中国西北气候状况及气候变化与生态环境建设对策的研究

本文分析我国西北的气候状况主要是干旱和气候变率大。在气候变化研究方面西北有丰富的树木年轮资料 ,从地质时期、历史及现代气候变化分析西北干旱半干旱气候形成的过程及原因。西北有丰富的气候资源。提出以持续发展理论为指导的生态环境建设对策 ,以保证西北区域PRED的协调发展。     

半干旱区植被覆盖度对边界层气候热力影响的数值模拟

在陆－气相互作用的中小尺度系统研究中，水平非均匀下垫面的强迫作用是主要的物理过程。本文利用能量闭合二维陆面过程与大气边界层耦合模式，研究了我国西北半干旱地区（３８°Ｎ，１０５°Ｅ）夏季下垫面物理特征的变化对区域边界层气候的影响。结果表明：土壤湿度、植被覆盖度对局地环流和区域边界层气候的形成起着决定性的作用。模拟结果揭示了在半干旱地区大面积植树造林、提高植被覆盖度，可涵养土壤水分，改善局地生态环境，是人工持续改造干旱、半干旱荒漠地区局地气候的重要途径。     

2004年古田水库"蓄水型"人工增雨分析

在水库开展"蓄水型"人工增雨是当前我国水资源安全管理的重要措施之一,当前科学界一致认为人工增雨效果应采用地面降雨量的统计分析和对云中物理量观测分析相结合的综合评价方法.2004年古田水库人工增雨取得明显的增雨效果,对水库蓄水发电起一定的作用,同时也为地方政府防旱抗旱发挥作用,是解决干旱缺水的一条有效途径.     

2004年古田水库“蓄水型”人工增雨分析

在水库开展“蓄水型”人工增雨是当前我国水资源安全管理的重要措施之一，当前科学界一致认为人工增雨效果应采用地面降雨量的统计分析和对云中物理量观测分析相结合的综合评价方法。2004年古田水库人工增雨取得明显的增雨效果，对水库蓄水发电起一定的作用．同时也为地方政府防旱抗旱发挥作用，是解决干旱缺水的一条有效途径。     

浅谈开展人工增雨作业的典型流程

1引言人工影响天气是人类运用现代科学技术,对局部大气实施影响,实现增雨(雪)、防雹、消雨、消雾等趋利避害的活动。目前世界上大规模开展的人工影响天气活动主要集中在增雨和防雹两个方面。我国是世界上干旱严重的国家之一,也是人均占有水资源较少的国家,开展人工影响天气工作,进行增雨作业、不仅是农业抗旱的需要,而且也是水资源安全保障、生态建设和保护等方面的需要,是保持我国国民经济可持续发展的一项重要举措。     

南方夏秋干旱期间的天气气候特征

对40多年来南方的天气气候特征进行了分析,提出了7～9月夏秋干旱期形成干旱的主要天气系统为西太平洋副热带高压.从干燥度和降水的空间分布综合分析,得出了南方最旱区位于湖南、江西中部.广西、贵州、湖南西北和东南山区、江西南部山区、安徽南部山区、福建-浙江沿海交界山区和苏北沿海为湿润区,人工增雨潜力较大.特殊地形所形成的焚风效应是形成湘中干旱不可忽略的原因.为南方夏秋期间对流云降水潜力研究和科学实施人工增雨作业提供一定依据.     

西北干旱和暴雨研究综述

引　言在自然灾害造成的总损失中,气象灾害引起的约占85%,而干旱又占气象灾害损失的50%左右[1]。干旱出现的次数多、持续时间长、影响范围大、受灾面积也大,再加上其对资源、生态环境的潜在影响,因而影响到人类社会的生存环境,干旱也是当前人类面临的重大问题。我国干旱、半干旱面积约占全国国土面积的47%,主要位于西北。西北地区约占我国国土面积的三分之一,干旱、半干旱面积占80%以上。这里深居欧亚大陆腹地,地形复杂,夏季来自海洋的暖湿气流难以到达,冬季受蒙古、西伯利亚高压控制,气候寒冷干燥。西北气候的显著特点是干旱,西北平均年降…     

