黄土高原植被改变对夏季当地气候影响的数值模拟

利用2003年6、7月份的资料及中尺度模式MM5V3.5,对当年夏季黄土高原地区的温度场和湿度场进行了模拟分析,结果表明:黄土高原地区植被覆盖改善,将使得当地夏季平均气温、地面温度降低,气温减小的最大值出现在植被改变的中心区域,最大值为0.6℃,其周边地区温度也是普遍降低的,而地面温度变化大于气温。这种变化主要发生在白天,夜间气温和地温的变化相对较小,夜间,平均地温甚至略有升高。在植被改善的地区,夏季平均气温和平均地温日较差均减小。植被覆盖改善后,空气湿度在白天和夜间均明显增加,白天增加量大于夜间,而影响范围则小于夜间。     

中尺度模式对冬季兰州市低空风场和温度场的数值模拟

利用美国NCAR新一代中尺度模式MM5V3，对山谷城市兰州冬季风场和温度场进行了数值模拟研究。模拟结果与现有理论及观测事实基本一致。表明MM5V3中尺度模式可用于研究山谷城市的大气边界层情况，模式能够较好地模拟山谷城市冬季边界层的风场和温度场特征，模拟结果分析表明，位于河谷盆地内的兰州，冬季近地面风场是山谷风环流和城市热岛环流共同作用的结果，冬季夜间地面流场辐合明显，低空盛行东风，夜间距地300m左右，风向转变为偏西风，白天风向转变高度高于夜间，大约在500m以上；冬季温度场逆温特征明显。     

黑河流域植被覆盖度计算及其影响的中尺度模拟

运用基于遥感的中国西北土地覆盖动态监测系统(NOAA AVHRR Processing Chain,NOAA-Chain)预处理系统对改进的甚高分辨率扫描辐射仪(AVHRR)影像资料进行处理得到的归一化植被指数(NDVI),基于像元二分原理得到2002年黑河流域植被覆盖度分布,将其与Gutman 1998年所作全球植被覆盖度数据在黑河流域范围进行了对比分析,发现2002年黑河流域中上游植被整体呈退化趋势,主要绿洲区植被覆盖度增大。分别将这两套植被覆盖度数据引入中尺度大气模式MM5中进行黑河流域中上游气候模拟。通过与气温观测值的比较,发现用黑河流域植被覆盖度数据模拟的气温偏差小于用全球植被覆盖度的模拟结果;植被分布与潜热通量分布的空间相关性最好;植被覆盖度变化对局地温度场变化影响很大。     

梅雨锋急流暴雨日变化的地理原因研究

包括急流暴雨在内的梅雨降水存在显著日变化。过去曾从低空急流日变化等一些梅雨系统的内部联系寻求解释，但通过实例分析和气候比较认为：梅雨降水日变化的根本原因是东亚低层大气温度场日变化的区域性差异。造成这种差异的基本原因又包括两个方面，一是东亚特殊的地形构造，二是梅雨期特殊的云区分布。由于梅雨云带的存在，梅雨锋低槽内温度日变化很微弱；又由于高大地形的存在，梅雨锋低槽南北两侧温度日变化非常明显，使副高和中纬度变性高压在夜间增强，梅雨锋低槽也在夜间变深变窄，改变了早、晚时刻梅雨系统的相对强度和降水功能，导致降水日变化。低空急流系统的日变化是梅雨气压场形势出现日变化后发生的众多中间变化之一。而低层温度场日变化的区域性差异是东亚梅雨季节经常存在的一种气候现象。     

龙门县负氧离子浓度的分布特征

利用龙门县内南昆山、气象观测基地和沈村3个不同的大气负氧离子监测站数据,对龙门县负氧离子时空特征进行分析。结果表明:龙门县负氧离子资源丰富(年均浓度为2989 cm^(-3)),其空间分布与植被覆盖度对应呈现为西高东低趋势。高植被覆盖度区域南昆山站的负氧离子浓度日变化不明显,而低植被覆盖度区域气象观测基地和沈村站存在夜间、早晨高,下午、傍晚低的特征。季节变化来看,龙门县负氧离子浓度呈现春夏高、秋冬低的分布趋势。     

