青藏高原雨季的客观监测方法及其近60年的变化趋势

本文通过对青藏高原降水季节演变特征的分析,选取日降水量和降水频率两个特征量来定义青藏高原各站点及全区的雨季,揭示了1961—2019年青藏高原雨季开始时间、结束时间、雨季长度和总雨量等的气候和变化特征.分析发现,青藏高原雨季的开始自东向西推进,而结束西早东晚,雨季持续时间自东向西缩短,雨季雨量东多西少.就青藏高原整体而言,雨季开始的平均日期在5月4日,结束的平均日期在10月15日,雨季平均持续163天,雨季雨量平均为413.2 mm.近60年,青藏高原雨季发生了显著变化,表现为开始时间提前、结束时间推迟、雨季延长、雨量增多.青藏高原各站点雨季的变化具有一定的区域性差异,主要表现为：高原雨季的开始整体提前,但是,高原东部边缘雨季开始提前的变化幅度相对较小;高原雨季的结束时间在南部和北部提前而在中部和东部推后;高原大部地区雨季雨量增多,但南部边缘等部分地区雨季雨量有所减少.

     

中国近50年来群发性高温事件的识别及统计特征

本文提出一种简化的识别群发性气候事件方法,对近50多年来全国群发性高温事件识别结果表明该方法物理意义明确,客观有效,符合实际.通过对近50年来群发性高温事件统计发现,不论是从发生频数、持续时间、影响站数还是综合强度来看,2000年以后的群发性高温事件都是5个年代中最显著的.与此同时,群发性高温事件具有明显的区域特征,长江以南地区发生频率最高,其次为黄河下游华北地区,以新疆为主的西北地区亦是多发区,各个区域群发性高温事件在不同月份的分布差异体现了我国季风雨带移动及下垫面的影响.     

中国气候变化区划（1961-2010年）

气候条件是人类生存与发展的重要基础,亦是经济与社会可持续发展的重要影响因素.应对气候变化已成为世界各国政要、科学家、政府和公众高度关注的全球性问题.现行的中国气候区划均是以不同气候要素指标的多年均值为基础的,旨在表征气候状态的区域差异.然而在气候变化速率不断加快的今天,已有的气候区划并不能表达气候变化的区域差异,也不能反映由气候变化所带来的灾害与环境风险.本文利用1961-2010年气温和降水量的变化趋势值、波动特征值定量识别气候变化,结合中国地形特点,以县级行政区划为单元,完成了中国气候变化区划（1961-2010年）.一级区划根据气温和降水量的变化趋势将中国气候变化（1961-2010年）划分为5个变化趋势带,即东北-华北暖干趋势带、华东-华中湿暖趋势带、西南-华南干暖趋势带、藏东南-西南湿暖趋势带以及西北-青藏高原暖湿趋势带;二级区划根据气温和降水量的波动特征,在一级区划基础上划分为14个波动特征区.     

1973—2020年洞庭湖水温演变特征

表层水温是影响湖泊水生生态系统的关键因素,研究其对气候变化的响应过程及机制是评估湖泊生态环境可持续发展的重要切入点。本文针对水温的长期演变趋势问题,基于实测水文气象数据,采用Air2water数据驱动模型重构洞庭湖长序列水温资料,研究湖泊表层水温在气象条件驱动下的演变特征,为湖泊生态环境监测、水安全保障和综合治理等提供理论依据。主要结论有：（1）尽管Air2water数据驱动模型以常微分方程的简化形式概化湖泊热力学过程,但可较准确地反演水温的变化趋势。根据长序列实测气温资料重构的1973 2020年洞庭湖日均水温序列具有较高的可信度。（2）1973 2020年,洞庭湖水温年内变化具有显著的上升期和下降期,且降温过程较升温快。在气候变暖背景下,年均水温呈现持续的波动性上升趋势,且1996年发生突变后上升趋势更为显著,其中城陵矶站和南咀站年均水温的上升率分别达到0.20和0.16℃/10 a。1996年洞庭湖流域的突变式增温主要是由冷季的显著增暖过程驱动。（3）采用广义单位线法建立水温气温之间的耦合关系,水温随气温上升的速率先增大至极大值后逐渐减缓。1996年水温发生突变后,水温随气温的变...     

