重庆市地形对雷电灾害主要致灾因子影响分析

利用2007—2016年重庆市闪电监测资料及该区域数字高程模型,使用GIS空间分析、数理统计等方法,研究了雷电灾害两种主要致灾因子(闪电密度、强度)与3类地形因素(海拔高度、坡度、坡向)之间的关系。结果表明海拔高度、坡向对地闪密度具有影响,坡度与地闪密度呈负相关关系;不同坡向分类之间的地闪强度分布具有明显差异,海拔高度、坡度与地闪强度不相关。     

大理州山地日照时间的时空分布特征

基于数字高程模型（DEM）模拟计算了大理州山地日照时间的时空分布,结果显示,除了日照百分率外,坡度、坡向和地形之间的相互遮蔽对日照时间的分布有很大的影响。冬季太阳高度角较小,地形遮蔽对日照时间的影响很大,夏季相对较小。遮蔽系数4月最大,12月最小。一年中的任意时刻随着坡度的增加日照时间减少。坡向对日照时间的影响有很强的...     

四川省冰雹分布与地形因子关系分析

利用四川省数字高程模型(DEM)和1970—2014年四川省143个气象站点45年冰雹资料,使用相关分析、逐步回归、数字地形分析和分区统计等方法,研究了四川省冰雹分布与地形高程、坡度、坡向、经纬度、地形起伏度及地形切割深度的关系。研究结果表明:四川省冰雹分布有明显的地理分布特征,地形高程、经度、地形起伏度及西北偏西坡向等地形因子是四川省冰雹分布的主要影响因子。建立冰雹与主要地形影响因子的回归方程,模拟四川省冰雹空间分布,结果显示模拟值与实际值分布趋势一致,但模拟数据整体偏小。     

贵州高原起伏地形下日照时间的时空分布

由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响, 实际起伏地形下的日照时间与水平面上的日照时间有一定差异。该文建立了一种基于数字高程模型 (DEM) 的起伏地形下日照时间的模拟方法, 计算了起伏地形下贵州高原100 m×100 m分辨率日照时间的时空分布。结果表明:坡度、坡向、地形遮蔽对日照时间的影响较大, 实际起伏地形下日照时间的空间分布具有明显地域特征。1月太阳高度角较低, 坡度、坡向的作用非常明显, 地形遮蔽面积较大, 日照时间的空间差异较多, 日照时间为16~142 h, 最大值约为最小值9倍; 7月太阳高度角较高, 地形遮蔽面积相对较小, 日照时间的空间差异相对较少, 日照时间为133~210 h, 最大值为最小值1.6倍, 但由于7月日照时间相对较多, 局地地形对日照时间影响仍明显。4月、10月日照时间及其变化幅度介于1月和7月之间。     

江西强雷电活动分布与地形及其土地利用的相关性

为揭示地形及土地利用类型对江西地区强雷电活动影响，本文选取闪电密度极大值和闪电平均强度极大值作为反映强雷电活动的两个主要参数，利用江西雷电监测资料、地表植被遥感以及地形高程影像文件，提取不同土地利用类型以及海拔高度、坡度和坡向参数值，重点分析强雷电活动分布与土地利用及地形的相关性。结果表明：江西强雷电活动活跃区主要分布于城乡建设用地，雷电活动的落雷概率最高，其次为耕地。闪电平均强度极大值的雷电活动集中发生在赣州及九江的丘陵和山地，其土地利用类型主要为林地，其次为耕地。影响强雷电活动分布的地形因子主要包括坡度、坡向及海拔高度。     

