塔克拉玛干沙漠地表潜热时空特征分析

利用1979年3月至2004年2月月平均的NCEP/DOE再分析地表潜热资料,在分析塔克拉玛干沙漠四季潜热基本气候特征的基础上,通过EOF方法,对沙漠地表潜热异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明：①沙漠地区夏季潜热最大,春季和秋季次之,冬季最小;靠近山区的沙漠西部、西北部地区四季明显大于中、东部地区。②根据四季地表潜热距平场的EOF分析,该区潜热异常主要有全区一致型、南北差异型以及西北—东南差异型三种常见的分布模态。③25 a期间,塔克拉玛干沙漠地表潜热在第一空间尺度上四季都有不同程度增强的趋势;在第二空间尺度上,春季沙漠北部、西北部有减弱的趋势,南部、东南部有增强的趋势,而冬、夏、秋季变化趋势不是很大。     

塔里木盆地沙尘气溶胶对短波辐射的影响——以塔中为例

利用2006年8—9月塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站的80 m铁塔上,距地1.5 m的KIPP & ZONEN自动辐射仪获取的监测资料,根据沙尘暴资料中PM10的小时浓度变化,参照TSP的变化趋势和塔中地面气象站的能见度和风速,将天气划分为晴空、浮尘和扬沙、沙尘暴三种类型,并分别选取其代表性天气,分析以塔中为代表的沙漠腹地,沙尘气溶胶浓度的变化对短波辐射的影响。结果表明：沙尘气溶胶减弱到达地面的总的太阳辐射,在大气总的透过率上表现为晴空是沙尘暴的2.04倍;直接辐射表现在大气透明系数的变化与沙尘暴、浮尘PM10呈显著负相关,相关系数分别为-0.714,-0.771;沙尘气溶胶改变散射辐射波形,由遁形平顶型改为倒“V”型,增加散射日总量,沙尘暴是晴空的1.68倍,浮尘是晴空的2.12倍。     

利用树轮图像灰度重建南天山北坡西部初夏温度序列

通过相关普查发现,最大灰度标准化年表与6—7月平均温度存在显著的负相关,最高单相关系数为-0.588,且具有明确的树木生理学意义。利用阿合牙孜（AHY）次年、乔拉克铁热克（QLK）当年、腊拉散（LLS）当年、琼库什太（QKS）次年的最大灰度标准化年表能够较好地重建南天山北坡西部6—7月平均温度序列,方差解释量达55.2%,并通过交叉检验表明重建结果是稳定可靠。南天山北坡西部地区6—7月平均温度重建序列具有如下特征：①经历了6个偏暖阶段和5个偏冷阶段,且多个阶段与全球变暖有较好的响应;②利用功率谱分析发现11 a、52 a的准周期变化,利用小波分析对周期的时频变化研究发现气温中短周期振荡随时间不断减弱,进入20世纪这种趋势更加明显,同时50~60 a的长周期变化一直存在;③发生了2次明显的突变,其中包括1916年与1935年。     

古尔班通古特沙漠现代沙漠环境与气候变化

根据北疆降水与温度的时空变化进行了湿润指数计算和时间序列与周期分析,论述了北疆气候的变化规律与特征。同时,根据沙漠环境与气候变化的相互依从关系,利用卫星影像图和野外实地调查订证的方法,讨论了古尔班通古特沙漠特殊气候环境条件下的正逆发展过程。分析表明,北疆气候自50年代以来虽然温度升高,降水略有增加,但是气候变化呈现为暖干过程;并且古尔班通古特沙漠的流沙化面积不断地增加,沙漠化现象日趋严重。同时,气候变化是造成该沙漠流沙化面积增加的主要原因,人为因素起到了诱发和加速作用。总之,无论哪种诱发过程所导致的沙漠化,如果不采取积极的防御措施,都将给人类生活与生存环境带来极大危害。     

准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境研究

通过对北疆及准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境效应研究认为,该区一是受气候变化的影响,其次是受地形和人类活动的影响。在气候变化和环境效应研究中,该地区有着不可替代的区域特征和学科意义。尤其是该区域受西风环流控制和受太平洋季风的影响较少,因此具有季风气候和地中海气候的双重性。因此,该研究区荒漠环境的正逆发展过程不仅受降水和温度的重大影响,而且季节性积雪和高山雪冰融水为荒漠植物的萌发与生长提供了有效的水资源。但是,该地区的生态环境十分脆弱,人类的过度开发和扰动对其的影响也非常严重。所以,加强气候变化与环境效应的相互影响研究,保护干旱生态的平衡发展,再造秀美山川,是该地区今后研究的重要任务和发展方向。     

新疆近50a来的气温和蒸发变化

根据77处国家水文、气象站点观测资料,分析了新疆不同地区近50a来气温和蒸发两个气候要素的变化.结果表明,新疆近50a来的气温呈上升趋势,平均增长率为0.27℃·10a^-1.1987年以后的平均气温较1986年以前有明显升高,尤其是北疆西部、北部和东疆地区增幅较大,达0.6～1.6℃.新疆各季平均气温的变幅以冬季为最大,夏季最小,但各季总体上均呈上升趋势.新疆年蒸发量和干旱指数的变化总体呈下降趋势,反映出气候转湿的信号.     

