雪线地带性的定量分析

雪线分布高度从极地向赤道纬度呈现规律性变化,显示出明晰的水平地带性规律。我们曾探讨过北半球雪线地带性的经验数学模式,本文则给出雪线地带性模式在南半球的数学形式,并进而定量分析制约雪线地带性规律的主要因素。     

中国大陆多年冻土线空间分布基本特征

本文主要根据多年冻土与气候参数的相关关系,结合现代多年冻土分布,依据我国104个气候台站的气象数据,计算出年平均温度、年较差和多年冻土线理论海拔高度,研究我国多年冻土线空间分布特征。中国大陆多年冻土线高程明显受高度地带性和纬度地带性控制,自北向南海拔高度逐渐增大。东部地区的多年冻土线高程从东北的<1200m,至海口附近增到5700m;西北地区的多年冻土高程从阿尔泰山的2600m,至昆仑山增至4500m左右,要比东部同纬度的冻土线高出1400~800m;青藏高原的多年冻土线高程基本上稳定在4500~5000m.在此基础上,进而探讨了中国现代气候多年冻土线与气候雪线之间的关系。      

塔里木河流域冰川系统平衡线的计算及其分布特征

根据ELAh与Hme之间存在较好的线性关系，计算了塔里木河全流域冰川系统所有冰川的平衡线高度ELAhc。在此基础上分析流域平衡线分布特征，探讨极限面积(Slim)与导出雪线(Hcli)等参数同冰川系统的关系。结果表明：冰川系统中，当冰川规模不低于某极限面积时，其平衡线高度会趋近到导出雪线高度，整个流域导出雪线高度分布受热量条件控制，呈现纬度地带性，又由于东西水分条件的差异，经度地带性也较明显。     

亚洲高山区融雪末期雪线高度空间差异的影响因素分析

以亚洲高山区2001-2016年基于MODIS积雪产品提取的30 km格网融雪末期雪线高度数据集（744个格网）及气象再分析资料为主要数据源,采用克里金插值、空间变异函数、回归分析和相关分析等方法分析了亚洲高山区融雪末期雪线高度的空间分布规律及空间异质性,并定量分析了其主要影响因素。结果表明：亚洲高山区融雪末期雪线高度空间分布存在较强的异质性,青藏高原内部雪线高度较高（5 967 m）且空间变化梯度较小,北部的阿尔泰山、天山雪线高度较低（< 4 500 m）,西部地区雪线高度等值线分布最为密集。在30 km格网尺度上,亚洲高山区融雪末期雪线高度具有明显的空间自相关性,空间自相关距离约为1 550 km。纬度、经度和海拔对亚洲高山区融雪末期雪线高度的相对贡献率分别为60.5%、2.6%和36.9%,而在不同子区域其相对贡献率存在差异。夏季气温是影响亚洲高山区融雪末期雪线高度的主导因素,45.6%的格网主要受夏季气温的影响,而且在不同区域均有分布;以年降水量为主要影响因素的格网约占18%,主要分布在喀喇昆仑和帕米尔等区域;仅10%的格网主要受年辐射量的影响。     

基于2001—2015年遥感数据的天山山区雪线监测及分析

基于2001—2015年MOD10A1/MYD10A1、MOD13Q1以及相关气象数据,采用积雪持续时间比率法,监测了天山山区的季节雪线高程,分析了其变化特征及影响因子。结果表明:①近15年天山山区雪线整体呈显著上升趋势,平均高程3 680 m左右,其中,北坡、伊犁河谷、南坡季节雪线的稳定性依次减弱,平均高程分别为3 620 m、3 390 m及3 820 m;空间上雪线高程呈现南高北低、东高西低的纬度地带性分布特点。②年际尺度上,气温是影响天山山区雪线高程的主控因素,呈显著正相关,南北坡与之相同,但伊犁河谷则降水是影响其变化的主控因素,呈显著负相关;季节尺度上,夏季气温、冬季降水是影响雪线高程的主控因素,降水与其呈负相关,但气温较高的地区,夏秋季降水会促进积雪融化,使雪线高程上升;月尺度上,7月气温、1月降水对其影响最明显,且存在一定的滞后反应。③天山山区雪线高程比零度层低800 m左右,两者呈较好正相关;雪线高程与NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）呈负相关,植被覆盖较好区域,同年NDVI与雪线高程相关性较好,植被覆盖较差区域,前一年NDVI与其相关性较好。     