青海省东部地质灾害空间分异及地形雨影响分析

研究地质灾害易发区在地形地貌及植被等环境控制条件下,以及在地形性降雨诱发因素下对地质灾害的空间分异规律,对建立适合于青海东部地区地质灾害气象预报、预警与风险评估模式具有重要意义。利用青海省东部滑坡、泥石流和崩塌等地质灾害发生点资料,基于青海省1:25万的栅格数字高程模型(DEM)数据,提取了研究区域高程、坡度、坡向等要素值,根据Landsat TM卫星影像获取区域植被覆盖状况参数值,基于GIS技术将3类地质灾害发生点与各类要素信息作空间叠置和表面分析。结果表明:各类地质灾害垂直地带的空间分异性与地形、植被覆盖以及地形性降水的垂直分布规律有着很好的对应关系;根据青海东部地质灾害密度点在不同坡向的分异规律,反映了青海东部地区降水从东向西递减的趋势,同时也表明该区水汽来源主要为东北和东南方向,其次为西南方向;地质灾害绝对发生量,以中低山地形、东南向斜坡和无植被区最多;灾害相对密度以丘陵地形、东北向平坡和无植被区最密集。     

可照时间受地形的影响及其精细的空间分布

设计了起伏地形下可照时间分布式计算模型，讨论了不同纬度的坡度、坡向、遮蔽等地形因子对可照时间的影响。结果表明：可照时间的纬向分布特征明显；同一纬度，同一坡向的可照时间随着坡度的增加而减小；坡向对可照时间的影响复杂，不同坡向上的可照时间随季节和坡度变化；在太阳高度角较低的冬季，地形遮蔽对可照时间的影响显著，可明显地影响可照时间的空间分布，清楚表现出可照时间的非地带性。同时绘制了1：100万我国实际地形下精细的可照时间空间分布。     

CMPA降水资料在中国地区不同地形下的精度评价研究

以2001—2010年中国地面自动站降水资料为基准,对中国大陆范围内CMPA(CMPA_Daily)降水资料进行精度评价研究,并与CMORPH1.0(CPC MORPHing technique gauge-satellite)、TRMM3B43V7(Tropical Rainfall Measuring Mission 3B43)降水资料精度进行对比,并进一步结合高程、坡度、坡向、坡向修正因子分析地形因子对数据质量的影响并探讨不同地貌类型下数据的精度。结果显示:CMPA在年、月尺度上均能较好地反映降水的多寡,与站点实测数据具有较高的相关性,误差波动较为平稳,数据质量及稳定性优于CMORPH与TRMM;从时间序列曲线显示CMPA的精度呈现较为明显的季节性差异,均方根误差夏季高于冬季,相关系数、百分比偏差、平均相对误差冬季高于夏季,总体而言CMPA夏季的误差高于冬季,由于夏季降水的基数大而导致了百分比偏差以及平均相对误差较低;分析地形的影响表明,高程、坡度对数据质量的影响大于坡向与坡向修正因子;在复杂地形下,高海拔与高坡度地区CMPA精度均有所降低,但降水资料的精度仍然优于CMORPH与TRMM。     

基于GIS的贵州省冰雹分布与地形因子关系分析

使用贵州省1961—2004年84个气象台站44年历史冰雹记录及1:1000000全国数字高程模型(DEM)资料, 采用基于GIS的数字地形分析、分区统计和图像分类方法, 研究了冰雹分布与地形高程、坡向、坡度及地形切割深度的关系。研究表明:地形高程是影响贵州省降雹分布的最主要地形影响因子; 微观地形因子如坡向和坡度对降雹日数的变异并没有显著性影响, 但大范围的地势抬升及暖湿空气的迎风坡有利于降雹; 地形切割深度并不是年平均降雹日数差异的显著影响因子; 纬度位置的不同, 使其受暖湿空气影响程度不同, 热力条件也存在差异, 也是影响平均降雹日数差异的因子之一; 根据3个影响因子建模获得的方程及贵州省冰雹风险分区图, 经统计检验和与历史乡镇降雹资料比较, 具有较好的一致性。     

2004－2009年阿克苏地区积雪分布特征及对流域春季径流的影响

利用2004-2009年EOS/MODIS卫星遥感积雪资料,分析了阿克苏地区积雪的时空分布特征以及冬季积雪对流域春季径流的影响。结果表明：阿克苏地区积雪属低盖度季节性积雪,积雪主要分布在北部山区,山区中段积雪较厚,冬季1-10cm积雪增加明显。前冬11-20cm积雪对托什干河春季径流的影响更显著,前冬积雪对库马拉克河春季径流的作用不明显。     