天山山区与南北疆夏季温度变化对比分析

利用新疆1959～2000年夏季温度资料,采用滑动平均、最大熵谱、经验正交、线性回归方法,分析天山山区近42年来夏季温度变化的基本特征,并与南疆、北疆进行比较。结果表明：①天山山区在夏季温度的冷暖变化阶段以及最炎热、最凉爽年出现的年份与南疆和北疆不同;②夏季温度空间分布的同向性变化北疆最大,天山山区居中,南疆最小;夏季温度空间反向变化南疆和天山山区较大,北疆较小;③夏季温度的年代际变化趋势不同,天山山区持续增温,北疆波动增温,南疆变化稳定;④三种夏季增温的覆盖范围以最低温度为最广,其增温率天山山区最大,南疆最小,北疆居中。     

应用新方法HOMR-HOM均一化1961～2010年北疆最高和最低气温

在实际的气象观察中,受站点迁移、城市化及仪器更换等影响,气象观测数据往往存在不均一性。这种不均一性会掩盖气候变化的真相、造成气候变化诊断结果的失真。因此,观测数据序列均一化具有重要的科学和实际意义。选择1961~2010年期间北疆地区37个气象站点(其中14个站点发生过大的迁移,迁移次数达17次之多),首先以乌鲁木齐站点为例子,说明新的HOMR-HOM方法数据断点检测和数据订正过程。然后,对北疆地区逐日最高气温和最低气温进行均一化处理。结果表明:1新的均一化HOMR-HOM方法能较好的检测断点和订正北疆地区的逐日气温数据;2经过均一化处理,北疆地区最高气温观测数据比均一化后数据高,最低气温观测数据比均一化后数据低。     

融雪期天山西部森林积雪表面能量平衡特征

通过对2013年春季中国科学院天山积雪与雪崩研究站站区内阳坡开阔地和阴坡雪岭云杉80%和20%开阔度林冠下气温、大气湿度、风速以及雪面短波和长波辐射的观测研究,分析了融雪期不同开阔度林冠下积雪表面能量平衡特征。结果表明:由于植被影响,阴坡雪岭云杉林冠下积雪表面净短波辐射和显热明显小于阳坡开阔地,但净长波辐射损失小于阳坡开阔地。阴坡林冠下积雪表面总能量明显小于阳坡开阔地,因此阴坡森林积雪融雪开始消融和结束时间明显晚于阳坡开阔地。在阴坡,林冠开阔度越大,雪面获得的净短波辐射和显热越大,但损失的净长波辐射和潜热也越大。不同开阔度林冠下和阳坡开阔地积雪表面的净短波辐射、显热和潜热有相同的日变化特征,但是森林积雪表面夜晚的显热和潜热多为0 W/m2;阴坡森林积雪表面长波辐射日变化特征明显不同于阳坡开阔地雪面。     

新疆阿勒泰中东部树轮宽度年表特征及其气候响应

利用采自阿勒泰中东部地区8个树轮采点的树轮资料,建立宽度年表,对比这些树轮宽度标准化年表的统计特征,并分析其与气候要素的相关性。结果表明：阿勒泰中东部地区8个采点的标准化年表的平均敏感度都较低,最高的喀拉依里克站南(KLN)为0.194,这与该区海拔较高、降水丰富、土层较厚、坡度较小有关。8个年表显著性水平达到0.01的自相关大多在4阶以内,反映该区树轮宽度生长对气候的响应主要表现在当年及其以后的3a,“滞后效应”比较明显。8个树轮宽度标准化年表与布尔津气象站的生长季及其前期的降水多呈正相关。其中,阿勒泰地区中部义河山南(YHN)标准化年表所含的降水信息最为丰富,与布尔津气象站上年7月至当年4月的降水量相关密切,相关系数达0.561;东部的也克卓勒（YKZ）采点树轮宽度生长与布尔津气象站当年1月-12月月平均温度相关密切,相关系数达0.557。这两个年表与降水和温度的相关时段具有明确的树木生理学意义。