我国横断山区1960-2008年气温和降水时空变化特征

运用样条函数法、线性回归、最小二乘法和趋势分析等方法,对横断山区27个气象站1960-2008年日平均气温和降水资料分析表明,近50年来横断山区气温呈现统计意义上的变暖趋势,其中60和80年代气温相对较低,其他年代则较高,2000-2008时段年均温比多年均值高0.46^oC。横断山区年均气温、春季气温、夏季气温、秋季气温和冬季气温的倾向率分别为0.15^oC10a^-1、0.589^oC10a^-1、0.153^oC10a^-1、0.167^oC10a^-1和0.347^oC10a^-1,升温幅度表现出随纬度增高而加大的趋势,整个横断山区以沙鲁里山和大雪山南缘区域及梅里雪山地区为中心,春季升温幅度最大,冬季次之。横断山区年降水在60和70年代偏低,80年代以后相对偏高,特别是90年代比多年均值高29.84mm,进入2000年后相较90年代明显下降。横断山区年降水、春季降水、夏季降水、秋季降水和冬季降水倾向率分别为9.09mm10a^-1、8.62mm10a^-1、-1.5mm10a^-1、1.53mm10a^-1和1.47mm10a^-1,只有春季倾向率通过了显著水平检验;除夏季降水外,其他季节降水均表现出由西南向东北和由南向北递减的趋势,这是纵向岭谷对流经该区的东亚季风和南亚季风同时起着东西向阻隔作用和南北向通道作用的体现。横断山区季风期气温和降水的倾向率分别为0.117^oC10a^-1和6.01mm10a^-1,最为明显的是2000年后季风期降水明显降低;横断山区非季风期气温和降水的倾向率分别为0.25^oC10a^-1和7.47mm10a^-1,均高于季风期。     

长江三角洲气温变化特征及城市化影响

基于长江三角洲国家基本/基准站历史气象资料和区域人口资料,分析了1959~2005年和1981~2005年期间长江三角洲气温的年和季节变化特征,气温变化在大城市、中等城市和小城镇站之间的差异,以及城市化效应对气温的增温率和增温贡献率。结果表明,过去47年和25年期间,长江三角洲年均气温、年均最高和最低气温都显著增加,增温率都是冬季和春季较高,夏季最低。大城市站增温率明显高于小城镇和中等城市站,城市化效应对大城市气温基本上都是增温作用,其中对平均最低气温的增温率及贡献率最大,对平均最高气温都最小。长江三角洲气温变化趋势和增温率、城市化效应的增温率及增温贡献率与其他地区具有较好的一致性。     

新疆夏季0 oC 层高度变化对河流年径流量的影响

按气候特点和河流径流情况把新疆划分为阿尔泰- 塔城、天山山区和昆仑山北坡3 个研究区域。采用1960~2002 年新疆12 个探空站逐日观测资料和34 个水文站的年径流资料, 利用经过5 点平滑处理的曲线趋势对比和线性相关的研究方法, 定性与定量相结合分析了43 年来新疆夏季0 ^oC 层平均高度变化和河流径流变化趋势及空间分布差异, 并建立了二者的定量关系式。研究表明: 新疆夏季0 ^oC层平均高度与河流年径流量变化具有较好的一致性, 尤其是1970 年代以来, 两者的变化趋势更加亦步亦趋。各区变化不尽相同, 阿尔泰- 塔城和天山山区为1990 年代初以来夏季0 ^oC层平均高度为显著升高地区, 昆仑山北坡为下降区。与之相对应, 同期前两个地区的河流径流量也显著增大, 后一个区域的径流量略为减少。就相关 性而言, 新疆全区和分区的天山山区以及昆仑山北坡等地的夏季0 ^oC层高度与河流径流量均有较好的相关性, 均通过了0.01 显著水平的统计检验。表明新疆近年来不仅近地面发生了气候变化, 高空也同样发生了类似的变化, 并直接导致了夏季0 o^oC层高度的升降。气候变暖, 新疆夏季0 ^oC层升高, 山区的冰雪消融加快, 河流径流量相应增多, 进入丰水期。反之, 进入枯水期。夏季0 ^oC层高度的升降直接影响新疆河流径流量, 在新疆气候暖湿化过程中, 高空的增温也是一个较直接的因子。     