MODIS/Terra observed snow cover over the Tibet Plateau: distribution, variation and possible connection with the East Asian Summer Monsoon (EASM)

Based on the snow cover fraction (SCF) data acquired from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on the NASA Terra spacecraft from 2000–2006, statistical analyses are performed to explore the spatial and temporal distribution and variation of the snow cover over the Tibetan Plateau (TP). It is found that the snow persistence over the TP varies in different elevation ranges generally becomes longer with increases in the terrain elevation. In addition, the spatial distribution of the snow cover not only depends on the elevation but also varies with terrain features, such as aspect, slope, and curvature in the local areas. With 7-year observational data, seasonal and interannual variability of snow cover has been detected. There are slight decreasing trends in SFCs from 2000–2006. With MODIS satellite snow-cover fraction data and the National Centers for Environmental Predictions and U.S. Department of Energy NCEP/DOE reanalysis II dataset, the relationship between snow cover anomalies over the TP and the East Asian Summer Monsoon (EASM) is examined. Results indicate that the onset of the EASM is closely associated with snow cover anomalies in the spring. Specifically, a positive (negative) snow cover anomaly is followed by a later (earlier) onset of the EASM.     

基于MODIS积雪覆盖产品的中国天山积雪时空分布特征研究

利用2002-2016年MODIS逐日积雪遥感产品(MOD10A1、MYD10A1),采用日产品合成法、临近日分析法、空间滤波法和相邻时间合成法,生成天山山区逐日晴空积雪遥感产品数据集,研究分析了天山山区积雪时空分布特征。结果表明：近15a,天山山区平均积雪覆盖面积变化不明显,呈略微减少趋势,但主要表现为年际间的波动变化;分季节来看,天山山区积雪覆盖面积冬季 > 秋季> 春季 > 夏季;积雪面积从9月开始积累,1月达到峰值,占天山总面积的50±25%,3月开始消融,8月达到最低值,仅占天山总面积的为3.5±2%。;天山山区大部分区域积雪开始时间在第300天之后,积雪结束时间在第40~150天左右,海拔较高的区域积雪开始时间较早;天山山区平均积雪日数小于60天的不稳定积雪区主要分布在天山南坡、北坡边缘地带,占整个天山面积的44.57%,平均积雪日数在60~300天之间的区域占比为53.4%,主要分布在天山中部和北坡部分区域,平均积雪日数大于300天的永久积雪区,主要分布在海拔3800以上区域,占天山面积的2.03%。     

利用MODIS卫星资料反演中国地区晴空地表短波反照率及其特征分析

利用MODIS地表双向反照率产品(MOD43B1),结合地表海拔高度和地表覆盖类型资料,计算并分析了中国地区晴空反照率的时空分布,以及地表反照率与地形和地表覆盖的关系.首先,利用改则自动气象站的地基观测对MODIS地表反照率进行了对比验证.验证结果表明卫星观测可以较好地反映反照率随时间的变化,MODIS地表反照率与地表实测反照率符合较好.年平均地表反照率与海拔高度有很好的相关,反照率的高值出现在高海拔山区.冬春季节,我国高海拔山区因积雪覆盖成为反照率的高值区;夏秋季节,地表反照率主要受地表土壤湿度和植被盖度的影响,沙地和沙漠地带反照率最高.最后,计算了中国典型地表类型的反照率随时间的变化,结果表明大部分地表类型的反照率具有较大的时间变化,地表反照率在春秋季节较大,夏季反照率较小.     

