Diversity of Epiphytic Lichens and Hg Contents of Xanthoria parietina Thalli as Monitors of Geothermal Air Pollution in the Mt. Amiata Area (Central Italy)

The diversity of epiphytic lichens and mercury concentrations in lichen samples were measured to monitor the release of airborne pollutants from the industrial exploitation of geothermal resources in the Mt. Amiata area (Italy). The lichen biodiversity showed a general condition of moderate environmental alteration around the geothermal power plants, contrasting with the low environmental alteration of the remaining sites investigated. According to the accumulated Hg in lichen thalli, it was possible to estimate mean Hg and H₂S concentrations in the air, which resulted in very good agreement with values measured instrumentally. Based on these data and the correlation between lichen diversity values and Hg concentrations in lichens, it was possible to calculate the threshold of 8 μg/m³ H₂S as responsible for the worsening from low to moderate environmental alteration according to the biodiversity of epiphytic lichens, and to infer that around geothermal power plants, although not toxic to humans, H₂S concentrations are such to alter the nasal quality of the air. Based on the growth rate of X. parietina, it was possible to convert Hg concentrations into estimates of average Hg deposition rates, which showed fluxes of the order of 65–100 mg/ha/y, indicating a dispersions factor of about 10⁴ for the Hg emitted from the geothermal power plants.     

北京短历时强降雨的时空分布

利用北京地区157个人工站和自动站观测资料,对北京地区短历时强降雨的时间、空间分布特征以及与年总降水量的关系进行分析,结果表明：①2007—2012年,短历时强降雨的次数大体呈现递增趋势,但各年发生的次数差异较大;②从时空分布特征来看, 短历时强降雨最易发生在7月,时段集中在傍晚前后和凌晨,而发生地点集中在北京西山前的平原地区包括昌平中部东部、顺义西部、石景山区、丰台区西部、房山东部南部;③从短历时强降雨与年降水量的关系来看,短历时强降雨发生次数多的年份降水量也高,短历时强降雨对于年降水量的贡献较大。     

我国北方地区苹果干旱时空分布特征

以我国北方苹果主产省为研究区域,基于研究区域内1981—2016年144个气象站点逐日气象数据,结合苹果生育期数据,以干旱指数作为苹果农业干旱指标,明确了研究区域内苹果干旱的空间分布特征及时间变化趋势,结合小波分析方法,揭示了北方苹果干旱发生的周期性规律。结果表明：苹果各生育阶段降水量整体呈由西北向东南增加的趋势,干旱指数空间分布特征呈由西北向东南降低的趋势,苹果花芽萌动-盛花生育阶段干旱程度最大。干旱指数近36年果树萌动-花芽萌动生育阶段呈上升趋势,平均为3.90/（10 a）,花芽萌动-盛花、盛花-成熟以及成熟-落叶生育阶段均呈下降趋势,平均值分别为-3.14/（10 a）,-0.01/（10 a）和-1.65/（10 a）。苹果不同生育阶段干旱存在3种不同尺度的变化周期,其中花芽萌动-盛花生育阶段发生干旱的周期最短,最小周期为2年。     

内蒙古大雪的时空分布特征

应用内蒙古117个气象观测站38年(1971—2008年)的历史资料,对内蒙古大雪、暴雪天气发生的时空分布特征进行了统计分析,分析结果表明:内蒙古地区年降雪量具有东强西弱、山区强平原弱的地域分布特征,强中心在呼伦贝尔盟、兴安盟的大、小兴安岭地区为大值区,超过了50mm;次强中心在乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部的阴山山脉,过了40mm;内蒙古西部的阿拉善盟为小值区,不到10mm。近38年内蒙古大雪日数总体是略有下降的趋势,全区大雪日数年际变化较大,多的年份超过300个站次,少的年份不到100个站次。内蒙古大雪过程主要发生在3、4、10月,超过70%的大雪过程发生在该时段,5、11月次之,隆冬季节大雪发生较少。内蒙古大雪、纯雪主要出现在10月至翌年4月,较雨夹雪发生日数明显偏少。春季从3月中旬至5月底、秋季从9月下旬至11月上旬为雨雪转换季节。大雪(雨夹雪)出现最多的是4月和10月,年平均在30站日左右,较纯雪日多4倍。3月和11月雨夹雪发生日数与纯雪发生日数相当。     