利用城市夜间灯光资料和NDVI研究成都地区植被覆盖度变化

利用SPOT VEG NDVI植被覆盖度数据和DMSP/OLS夜间灯光数据对成都地区近16年来城市化进程对植被覆盖度的影响进行了研究。结果表明:成都地区城市化进程呈增长的趋势,但各地区发展程度差异较大。1998—2013年成都地区植被整体覆盖度较好,且植被覆盖度与夜间灯光亮度值呈显著负相关,相关系数达-0.78以上。城市活动越强烈的地方植被覆盖度越小,即城市中心植被覆盖度最低,距离城市中心越远植被覆盖度较高,城市化发展迅速的城市周边植被覆盖度变化最大。总体而言,成都地区植被覆盖程度处于增加趋势或保持相对稳定。     

植被变化对辽西夏季气候影响的数值试验

利用2001年6、7、8月份的资料及中尺度模式MM5V3．5对当年夏季辽西生态脆弱区进行了气候模拟性能试验，模拟出植被退化和恢复后辽西地区的温度变化。试验结果表明：在辽西部分地区植被退化后，当地夏季平均温度明显升高；在部分地区植被恢复后，当地夏季平均温度降低；在下垫面状况改变的周边地区，平均温度有一定程度的变化。同时，植被状况的改变对高空气压场和温度场也产生一定影响。     

2000-2017年甘南牧区植被变化特征及其影响因子

基于MOD13A3数据，建立2000-2017年甘南牧区植被覆盖时空数据集，分析了甘南牧区植被的时空分布及其变化特征，并利用同期气象数据探讨气象因子对其影响。结果表明，甘南牧区植被水平上呈南多北少的分布格局,与降水量分布基本一致；垂直分布上南部随海拔升高植被减少，北部随海拔升高植被增加。总体上，甘南牧区植被覆盖有增加趋势。气温、降水与日照时数是影响甘南牧区植被变化的重要因子，但2011年以后气温、降水及日照时数对植被变化的影响有所降低，其中5-6月降水量对亚高山草甸区植被变化的影响由显著正相关转为负相关。     

气溶胶粒子对城市夜间边界层温度影响的模式研究

用一维非定常模式模拟大气气溶胶粒子对城市夜间边界层大气温度场的影响。结果表明：气溶胶粒子对近地层大气地增温作用，对１５０ｍ以上大气起降温作用，并削弱近地逆温层的强度。     

青藏高原及其周围植被对夏季气候影响的套网格数值试验比较

利用钱永甫有地形５层原始方程模式,与颜宏等复杂地形条件下有限区域细网格模式进行单向嵌套,即初始场采用前者计算５ｄ后,得到各特征等压面上的高度场和湿度场,向后者每２４ｈ输送一次边界值。地－气模式采用经Ｄｅａｒｄｏｒｆ植被参数化修正的地面热量平衡方程进行耦合。在此基础上进行了夏季（７月）有植被和无植被两种情况的数值试验。有植被情况模拟的高度场、温度场与实测场的相关系数高于无植被的情况。试验发现,有植被比无植被情况的海平面气压场、低层高度场、潜热输送、整层大气湿度和降水量有所增加,而温度场和大陆热低压强度有所降低。     

基于MODIS资料的贵州植被叶面积指数的时空变化及其对气候的响应

利用2000～2006年MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)卫星遥感观测的植被叶面积指数月平均资料以及相应时段的月平均气温、降水的观测资料对贵州植被的时空变化进行了分析.结果表明贵州2000～2006年植被分布受水热条件控制表现出对气候因子不同的响应关系,其中对降水的响应关系比气温明显,特别是冬季和春季,而植被在夏季和秋季的分布主要受气温的制约,与降水的关系并不明显.从季节和年际尺度的时间变化角度而言,植被对气温的响应比对降水明显,季节变化和年际变化的相关系数分别为0.89和0.73(分别通过99.9%和95%信度检验).     