New estimations of precipitation and surface sublimation in East Antarctica from snow accumulation measurements

Surface mass balance (SMB) distribution and its temporal and spatial variability is an essential input parameter in mass balance studies. Different methods were used, compared and integrated (stake farms, ice cores, snow radar, surface morphology, remote sensing) at eight sites along a transect from Terra Nova Bay (TNB) to Dome C (DC) (East Antarctica), to provide detailed information on the SMB. Spatial variability measurements show that the measured maximum snow accumulation (SA) in a 15 km area is well correlated to firn temperature. Wind-driven sublimation processes, controlled by the surface slope in the wind direction, have a huge impact (up to 85% of snow precipitation) on SMB and are significant in terms of past, present and future SMB evaluations. The snow redistribution process is local and has a strong impact on the annual variability of accumulation. The spatial variability of SMB at the kilometre scale is one order of magnitude higher than its temporal variability (20–30%) at the centennial time scale. This high spatial variability is due to wind-driven sublimation. Compared with our SMB calculations, previous compilations generally over-estimate SMB, up to 65% in some areas.     

Analysis of climatic variability and snow cover in the Kaligandaki River Basin,Himalaya, Nepal

Various remote sensing products and observed data sets were used to determine spatial and temporal trends in climatic variables and their relationship with snow cover area in the higher Himalayas, Nepal. The remote sensing techniques can detect spatial as well as temporal patterns in temperature and snow cover across the inaccessible terrain. Non-parametric methods (i.e. the Mann–Kendall method and Sen's slope) were used to identify trends in climatic variables. Increasing trends in temperature, approximately by 0.03 to 0.08 °C year^?1 based on the station data in different season, and mixed trends in seasonal precipitation were found for the studied basin. The accuracy of MOD10A1 snow cover and fractional snow cover in the Kaligandaki Basin was assessed with respect to the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer-based snow cover area. With increasing trends in winter and spring temperature and decreasing trends in precipitation, a significant negative trend in snow cover area during these seasons was also identified. Results indicate the possible impact of global warming on precipitation and snow cover area in the higher mountainous area. Similar investigations in other regions of Himalayas are warranted to further strengthen the understanding of impact of climate change on hydrology and water resources and extreme hydrologic events.     

近10年西藏高原雪线时空变化及其与气象因素关系分析

本文利用2000年3月-2011年2月西藏地区的MODIS雪盖产品数据、DEM数据以及地面气象观测数据,结合GIS空间分析方法,分析了西藏地区不同自然区划地带下雪线的时空变化特征及其与气象因素的关系。研究表明：西藏及各区域年平均雪线波动变化比较平稳,全区年平均雪线为4848.6m,呈微弱上升趋势,线性倾向率为6.54m/10a;各季节平均雪线中,秋季雪线的变化对年平均贡献最大,二者相关系数达0.796。冬季雪线呈下降趋势（相关系数为-0.625）,其余三季则均表现为上升趋势,但均不显著;除东喜马拉雅南翼山地雪线逐月变化波动明显外（标准差为60.3m）,其余均表现为平缓波动形势;西藏地区的雪线空间分布基本上表现为由东南向西北方向逐步升高的态势,其中东南部和西北部雪线分布密集且复杂。中部雪线则相对较稀疏,其高、低值区分别与山脉和河谷分布相对应;整体上,西藏雪线与气温正相关,与降水量负相关,但是各区域四季雪线与气温、降水量之间又存在差异。雪线是积雪各要素特征变化最为敏感的指示器,研究西藏高原雪线的时空分布特征及其与气象因素之间的关系,对了解西藏高原乃至整个青藏高原的气候变化具有重要的意义。     

基于DEM的新疆区域可照时间的分布式模拟

以新疆区域500 m×500 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据为主要数据源,在提取纬度、坡度、坡向等地形要素栅格数据的基础上,使用考虑地形遮蔽的分布式计算模型,完成了新疆区域全年每日可照时间的数值模拟计算,分析了其时空变化特征,讨论了地形因子对可照时间的影响,结果表明:对新疆而言,可照时间7月最长,为441 h;12月最短,为266 h,区域内可照时间的离散度较大,主要原因是地形差异所致;海拔高于1500 m的山区对全区可照时间标准差的贡献率达到了80.1%;冬夏两季有较为显著的纬向分布特征,三大山脉地区可照时间与同纬度平地相比差异明显,表现出可照时间的地域性分布特征;地形对可照时间的影响比较明显,坡度越大可照时间越少;坡向对可照时间的影响主要表现在冬季,大致为可照时间南坡多、北坡少;随着地形开阔度的增大,可照时间有较为明显的增加。     