春季东北冷涡背景下的人工增雨作业条件研究

<正>1引言黑龙江省是全国重要的商品粮生产基地,同时也是我国森林资源最丰富的省份。但近些年受全球气候变暖影响,黑龙江省平均气温不断升高,降水减少,干旱频率增大,尤其是黑龙江省西部地区水资源严重短缺,春、秋季节常有干旱情况发生。干旱会直接造成农作物的大量减产,同时也增加了森林火灾发生的危险性,严重制约社会经济的发展、粮食安全和生态环境建设。因此,在适当的条件下开展人工增雨作业,开发利用空中云水资源,提高大气降水效率,来缓解局部地区的干旱是必要的。     

湖南极端干旱气候时段人影作业潜力分析

利用湖南97个气象观测站逐日综合气象干旱指数、逐日降水量和湖南天气气候分区,研究湖南极端干旱特征和极端干旱时段内人工影响天气增雨潜力,结果表明:①湖南极端干旱期有相当的增雨潜力,各个分区的极端干旱频次和大气可降水量年代际变化除70年代外均呈现为北少南多的特点。②极端干旱时段内各分区年均可增雨日数主要表现为月际差异,可增雨日数主要集中在8—10月,各分区区域差异较小,各分区在伏旱期的可增雨日数大约占伏旱期的16%～20%。③湖南极端干旱按照出现的季节分类有11种,频次最高的是夏秋连旱,同时夏秋连旱的可增雨日数最多。     

实施有效人工增雨 为抗旱减灾作贡献

上饶是旱灾多发地区，从历史资料看，几乎年年都有不同程度的干旱，其中严重干旱约四年一遇；干旱种类多以伏秋旱为主，而这一时期恰是农作物需水的高峰期。目前农业生产很大程度上还得“靠天吃饭”，这对我区的农业生产极为不利。为此，地方各级政府每年要倾注大量的人力。财力和物力进行抗旱减灾工作。九十年代以来，我区分别在1990、1991、1995、1996年开展了人工增雨工作，分别在8个县（市）的15个地点实施人工增雨，累计作业100余欢。几年来的作业实践表明，人工增雨是一种投资少、见效快、受益大的解决旱区缺水的有效途径。1人工增雨…     

近44年来我国西北地区干湿特征分析

利用我国西北地区1960—2003年131个测站降水和小型蒸发皿蒸发量资料, 综合考虑降水和蒸发这两个水分平衡最关键的分量构造了降水蒸发均一化干湿指数, 进而研究了西北地区干湿的时空演变特征。结果表明:一致性异常是西北地区近44年干湿特征的最主要空间分布模态; 西北地区干湿异常特征主要分为西风带气候区型, 高原气候区型和季风气候区型; 整个西北地区及其西风带气候区、高原气候区年干湿特征呈较为显著的变湿趋势, 大约在20世纪70年代中期均发生了由干向湿的突变, 而季风气候区表现为变干趋势, 并且在90年代前期发生了由湿向干的突变; 整个西北地区及各分区近44年来主要以年代际周期振荡为主。     

我国干旱半干旱区气候变化特征及其对干湿波动的影响

气候干湿状况是表征区域气候特征的重要指标,是在全球气候变暖背景下,水循环与陆面蒸散发作用的综合结果。本文从湿润度指数入手,结合降水与潜在蒸散的时空变化,分析了我国干旱半干旱区气候特点与干湿变化特征及对土壤湿度的影响。分析发现：近50年来,我国干旱与半干旱区均呈变湿趋势。干旱区与半干旱区潜在蒸散与降水月差值在年内出现时间上存在不一致,且干旱区明显大于半干旱区;3～9月为干旱气候区潜在蒸散与降水差值大值期,3～6月半干旱区潜在蒸散明显大于降水,7月起差值明显减小。作用分析表明,在干旱区,降水对湿润度指数的影响更大,而对于半干旱区,降水与潜在蒸散作用相当。长期以来,我国整个干旱与半干旱区大部分土壤湿度在逐渐变干,尤其是农业耕作层的浅层土壤,几乎全区域一致呈现变干趋势,说明我国干旱半干旱区农牧业生产存在较大的潜在干旱风险。     