近30年青藏高原年平均0cm地温的分布和变化特征

选取青藏高原40个测站1970～2002年各月平均0cm地温资料,通过EOF、二阶多项式函数和小波分析等方法,对青藏高原年平均0cm地温的时空分布特征进行了研究。结果表明,青藏高原年平均0cm地温EOF展开的第一特征向量反映了高原地温分布的一致性,而第二、三特征向量分别揭示了高原地温分布受到各种中、小尺度天气系统和海拔高度制约的事实。高原地温空间异常可分为4个气候区,即东北部、南部、主体和西部。高原地温各分区代表站的二阶多项式反映出近30年高原东北部地温呈降温趋势;南部呈增温趋势;高原主体和西部具有高一低一高的抛物线型变化趋势。高原地温各分区皆有3a和准7a的振荡周期。     

近50年来东北地区暴雪时空分布特征

利用东北地区(黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古东部)93个气象台站近50年(1958-2007年)的逐日观测资料,分析了东北地区暴雪发生的时空分布特征。结果表明:该地区暴雪发生具有明显的季节分布特征,其中春季(3-4月)和秋季(10-11月)为暴雪主要发生期;东北暴雪在空间分布具有明显的地域性,暴雪主要集中出现在东南部的长白山区、南部的辽东半岛和西北部的大兴安岭山区;近50年来,东北地区全年暴雪量呈现出一定的增加趋势,其中春季在北部和南部呈现明显的上升趋势,然而秋季东北大部分地区暴雪存在显著的下降趋势。     

四川省大雾时空分布特征研究

采用1986~2007年四川省157个站22年大雾资料,初步统计分析了四川省大雾时空分布特征。结果表明:年平均雾日数最多的主要在四川盆地;雾日有明显的季节和月际变化,春、夏季年均雾日数较少,分布范围较小,秋、冬季年均雾日数较多,分布较广;雾大多开始于晚上20时~次日早上8时,结束于8~12时;其中持续0~3小时的大雾所占比例最大。近22年雾日年际变化趋势:约40%的观测站呈显著下降趋势,且分布集中在四川盆地,有少数的站点呈显著上升趋势。     

中国南方春季大尺度大气水汽汇时空变化特征

用1958-2004年NCEP/NCAR再分析资料分析了中国南方春季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明：华南中东部、广西北部-湖南西部-贵州东部地区是中国南方春季水汽汇的两个主要变异中心区。华南中东部春季水汽汇具有明显的年际和年代际变化特征,并以年代际方差占优;广西北部-湖南西部-贵州东部地区春季水汽汇以年际变化为主。华南中东部以及广西北部-湖南西部-贵州东部地区水汽汇的强度异常与东亚上空水汽输送异常导致上述地区垂直积分的水汽通量辐合的异常密切相关,当中国南方上空有西南（东北）风水汽通量距平,即西南风水汽输送增强（减弱）时,则上述地区上空的水汽汇偏强（偏弱）。     

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967～2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明：高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区.年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势.春季降水表现出“偏少～偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势.冬季降水表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征.     

四川地区短时强降水事件时空演变特征研究

利用四川地区自动气象站逐小时降水观测资料,分析了2010~2019年5~9月短时强降水事件24h累计降水量、频次和强度的时空分布特征,探讨了短时强降水事件发生的频次、极值分布及其与地形、海拔高度等的关系。结果表明：四川地区平均24h累计降雨量基本在50mm以上,盆地东北部、西南部、南部及阿坝州东部甚至超过100mm,最大值出现在广安,达175mm。四川地区短时强降水事件开始时间的日变化特征表现为“V”型结构的夜间峰值位相,事件持续时段多为傍晚至凌晨,时长可达10h以上,最长甚至可持续22h。在强降水事件极值的日变化上,极大值频次和降水量呈单峰结构,在03时达到最大,其后逐渐减小至15时达到谷值,而后再次增大;降水强度呈弱双峰结构,分别在04时和16时达到谷值,13时和18时达到峰值,其日变化呈“增-减-增-减”的特征。四川短时强降水事件与复杂地形有密切的关系,5~6月事件活跃区在四川盆地中部,7月在盆地西部的龙门山脉一带,8月在雅安、乐山附近,9月在盆地北部且频次明显减少;短时强降水事件的最大小时雨强可达80mm以上,出现在7~8月的盆地西部龙门山一带和南部地区。短时强降水事件随着海拔高度的增加,发生频次和日数逐渐减少,海拔2000m以上地区基本无强降水发生日出现( 峨眉山气象站例外)。     