黄淮海地区植被活动对气候变化的响应特征

基于1982 -2003年GIMMSNDVI遥感数据和气象资料, 综合运用趋势分析、相关分析、奇异值分解等方法, 分析我国黄淮海地区植被活动对气候变化响应的时空特征。结果表明:黄淮海地区整体气候变暖趋势比较明显, 干旱化尚不显著, 年平均植被NDVI表现为略微增加的趋势。在年尺度上, 温度是敏感性最强的气候因子, 全年温度、降水、相对湿度对植被NDVI动态变化具有正效应, 而蒸发量具有负效应; 在季尺度上, 温度、降水的敏感性最强。自然植被对降水的敏感性最强, 其次是温度; 农业植被对温度的敏感性最强, 其次是降水。植被对气候变化响应的空间特征表现为, 植被主要生长季平均NDVI与温度距平场空间结构一致, 与蒸发量距平场反位相对应, 与降水量距平场呈北、南部正负相反分布, 与相对湿度距平场呈南、北向正负相反的空间分布。     

近30年来中国干旱生态区增暖放大现象及其与植被覆盖的联系

利用归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）将中国划分为不同的生态区,在此基础上分析夏季植被状况与不同生态区增暖之间的联系。研究表明,就多年平均而言,中国植被覆盖呈现自东向西逐渐减少的空间分布。1982年以来,植被稀疏的干旱生态区是夏季增暖最明显的区域,平均气温和平均最高气温增速大都位于0.6~1.0℃/10 a,而平均最低气温的升高达到0.8~1.4℃/10 a,明显高于中国其他区域。进一步分析发现,夏季气温的变化与其所处地区的植被疏密程度之间存在很好的负相关关系,即快速增暖主要发生在植被稀疏区,且这种负相关关系在夏季平均最低气温上最为显著。不同植被覆盖区中气温的长期变化趋势,受NDVI变化带来的地表反照率和云量变化的影响,但各生态区不尽相同,主要表现在:植被稀疏的干旱生态区,植被减少,引起地表反照率增加,感热输送增加而潜热输送减小,加速了该地区整体的增温速率;而在植被茂密地区,植被增加造成地表反照率减少,同时由于蒸发冷却,其整体增暖幅度缓于植被稀疏区。所以,植被活动对全球变暖背景下的区域气候变化具有重要作用,尤其表现在干旱生态区的陆面过程上,地表辐射平衡和能量收支的显著改变放大了干旱生态区的增暖速率。     

The impact of climatic and non-climatic factors on land surface temperature in southwestern Romania

Land surface temperature is one of the most important parameters related to global warming. It depends mainly on soil type, discontinuous vegetation cover, or lack of precipitation. The main purpose of this paper is to investigate the relationship between high LST, synoptic conditions and air masses trajectories, vegetation cover, and soil type in one of the driest region in Romania. In order to calculate the land surface temperature and normalized difference vegetation index, five satellite images of LANDSAT missions 5 and 7, covering a period of 26 years (1986–2011), were selected, all of them collected in the month of June. The areas with low vegetation density were derived from normalized difference vegetation index, while soil types have been extracted from Corine Land Cover database. HYSPLIT application was employed to identify the air masses origin based on their backward trajectories for each of the five study cases. Pearson, logarithmic, and quadratic correlations were used to detect the relationships between land surface temperature and observed ground temperatures, as well as between land surface temperature and normalized difference vegetation index. The most important findings are: strong correlation between land surface temperature derived from satellite images and maximum ground temperature recorded in a weather station located in the area, as well as between areas with land surface temperature equal to or higher than 40.0 °C and those with lack of vegetation; the sandy soils are the most prone to high land surface temperature and lack of vegetation, followed by the chernozems and brown soils; extremely severe drought events may occur in the region.     

退耕前后吴起地区土地利用变化对温度的影响

利用TM遥感影像解译土地利用状况、植被覆盖度,研究退耕还林前后的土地利用、植被覆盖度的变化,揭示陕西省吴起县退耕还林生态建设工程所取得的实效;利用吴起与周边6个气象站37年的气温和地温资料,分析吴起土地覆盖变化后对温度的影响。结果表明,随着退耕还林工程的实施,吴起县域版图在遥感影像逐渐显现、越来越清晰,植被覆盖增加极为显著,高覆盖植被面积在逐年增加,低覆盖植被面积在逐年减少,植被恢复情况明显好于周围区域。与1 997年相比,到2007年吴起县有75.15%耕地不再耕种,退出的耕地主要变为草地、林地和果园;林草覆盖率增加显著,由1997年的37.06%提高到2007年的80.60%。植被覆盖变化后,对地温和气温均产生了影响,变暖趋势得到下降,对夏季的影响大于冬季,夜间的影响大于白天。     