中国大陆森林线空间分布特征及其与多年冻土线、气候雪线的关系

在自然植被垂直带谱上一般以暗针叶林带的上限代表森林线,它的海拔高度取决于温度及其年较差。本文主要根据我国一些地区现代暗针叶林带上限的海拔高程和102个气象台站的气象资料,计算出我国的森林线的理论海拔高度,并编绘出我国的森林线高程等值线图以及多年冻土线与森林线高差等值线图和现代气候雪线与森林线高差等值线图。在此基础上研究了我国森林线的空间分布特征及其与多年冻土线、气候雪线的关系。      

中国泥石流发育分布特征研究

分析研究表明，我国泥石流的发育与我国气候（降水）地形形貌，深大断裂，地震活动，地层岩性的分布特征密切相关，受上述因素共同影响，我国泥石流分布特征具有区域性和地带性规律。     

1860-2005年伊塞克湖水位波动与区域气候水文变化的关系

应用吉尔吉斯坦天山伊塞克湖1860-2005年的湖水位资料及土尤克苏冰川雪线和卡拉库里气象站1879-1998年的观测资料,分析了伊塞克湖145 a来水位波动的主要原因及区域气候变化特征,并与中国新疆天山地区的博斯腾湖及1号冰川雪线变化进行了比较.结果表明:天山伊塞克湖地区近百年来气候一直处于暖干化过程,1986年以后气候有转向暖湿的迹象.这种现象是与我国西北气候由暖干向暖湿转型相对应的,是转型在空间上的向西扩展.分析认为,气候变化的暖湿转型原因主要是全球变暖导致全球水循环速度加快,西风环流和印度洋环流带来的水汽含量增加,导致了该区降水量增加;也与气候变暖使局地蒸发量加大,降水机会增多而引起降水量增加等因素有关.     

北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山冰川物质平衡对比研究

基于冰川物质平衡和平衡线高度数据,对北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山的冰川物质平衡变化和平衡线高度空间分布特征进行了对比分析,得出以下结论：（1）阿尔卑斯山冰川年均负物质平衡值最大,为-907 mm;斯瓦尔巴为-431 mm;高亚洲最小,为-264 mm。（2）高亚洲和斯瓦尔巴冰川物质平衡年振幅较小,年际变化较小;阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较大,年际变化较大。斯瓦尔巴冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。（3）斯瓦尔巴内陆的冰川平衡线高度高于沿海地区,高亚洲冰川平衡线高度呈纬向地带性、经向地带性和区域地带性的分布规律,阿尔卑斯山的冰川平衡线高度主要受冰川所处海拔的影响。     

一种基于MODIS积雪产品的雪线高度提取方法

冰川雪线高度的遥感提取对冰川物质平衡研究具有重要意义。提出一种基于晴空环境下积雪覆盖频率的雪线高度提取方法。使用MOD10A1积雪产品中的像元积雪面积比例数据,提取了2000/2001-2014/2015年间高亚洲地区冰川消融期末雪线高度。使用实测的冰川年物质平衡资料和气象格网数据对提取的雪线高度变化的可信度进行分析。研究表明：近15 a高亚洲雪线高度变化及趋势具有明显的东西差异,雪线高度变化幅度自青藏高原内部地区向四周呈增加趋势,西部大于东部。提取的冰川雪线高度变化与观测的年物质平衡序列具有很高的相关性,对物质平衡波动的平均解释率可高达75%;与气象要素（气温、降水）的年际变化的相关性也较高,约61.58%的格网冰川雪线高度变化可以由夏季气温和季节降水解释。而高亚洲各分区冰川雪线高度的波动规律也与大气环流背景分布一致。因此提取的雪线高度变化具有冰川学意义,可以进一步应用于冰川物质平衡估算及模拟研究中。     

太白山芳香寺剖面孢粉记录的古气候重建

本文利用秦岭太白山表土孢粉建立的孢粉-气候模型,对芳香寺剖面孢粉数据进行了气候重建,取得了近千年的气候序列(包括年均温、1月均温、7月均温及年降水量).认为小冰期开始于1200aAD,结束于1920aAD,其中冰盛期为1350aAD~1700aAD.这与史料、古湖泊、树轮、冰川研究的结果基本相近。本区的气候变化与太白山南坡佛爷池地区气候的变化基本一致。由于本区位置较低,且位于北坡,所以气温数值较高,波动幅度大,降温幅值较大及年降水量稍大。本区升温时年较差增大,降温时相反,标志着7月均温对气候变化极为敏感,从而显示夏季风的兴衰不容忽视。      