广东蒸发皿蒸发量的变化特征及成因

利用广东86 个气象站1961-2008 年20 cm口径蒸发皿的实测资料,分析了广东小型蒸发皿蒸发量的变化趋势及其原因。结果表明,尽管在这48 年间广东年平均气温以0.21 ^oC/10a 的趋势递增,但是蒸发皿蒸发量总体上却以-54.67 mm/(10a) 的速度递减。蒸发皿蒸发量上升的地区只集中在粤中部分地区,下降幅度最大的地区则在粤西南、粤东沿海和珠江三角洲。通过对彭曼公式中能量平衡项和空气动力项的分析表明,粤中蒸发皿蒸发量的上升主要是因为供蒸发的动力上升幅度略大于能量下降幅度,而蒸发皿蒸发量的下降主要是供蒸发的能量和动力共同下降(或能量下降幅度远大于动力上升幅度) 所致。对各气象因子的趋势分析和相关分析表明,影响广东蒸发量的主要因子为日照时数和风速。     

珠三角城市化对气温时空差异性影响

利用1967-2015年珠江三角洲21个气象站逐日气温资料,根据人口数量、人口密度和夜间灯光数据等数据集划分城市和郊区站点类型,在此基础上,对比不同时空尺度城市站和郊区站气温变化,分析了城市化对气温影响的时空差异性。结果表明：① 1967-2015年,珠三角地区年平均气温、平均最高气温和最低气温均显著升高,平均最低气温的增温速率最高,分别是平均气温的1.05~1.16倍和平均最高气温的0.95~1.32倍。其中,年平均气温变化速率的季节差异普遍表现为秋冬季节增温最强,增温速率均高于0.3 ℃/10a,春夏季节增温较弱,增温速率最低为0.16 ℃/10a。② 利用城市和海表温度对比研究城市化效应,受城市化影响,珠三角年平均气温的增温趋势是0.096 ℃/10a。③ 利用城市和郊区对比研究城市化效应,1967-2015年城市化对城区的气温升高具有显著贡献,而且城市化对平均最高气温及最低气温增温的贡献率最大。其中,城市化对年平均气温变化的贡献率的季节差异表现为夏冬季节较强,贡献率高于11.8%,春秋季节较弱,贡献率最低仅为4.46%。④ 站点划分方法,城市化发展不同阶段及研究时间尺度的选择均导致城市化增温效应的研究结果具有较大不确定性。不同站点分类方法多指示城市化对最低气温升高的贡献率最强,最高可达到38.6%。     

青藏高原各拉丹冬冰芯记录的季节气温变化

2005 年10-11 月中美联合考察队在各拉丹冬峰北部果曲冰川平坦的粒雪盆 (33^o34'37.8"N, 91^o10'35.3"E, 5720 m a.s.l.) 钻取了一支冰芯, 通过对该冰芯进行多参数定年, 恢复了青藏高原中部各拉丹冬地区近70 年来降水中δ¹⁸O 的变化历史。根据冰芯中季风期和非季风期δ¹⁸O 值与临近气象台站气温的正相关性, 重建了该地区70 年来的春季和夏季的气温变化。结果表明, 各拉丹冬冰芯中δ¹⁸O 记录的春季和夏季升温趋势非常明显; 根据回归分析, 冰芯中非季风期的δ¹⁸O 每增大(或减小) 1‰相当于春季气温升高(或降低) 1.3 ^oC; 季风 期的δ¹⁸O 每增大(或减小) 1‰相当于夏季气温升高(或降低) 0.4 ^oC; 各拉丹冬冰芯中δ¹⁸O 记录恢复的春季和夏季气温与北半球春季和夏季的气温变化具有一致的趋势, 但各拉丹冬地区的增温幅度比北半球要大, 同时春季的增温幅度也高于夏季。     

基于MODIS的珠江三角洲地区区域热岛的分布特征

通过MODIS地温数据,研究了珠三角地区由于快速的城市化过程造成的区域性大范围温度升高现象,即"区域"热岛现象。分析结果表明,MODIS数据能够较好地反映出区域城市化进程中区域地表热环境的变化。不同下垫面的温度差异是形成区域热岛的基础。在大规模连片的城市化过程中,城镇用地的周边区域受到温度升高的影响,地表温度也相应升高,从而造成了区域大面积的温度升高,形成了区域热岛。从空间形态看,区域热岛的空间格局与城镇用地的空间布局具有较高的相关性,大城市或城市连绵区往往是区域热岛的中心。城市连绵区及其周边区域的热岛现象十分明显,而位于研究区的西南和东北方位的城镇分布比较分散,对应的区域热岛现象并不显著。     