近50年云南省降雪的气候变化特征

利用云南省1961-2008年120个测站逐日降雪资料,分析了云南省降雪频次和范围的时空特征和气候变化.结果表明:近50年云南省的年降雪频次和范围总体呈减少趋势,平均每年频次约减少4.5频次.各月的降雪频次和范围都呈负趋势.12月降雪频次减少趋势最显著,4月降雪范围减少趋势最显著.降雪频次长期趋势变化有明显的空间变化.对于年降雪频次西北部比东北部和东部减少得多,滇西北降雪频次每年约减少0.44频次.进一步对云南省年降雪量和积雪深度的长期趋势变化进行分析.云南省近50年,降雪范围逐步减少,年降雪量和平均最大积雪深度呈增加的趋势.说明近年来在云南气候趋于暖湿背景下,年降雪频次和范围呈逐渐减少趋势,但强降雪的频次却增加了.     

北疆积雪时间的特征分析

基于1961-2006年全疆32个测站的逐日积雪深度资料,使用一元线性回归和二项式滑动平均等统计方法,分析了北疆区域积雪开始时间、积雪结束时间、相对积雪期和绝对积雪期的时空变化特征。结果表明,积雪开始时间、结束时间、相对积雪期和绝对积雪期存在明显的区域差异,前3种差异主要是由地形高度变化引起的。积雪开始时间和相对积雪期各测站基本呈上升和下降趋势,积雪结束时间和绝对积雪期趋势变化的空间分布较为类似,伊犁河谷地区呈明显的下降趋势。1995年以后,积雪开始时间呈上升趋势,而积雪结束时间、相对积雪期和绝对积雪期均呈下降趋势。相关分析和合成分析表明,积雪开始时间和相对积雪期及绝对积雪期存在较好的负相关关系,可以通过积雪开始时间的早晚,大致预测相对积雪期和绝对积雪期的长短。     

Temporal and Spatial Variations of the Aerodynamic Roughness Length in the Ablation Zone of the Greenland Ice Sheet

To understand the response of the Greenland ice sheet to climate change the so-called ablation zone is of particular importance, since it accommodates the yearly net surface ice loss. In numerical models and for data analysis, the bulk aerodynamic method is often used to calculate the turbulent surface fluxes, for which the aerodynamic roughness length (z ₀) is a key parameter. We present, for the first time, spatial and temporal variations of z ₀ in the ablation area of the Greenland ice sheet using year-round data from three automatic weather stations and one eddy-correlation mast. The temporal variation of z ₀ is found to be very high in the lower ablation area (factor 500) with, at the end of the summer melt, a maximum in spatial variation for the whole ablation area of a factor 1000. The variation in time matches the onset of the accumulation and ablation season as recovered by sonic height rangers. During winter, snow accumulation and redistribution by snow drift lead to a uniform value of z ₀≈ 10⁻⁴ m throughout the ablation area. At the beginning of summer, snow melt uncovers ice hummocks and z ₀ quickly increases well above 10⁻² m in the lower ablation area. At the end of summer melt, hummocky ice dominates the surface with z ₀ > 5  ×  10⁻³ m up to 60 km from the ice edge. At the same time, the area close to the equilibrium line (about 90 km from the ice edge) remains very smooth with z ₀ = 10⁻⁵ m. At the beginning of winter, we observed that single snow events have the potential to lower z ₀ for a very rough ice surface by a factor of 20 to 50. The total surface drag of the abundant small-scale ice hummocks apparently dominates over the less frequent large domes and deep gullies. The latter results are verified by studying the individual drag contributions of hummocks and domes with a drag partition model.