1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征

研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明：葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。     

50 a来我国东北及邻近地区年降水量的年代际异常变化

利用中国东北地区195个和蒙古国6个气象台站的年降水量资料, 利用EOF、 REOF和分段线性拟合等方法, 分析了50 a来东北及其邻近地区年降水量的年代际异常变化. 结果表明: 1)50 a来的降水变化, 东北演变过程为多-少-多; 华北的演变过程为多-少. 自1980年代起, 东北地区由干变湿, 而华北地区则由湿变干. 2)降水主要呈3种分布形式: 全区一致型; 南北反向型; 南北部一致与中部相反分布型. 3)降水量总体呈下降趋势, 但近30 a来东北北部有增湿趋势, 而南部的干旱化一直在加剧. 4)大部分地区的降水量在1970年代中期和1980年代初期经历了一次突变, 但是变化的方向、范围及时间各地不尽一致.     

一种北江流域年降雨量的权马尔可夫链预测模型

根据北江流域的48个站点的年降雨量资料和泰森多边形计算方法,计算出北江流域的面降雨量。再结合丰、偏丰、平、偏枯、枯水年的频率标准,建立了适用于北江流域年降雨量的分级数值区间,同时,验证了该序列满足马尔可夫链的要求,并考虑该年降雨量序列是相依随机变量的特点,以规范化的各阶自相关系数为权,建立了北江流域年降雨量的权马尔可夫链预测模型,实例验证结果令人满意。     

青海省海西州德令哈地区近千年来年降水量变化特征分析

试图揭示位于我国青藏高原东北部的青海省海西州德令哈地区近千年来世纪尺度年降水量变化规律。分析结果表明,该地区近千年年降水量变化存在显著的多尺度周期变化特征,其中以13～18世纪中的200年主控周期最为明显,并在15～17世纪达到最强,而近200年则以准120年的周期振荡为主,且在19世纪两种主要周期变化趋势相反,在近百年又趋向一致。年降水量序列的均值突变一般以30～100年尺度最为明显,世纪尺度的均值突变时段分别为公元1100～1111年、1403～1449年及1615～1661年,表现为年降水量的减少,以及公元1321～1348年、1497～1557年、1728～1743年及1885～1891年,表现为年降水量的增加。200年以上时间尺度的方差突变主要表现为序列的低频变化幅度,从公元1220年前后至1580年前后持续增大,且以15世纪的方差突变最为明显。     

1971-2015年青藏高原东北边坡降水特征及主要影响因子分析

利用1971-2015年青藏高原东北边坡20个站的降水观测资料和美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料,分析了青藏高原东北边坡年、季降水量空间分布和变化趋势,并采用相关系数法分析和讨论其所受的影响因素。结果表明：青藏高原东北边坡地区的年、季平均降水量空间分布极为不均,总体上是从南向北递减,东北部最少;青藏高原东北边坡年、夏、秋季平均降水量北部呈上升趋势,南部呈下降趋势;青藏高原东北边坡地区年平均降水量呈下降趋势,气候倾向率为-3.1 mm·（10a）^-1,其中春、秋、冬季平均降水量呈上升趋势,夏季平均降水量呈明显下降趋势;青藏高原东北边坡地区年、季降水量的显著周期为2～3 a、4～5 a及10～15 a;南亚季风对青藏高原东北边坡地区降水量影响显著,为明显的正相关,西风指数对高原东北边坡地区降水量有一定影响,相关不是很明显,与其北部降水量呈正相关,南部降水量呈负相关。     

ARIMA模型在新疆喀什地区中长期降水量预测中的应用研究

为研究新疆喀什地区降水量中长期预测问题,结合ARIMA模型对新疆喀什地区的降水量进行预测,利用喀什地区两个子流域1950-2015年实测年降水数据分析其模型的适用性和预测精度。结果表明:ARIMA模型可较好的模拟喀什地区的年降水量,具有较好的预测精度,模拟降水量和实测降水量之间的误差相对值低于20%,绝对误差也可控制在15 mm以内;从空间角度分析,降水总体分布从东向西逐步递减,预测结果和实际降水空间分布状况较为吻合,可达到乙级精度标准。研究成果对于喀什地区中降水量长期预测具有较好的参考价值。