云南中部区域气温变化特征及其受城市化影响程度分析

利用云南中部区域1961—2010年逐月气温资料,采用趋势系数、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波等方法分析该地区气温的时空变化特征,并采用城郊对比法分析城市化对于气温变化的影响程度。结果表明:(1)该地区年均气温上升趋势明显,年均气温存在着24 a的主周期,并于1997年发生了突变,之后进入了一个显著增暖时期。四季平均气温均呈上升趋势,其中冬季气温增幅最大。(2)除西北部的元谋干热河谷存在降温趋势外,其余地区均呈现增温趋势,升温中心位于城市,其中以昆明的升温趋势最为显著。(3)城市化对气温序列变化趋势的影响显著,城市化引起的增温速率在冬季最大,而城市化对气温变化趋势贡献最高的季节则为春季。(4)昆明的城市化增温速率最大,楚雄次之,玉溪最弱;三市的热岛强度从1985年开始逐年增强,2000年后达到最高值,之后趋于平缓;冬春季节的城市化增温速率要明显高于夏秋季节,城市化增温贡献最高的季节为春季。     

经验模态分解下中国气温变化趋势的区域特征

用经验模态分解(EMD) 方法对中国700 多个站(1951-2001 年) 月平均气温进行了分析, 提取气温变化趋势项, 作空间分型, 并计算各站气温变化率, 以地理信息系统为数据处理平台, 以1km×1km 分辨率的DEM 数据作为地形的综合反映, 得到了中国平均气温空间分型和变化率精细化分布图。结果表明: 近50 年来中国北方大部分地区气温变化率多在0.4 ^oC/10a 以上, 西南和长江中下游部分地区气温变化率较小, 气温变化率为负值区零星状散落 在西南等地区。同时, 1881-2001 年中国9 个区域的气温资料分析表明, 近百年来中国气温变 化趋势以东北、华北、华东、华南、西北和新疆区是持续上升, 西南区呈下降型; 华中区呈倒"V" 型变化, 西藏区趋势不明显。     

黔西南州45年温度变化分析

在以变暖为主要特征的气候变化背景下,黔西南州的温度变化分析。利用了1961~2005年黔西南州8个气象站45年的逐年逐月平均温度、平均最低温度和平均最高温度资料,分析了全州的变暖情况,结果表明,黔西南州年平均温度以0.135℃/10 a的线性趋势增加;四季中春季没有增温趋势变化,冬季、夏季和秋季均有不同程度的增暖,而冬季的增温幅度最大为0.256/10 a。州内不同地区的增温表现明显不同,东南部册亨县和望谟县增温非常明显,增温幅度高于全国平均值,而位于西南部的兴义市的温度变化则呈波动趋势,没有增温趋势。其余地区的增温幅度低于全国平均值。     

Impact of urban expansion on regional tempera-ture change in the Yangtze River Delta

Based on non-radiance-calibrated DMSP/OLS nighttime light imagery from 1992 to 2003, urban land area statistical data, meteorological data and land surface temperature data retrieved by MODIS and NOAA/AVHRR data, the influence of urbanization on regional cli-matic trend of temperature in the Yangtze River Delta (YRD) was analyzed. Conclusions are as follows: 1) There is a significant urbanization process from 1992 to 2003 in the YRD. Four city clusters of Nanjing–Zhenjiang–Yangzhou, Suzhou–Wuxi–Changzhou, Shanghai and Hangzhou Bay form a zigzag city belt. The increase rate of annual mean air temperature in city-belt is 0.28–0.44℃/10a from 1991 to 2005, which is far larger than that of non-city-belt. 2) The urban heat island (UHI) effect on regional mean air temperature in different seasons is summer>autumn>spring>winter. 3) The UHI intensity and the urban total population logarithm are creditably correlated. 4) The UHI effect made the regional annual mean air temperature increased 0.072℃ from 1961 to 2005, of which 0.047℃ from 1991 to 2005, and the annual maximum air temperature increased 0.162℃, of which 0.083℃ from 1991 to 2005. All these indicating that the urban expansion in the YRD from 1991 to 2005 may be regarded as a serious climate signal.     