1990—2020年中国冰湖变化特征及影响因素

本文基于505 景 Landsat 卫星影像,通过自动化冰湖边界提取与人工目视解译相结合的方法调查了 2000 和 2020年中国境内冰湖的分布与变化,并结合 1990 年冰湖编目数据,分析中国冰湖变化特征及影响因素。 研究表明,19902020 年中国冰湖面积增加(180.1±0.1) km²,增加了 17.9%。 其中,冰川补给湖面积扩张最显著,为 22.9%,而非冰川补给湖的面积仅扩张 4.9%。 1990 2020 年冰湖面积在较高海拔带呈现增长快速的趋势,其中,在海拔 5500 m 以上冰湖面积扩张最大,达 30.5%。 在区域尺度,非冰川补给湖的变化主要受降水量和蒸发量变化的影响,其中蒸发量变化对非冰川补给湖更为显著;气温升高与冰川普遍退缩则是导致冰川补给湖普遍快速扩张的主要原因。     

长江上游地区可利用降水量的气候特征

利用长江上游地区107个观测站1960-2008年气温、降水观测资料,采用陆面蒸发经验模型计算得到各观测站的月蒸发量,再根据水量平衡关系,得到可利用降水量,采用数理统计、REOF分析和M-K突变检验等方法,分析长江上游地区可利用降水量的气候变化特征.结果表明:长江上游可利用降水量季节变化显著,5-9月长江上游可利用降水...     

蒸发皿蒸发量的物理意义、近40年变化趋势的分析和数值试验研究

依据边界层梯度输送理论和能量守恒原理分析了蒸发皿蒸发量的物理意义,蒸发皿蒸发量是多环境因子共同非线性相互作用的结果,并利用我国有长期太阳辐射观测的62个常规气象站观测资料,通过蒸发皿蒸发量与环境气象因子的相关分析对其进行了验证. 分析了近40年蒸发皿蒸发量和环境气象因子的变化趋势,分析结果也表明只利用单个环境因子的变化来解释蒸发皿蒸发量的气候变化会产生偏颇,譬如将蒸发皿蒸发量的逐年减少归因于地表接收的太阳辐射减少的解释在中国东部比在中国西部较合理. 分析1983～2001年间国际卫星云气候计划观测的资料得出,我国大部分地区的总云量保持微小的减少趋势而总云水路径处于明显的增加趋势,这表明云变得更不透明了,它的物理属性发生了明显的变化;预示着大气可降水量有逐年增加的趋势, 地气系统变得更湿润. 结合水循环过程,利用大气环流模式用数值方法证明地气系统的水汽变化能引起陆地近地层大气相对湿度、地表接收的太阳总辐射和地表潜在蒸发量的明显变化.     

淮河流域径流过程变化时空特征及成因

径流变化特征及成因研究对于农业灌溉、流域水资源配置与管理等具有重要理论与现实意义,而淮河流域是我国重要农业区,因而淮河流域径流过程特征及机理研究更突显其重要性.利用非参数Mann-Kendall趋势检验和小波转换等方法系统分析了淮河中上游息县、王家坝和蒋家集等9个水文站点径流资料,分析淮河流域中上游径流年内分配、年际变化、径流趋势、突变特征及周期变化等径流过程变化特征,并探讨了径流变化特征的成因.研究发现:(1)淮河中上游径流量主要集中于5-9月,约占年径流总量的70.37%,变差系数介于0.16~0.85之间,径流年际极值比则介于1.7~23.9之间,径流年际变化剧烈;(2)淮河中上游径流量整体呈下降趋势,尤其是4-5月径流下降趋势显著,季节变化不明显;(3)各站点年径流量在2000s呈显著周期变化,班台、王家坝、鲁台子和蚌埠站在该尺度上存在2.0~3.4 a尺度的小周期,息县、潢川和蒋家集站处于高能区.季节和汛期与非汛期的显著周期集中出现在1960s、1980s和2000s,1960s周期主要为2~8a.(4)潢川站年径流量对气候因子的响应最为明显,其对混合ENSO指数和太平洋中高纬年代际振荡指数(PDO)的响应分别通过了95%和99%的显著性检验.PDO对各站点月径流的直接影响最为显著,且主要集中在6月份,多呈显著负相关关系,以班台站最为显著,分别在1、4和6月通过了95%的显著性检验.南方涛动指数、北大西洋涛动指数和Nino3.4区海表温度距平指数(Nino3.4)对研究区月径流量的响应存在显著滞后性,Nino3.4对研究区月径流量滞后期的影响主要发生在潢川和蒋家集站,而北极涛动指数和PDO指数无滞后性响应.     