湘潭市大雾的时空分布特征及其发生的天气形势分类

利用1959—2012年湘潭3个观测站资料,采用线性倾向估计、普查分析等方法,研究了湘潭市大雾的时空分布特征并将大雾发生的天气形势进行分类。结果表明:全市大雾年平均日数为18.9天,辖区内湘乡最多(25.7天),韶山最少(11.8天)。所辖3站的大雾日数整体均呈逐年增加的趋势,变化速率在1.13天/10a~2.42天/10a,1977—2002年为大雾多发时期;20世纪90年代以前每年代以4~6天的趋势递增,进入21世纪后年大雾日数呈下降趋势。湘潭连续大雾天气过程最长持续时间为12 d,80%的连续大雾为2 d。低空有下沉逆温、地面有辐射逆温,是连续大雾产生的重要条件。形成大雾的500 h Pa形势场特征主要有NW型(槽后西北气流型),SW—NW型(低槽过境型),W型(持续平直气流型),SW型(槽前西南气流型),NW—W型(由脊转槽型)等5种;地面形势主要有两种类型:一种是地面上受小高压控制或处于均匀场中,另一种为地面高压底后部、低压倒槽中或弱冷锋前。     

近40年高层温度场和高度场的时空变化特征

用4种方式对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958－1997年300hPa月均温度、100hPa月均高度资料序列进行对比分析，发现300hPa温度资料可靠性高于100hPa高度资料；详细考察近40a高层温度场、高度场的时空变化特征，并通过Morlet小波进一步分析两要素场的周期变化发现，温度场和高度场的EOF第1模态具有很好的空间整体民生和明显的年际和年代际变化，以10a左右和3a左右的周期为主要周期。     

甘肃省短时强降水的时空特征

基于甘肃省81个自动气象站2002—2012年逐小时降水数据,分析了甘肃省近11 a来短时强降水的时空变化特征。结果表明:短时强降水频次自甘肃省西北向东南逐步递增,陇东南地区是甘肃省短时强降水发生频次最多、强度最强的地区。短时强降水存在2个高发中心,一个在以合水为中心的陇东地区,另一个在以徽县为中心的徽成盆地。短时强降水主要发生在午后至前半夜,出现时段集中在16:00—00:00,17时前后是短时强降水天气高发时段。短时强降水主要出现在5—9月,其中7—8月是一年中出现最多的月份,其次是6月。近11 a来,短时强降水频次呈上升趋势,2006年和2010年出现了2个峰值,其中2010年最多,发生52次,2004年最少只有17次。     

中国区域大气加权平均温度的时空变化及模型

大气加权平均温度Tm是地基GPS水汽遥感的关键参数,决定了水汽反演的精度。利用2008—2011年全国123个探空站点资料,分析了Tm与其影响要素纬度、海拔、地面气温、水汽压及大气压之间的关系,结果表明：Tm与纬度和海拔随季节变化呈周期性负相关,与地面温度和水汽压的自然对数呈正相关,与大气压呈负相关;Tm的空间变化具有纬度地带性和明显的气候分布特征,其变异程度在空间分布上有显著差别,不同地理位置的Tm受季节性影响程度不一,Tm也具有明显的年际周期性变化,年内Tm的每日变化符合二次函数分布规律。按照全国、气候分区和季节分区方法,分别建立了Tm单因子和多因子回归模型,并利用2012年1—5月数据对所建模型进行验证,Tm的估算误差能满足GPS水汽遥感2%的精度,模型普遍适用于我国地基GPS水汽遥感中Tm的估算。     

近50年我国霜期的时空分布及变化趋势分析

利用国家气象信息中心最新整编的1954-2003年中国677个站霜的气象观测资料,分析了我国霜期的地理分布特征,揭示了近50年来我国不同地域霜期的变化趋势和年代际变化特征,探讨了气候变暖背景下霜期的响应.研究表明,除极少数地区外,我国霜期呈缩短的趋势,并且霜期显著缩短发生在20世纪90年代以后;近50年全国大部分地区的初霜日期呈推迟趋势而终霜日期呈提前趋势,这可能与日最低气温、日最低0cm地温的不断升高有关,而初霜日期的推迟和终霜日期的提前最终导致霜期的缩短.     