长江三角洲城市带扩展对区域温度变化的影响

Based on non-radiance-calibrated DMSP/OLS nighttime light imagery from 1992 to 2003, urban land area statistical data, meteorological data and land surface temperature data retrieved by MODIS and NOAA/AVHRR data, the influence of urbanization on regional cli- matic trend of temperature in the Yangtze River Delta (YRD) was analyzed. Conclusions are as follows: 1) There is a significant urbanization process from 1992 to 2003 in the YRD. Four city clusters of Nanjing–Zhenjiang–Yangzhou, Suzhou–Wuxi–Changzhou, Shanghai and Hangzhou Bay form a zigzag city belt. The increase rate of annual mean air temperature in city-belt is 0.28–0.44℃/10a from 1991 to 2005, which is far larger than that of non-city-belt. 2) The urban heat island (UHI) effect on regional mean air temperature in different seasons is summer>autumn>spring>winter. 3) The UHI intensity and the urban total population logarithm are creditably correlated. 4) The UHI effect made the regional annual mean air temperature increased 0.072℃ from 1961 to 2005, of which 0.047℃ from 1991 to 2005, and the annual maximum air temperature increased 0.162℃, of which 0.083℃ from 1991 to 2005. All these indicating that the urban expansion in the YRD from 1991 to 2005 may be regarded as a serious climate signal.     

背景气候和城市化对中国东南部增温的联合效应(英文)

Based on China homogenized land surface air temperature and the National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy (NCEP/DOE) Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP)-Ⅱ Reanalysis data (R-2), the main contributors to surface air temperature increase in Southeast China were investigated by comparing trends of urban and rural temperature series, as well as observed and R-2 data, covering two periods of 1954-2005 and 1979-2005. Results from urban-rural comparison indicate that urban heat island (UHI) effects on regional annual and autumn minimum temperature increases account for 10.5% and 12.0% since 1954, but with smaller warming attribution of 6.2% and 10.6% since 1979. The results by comparing observations with R-2 surface temperature data suggest that land use change accounts for 32.9% and 28.8% in regional annual and autumn minimum temperature increases since 1979. Accordingly, the influence of land use change on regional temperature increase in Southeast China is much more noticeable during the last 30 years. However, it indicates that UHI effect, overwhelmed by the warming change of background climate, does not play a significant role in regional warming over Southeast China during the last 50 years.     

基于贝叶斯时空模型的建设用地扩张格局差异分析——以长三角和中原城市群为例

基于土地利用现状遥感监测数据,采用贝叶斯统计方法对长三角城市群和中原城市群城市建设用地扩张的时空特征及其影响因素进行研究,并探讨两个间差异规律。结果表明:(1)研究期内,两个城市群的建设用地均呈现快速扩张的态势,增长速度均在2000—2005年达到峰值,对应的净增长率分别为36.6%和31.1%。(2)两个城市群城市扩张空间演化过程差异显著,长三角城市群建设用地扩张表现为“点—轴—波式循环”模式,空间异质性较高,出现多个城市扩张热点区域;而中原城市群表现为“点—轴—网”模式,地区间扩张差异较小,温点扩张区域居多。(3)影响两个城市群建设用地扩张的主要因素有经济发展、产业结构、人口规模和居民收入。从影响程度大小的区域对比来看,经济规模、产业结构和居民收入对长三角城市群的影响程度高,人口规模对中原城市群的影响程度高。     

长江三角洲地区城镇时空动态格局及其环境效应

利用多期遥感影像对长江三角洲地区城镇近15年来的时空变化特征进行了分析,揭示了地区城镇化的空间格局与其生态环境的相互关系。结果表明:80年代中后期至2000年之间以农业景观为主的农田、林地显著减少,城镇迅速扩张,呈集中化趋势。前后五年的土地利用动态变化的构成比例不同,后期城市扩展的速度明显减慢。土地利用的动态变化引起了环境的一系列变化,其扩展方式直接影响到局地气候及区域空气质量。     

长江三角洲地区城市用地增长的时空特征分析

以Landsat MSS、TM、ETM 卫星影像为主要数据源,利用遥感和GIS 手段,提取了长江三角洲地区5 个时相(1979 年、1990 年、1995 年、2000 年、2005 年) 城市用地信息,分析了城市用地扩展速度、扩展强度、空间结构的变化特征,进而探讨了长江三角洲1979 年以来的城市空间生长过程。结果表明：① 1979 年以来,长江三角洲城市用地增长呈明显的加快趋势,城市用地总体扩展强度也表现为不断提高。不同行政等级城市用地的扩展强度表现为直 辖市> 地级市> 副省级市> 县(县级市)。② 长江三角洲城市用地空间结构的分维和稳定性特征具有一定的波动性。城市用地的空间结构特征与城市用地增长过程和发展阶段具有一定的联系。③ 长江三角洲城市生长表现出“一核二带”、“二核三带”、“四核四带”和“五核五带”的空间轨迹。     