1989年大同—阳高地震的前兆过程及其场—源特征

本文对１９８９年山西大同－阳高６．１级地震的前兆过程及其场、源特征进行了综合研究，结果表明，大同－阳高地震震前较为丰富的前兆现象是震源应力场与区域应力场共同作用的结果，估计大同地震的震源区尺度为２０－３０ｋｍ，孕震区范围约２００ｋｍ。最早的异常（震前３－４年）表现为大同盆地沉降速率加大，且出现在震源区，然后扩展至孕震区边缘，在孕震区边缘（１５０－２００ｋｍ）存在中、短期异常的突出集中区，在孕震过程     

强震中期阶段区域性形变异常的共性特征及其机制以青藏块体东北部为例

强震前中期阶段(1～3年或稍长)区域性形变异常往往表现出3个方面的共性特征: ① 区域垂直运动变形呈现与构造有关的异常隆起区、 垂直差异变形高梯度带(有的还呈“四象限”)分布特征; ② 水平运动变形呈现与活动地块及断裂构造有关的、 以剪切变形为主的高应变集中区(带)特征; ③ 区域性垂直形变异常区与水平形变的高应变分布区共生的特征。 分析这些异常共性特征的形成机制, 初步认为: 它们是在基本统一的大区域构造应力场控制下, 不同层次块体系统运动及其边界带变形的非平稳、 非协调性, 在活动地块边界地带和地块内部次级断裂构造部位产生变形差异而导致应力-应变积累、 孕育强震到一定阶段的结果。 在此基础上, 分析探讨了基于区域性形变异常共性特征、 结合地质构造活动背景进行强震中期预测的意义。     

35年来青藏高原大气热源气候特征及其与中国降水的关系

用１９６１～１９９５年青藏高原及其邻近地区１４８个地面站月平均资料计算了３５年的青藏高原大气热量源汇，并分析了它的气候特征及其和中国降水的关系．结果发现，平均而言，青藏高原大气热源最强在６月（为 ７８ Ｗ／ｍ２）９冷源最强在１２月份（为－７２ Ｗ／ｍ２）；地面感热在高原西南部明显增加，造成 ２月、 ３月份高原西南部热量源汇增加最明显，使得３月份在喜马拉雅山北坡形成热源中心．此后该中心继续加强，并且有两次明显的向西移动，分别出现在４月和６月；东部大气变为热源的时间以及热源最强出现的时间都要比西南部晚１个月．夏季凝结游热成为和感热同样重要的加热因子，也是使夏季东部热源继续增强的主要因子．在年代际变化尺度上，１９７７年前后高原大气热量源汇明显具有突变特征，其后大气热量源汇显著增加．青藏高原春季热源对于随后的夏季中国江淮地区、华南地区和华北地区的降水有比较好的指示意义，而高原夏季热源与同期长江流域降水存在着明显的正相关．     

2010—2020年云南及周缘绝对重力变化特征

文中利用国家重大科学工程"大陆构造环境监测网络"2010—2020年云南境内及周边区域10个基准站的绝对重力观测资料,初步获得了各基准站的重力基准及其动态变化。其中,9个测站的3个不同时间尺度和时段的重力变化趋势结果显示重力变化先增后减,转折发生于2014年前后,在重力变化增大至转折点时,先后发生了2014年鲁甸M_S6.5、盈江M_S6.1和景谷M_S6.6地震,随后至2021年漾濞M_S6.4地震发生之前重力一直呈减小趋势,昆明站的情况则正好相反。文中研究表明,云南及邻近区域内重力场变化幅度大、速度快、升降转换周期短,且变化趋势一致。其重力场变化机制可能是由青藏高原受印度板块推挤向NE运移,后受四川盆地阻挡,青藏高原下的地壳物质转向SE的云南及邻近区域的运动所主导。     