Temporal and Spatial Variations in the Climate Controls of Vegetation Dynamics on the Tibetan Plateau during 1982–2011

The ecosystem of the Tibetan Plateau is highly susceptible to climate change. Currently, there is little discussion on the temporal changes in the link between climatic factors and vegetation dynamics in this region under the changing climate.By employing Normalized Difference Vegetation Index data, the Climatic Research Unit temperature and precipitation data,and the in-situ meteorological observations, we report the temporal and spatial variations in the relationships between the vegetation dynamics and climatic factors on the Plateau over the past three decades. The results show that from the early 1980s to the mid-1990s, vegetation dynamics in the central and southeastern part of the Plateau appears to show a closer relationship with precipitation prior to the growing season than that of temperature. From the mid-1990s, the temperature rise seems to be the key climatic factor correlating vegetation growth in this region. The effects of increasing temperature on vegetation are spatially variable across the Plateau: it has negative impacts on vegetation activity in the southwestern and northeastern part of the Plateau, and positive impacts in the central and southeastern Plateau. In the context of global warming, the changing climate condition(increasing precipitation and significant rising temperature) might be the potential contributor to the shift in the climatic controls on vegetation dynamics in the central and southeastern Plateau.     

Sensitivity of the Terrestrial Ecosystem to Precipitation and Temperature Variability over China

In this study, the sensitivities of net primary production （NPP）, soil carbon, and vegetation carbon to precipitation and temperature variability over China are discussed using the state-of-the-art Lund-Potsdam-Jena dynamic global vegetation model （LPJ DGVM）. The im- pacts of the sensitivities to precipitation variability and temperature variability on NPP, soil carbon, and vegeta- tion carbon are discussed. It is shown that increasing pre- cipitation variability, representing the frequency of ex- treme precipitation events, leads to losses in NPP, soil carbon, and vegetation carbon over most of China, espe- cially in North and Northeast China where the dominant plant functional types （i.e., those with the largest simu- lated areal cover） are grass and boreal needle-leaved for- est. The responses of NPP, soil carbon, and vegetation carbon to decreasing precipitation variability are opposite to the responses to increasing precipitation variability. The variations in NPP, soil carbon, and vegetation carbon in response to increasing and decreasing precipitation variability show a nonlinear asymmetry. Increasing pre- cipitation variability results in notable interannual variation of NPP. The sensitivities of NPP, soil carbon, and vegetation carbon to temperature variability, whether negative or positive, meaning frequent hot and cold days, are slight. The present study suggests, based on the LPJ model, that precipitation variability has a more severe impact than temperature variability on NPP, soil carbon, and vegetation carbon.     

西藏藏北高原典型植被生长对气候要素变化的响应

选取西藏藏北高原西部高寒草原植被、中部高寒草甸植被及东南部高寒灌丛草甸植被 3 种藏北地区最典型的植被类型, 结合临近 3 个气象观测站的资料, 分析这 3 种典型植被类型地区 1999—2001 年旬平均气温、旬总降水量和 SPOT VEGETATION 卫星 10 d 最大值合成归一化植被指数 (NDVI) 变化特征以及 3 种典型植被基于 SPOT VEGETATION NDVI 的生长变化对旬平均气温和旬总降水量两个主要气候要素变化的响应关系。 结果表明: 藏北地区降水资源的空间分布特点是东南部向西北部逐渐减少, 气温则由南向北逐渐递减, 与降水资源分布相反, 蒸发量西部高, 东部低; SPOT VEGETATION NDVI 能够较为准确地反映 3 种典型植被生长变化特征, 所反映的植被返青期和枯黄期等重要植被生长阶段与由积温计算的植被生长特征基本一致; 藏北地区基于 SPOT VEGETATION NDVI 的植被生长变化与气温的相关系数明显高于与降水的相关系数 , 其中以那曲为代表的高寒草甸植被的 NDVI 与旬气温和旬降水总量的相关系数最大, 分别为 0.81 和 0.68 , 表明藏北地区由于海拔高, 气候寒冷, 气温对该地区植被生长的影响明显高于降水的影响, 即该地区植被生长变化对气温的响应程度明显高于对降水的响应程度 , 是植被生长的限制性因素; 不同植被类型对气温和降水两个要素的响应程度大小依次是高寒草甸、高寒灌丛草甸和高寒草原。