长三角城市群城镇化与生态环境质量优化研究

以2003—2016年的长三角城市群26个城市为研究对象,分析长三角城镇化和生态环境的时空变化特征,运用STIRPAT模型探讨城镇化对生态环境影响。结果表明:① 2003—2016年,长三角城镇化与生态环境质量均有提升,且城镇化水平的地区差异大于生态环境质量。长三角形成以上海、南京和杭州为中心的城镇化水平高值集聚,生态环境质量整体提升明显且空间差异小。② 长三角城镇化明显改善本城市生态环境质量,对相邻城市的生态环境质量有一定的负面影响。对本城市而言,多维的城镇化从人口、经济、土地、社会层面疏解生态环境压力,加强生态环境治理,优化提升生态环境质量。以人口集聚和结构优化为特征的人口城镇化,促进消耗集中、排放集中,提升了资源使用效率和污染治理效率。以产业集聚和经济发展为特征的经济城镇化,通过产业集中布局和创造经济效益,在资源配置和污染治理上发挥集聚效应,并为生态环境改善提供资金支持。对相邻城市而言,城市的城镇化“虹吸效应”大于“扩散效应”,城市的产业转型和环境规制会使污染向相邻城市转移,从而对相邻城市生态环境质量有一定的负面影响。     

长江流域土地利用时空变化特征及其径流效应

土地利用变化的径流效应是水循环研究中的重点内容之一。长江流域是中国最大的流域,土地利用变化及其径流效应分析是研究该流域径流演变、水旱灾害的基础。本文利用1980、1990、1995、2000、2005年五期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵计算土地利用动态度、交换变量等指标,评价了长江流域土地利用的时空变化特征,识别关键变化区域及其变化原因。在此基础上,利用SCS模型的降水—径流方程,分析了土地利用变化的径流效应。研究结果表明：1980-2005年时期,长江流域土地转移活跃程度在第一(1980-1990年)和第四(2001-2005年)时期内明显高于1991-1995年和1996-2000年,中上游四川及其北部地区的活跃程度最大。1980-2005年期间水田、旱地、林地和草地面积变化幅度都在8%以内。但受不同时期环境保护和经济发展因素影响,耕地(水田和旱地)和林地、草地呈现相反的变化,而水域、未利用地和城镇用地相对变化较大;其中快速的城镇化导致城镇用地增幅最高,可达196.58%。土地利用变化直接导致流域的平均径流系数变大,变幅从-0.67%到0.80%,平均增幅0.05%,变化最显著的地区在城市化水平较高的长三角一带。径流系数的增加导致洪水发生的可能性增大。     

长江三角洲城市群区域滨海湿地利用时空变化特征

应用遥感和地理信息系统技术,以研究区遥感影像为主要数据源,研究了1990～2000年和2000～2005年间长江三角洲城市群区域围海造地行为下滨海湿地利用的时空演变特征。围海造地在不同城市化发展时期分别为农业用地和建设用地扩张所需。以海岸线为基准,通过分别向陆地和向海洋方向进行滨海湿地分区,每个方向设立7个缓冲带,靠近海岸线的前6个缓冲带宽1km,第7个缓冲带宽10km。结果表明,1990～2000年期间,围海造地以农业用地扩张为主,其平均年扩张速率为48.9km2/a,明显大于建设用地的平均年扩张速率(28.2km2/a);而2000～2005年期间,建设用地成为围海造地的主要目的,建设用地平均年扩张速率大幅增大至91.8km2/a,而农业用地平均年扩张率仅为4.2km2/a。在空间分布上,1990～2000年期间,农业用地平均年扩张百分率最大值出现在距海岸线5km的陆地缓冲区;但在2000～2005年期间,各陆地缓冲区农业用地面积在减少,其平均年扩张百分率为-1.3%/a;而建设用地在各缓冲区的平均年扩张百分率由1990～2000年期间的0.62%/a增大为2000～2005年期间的2.66%/a。对长江三角洲滨海湿地土地流转驱动力的分析表明,城市化是建设用地扩张的重要驱动力;一些天然滨海湿地直接转变为建设用地,两个时期建设用地净扩张区域相同,即距海岸线1～3km和>6km陆地缓冲带;还有一些天然滨海湿地,如滩涂,被用于水产养殖,而转变为人工湿地,在1990～2000年期间,农业用地的扩张区域是距海岸线4～6km的陆地缓冲带,在2000～2005年期间,农业用地的扩张区域是1～3km的近海缓冲带。