中国热带气旋龙卷的气候统计特征(2006~2018)

文章调查了2006至2018年中国热带气旋龙卷(简称TC龙卷)的发生情况.在这13年间,共有64次TC龙卷记录,平均每年发生约5次.约三分之一的登陆热带气旋至少有一个龙卷生成.这些TC龙卷主要发生在热带气旋临近登陆或登陆后36小时内的午后,集中于距离热带气旋中心500 km范围内.大多数TC龙卷位于地形相对平坦的沿海地区,其中江苏和广东是中国TC龙卷发生频次最大的两个省份.此外,文章还揭示了两个值得注意的特征:(1)中国的TC龙卷主要生成于TC中心的东北象限,而非TC移动方向的右前象限;(2)与美国相比,中国大多数TC龙卷生成于强度相对较弱的热带气旋(如热带低压、热带风暴).进一步分析表明,中国的TC龙卷倾向于在具有较大低层风暴相对螺旋度和较大对流有效位能(考虑夹卷效应)的环境中产生.中国2018年的TC龙卷尤其活跃,共有24次TC龙卷记录,占总样本数的37.5%.中国现代气象史上的首次龙卷爆发事件发生于台风摩羯(2018)中,至少有11个龙卷生成.此龙卷爆发事件发生于摩羯与中纬度中层槽的相互作用阶段,且伴随着较强的中高层干空气侵入过程.     

塔里木盆地和田河气田天然气地球化学特征及成藏过程

和田河气田是塔里木盆地在古生界克拉通地区迄今发现的一个最大气田,探明地质储量为616.94×108m3.和田河气田主要产层为石炭系巴楚组的生屑灰岩段、砂砾岩段和奥陶系碳酸盐岩潜山.天然气主要为源自寒武系烃源岩的原油裂解气,经历了晚加里东-早海西期油藏的形成、晚海西期天然气的运聚与散失与喜马拉雅期和田河次生天然气藏形成的3个主要阶段.和田河气田发现的最大意义就是在古生界克拉通地区的新构造运动圈闭中可以形成大气田.     

2008年和2012年冬季欧洲气候的差异及成因

2008年冬季（1月和2月）和2012年冬季均发生了较强的拉尼娜事件,但欧洲气候,尤其是西欧在这两年差异较大,2008年异常偏暖,而2012年却出现了极寒事件.诊断表明,大气环流异常是造成气候差异的直接原因.2008年冬季,北大西洋上空大气环流异常呈正位相的北大西洋涛动,有利于欧洲异常偏暖;2012年冬季,北大西洋和欧亚高纬阻塞的长期维持是西欧发生极端严寒的重要原因.通过数值试验,研究了前期海表热状况异常对大气的影响.结果表明：北大西洋海温异常能在一定程度上解释这两年欧洲各自的气候异常;尽管热带海温异常对2012年冬季的北大西洋环流形势和欧洲气候异常起一定的贡献,但不能解释2008年的情形;靠近欧洲的北极海冰异常偏少使得欧洲气候偏冷,对2008年的偏暖气候贡献为负,对2012年则有正贡献.     

