随地下水位的增加而逐渐变大,其随年平均气温的变化幅度小于地下水。该研究可定性分析路基合理高度与年平均气温、地下水位的关系,为河西走廊地区定量计算路基高度提供理论参考。     

甘肃河西季节冻结深度年代际变化特征及其气候成因分析

根据甘肃河西1958-2003年17个气象站的土壤冻结上、下限记录和最长连续冻结的初、终日资料,采用小波分析方法研究了甘肃河西季节冻结的年代际变化特征.结果表明:甘肃河西最大冻土冻结深度的变化存在8~10a的周期振荡,20世纪80年代中期是其变化的转折期,反映了甘肃河西冬季气候自80年代中期以来变暖的事实.气候成因分析说明,气候变暖对河西季节冻结影响显著.冬季最低气温与甘肃河西季节冻结深度和冻结时间关系密切,特别是冬季地气温差和气温日较差与其关系尤为密切.     

我国北方农牧交错带的环境演变

中国北方农牧交错带在１０～８．５ｋａＢ．Ｐ．经历了三次阶段性增暖后进入全新世暖期。８．５～８．０ｋａＢ．Ｐ．和４～３．５ｋａＢ．Ｐ．暖期的开始与结束事件中降水变化落后于温度变化３００～５００ａ；暖期盛期时的年均温较现代高２～３℃，降水多１００ｍｍ左右；暖期中存在多次短期寒冷事件，年均温最冷时较现代低３℃以上。３．５ｋａＢ．Ｐ．以来冷干趋势之上叠加着大致由３００ａ稳定与５００ａ波动构成的约８００ａ的周期性变化。全新世暖期原始农业文化的阶段性发展与暖期内环境波动相对应；暖期结束时发生了由农业向牧业文化转换的事件；暖期以后的冷干期为农牧交错文化时期，农业经济随冷干程度的变化而兴衰     

河西内陆河流域水资源转化分析

分析河西内陆河流域的水循环二元结构,揭示了各自水量转化特点及相互联系;对山区消耗水量,走廊盆地人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了评价.提出了理解流域水循环整体概念,评价山前平原水资源消耗的影响,在流域水资源开发利用中改善水资源转化.     

基于模糊物元的城市化生态预警模型及应用

根据模糊物元理论建立了城市化的生态预警模型,将警报级别分为无警、轻警、中警、重警和巨警5级,并从资源预警、生态预警和环境预警3个方面构建河西走廊城市化进程中的生态环境预警指标体系,设立了预警参照标准与预警界限、警灯、警度,对河西走廊进行了实证分析。结果发现,河西走廊及五大地市按照预警指数从大到小的顺序依次为：张掖市、武威市、金昌市、河西走廊、嘉峪关市和酒泉市。其中,河西走廊的生态用水比重、植被覆盖率、人均环境保护费用和万元产值工业SO2排放量的景气指数最高,处于重警状态;城市工业用地定额、城市居住用地定额、万元产值工业废水排放量和万元产值工业粉尘排放量的景气指数最低,均处于轻警状态;其它指标均处于中警状态。可见,相对于土地资源和环境污染因素而言,水资源和生态条件已经对河西走廊的城市化产生了较强的束缚作用。     

The origin of groundwater in Zhangye Basin,northwestern China,using isotopic signature

Zhangye Basin, in arid northwestern China, has recently been repeatedly flooded by rising groundwater. Isotope signatures of sampled waters gained insight into the recharge source of the groundwater. The summer Heihe River water and most of the spring water in Zhangye and Yongchang basins plotted above the global meteoric water line (GMWL) on the δ¹⁸O-δD plot. The spring water had R/Ra ratio >1, low TDS and high tritium, which indicates origin from Qilian Mountain glacier meltwater. The groundwater of Qilian Mountains was transported to the Hexi Corridor (in which Zhangye Basin is located) through underground fault zones. Additionally, some of the groundwater in the alluvial plain, and all spring water surrounding Zhangye Basin, plotted below the GMWL on the δ¹⁸O-δD plot along an evaporation line, and had R/Ra ratio?<?1 and high TDS. It is proposed that the Tibetan rivers or lakes source the Hexi Corridor groundwater through either the NE-trending or NW-trending buried fault zones. The isotopic signatures presented as part of this study rule out the conventional viewpoint that groundwater of the Zhangye Basin was recharged by local precipitation and infiltration of Heihe River water on the alluvial plain.     

青藏高原沼泽草甸活动层土壤热状况对增温的响应

在人类活动和气候变化的双重影响下, 青藏高原高寒湿地生态系统发生巨大变化, 尤其是引起地气间水能循环过程发生改变. 基于高寒沼泽草甸布置的3处样地(OTC-1、 OTC-2和Control)一年的观测数据, 分析短期增温对活动层土壤温度变化过程的影响. 结果表明: OTC-1和OTC-2年均气温分别增加了6.7 ℃和3.5 ℃, 日间气温增加显著, 而夜间气温基本保持不变, 从而加大了气温日较差. 增温促进植物的生长发育, 使OTC内地上生物量要显著高于室外. OTC-1年平均地温要明显高于室外, 而OTC-2地温与室外基本相当, 这些主要受到OTC结构及植被热隔绝作用的影响. OTC-1总积温随着深度的增加不断降低, 且在5 cm、 20 cm深度总积温为正值, 而OTC-2和Control在土壤浅层略有降低, 65 cm深度以下基本趋于一致. 该研究结果将对研究高寒生态系统水热过程和碳排放具有一定的参考价值.     

河西走廊张掖盆地含水层的水资源调节能力分析

张掖盆地是河西走廊黑河干流中游一个相对独立的水文地质单元,含水层以大厚度第四系冲洪积物为主。戈壁带地下水位长期监测数据的分析表明,河水入渗转化为地下水后,可以在附近含水层中存留20个月以上。整个盆地泉水溢出量与黑河干流径流量的对比分析表明,二者的天然动态周期均约为14 a,但丰枯变化正好相反,互为补充。据此认为,盆地内大厚度第四系含水层是条件优良的天然地下水库,如果得到合理开发利用,对科学配置整个流域水资源、保护恢复下游额济纳平原生态等具有重要意义。     

甘肃张掖盆地含水层岩性,电性及富水性关系研究

本文依据水文地质和测井资料,研究了甘肃张掖盆地含水层岩性、电性及富水性关系和钻孔涌水量分布规律。它为合理利用和开发该盆地地下水资源,提供了新的科学依据。     

张掖地区近35年来的气温变化

利用张掖地区6个气象站1970～2004年月平均气温、月平均最高、最低气温资料,采用气候倾向率、滑动平均、Mann-Kendall、小波分析等方法对张掖地区近35年的气候变化特征进行分析。结果表明：（1）1970～2004年张掖地区的气温呈现出明显的上升趋势,其中民乐站增幅最高,临泽站增幅最低,平均气温倾向率为0．491℃／10a,且冬季气温增长更为显著;（2）近35年张掖地区的变暖与西北地区同步,但明显早于中国及全球,且升温幅度更大;（3）分析认为,张掖地区目前仍处于气温上升、降水量减少的暖干条件,即气候的未转型区。