中国干旱半干旱区洪涝灾害的初步分析

中国干旱半干旱区的洪涝灾害是一个尚未引起人们重视的重大科学问题,这主要是因为干旱半干旱区对洪涝灾害的防范意识比较薄弱。而极端降水事件的次数、强度和持续时间与干旱半干旱区的洪涝灾害有密切联系,直接影响该区域洪涝灾害及其次生地质灾害的次数与严重程度。以干旱半干旱区的极端降水事件为切入点,分析了中国干旱半干旱区的极端降水事件次数和极端降水量的变化特征,旨在为干旱半干旱区的洪涝灾害研究提供科学依据。结果表明,进入21世纪以来,中国110°E以西的干旱半干旱区极端降水事件的日数有所增多,而110°E以东的区域日数都有所减少。干旱半干旱区极端降水量的变化也呈现出西增东减的分布,大部分干旱半干旱区的极端降水量变化占总降水量变化的40%以上,一部分地区能达到50%,甚至100%-200%。从季节变化来看,春季天山以北、新疆南部、甘肃敦煌和内蒙古包头以北地区极端降水量增加较多,夏季110°E以西的干旱半干旱区极端降水量均增大明显,秋季陕西榆林、内蒙古鄂尔多斯、包头和呼和浩特等地极端降水量增大较明显。     

Modeling and analysis of the potential impacts on regional climate due to vegetation degradation over arid and semi-arid regions of China

The regional climate effects of vegetation change in arid and semi-arid regions of China, which has experienced serious grassland degradation, are investigated in this study using the Weather Research and Forecasting (WRF) regional climate model. Two long-term simulation experiments (from January 1, 1980 to March 1, 2010), one with the land cover derived from the original United States Geological Survey’s (USGS) data (denoted as CTL) and the other (denoted as SEN) with a modification of the former one by vegetation degradation in arid and semi-arid regions of China, are undertaken to investigate the influence of land cover change on regional climate over arid and semi-arid regions of China. The possible mechanisms of how land cover change affects the regional climate in arid and semi-arid regions of China are also examined. The simulation results indicate that when compared with the observation datasets, the WRF model simulates the spatial pattern of observed temperature and precipitation quite well. After vegetation degradation over the arid and semi-arid regions of China, the net radiation and evaporation are reduced mainly within the degraded areas in summer, consistent with the reduction in precipitation and the increase in 2-m air temperature (T2 m).     

中国北方干旱半干旱区降水的多年代际变化特征及其与太平洋年代际振荡的关系

基于最新版本的全球降水气候中心(Global Precipitation Climatology Centre Version 7,GPCC_V7)资料与欧洲中期数值预报中心20世纪再分析资料(ERA-20C)融合的百年尺度逐月降水资料(1901~2012年),运用集合经验模态分解方法(EEMD)、合成分析等方法系统分析了我国北方干旱半干旱区降水多年代际变化特征及与太平洋年代际振荡(PDO)之间的相互关系。结果表明:北方干旱半干旱区大多数区域降水都具有50~60年的平均变化周期,而PDO对大多数地区降水多年代际变化特征具有明显的调制作用;其中新疆北部和内蒙古北部的降水与PDO呈现出显著的正相关,而河套东西部地区的降水则与PDO的变化呈现显著负相关。进一步分析表明,当PDO为暖相位时,径向环流增强使得北冰洋水汽南下,当遇到低空北上的阿拉伯海域暖湿气流时,会造成新疆中南部的降水增多;另一方面,PDO暖相位时赤道西太平洋及印度洋区域通过对流加热的作用激发了太平洋—日本/东亚—太平洋(PJ/EAP)遥相关型的产生,这有利于渤海湾暖湿水汽输送至干旱半干旱区北部区域,增大降水概率;同时,当偏北和偏西气流在河套北部区域相遇时会形成降水中心。当PDO位于冷位相时,结论则反之。     

近46年青藏高原干湿气候区动态变化研究

利用青藏高原62个气象站1961～2006年逐日气象资料, 用世界粮农组织 (FAO) 在1998年推荐的、并唯一承认的Penman-Menteith模式计算潜在蒸散量; 比较了降水量、积温降水比、气温降水比、蒸散降水比和降水蒸散比5种湿润度指标在青藏高原的适用性, 用常规统计方法和墨西哥帽小波变换分析青藏高原各气候区干湿状况及其界线的动态变化。结果表明: 5种指标中, 用降水蒸散比得到的青藏高原湿润、半湿润、半干旱、干旱和极端干旱气候区的分区结果比较合理; 近46年来青藏高原大部分地区湿润度和每个气候区的平均湿润度均呈增加趋势, 半干旱和半湿润气候区的界线呈向西北推进趋势, 气候在向暖湿方向发展。     