孟加拉湾夏季风爆发的判断指标及其年际特征

利用高低层大气环流、OLR（向外长波辐射）、CMAP降水、SST（海表温度）等资料分析了孟加拉湾地区3—5月多年气候平均大气环流及不同要素的演变特征,定义了一个新的孟加拉湾夏季风（BOBSM,下同）爆发指标为孟加拉湾地区（5°N—15°N,90°E—97.5°E）850 hPa和200 hPa纬向风区域平均的变化同时满足U850 > 3 m·s^-1和U200 < -5 m·s^-1,并持续5天的第一天即作为BOBSM爆发日期.该季风指数有明确的天气学意义,可以反映孟加拉湾低层西南风持续稳定和南亚高压在青藏高原建立早晚的特征.文章进一步分析了BOBSM爆发的年际特征及其前兆海洋信号特征,结果表明：1981—2010年BOBSM爆发的平均日期为5月10日,季风爆发有显著的年际波动,爆发最早在1999年（4月11日）和最晚在1968年（6月1日）,年代际尺度上表现为由爆发偏晚至偏早的变化趋势;BOBSM爆发早（晚）与热带印度洋地区850 hPa的越赤道气流和西风异常加强（减弱）,以及200 hPa青藏高原南亚高压的季节性建立偏早（晚）等密切联系;前期冬季赤道西太平洋的海温冷（暖）变化对BOBSM爆发早（晚）有很好的指示意义,前期冬季海温偏高（低）有利于季风偏早（晚）,其影响的主要途径是通过热源变化激发纬向垂直环流及其热带印度洋和太平洋低层环流异常,进而影响季风爆发早晚.

     

近10 a中国对流层NO2的变化趋势、时空分布特征及其来源解析

利用卫星遥感资料, 分析了1997~2006年中国对流层NO₂的变化趋势和时空分布特征以及来源解析. 研究发现中国近10 a来对流层NO2垂直柱密度具有明显的增长趋势. 东部地区近10 a的NO₂垂直柱密度平均值(9.3×10¹⁵ molec/cm2)是西部地区(0.6×10¹⁵ molec/cm₂)的15倍, NO₂污染最严重的地区主要集中在京津冀、长江三角洲、珠江三角洲以及四川盆地等人口聚居和工业发达的地区, 与人口的分布有密切的关系. 由于气象因素、人居和自然环境等因素的差异, 东部和西部地区对流层NO₂浓度季节变化具有明显不同的特征, 东部地区在冬季浓度最高, 而西部地区在夏季达到极大值. 还分析了几个典型的超大城市对流层NO₂垂直柱密度变化趋势, 上海以每年~20%的增长速率呈线性上升趋势, 增长率最高. 卫星遥感同地面实测资料的比较和验证表明, 大城市对流层NO₂垂直柱密度与近地面的NO₂浓度呈现一致的变化趋势, 且与机动车保有量的变化有显著的相关性, 表明剧烈的人为工业和经济活动对对流层NO₂的来源有重要的贡献.     

1960—2020年千岛湖流域蒸散发演变特征及驱动因素解析

为探究淡水湖库及其所属流域蒸散发演变特征,以及气象因子对蒸散发的影响规律。以长三角地区最大的淡水人工湖和重要的水源地——千岛湖为研究对象,采用Penman-Monteith等方法与WEP-L分布式水文模型,分别计算千岛湖流域1960—2020年潜在蒸散发(ET₀)与实际蒸散发(ET_a),分析二者年际变化趋势及突变年份;采用偏微分方法分析气象因子对ET₀的敏感性和贡献度;采用归因分析法分析突变前后气象因子对ET_a变化的贡献度,并利用蒸发表面水分指数(E_M1)解析流域蒸发互补关系。结果表明:ET₀与ET_a多年平均值分别为1021.7和857.5 mm,整体皆呈减少趋势,倾向率分别为-0.77和-1.03 mm/a,二者均在1980和2000年左右发生突变;ET₀对相对湿度变化最为敏感,ET₀增加的月份主要是由于相对湿度、平均气温的正贡献,风速呈负贡献但相对较小,ET₀减少的...     

中国大地震的天文特征及未来两年的大震趋势

本文全面分析了1900年至1996年发生于中国的7.0级以上大地震的天文特征.分析结果表明,本世纪106次7.0级以上大地震71%发生于月亮轨道(白道)与赤道交角变小阶段,62%以上发生于月亮升交点黄经位于350°～210°期间.这说明月亮轨道运行至此将会是中国地震活跃期.太阳活动及地球自转均与中国大地震的发生密切相关,太阳活动谷年普遍都有大地震发生;地球自转速度加快大地震多,本世纪地球自转速度加快时段发生的大震占72%.文中最后还对未来两年大震趋势提出了初步预测.