2005-2019年河北省小时降水时空分布特征

利用2005-2019年河北省40个国家气象观测站逐小时降水资料,分析小时降水和小时强降水的时空分布特征,结果表明:①小时降水频率近年来是降低的,而小时强降水频次没有明显的变化趋势,小时降水量、降水频率、降水强度以及小时强降水频次的月变化均呈单峰型分布,小时强降水频次呈年差异化变大趋势,使得小时强降水事件发生的极端性更...     

贵州茶叶不同生长季节日照时数时空变化特征

基于贵州省80个气象站点1961—2010年地面气象观测资料,采用数理统计方法分析了贵州省茶树生长期近50 a来日照时数时空变化特征,研究结果表明：春茶、夏茶日照时数时间变化较为相似,呈现减少趋势,分别占总站数的95%、93.7%。秋茶时段日照时数时间变化表现为北部、南部呈现减少趋势,中部以西地区呈增加趋势,正值区站点有16个,占总站数的20%。日照百分率的下降主要表现在夏茶,春茶、秋茶下降表现的不很明显。对贵州省自20世纪60年代以来日照的空间分布的年代际变化进行了分析,春茶和夏茶生长季节在70年代的日照时数均表现为减少的趋势,而贵州北部夏茶生长季节日照时数年代际变化无论在哪个年代都表现为持续减少的趋势。     

长江上游流域秋季连阴雨时空变化特征

利用长江上游259个气象站逐日降水资料,采用线性趋势分析方法,分析了近1961—2012年来长江上游流域秋季连阴雨的时空变化特征。结果表明,长江上游流域秋季连阴雨过程平均出现1.54次/a,其中9月出现次数最多,10月次之,11月出现较少。秋季连阴雨日数、累积降水量分别以2.3 d/(10 a)、13.7 mm/(10 a)的速率显著减少,连阴雨开始和结束日期平均为9月9日和9月30日均表现出推迟趋势。进入21世纪后,5—9 d、10 d以上连阴雨过程的次数、80.0 mm以上连阴雨过程的次数均表现出减少趋势。金沙江下游和四川盆地东部为秋季连阴雨累计雨量及其变化速率的大值中心,四川盆地西南部为连阴雨日数及其变化速率的大值中心。9月的降水中心、雨日分布情况与秋季总体情况基本一致,10月降水中心、阴雨日数的中心出现了明显东撤,11月东撤更为明显。     

亚洲冬季大气动能的时空演变特征及其与中国冬季降水和温度的关系

利用1968～2008年NCEP/NCAR再分析资料、中国测站的降水量和温度资料,分析亚洲冬季大气动能的时空演变特征,探讨与其对应的大气环流异常特征以及大气动能的变异与我国降水量和温度异常的联系。结果表明:亚洲冬季大气动能的主要变异中心在东亚西风急流区,该地区的冬季大气动能存在明显的年际和年代际变化。冬季,我国中东部至日本以东到西北太平洋上空大气动能的减弱(增强)与对流层中高层东亚西风急流的减弱(增强)密切相关,并可导致我国东部大部分地区降水量的偏多(偏少)和我国东北地区温度的偏高(偏低)。青藏高原西南侧大气动能的增强(减弱)则与该地区对流层中高层南亚西风急流的增强(减弱)有关联,并导致冬季我国东南地区降水量的偏多(偏少)和我国广西、贵州和四川一带温度的偏低(偏高)。在冬季,亚洲大气动能的变化可能主要通过影响亚洲西风急流的变化来造成我国冬季气候的变异。     

华南夏季大气水汽汇时空变化特征

用1958~2004年NCEP/NCAR再分析资料,分析华南夏季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明:西南地区东部至华南北部地区、华南沿海地区是我国南方夏季水汽汇的2个主要的变异中心区。西南地区东部至华南北部地区夏季水汽汇具有明显的年代际变化特征。华南南部沿岸地区夏季水汽汇则以年际变化为主。西南地区东部至华南北部附近地区以及华南南部沿岸地区水汽汇的强弱异常变化,与东亚上空水汽输送异常而导致上述地区的垂直积分的水汽通量辐合的异常是密切相关:如果向华北或者长江流域的水汽输送增强(减弱),则华南地区得到的水汽减少(增加),导致上述地区上空的水汽汇偏弱(偏强)。