近10 a来祁连山地区气候及水资源研究现状

回顾了近10 a来对祁连山气候及其相关研究的主要成果,发现以前研究主要集中在气候变化及水资源方面。气候变化研究主要是古气候及近代气候的年际变化;水资源研究,则在陆地水资源方面的成果最多。近几年空中水资源开发利用的研究逐渐受到重视,成果日益增多,这将为西北干旱半干旱区解决水资源紧缺的状况提供一条可能的途径。     

中国西北干旱、半干旱区春季地气温差的年代际变化特征及其对华北夏季降水年代际变化的影响

利用我国1951~2000年夏季降水观测资料分析了我国夏季降水的年代际变化特征,表明了我国夏季降水在1976年前后发生了一次明显的气候跃变,在1976年之后华北地区和黄河流域夏季降水明显减少,出现了严重持续干旱,而西北地区从20世纪70年代后期开始,降水增多,且西北地区降水振荡位相要超前于华北地区降水振荡位相5~8年。并且,本文从1960~2000年我国西北干旱、半干旱区的地温、气温观测资料分析了我国西北干旱、半干旱地区的地气温差(Ts-Ta)的变化特征,其结果表明了在20世纪70年代后期以前,我国西北干旱、半干旱地区的地气温差大部分年份偏低,低于平均值,而从70年代后期之后到2000年,我国西北干旱、半干旱地区的地气温差偏高。此外,本文还分析了西北干旱区地气温差变化的最大地区新疆西部春季地气温差与我国夏季降水的相关关系,其正相关区分别位于西北地区、东北地区和长江流域,而负相关区分别位于华北地区东部和西南地区,这表明我国西北干旱、半干旱区春季地气温差可能是华北地区夏季降水年代际变化的原因之一。     

近50年中国干湿气候界线波动及其成因初探

文中在 10a际尺度上详细分析了中国干湿气候界线波动与气候的干湿变化 ,得出 :过去 5 0a中国干湿气候界线波动显著 ,区域差异大 ,呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。 2 0世纪 6 0～ 70年代中国干湿气候存在一次突变 ,由较湿润变为干旱 ,但各地干旱程度不同。干湿气候界线波动与气候的干湿变化具有显著的年代际特征。在此基础上分析了气候界线波动的可能原因 ,中国干湿气候界线的波动与气候的干湿变化是西太平洋副热带高压强度位置导致的东南季风、孟加拉湾暖流所导致的西南季风以及高原季风、中纬度西风环流等综合作用的结果。中国各地区干湿位相变化不一致 ,区域差异大 ,是不同环流以及环流的不同强弱组合所致。东南季风、西南季风、高原季风、中纬度西风环流、西太平洋副热带高压的年代际变化是过去 5 0a中国干湿气候界线波动与气候干湿变化年代际变化的根本原因。 2 0世纪 6 0～ 70年代的干湿突变 ,是整个北半球大气环流异常的结果     

末次间冰期亚洲中部干旱区干湿变化的模拟研究

利用国际古气候模拟对比计划第四阶段的多模式结果,分析了末次间冰期亚洲中部干旱区的干湿变化及机制。多模式集合平均结果表明,末次间冰期亚洲中部干旱区年降水减少0.7％,其中中亚地区的年降水减少2.8％,新疆地区年降水增加1.8％。水汽收支方程表明,末次间冰期中亚地区在雨季（冬春季）的降水变化主要与垂直动力项有关,新疆地区在雨季（夏季）的降水变化主要与垂直动力与热力项有关。此外,基于Penman-Montieth方法计算的亚洲中部干旱区的干旱指数在末次间冰期减小约10.2％,表明末次间冰期亚洲中部干旱区气候明显变干且存在旱区扩张的现象,这主要受到潜在蒸散变化的调控。潜在蒸散的增加进一步受到有效能量增加与地面风速增大的调控。本研究从模拟的角度揭示了末次间冰期亚洲中部干旱区干湿变化的可能特征及机制,在一定程度上有助于理解旱区气候在增暖情景下对轨道参数的响应特征。